四川省成都市第七中学2019-2020学年高一下学期期中考试物理试题 Word版含解析

四川省成都市第七中学2019-2020学年高一下学期期中考试物理试题 Word版含解析

www.ks5u.com 成都七中2019~2020学年度下期高2022届期中考试 物理试卷 ‎（满分110分，考试时间100分钟）‎ 一、本题12小题：每小题3分，共36分。在每小题给出的四个选项中只有一项是正确的。‎ ‎1.下列说法正确的是（　　）‎ A. 牛顿首先发现了海王星和冥王星 B. 做圆周运动的物体其所受的合外力即为其向心力 C. 一对作用力与反作用力所做的功一定大小相等，正负相反的 D. 做曲线运动的物体的加速度方向跟它的速度方向一定不在同一直线上 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．亚当斯和勒威耶发现了海王星，克莱德•汤博发现了冥王星，故A错误；‎ B．做圆周运动的物体，将合力沿着径向和切向正交分解，向心力为其所受的合外力的径向分量，只有做匀速圆周运动的物体，其合外力才等于向心力，故B错误；‎ C．一对作用力与反作用力是作用在两个物体上的，由于两个物体的位移不一定相同，故它们所做的功大小不一定相等,也不一定正负相反，故C错误；‎ D．根据物体做曲线运动的条件可知，做曲线运动物体的加速度方向跟它的速度方向一定不在同一直线上，故D正确。‎ 故选D。‎ ‎2.已知引力常量G和下列四组中的哪一组数据，就能计算出地球的质量（　　）‎ A. 地球绕太阳公转的周期及地球到太阳中心的距离 B. 人造卫星距离地面的高度及卫星运行的周期 C. 月球绕地球公转的周期及月球到地心的距离 D. 地球自转周期和月球到地心的距离 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．根据万有引力提供向心力，则有 - 24 -‎ 解得，已知地球绕太阳公转的周期及地球到太阳中心的距离，只能求出中心天体，即太阳的质量，地球的质量约掉了，则不能求出地球质量，故A不符合题意； ‎ B．根据万有引力提供向心力，则有 解得，已知人造卫星距离地面的高度及卫星运行的周期，而地球半径不知道，所以无法知道人造卫星的轨道半径，故不能求出地球的质量，故B不符合题意； ‎ C．根据万有引力提供向心力，则有 解得，已知月球绕地球公转的周期及月球到地心的距离，故可以求出地球的质量，故C符合题意；‎ D．根据万有引力提供向心力，则有 解得，已知地球自转周期和月球到地心的距离，不能求出地球的质量，因为表达式的周期应为月球绕地球公转的周期，故D不符合题意。‎ 故选C。‎ ‎3.一架飞机水平地匀速飞行，从飞机上每隔1s释放一个铁球，先后共释放4个。若不计空气阻力，从飞机上观察4个球( )‎ A. 在空中任何时刻总是排成抛物线，它们的落地点是等间距的 B. 在空中任何时刻总是排成抛物线，它们的落地点是不等间距的 C. 在空中任何时刻总是在飞机正下方排成竖直的直线，它们的落地点是等间距的 D. 在空中任何时刻总是在飞机正下方排成竖直的直线，它们的落地点是不等间距的 ‎【答案】C ‎【解析】‎ - 24 -‎ ‎【详解】AB．飞机水平地匀速飞行，小球被释放后由于惯性，水平方向上保持与飞机相同的速度而做平抛运动。因为平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，所以释放的小球在落地前都在飞机的正下方，即在飞机的正下方排成竖直的直线，AB错误；‎ CD．由于高度相等，每个小球落地的时间相等，因为每隔1s释放一个，落地时在水平方向上两小球的间隔为，v相等、△t相等，△x相等，所以落地点是等间距的，C正确D错误；‎ 故选C ‎4.如图所示，一个圆形框架以竖直的直径为转轴匀速转动．在框架上套着两个质量相等的小球A、B，小球A、B到竖直转轴的距离相等，它们与圆形框架保持相对静止．下列说法正确的是（　　）‎ A. 小球A的合力小于小球B的合力 B. 小球A与框架间可能没有摩擦力 C. 小球B与框架间可能没有摩擦力 D. 圆形框架以更大的角速度转动，小球B受到的摩擦力一定增大 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 试题分析：小球受到的合力充当向心力，因为到竖直转轴的距离相等，所以两小球的速度大小相等，半径相同，根据公式，两小球受到的合力大小相等，A错误；小球A受到的重力竖直向下，受到的支持力垂直该点圆环切线方向指向圆心，故两个力的合力不可能指向竖直转轴，所以一定受到摩擦力作用，小球B受到竖直向下的重力，受到的垂直该点切线方向指向圆心的支持力，合力可能指向竖直转轴，所以B可能不受摩擦力作用，B错误C正确；因为B可能不受摩擦力作用，所以无法判断摩擦力变化，故D错误．‎ 考点：考查了匀速圆周运动规律的应用 - 24 -‎ ‎5.如图所示，质量相同的甲乙两个小物块(视为质点)，甲从竖直固定的光滑圆弧轨道顶端由静止滑下，轨道半径为R，圆弧底端切线水平，乙从高为R的光滑斜面顶端由静止滑下。下列判断正确的是（　　）‎ A. 两物块到达底端时速度相同 B. 两物块运动到底端的过程中重力做功相同 C. 两物块到达底端时动能不同 D. 两物块到达底端时，甲物块重力做功的瞬时功率大于乙物块重力做功的瞬时功率 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】AC．对于任一物体，根据动能定理得 解得，则知两物块达到底端的动能相等，速度大小相等，但是速度的方向不同，所以速度不同，故AC错误；‎ B．由重力做功表达式 知两物块运动到底端的过程中重力做功相同，故B正确；‎ D．甲物块到达底端时，重力与速度方向垂直，由公式 知其重力做功的瞬时功率为零，而乙物块重力做功的瞬时功率不等于零，所以乙重力做功的瞬时功率大于甲重力做功的瞬时功率，故D错误。‎ 故选B。‎ ‎6.有a、b、c、d四颗地球卫星，a还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动，b处于地面附近近地轨道上正常运动，c是地球同步卫星，d是高空探测卫星，设地球自转周期为24 h，所有卫星均视为匀速圆周运动，各卫星排列位置如图所示，则有(　　)‎ - 24 -‎ A. a的向心加速度等于重力加速度g B. b在相同时间内转过的弧长最长 C. c在4 h内转过的圆心角是 D. d的运动周期有可能是23 h ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A项，地球表面的重力加速度为g，此时有 ，但对于a来说，由于地球自转的作用，万有引力的一部分提供了圆周运动的向心力，所以a的向心加速度小于重力加速度g，故A错误；‎ B项，由 可得 ，根据 可知 ，所以线速度b的最大，则在相同时间内转过的弧长也就最长，故B正确；‎ C项，c是同步卫星，所以c的周期是24h，则c在4h内转过的圆心角是 ，故C项错误．‎ D项，由 可知，半径越大，周期越长，则d的运动周期一定大于c的运动周期，即大于24h，故D项错误．‎ 故选B ‎7.身高约1.7m的高中男生在学校体育课完成“引体向上测试”，该同学在1min内完成了10次“引体向上”，每次“引体向上”都使自己的整个身体升高一个手臂的高度，且每次“引体向上”都需要2s才能完成，则该同学在整个测试过程中克服重力做功的平均功率约为（　　）‎ A. 10W B. 30W C. 60W D. 180W ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】设该男生的体重为60kg，每次引体向上上升高度的为一个手臂的高度，即h - 24 -‎ ‎=0.6m，克服重力做功为 全过程克服重力做功的平均功率为 故C正确，ABD错误。‎ 故选C ‎8.某只走时准确的时钟，分针与时针由转动轴到针尖的长度之比是1.2:1，则下列说法正确的是（　　）‎ A. 分针角速度是时针的12倍 B. 分针角速度是时针的60倍 C. 分针针尖线速度是时针针尖线速度28.8倍 D. 分针针尖线速度是时针针尖线速度的72倍 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．时针的周期为T时=12h，分针的周期为T分=1h，根据 解得 故A正确，B错误； ‎ CD．根据 可得线速度之比为 - 24 -‎ 故CD错误。‎ 故选A。‎ ‎9.如图所示，在竖直平面内，直径为R的光滑半圆轨道和半径为R的光滑四分之一圆轨道水平相切于O点，O点在水平地面上．可视为质点的小球从O点以某一初速度进入半圆，刚好能通过半圆的最高点A，从A点飞出后落在四分之一圆轨道上的B点，不计空气阻力，g=10m/s2．则B点与O点的竖直高度差为 A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】小球刚好通过A点，则在A点重力提供向心力，则有：，解得：；从A点抛出后做平抛运动，则水平方向的位移x=vt，竖直方向的位移h=gt2，根据几何关系有：x2+h2=R2解得：，则B点与O点的竖直高度差为，故D正确，ABC错误．‎ ‎10.如图所示，A、B两球分别套在两光滑的水平直杆上，两球通过一轻绳绕过一定滑轮相连，现在A球以速度v向左匀速移动，某时刻连接两球的轻绳与水平方向的夹角分别为、，下列说法正确的是（　　）‎ - 24 -‎ A. 此时B球的速度为 B. 轻绳对A做功功率大小与轻绳对B做功功率大小相等 C. 在增大到90°的过程中，B球做匀速运动 D. 在增大到90°的过程中，B球的速度先增大后减小 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A．将小球A的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子的方向，在沿绳子方向的分速度等于小球B沿绳子方向的分速度，如图所示 在沿绳子方向的分速度为 解得，故A错误； ‎ B．轻绳对小球A和对小球B的拉力大小相等，沿绳子的速度大小相等，则轻绳对两者拉力做功的功率大小相等，故B正确；‎ CD．在增大到90°的过程中，绳子的方向与小球B运动的方向之间的夹角始终是锐角，所以绳对小球B的拉力一直做正功，B的速度一直增大，B做加速运动，不是匀速运动，故CD错误。‎ 故选B。‎ ‎11.如图所示。斜面倾角为，且，从斜面上O点与水平方向成45°角以速度v0‎ - 24 -‎ ‎、2v0分别抛出小球P、Q，小球P、Q刚要落在斜面上A、B两点时的速度分别为vP、vQ，设O、A间的距离为s1，O、B间的距离为s2，不计空气阻力，则（　　）‎ A. s2=4s1，vP、vQ方向相同 B. s2=4s1，vP、vQ方向不同 C. 2s1＜s2＜4s1，vP、vQ方向相同 D. 2s1＜s2＜4s1，vP、vQ方向不同 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】设抛出的速度为v，则水平分速度为 竖直速度为 根据位移关系有 解得 则落点与抛出点的距离为 则由题意可知初速度为v0、2v0分别抛出小球P、Q，则有 s2=4s1‎ - 24 -‎ 落到斜面上的速度方向与水平方向的夹角满足 即速度方向均为水平，所以vP、vQ方向相同，故A正确，BCD错误。‎ 故选A。‎ ‎12.光滑水平面有一粗糙段AB长为s，其摩擦因数与离A点距离x满足（k为恒量）。一物块（可看作质点）第一次从A点以速度v0向右运动，到达B点时速率为v，第二次也以相同速度v0从B点向左运动，则（　　）‎ A. 第二次也能运动到A点，但速率不一定为v B. 第二次也能运动到A点，但两次所用时间不同 C. 两次克服摩擦力做的功不相同 D. 两次速率相同的位置只有一个，且距离A为 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．根据 知物块所受的滑动摩擦力大小为 可知第一次物块向右过程中摩擦力不断增大，加速度不断增大，而向左运动的过程中，摩擦力不断减小，加速度不断减小，物块速度减小变慢，故第二次也能运动到A点。两个过程中，摩擦力做功相同，由动能定理可知，第二次到达A点的速率也为v，时间变长，故A错误，B正确。‎ C．根据块所受的滑动摩擦力大小为 通过相等的路程，根据变力做功的原理，可知两次物块克服摩擦力做功相同，故C错误；‎ D．设两次速率相同的位置距离A点的距离为x，相同的速率设为，根据动能定理得 第一次有 - 24 -‎ 第二次有 联立解得，故D错误。 故选B。‎ 二、本题4小题；每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是正确。全部选对的的4分，选不全对的的2分，有选错或不答的得0分。‎ ‎13.经长期观测，人们在宇宙中已经发现了“双星系统”。“双星系统”由两颗相距较近的恒星组成，每个恒星的线度远小于两个星体之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体，如图所示，两颗星球组成的双星，在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的O点做周期相同的匀速圆周运动．现测得两颗星之间的距离为L，质量之比为=，下列说法中正确的是（　　）‎ A. m1、m2做圆周运动的线速度之比为 B. m1、m2做圆周运动的角速度之比为 C. m1做圆周运动的半径为 D. m2做圆周运动的半径为 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】BCD．双星靠相互间的万有引力提供向心力，具有相同的角速度，设为。‎ 对m1有 - 24 -‎ 对m2有 解得 则半径之比为 又 联立解得，，故C正确，BD错误；‎ A．根据 所以线速度之比 故A正确。‎ 故选AC。‎ ‎14.如图所示，一条小河，河宽d=60m，水速v1=3m/s。甲乙两船在静水中的速度均为v2=5m/s。两船同时从A点出发，且同时到达对岸，其中甲船恰好垂直到达正对岸的B点，乙船到达对岸的C点，则（　　）‎ A. α=β B. 两船过河时间为12s C. 两船航行的合速度大小相同 D. BC距离为90m ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．两船同时从A - 24 -‎ 点出发，且同时到达对岸，可知两船在垂直河岸方向的速度大小相等，由于它们的速度大小相等，因此它们的夹角相等，即，故A正确；‎ B．甲船恰好垂直到达正对岸的B点，而甲船在静水中的速度为v2=5m/s，水速v1=3m/s，根据速度的合成法则，则船在垂直河岸方向的速度大小为 则船过河时间为 故B错误；‎ C．根据速度的合成法则，两船在静水中速度大小相等，水流速度也相等，因它们的夹角不同，因此两船航行的合速度大小不相同，故C错误；‎ D、因船过河时间为t=15s，而乙船在水流方向的速度大小为 则BC距离为 x=6×15m=90m 故D正确。‎ 故选AD。‎ ‎15.一个质量m=0.05kg的小球做平抛运动时，测出小球在不同时刻速率v的数据，并作出v2‒t2图线，如图所示。不计空气阻力，下列说法正确的是（　　）‎ A. 小球的初速度为2m/s B. 图线的斜率大小为 C. 横轴读数在0.16时，小球离抛出点的位移大小为2m D. 横轴读数在0~0.25区间内，小球所受重力做功的平均功率为1.25W ‎【答案】AD ‎【解析】‎ - 24 -‎ ‎【详解】A．小球做平抛运动，某时刻t竖直分速度 vy=gt 则小球的速度的平方 故纵轴截距表示，即 解得小球的初速度v0=2m/s，故A正确；‎ B．根据 可图线的斜率等于，等于，故B错误；‎ C．横轴读数在0.16时，即t=0.4s时，小球离抛出点的水平位移 x=v0t=2×0.4m=0.8m 竖直位移 则小球离抛出点位移大小为 故C错误；‎ D．横轴读数在0～0.25区间内，即t=0.5s内，小球下降的高度 则重力做功的平均功率 故D正确。‎ 故选AD。‎ - 24 -‎ ‎16.如图所示，一根长度为2L、质量为m的绳子挂在小定滑轮的两侧，左右两边绳子的长度相等．绳子的质量分布均匀，滑轮的质量和大小均忽略不计，不计一切摩擦．由于轻微扰动，右侧绳从静止开始竖直下降，当它向下运动的位移为x时，加速度大小为a，滑轮对天花板的拉力为T，链条动能Ek．已知重力加速度大小为g，下列a-x、Ek-x、T-x 关系图线正确的是（ ）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．设单位长度上质量为m0，则根据牛顿第二定律得 加速度与x成正比，当x=L时，加速度 a=g 以后不变，故A错误，B正确；‎ C．链条的速度 动能 - 24 -‎ 当 x=L 时，有 可知，Ek-x图象开口向上的抛物线，故C正确；‎ D．选取左边部分受力分析，知 由数学知识T-x是开口向下的抛物线，故D错误。‎ 故选BC。‎ 三、填空题 ‎17.如图a所示，在水平路段AB上有一质量为的汽车，正以10m/s的速度向右匀速行驶，汽车前方的水平路段BC较粗糙，汽车通过整个ABC路段的v-t图像如图b所示，在t=20s时汽车到达C点，运动过程中汽车发动机的输出功率保持不变。假设汽车AB路段上运动时所受的恒定阻力（含地面摩擦力和空气阻力等）f1=2000N（解题时将汽车看成质点）则：‎ ‎（1）运动过程中汽车发动机输出功率为_______；‎ ‎（2）汽车速度减至8m/s的加速度大小_________；‎ ‎（3）BC路段的长度__________。‎ ‎【答案】 (1). 20kW (2). 0.75m/s2 (3). 93.75m ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）[1] 汽车在AB路段时做匀速运动，牵引力和阻力相等，则有 ‎=2000N 根据 - 24 -‎ 解得P=20kW ‎（2）[2] t=15s后汽车处于匀速运动状态，有，‎ 根据 解 当v=8m/s时汽车在做减速运动，根据 解得 根据牛顿第二定律有 解得a=0.75m/s2‎ ‎（3）[3]在5s-20s时间内汽车在BC段运动过程，根据动能定理得 代入数据解得s=93.75m ‎18.如图是滑道压力测试示意图，光滑斜面与半径为R滑圆弧轨道, 在滑圆弧轨道弧的最低点B处平滑相连接，某质量为的滑块从斜面上高h处由静止下滑，重力加速度为g则：‎ ‎（1）滑块运动到斜面底端的B点时的速度大小为________；‎ ‎（2）滑块进入圆弧轨道的B对轨道的压力_________。‎ - 24 -‎ ‎【答案】 (1). (2). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）[1]滑块从高h处由静止下滑到B点，根据机械能守恒定律有 解得 ‎（2）[2] 在B点，根据牛顿第二定律有 解得 根据牛顿第三定律，可知滑块进入圆弧轨道的B对轨道的压力为。‎ 四、本题共4小题，46分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算数值和单位。步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出 ‎19.如图所示，在距地面高为H=45m处，有一小球A以初速度v0=10m/s水平抛出，与此同时，在A的正下方有一物块B也以相同的初速度v0同方向滑出，B与地面间的动摩擦因数为μ=0.5，A、B均可看做质点，空气阻力不计。求（g=10m/s2）：‎ ‎（1）A球从抛出到落地的时间；‎ ‎（2）A球落地时，AB之间的距离。‎ ‎【答案】（1）3s；（2）20m ‎【解析】‎ - 24 -‎ ‎【详解】（1）对A，平抛运动在竖直方向做自由落体运动，则有 代入解得t=3s ‎（2）B运动时间 故在A下落过程中B减速到零的位移为 A、B间的距离 代入数据解得xAB=20m ‎20.假如你乘坐我国自行研制的、代表世界领先水平的神州X号宇宙飞船，通过长途旅行，目睹了美丽的火星，为了熟悉火星的环境，飞船绕火星做匀速圆周运动，离火星表面的高度为H，测得飞行n圈所用的时间为t，已知火星半径为R，引力常量为G，求：‎ ‎（1）神舟X号宇宙飞船绕火星运动的周期；‎ ‎（2）火星的质量；‎ ‎（3）火星表面的重力加速度．‎ ‎【答案】（1）神舟X号宇宙飞船绕火星的周期T为；‎ ‎（2）火星的质量为； ‎ ‎（3）火星表面重力加速度g为．‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）飞行n圈所用的时间为t，则神舟X号宇宙飞船绕火星的周期为：--1‎ ‎（2）根据万有引力定律，有：--2‎ 联立1，2解得：--3‎ - 24 -‎ ‎（3）在表面上有：--4‎ 联立3，4解得：‎ ‎21.在光滑水平面上有一静止的物体，现以水平向右恒力F1推物体，作用一段时间后，离出发点的距离为x，此时撤去F1，换成相反方向的水平恒力F2推这一物体，当恒力F作用时间是恒力F作用时间3倍时，物体恰好回到离出发点左侧距离为x处，在整个过程中外力对物体做的总功为250J。‎ ‎（1）则在整个过程中，恒力F1、F2做功各是多少；‎ ‎（2）则在整个过程中，水平恒力F的末了时刻功率与水平恒力F2的末了时刻功率的比值。‎ ‎【答案】（1）；；（2）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）物体在恒力下运动加速度不变，故由匀变速规律可得 联立解得 又有 W1+W2=250J 解得 ‎（2）水平恒力Fi的t时刻的速度 水平恒力F2的末了时刻的速度 - 24 -‎ 则水平恒力F1的末了时刻功率与水平恒力F2的末了时刻功率的比值 ‎22.如图所示是某公园中的一项游乐设施，半径为R=2.5m、r=1.5m的两圆形轨道甲和乙安装在同一竖直平面内，两轨道之间由一条水平轨道CD相连，现让可视为质点的质量为10kg的无动力小滑车从A点由静止释放，刚好可以滑过甲轨道后经过CD段又滑上乙轨道后离开两圆形轨道，然后从水平轨道飞入水池内，水面离水平轨道的高度h=5m，所有轨道均光滑，g=10m/s2．‎ ‎（1）求小滑车到甲轨道最高点时的速度v．‎ ‎（2）求小滑车到乙轨道最高点时对乙轨道的压力．‎ ‎（3）若在水池中MN范围放上安全气垫（气垫厚度不计），水面上的B点在水平轨道边缘正下方，且BM=10m，BN=15m；要使小滑车能通过圆形轨道并安全到达气垫上，则小滑车起始点A距水平轨道的高度该如何设计？‎ ‎【答案】（1）（2）（3）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）在甲轨道最高点P有 解得 ‎（2）从甲轨道最高点P到乙轨道最高点Q，由动能定理：‎ - 24 -‎ 在Q点 联立解得 由牛顿第三定律，小滑车对乙轨道Q点压力大小为，方向竖直向上．‎ ‎（3）设刚好过P点，下落高度为h1，从A到P，由动能定理 解得 h1=6.25m 所以 又设物体到水平台右端E点速度为vE，从E平抛刚好到M点 x1=vE1t=10m 解得 vE1=10m/s 从E平抛刚好到N点 x2=vE2t=15m 解得 vE2=15m/s 要使物体落在MN范围 ‎10m/s≤vE≤15m/s 从A到E，由动能定理 - 24 -‎ 则 ‎5m≤h≤11.25m ‎ 可得 ‎6.25m≤h≤11.25m - 24 -‎ - 24 -‎