【物理】甘肃省武威第六中学2019-2020学年高一下学期第一次段考（期中考试）试题 （解析版）
甘肃省武威第六中学2019-2020学年高一下学期
第一次段考（期中考试）试题
一、选择题（本题共12小题。1～8小题，只有一个选项正确，每小题4分；9～12小题，有多个选项正确，全选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分，共48分）
1.著名物理学家牛顿从苹果落地现象出发，发现了万有引力定律，从而说明学好物理要多观察，多思考.在物理学发展的历程中，许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程，为物理学的建立，做出了巨大的贡献.在对以下几位物理学家所做的科学贡献的叙述中，正确的是（ ）
A. 卡文迪许将行星与太阳、地球与月球、地球与地面物体之间的引力规律推广到宇宙中的一切物体，得出万有引力定律，并测出了引力常量G的数值
B. 地心说的代表人物是哥白尼，认为地球是宇宙的中心，其他星球都在绕地球运动
C. 牛顿由于测出了引力常量而成为第一个计算出地球质量的人
D. 开普勒用了20年时间研究第谷行星观测记录，发现了行星运动的三大定律
【答案】D
【解析】
【详解】A．牛顿将行星与太阳、地球与月球、地球与地面物体之间的引力规律推广到宇宙中的一切物体，得出万有引力定律，卡文迪许测出了引力常量G的数值，选项A错误；
B．地心说的代表人物是托勒密，认为地球是宇宙的中心，其他星球都在绕地球运动，选项B错误；
C．卡文迪许由于测出了引力常量而成为第一个计算出地球质量的人，选项C错误；
D．开普勒用了20年时间研究第谷的行星观测记录，发现了行星运动的三大定律，选项D正确。
2.下列与曲线运动有关的叙述，正确的是
A. 物体做曲线运动时，速度方向一定时刻改变
B. 物体运动速度改变，它一定做曲线运动
C. 物体做曲线运动时，加速度一定变化
D. 物体做曲线运动时，有可能处于平衡状态
【答案】A
【解析】
A、做曲线运动的物体，速度方向为轨迹的切线方向，即其速度方向一定时刻改变，故曲线运动为变速运动，故A正确；
B、速度为矢量，当物体运动速度大小改变而方向不变，则做直线运动，故B错误；
C、物体做曲线运动时，加速度不一定改变，比如平抛运动的加速度就为重力加速度，是不变的，故C错误；
D、平衡状态是指物体处于静止或者是匀速直线运动状态，物体做曲线运动时，物体的速度的方向是一定变化的，则加速度不为零，根据牛顿第二定律可知合力不为零，故物体不是处于平衡状态，故D错误．
3.下列关于重力势能的说法中，正确的是( )
A. 有A、B两个物体，A的高度是B的高度的2倍，那么物体A的重力势能的数值一定是物体重力势能数值的2倍
B. 从同一高度将某一物体以相同的速度竖直上抛或平抛，从抛出到落地过程中，物体重力势能的变化是相同的
C. 有一物体从顶楼落到地面，如果受到空气阻力，物体重力势能的减少量小于自由下落时重力势能的减少量
D. 重力做功时，不仅与物体运动的高度有关，还与物体运动的路径有关
【答案】B
【解析】
重力势能大小EP=mgh；与质量及高度有关，由于质量大小不明确，故不能说明物体A的重力势能的数值一定是物体B的2倍；故A错误；从同一高度将某一物体以相同的速度竖直上抛或平抛，从抛出到落地的过程中，由于运动的高度相同，故物体重力势能的变化是相同的；故B正确；上升和下落时，由于高度变化相同，故重力势能的变化量也相同；故C错误；重力做功和路径无关，只与初末两点的高度差有关；故D错误；故选B．
4.某人骑自行车以的速度向正东方向行驶，天气预报报告当时是正北风，风速为，则骑车人感觉到风速方向和大小为
A. 西北风，风速 B. 西北风，风速
C. 东北风，风速4m/s D. 东北风，风速
【答案】D
【解析】
【详解】无风，人向东骑行，则相当于刮正东风，而实际风从正北方刮来，所以人感觉的风速是这两个方向上的合成，根据平行四边形定则有，，方向指向西南，所以风速的方向为东北风故D正确，A、B、C错误．
5.我国首颗高轨道高通量通信卫星——“实践十三号”卫星在西昌卫星发射中心成功发射升空，并在预定的高空轨道上绕地球做匀速圆周运动，于2018年1月23日投入使用。“实践十三号”卫星在地面上的发射速度用v表示。关于“实践十三号”卫星，下列说法正确的是（ ）
A. “实践十三号”卫星运行的速度小于7.9km/s
B. “实践十三号”卫星运行的速度大于7.9km/s，小于11.2km/s
C. 若7.9km/s
16.7km/s，则此卫星将成为太阳的“人造行星”
【答案】A
【解析】
详解】
AB．第一宇宙速度是所有环绕地球做圆周运动的卫星的最大速度，除近地卫星外，其它任何卫星的速度均小于第一宇宙速度7.9km/s，选项A正确，B错误；
C．若v>11.2km/s，则此卫星将脱离地球的引力，成为太阳的“人造行星”，选项C错误；
D．若v>16.7km/s，则此卫星将脱离太阳的引力飞到太阳系以外的宇宙空间去，选项D错误。
6.在2016年短道速滑世锦赛中，我国选手韩天宇在男子超级3000米赛事中以4分49秒450夺冠，并获得全能冠军。如图1所示，比赛中，运动员通过弯道时如果不能很好地控制速度，将会发生侧滑而离开赛道。现把这一运动项目简化为如下物理模型:用圆弧虚线Ob代表弯道，Oa表示运动员在O点的速度方向（如图2所示），下列说法正确的是（ ）
A. 发生侧滑是因为运动员受到离心力的作用
B. 发生侧滑因为运动员只受到重力和滑道弹力两个力作用，没有向心力
C. 只要速度小就不会发生侧滑
D. 若在O点发生侧滑，则滑动方向在Oa与Ob之间
【答案】D
【解析】
【详解】ABC．运动员受重力、滑道的弹力和摩擦力作用，发生侧滑是因为运动员受到地面的摩擦力不足以提供做圆周运动的向心力，即使速度小也可能会发生侧滑，选项ABC错误；
D．侧滑时是会沿半径方向有远离圆心的运动分量，若此时摩擦力消失，运动员会沿Oa的方向运动，此时还会受到大致沿半径方向上的摩擦力作用，所以若在O点发生侧滑，则滑动方向在Oa与Ob之间，选项D正确。
7.将一可视为质点的物体b放在粗糙的水平桌面上，用一质量可忽略不计的轻绳穿过摩擦可忽略的小孔O与一可视为质点的小球a连接。第一次给小球a一定的初速度使其在水平面内做匀速圆周运动，第二次改变小球a的速度，使其在水平面内做圆周运动的轨道半径增大，整个过程中物体b始终处于静止状态。则（ ）
A. 第二次轻绳的拉力比第一次小
B. 第二次小球a的角速度比第一次小
C. 第二次物体b的摩擦力比第一次大
D. 第二次物体b所受的支持力比第一次大
【答案】C
【解析】
【详解】AC．设细绳与竖直方向的夹角为θ，则细线的拉力为，第二次θ角较大，则第二次轻绳的拉力比第一次大；因绳子的拉力等于b所受的摩擦力，则第二次物体b的摩擦力比第一次大，选项A错误，C正确；
B．对小球a，由牛顿第二定律，解得，第二次θ角较大，则第二次小球a的角速度比第一次大，选项B错误；
D．物块b所受的支持力等于物块b的重力,则两次物体b所受的支持力大小相等,选项D错误。
8.物体受到水平推力F的作用在粗糙水平面上做直线运动。通过力和速度传感器监测到推力F、物体速度v随时间t变化的规律分别如图甲、乙所示。取g＝10m/s2，则下列说法错误的是（ ）
A. 物体的质量m＝0.5kg
B. 物体与水平面间动摩擦因数μ＝0.40
C. 第2s内物体克服摩擦力做的功W＝2J
D. 前2s内推力F做功的平均功率＝3W
【答案】D
【解析】
【详解】A． 由速度时间图线知，在2-3s内，物体做匀速直线运动，可知推力等于摩擦力，可知f=2N，在1-2s内，物体做匀加速直线运动，由速度时间图线知
根据牛顿第二定律得，F2-f=ma，代入数据解得m=0.5kg，故A正确不符合题意；
B． 物体与水平面间的动摩擦因数，故B正确，不符合题意；
C． 第2s内的位移，则物体克服摩擦力做功W=fx2=2×1J=2J，故C正确，不符合题意；
D． 前2s内位移x=x2=1m，则推力F做功的大小WF=F2x2=3×1J=3J，则平均功率
，故D错误符合题意；
9.关于如图a、b、c、d所示的四种圆周运动模型，说法正确的是（ ）
A. 如图a所示，汽车安全通过拱桥最高点时，车对桥面的压力大于车的重力
B. 如图b所示，在固定圆锥筒内做匀速圆周运动的小球，受重力、弹力和向心力
C. 如图c所示，轻质细杆一端固定一小球，绕另端0在竖直面内做圆周运动，在最高点小球所受合力可能为零
D. 如图d所示，火车以某速度经过外轨高于内轨的弯道时，车轮可能对内外轨均无侧向压力
【答案】CD
【解析】
【详解】A.图a汽车安全通过拱桥最高点时，重力和支持力的合力提供向心力，方向向下，所以支持力小于重力，根据牛顿第三定律，车对桥面的压力小于车的重力，故A错误；
B. 图b沿固定圆锥筒内做匀速圆周运动的小球，受重力和弹力作用，故B错误；
C.图c中轻质细杆一端固定的小球，在最高点速度为零时，小球所受合力为零，故C正确；
D. 图d中火车以某速度经过外轨高于内轨的弯道时，受到的重力和轨道的支持力的合力恰好等于向心力时，车轮对内外轨均无侧向压力，故D正确．
故选：CD
10.如图所示，摆球质量为m，悬绳长为L，把悬线拉到水平位置后放手。设在摆球从A点运动到B点的过程中空气阻力F阻的大小不变，重力加速度大小为g。则下列说法正确的是（ ）
A. 重力做功为mgL B. 绳的拉力做功为mgL
C. 空气阻力F阻做功为-mgL D. 空气阻力F阻做功为-F阻·πL
【答案】AD
【解析】
【详解】A．重力做功为WG=mgL，选项A正确；
B．绳的拉力与速度垂直，则做功为零，选项B错误；
CD．空气阻力F阻做功为,选项C错误，D正确。
故选AD。
11.2018年5月4日，长征三号乙运载火箭在西昌卫星发射中心成功将“亚太6C”卫星送入离地面高度约为36000km的地球同步轨道。取地球半径为6400km。下列说法正确的是（ ）
A. “亚太6C”卫星可能在北京正上空
B. 月球离地面的高度一定大于72000km
C. 静止在地面上随地球自转的汽车绕地心运行的速度大小可能为1km/s
D. 不同的地球同步卫星距地面的高度一定相同
【答案】BD
【解析】
【详解】A．同步卫星只能定点在赤道的上空，则“亚太6C”卫星不可能在北京正上空，选项A错误；
B．对月球和同步卫星都是地球的卫星，则由开普勒第三定律
则，则月球离地面的高度一定大于72000km，选项B正确；
C．静止在地面赤道上随地球自转的汽车绕地心运行的速度大小
，则静止在地面上随地球自转的汽车绕地心运行的速度大小不可能为1km/s，选项C错误；
D．同步卫星具有相同的周期，则同步卫星的高度都相同，即不同的地球同步卫星距地面的高度一定相同，选项D正确。
故选BD。
12.甲、乙两网球在同一点处沿同一方向水平抛出，打在距抛出点30m远的竖直墙上，两球落点在竖直方向上相距8.75m，位置如图所示，其中A为甲网球的落点，B为乙网球的落点。已知甲网球抛出时的初速度大小为20m/s，不考虑空气阻力的影响，重力加速度取g=10m/s2，则（ ）
A. 甲网球在竖直方向上下落的高度为11.25m
B. 乙网球抛出时的初速度大小为15m/s
C. 甲网球在A点的速度大于乙网球在B点的速度
D. 若将两网球的初速度均减为原来的一半，则两网球有可能在空中相遇
【答案】AB
【解析】
【详解】A．甲球的水平速度，甲网球在竖直方向上下落的高度为
，选项A正确；
B．乙球下落的高度h乙=11.25m+8.75m=20m则乙网球抛出时的初速度大小为
，选项B正确；
C．甲网球在A点的速度，乙网球在B点的速度，则甲网球在A点的速度等于乙网球在B点的速度，选项C错误；
D．若将两网球的初速度均减为原来的一半，则两网球在相同时间内下落的高度相同，但是水平位移不同，则两球不可能在空中相遇，选项D错误。
故选AB。
二、实验题（本题共2小题，每空2分，共14分．把答案填到题中的横线上）
13.在研究“平抛运动”实验中。
（1）为减少空气阻力对小球的影响，应选择的小球是_____。
A．实心小铁球 B．空心小铁球
C．实心小木球 D．以上三种球都可以
（2）实验中，应采取下列哪些措施减小实验误差_____。
A．斜槽轨道末端切线必须水平 B．斜槽轨道必须光滑
C．每次要平衡摩擦力 D．小球每次应从斜槽同一高度释放
（3）某同学猜想到平抛运动的时间长短可能与下列因素相关，其中你认为正确的是____。
A．物体的质量 B．抛出点距离落地点的水平位移
C．物体抛出时的水平速度 D．抛出点距离地面的竖直高度
（4）图示是拍摄小球做平抛运动的频闪照片，出现这种情况的原因是__________。
A．释放小球时初速度不为零
B．释放小球的初始位置不同
C．斜槽末端切线不水平
【答案】 (1). A (2). AD (3). D (4). C
【解析】
【详解】（1）为减少空气阻力对小球的影响，应选择的小球是实心铁球，故选A；
（2）A．斜槽轨道末端切线必须水平，以保证小球做平抛运动，选项A正确；
B．斜槽轨道没必要必须光滑，只要到达底端的速度相等即可，选项B错误；
C．每次没必要平衡摩擦力，选项C错误；
D．小球每次应从斜槽同一高度释放，使得到达底端的速度相等，选项D正确。
故选AD。
（3）根据可得，则平抛运动的时间长短只与抛出点距离地面的竖直高度有关，故选D。
（4）由图可知，小球离开斜槽后做斜上抛运动，可知其原因是斜槽末端切线不水平，故选C。
14.某学习小组做探究“功和物体速度变化关系”的实验，如图所示.图中小车是在一条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行，这时，橡皮筋对小车做的功记为W，当用2条、3条……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次……实验时，使每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致.每次实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出。
（1）除了图中已有的实验器材外，还需要导线、开关、刻度尺和_____电源（填“交流”或“直流”）
（2）实验中，小车会受到摩擦阻力的作用，可以使木板适当倾斜来平衡掉摩擦阻力，则下列操作正确的是________。
A．放开小车，能够下滑即可
B．轻推小车，能够匀速下滑即可
C．放开拖着纸带的小车，能够下滑即可
D．轻推拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可
（3）每次实验得到的纸带上的点并不都是均匀的，为了测量小车获得的速度，应选用下图纸带的________部分进行测量
【答案】 (1). 交流 (2). D (3). CD
【解析】
【详解】（1）除了图中已有的实验器材外，还需要导线、开关、刻度尺和交流电源；
（2）若轻推拖着纸带的小车，能够匀速下滑，则说明平衡了摩擦力，故选D。
（3）小车先做加速运动，当速度最大时做匀速运动，则为了测量小车获得的速度，应选用纸带的点迹均匀的CD部分进行测量。
三、计算题（本题共3小题，共38分，请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分）。
15.如图甲、乙所示分别是某学生骑车爬坡以及沿水平路面运动的情形。假如他骑车时的最大功率 P=1200 W，车和学生的总质量m =75kg，斜坡倾角θ= 20°，爬坡以及沿水平路面运动过程中所受摩擦等阻力均恒为，取，求：
(1)该学生骑车上坡的最大速度的大小；
(2)该学生在水平路面上汽车的最大速度的大小。
【答案】(1) ；(2)
【解析】
【详解】(1)学生骑车上坡时，根据牛顿第二定律有
当速度最大时加速度等于零时有
则、
(2)学生在水平路面上骑车时，根据牛顿第二定律有
当速度最大时加速度等于零
则
16.已知引力常量G，地球半径R，月球和地球之间的距离r，同步卫星距地面的高度h，月球绕地球的运转周期T1，地球的自转周期T2，地球表面的重力加速度g，某同学根据以上条件，提出一种估算地球质量M的方法：同步卫星绕地心做圆周运动，由得。
（1）请判断上面的结果是否正确，并说明理由，如不正确，请给出正确的解法和结果；
（2）请根据已知条件再提出两种估算地球质量的方法并解得结果（用上面所给的已知量表示）。
【答案】（1）见解析；（2）见解析
【解析】
【详解】（1）上面结果是错误的，地球半经R在计算过程中不能忽略
（2）①对于月球绕地球做圆周运动
②在地面物体重力近似等于万有引力
17.如图所示，摩托车做腾跃特技表演，沿曲面冲上高0.8m顶部水平高台，接着以v=3m/s水平速度离开平台，落至地面时，恰能无碰撞地沿圆弧切线从A点切入光滑竖直圆弧轨道，并沿轨道下滑．A、B为圆弧两端点，其连线水平．已知圆弧半径为R=1.0m，人和车的总质量为180kg，特技表演的全过程中，阻力忽略不计．（计算中取g=10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6）．求：
（1）从平台飞出到A点，人和车运动的水平距离s．
（2）人和车运动到圆弧轨道最低点O速度v’=m/s此时对轨道的压力．
（3）从平台飞出到达A点时速度及圆弧对应圆心角θ．
（4）人和车运动到达圆弧轨道A点时对轨道的压力．
【答案】（1）1.2m（2）106°（3）7740N
【解析】
（1）车做的是平抛运动，据平抛运动的规律可得，竖直方向上有：H=
水平方向上有：s=vt
解得：s=
（2）在最低点，根据牛顿第二定律得：
解得：N=×=7740N
由牛顿第三定律可知，人和车在最低点O时对轨道的压力大小为7740 N
（3）摩托车落至A点时，其竖直方向的分速度为：vy=gt=4m/s
到达A点时速度为：
设摩托车落地至A点时速度方向与水平方向的夹角为α，则有tanα=
即有：α=53° 所以有：θ=2α=106°
（4）对摩托车受力分析可知，摩托车受到的指向圆心方向的合力作为圆周运动的向心力，
所以有：NA－mgcosα=
代入数据解得：NA=5580 N
点睛：本题主要考查了平抛运动和圆周运动规律的综合的应用，把平抛运动和圆周运动结合在了一起，对学生的分析问题的能力要求较高．
