山东省枣庄市第一中学2019-2020学年高一下学期期中考试物理试题

山东省枣庄市第一中学2019-2020学年高一下学期期中考试物理试题

枣庄一中 2019-2020 学年度第二学期高一年级期中考试物理学科试卷 一、单选题 ‎1.英国科学家牛顿是经典力学理论体系的建立者，他有一句名言是：“如果我所见到的比笛卡儿要远些， 那是因为我站在巨人的肩上。”关于牛顿等这些科学“巨人”及其成就，下述说法错误的是（　　）‎ A. 以牛顿运动定律为基础的经典力学，包括万有引力定律，既适用于低速运动也适用于高速运动；既适用于宏观世界，也适用于微观世界 B. 开普勒在研究了天文学家第谷的行星观测记录的基础上，发现并提出了行星运动定律 C. 牛顿提出万有引力定律，后人利用这一理论发现的海王星，被称为“笔尖下发现的行星” ‎ D. 卡文迪许在实验室较准确地测出了引力常量 G 的数值，并说该实验是“称量地球的重量”‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A．以牛顿运动定律为基础的经典力学，包括万有引力定律，只适用于低速运动，不适用于高速运动，只适用于宏观世界，不适用于微观世界，故A错误，符合题意；‎ B．开普勒在研究了天文学家第谷的行星观测记录的基础上，发现并提出了行星运动定律，故B正确，不符合题意；‎ C．牛顿提出万有引力定律，后人利用这一理论发现的海王星，被称为“笔尖下发现的行星”，符合史实，故C正确，不符合题意；‎ D．卡文迪许在实验室较准确地测出了引力常量G的数值，结合地球的半径和重力加速度能算出地球的质量，所以他说该实验是“称量地球的重量”，故D正确，不符合题意。‎ 本题选错误的故选A。‎ ‎2.如图所示，一辆货车利用跨过光滑定滑轮的轻质不可伸长的缆绳提升一箱货物，已知货箱的质量为m0，货物的质量为m，货车向左做匀速直线运动，在将货物提升到图示的位置时，货箱速度为v时，连接货车的绳与水平方向夹角θ，不计一切摩擦，下列说法正确的是（　　）‎ A. 货车的速度等于vcosθ B. 货车运动的速度等于 C. 缆绳中的拉力FT等于(m0＋m)g D. 货物处于失重状态 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】如图 货车此时速度为 货车向左做匀速直线运动，故货箱速度表达式为 随着货车向左运动，在减小，则货箱的速度在增大，货箱具有向上的加速度，故缆绳中的拉力 处于超重状态。故B正确，ACD错误。‎ 故选B。‎ ‎3.从某高处以‎4m/s的速度水平抛出一小物块，落地时速度为‎5m/s，（取g=‎10 m/s2）则此过程中小球的水平位移是（　　）‎ A. ‎3.2‎ m‎ B. ‎2.4m C. ‎1.6m D. ‎‎1.2m ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】物块落地瞬间竖直方向的速度为 下落用时 小球的水平位移为 ABC错误，D正确。‎ 故选D。‎ ‎4.如图所示，在坡度一定的斜面顶点以大小相同的初速v同时水平向左与水平向右抛出两个小球A和B，两侧斜坡的倾角分别为和，小球均落在坡面上，若不计空气阻力，则A和B两小球的运动时间之比为（　　）‎ A. 9：1‎ B. 1：9‎ C. 3：1‎ D. 1：3‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】小球平抛落在倾角为的斜面上，分解位移 根据几何关系 解得时间 所以 ABC错误，D正确。‎ 故选D。‎ ‎5.如图所示，x轴在水平地面上，y轴沿竖直方向。图中画出了从y轴上沿x轴正向抛出的三个小球a、b和c的运动轨迹，其中b和c是从同一点抛出的。不计空气阻力，则（　　）‎ A. a的飞行时间最长 B. b比c飞行时间长 C. b的水平初速度比c的小 D. c的水平初速度最小 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．小球平抛运动在竖直方向上做自由落体，根据可知下落时间为 因为 所以三个小球下落时间 AB错误；‎ C．小球水平方向上做匀速直线运动，因为 根据可知水平初速度 C错误；‎ D．同理对比、小球，水平位移关系 结合时间关系可知水平初速度 D正确。‎ 故选D。‎ ‎6.甲、乙两艘快艇在湖面上做匀速圆周运动，甲、乙两艘快艇的质量之比为1：2；在相同的时间内，它们通过的路程之比为2：3，运动方向改变的角度之比为3：5，则甲乙两快艇所受向心力之比为（　　）‎ A. 2：5 B. 5：‎2 ‎C. 1：5 D. 5：1‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】根据线速度的定义可知甲、乙线速度之比 根据角速度的定义可知甲、乙角速度之比 结合可知向心力表达式为 则甲、乙向心力之比 ABD错误，C正确。‎ 故选C。‎ ‎7.日常生活中可以利用离心运动甩干衣物上的水分，如图已知甩干桶直径为‎0.5m，工作时转速为r/s，则甩干过程中衣物和桶壁之间的弹力与衣物所受重力的比值为（g=‎10m/s2）（　　）‎ A. 80 B. ‎40 ‎C. 20 D. 10‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】衣物转动的角速度 则对衣物受力分析，根据牛顿第二定律 衣物和桶壁之间的弹力与衣物所受重力的比值为 ACD错误，B正确。‎ 故选B。‎ ‎8.如图所示，一个内壁光滑的圆锥桶的轴线垂直于水平面，圆锥桶固定不动，有两个质量分别为mA和mB（mA>mB）的小球紧贴内壁在水平面内做匀速圆周运动，下列说法错误的是（　　）‎ A. A球的角速度大于B球的角速度 B. A球的线速度大于B球的线速度 C. A球的周期大于B球运动的周期 D. A球对桶壁的压力大于B球对桶壁的压力 ‎【答案】A ‎【解析】‎ 详解】A．对小球受力分析，根据牛顿第二定律 解得 因为 所以 A错误；‎ B．对小球受力分析，根据牛顿第二定律 解得 因为 所以 B正确；‎ C．根据角速度与周期的关系可知周期关系 C正确；‎ D．小球竖直方向上满足 因为 所以 结合牛顿第三定律可知A球对桶壁的压力大于B球对桶壁的压力，D正确。‎ 本题选择错误选项，故选A。‎ ‎9.如图所示，下列有关生活中圆周运动实例分析，其中说法正确的是（　　）‎ A. 汽车通过凹形桥的最低点时，汽车处于失重状态 B. “水流星”匀速转动过程中，在最高点处水对碗底压力小于其在最低处水对碗底压力 C. 在铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，目的是利用轮缘与外轨的侧压力助火车转弯 D. 脱水桶的脱水原理是水滴受到的离心力大于它受到的向心力，从而沿切线方向甩出 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A．汽车通过凹形桥的最低点时，圆心在汽车的正上方，此时重力与支持力的合力提供向心力，即有 可知 即汽车处于超重状态，故A错误；‎ B．演员表演“水流星”，当“水流星”通过最高点时，根据牛顿第二定律有 解得 在最低点，根据牛顿第二定律有 解得 则 根据牛顿第三定律可知在最高点处水对碗底的压力小于其在最低处水对碗底的压力，故B正确；‎ C．在铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，当火车按规定速度转弯时，由重力和支持力的合力完全提供向心力，从而减轻轮缘对外轨的挤压，故C错误；‎ D．衣机脱水桶的脱水原理是：是水滴需要提供的向心力较大，水与衣物之间的粘滞力无法提供，所以做离心运动，从而沿切线方向甩出，故D错误。‎ 故选B。‎ ‎10.月球公转周期为“一个月”，其天文学数据比日常生活中的30天要少3天，设月地距离为地球半径的n倍，由此可知地球同步卫星到地心的距离为地球半径的（　　）‎ A. 倍 B. 倍 C. 倍 D. 倍 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】根据开普勒第三定律 解得 ABC错误，D正确。‎ 故选D。‎ ‎11.若想检验“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”遵循同样的规律，在已知月地距离为地球半径n倍的情况下，则可知月球公转的向心加速度应为苹果在地面附近下落时自由落体加速度的（　　）倍。‎ A. n B. n‎2 ‎C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】万有引力提供加速度 解得 月球公转的向心加速度与苹果在地面附近下落时自由落体加速度之比为 ABC错误，D正确。‎ 故选D。‎ ‎12.一物体在地球表面重100N，某时刻它在以‎4m/s2的加速度加速上升的火箭中的视重为65N，则此时火箭离地球表面的高度为地球半径的（地球表面g＝‎10m/s2）（　　）‎ A. 1倍 B. 2倍 C. 3倍 D. 4倍 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】在地球表面 解得 在离地高度处，根据牛顿第二定律 解得 根据 解得 则 解得此时火箭离地球表面的高度 A正确，BCD错误。‎ 故选A。‎ ‎13.某中子星的质量约为2.16×‎1030kg，但是它的半径才不过‎10km，已知引力常量G=6.67×10-11Nm2/kg2，则此中子星表面的第一宇宙速度为（　　）‎ A. 1.2‎‎×‎106m/s B. 1.44×‎106m/s C. 1.2×‎108m/s D. 1.44×‎108m/s ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】假设质量为的卫星以第一宇宙速度贴近中子星表面运行 第一宇宙速度为 ABD错误，C正确。‎ 故选C。‎ ‎14.人类对自然的探索远至遥远的太空，深至地球内部。若地球半径为R，把地球看做质量分布均匀的球体。某地下探测器P的质量为m，深入地面以下h处，假设h以上的地球球壳物质对探测器P的引力为零；另一太空探测器Q质量也为m，围绕地球做圆周运动，轨道距离地面高度为d，则地球对太空探测器Q和地下探测器P的引力之比为（　　）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】设地球的密度为ρ，地球的质量为 所以地球对太空探测器Q的引力 根据题意有，质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零，则深入地下为h处探测器P受到地球的万有引力即为半径等于（R-h）的球体在其表面产生的万有引力，此时 ‎ 故探测器P受到的引力 ‎ 所以有 故B正确，ACD错误。 故选B。‎ 二、多选题 ‎15.以速度v0水平抛出一球，某时刻其竖直分速度等于水平分速度，则下列判断正确的是（　　）‎ A. 此时竖直分位移等于水平分位移的一半 B. 此时球的速度大小为2v0‎ C. 球运动的时间为 D. 球运动的位移是 ‎【答案】ACD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．竖直分速度等于水平分速度，此时末速度与水平方向的夹角为 末速度的反向延长线必过水平位移的中点，有 所以竖直位移与水平位移之比 A正确；‎ B．此时球的速度 B错误；‎ C．时间为 C正确；‎ D．球运动的位移 D正确。‎ 故选ACD。‎ ‎16.某人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径为r，则下列说法正确的是（　　）‎ A. 根据公式v=rω可知，该卫星运行的线速度v与轨道半径r成正比 B. 根据公式v=可知，该卫星运行的线速度v与 成反比 C. 根据公式F=m可知，该卫星运行的线速度v2与轨道半径r成正比 D. 根据公式F=G可知，该卫星需要的向心力与r2成反比 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．卫星轨道高度不同，角速度不同，所以卫星运行的线速度与半径不成正比，A错误；‎ B．万有引力提供向心力 解得 B正确，C错误；‎ D．根据万有引力定律可知该卫星需要的向心力与r2成反比，D正确。‎ 故选BD。‎ ‎17.如图，两个质量均为m的小木块 a 和 b（可视为质点）放在水平圆盘上，a 与转轴 OO′的距离为 l， b 与转轴的距离为 ‎2l。木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的 k 倍，重力加速度大小为 g。若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，用 ω表示圆盘转动的角速度，下列说法正确的是（　　）‎ A. a、b 所受的摩擦力始终相等 B b 一定比 a 先开始滑动 C. 是 b 开始滑动 临界角速度 D. 当 时，a 所受摩擦力的大小为kmg ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．两个木块的最大静摩擦力相等，木块随圆盘一起转动，静摩擦力提供向心力，由牛顿第二定律得木块所受的静摩擦力为：‎ 由于相等，则：‎ 所以b所受的静摩擦力大于a的静摩擦力，当圆盘的角速度增大时b的静摩擦力先达到最大值，所以b一定比a先开始滑动，故A错误，B正确；‎ C．当b刚要滑动时，根据牛顿第二定律有：‎ 解得临界角速度为：‎ 故C正确；‎ D．当a刚要滑动时，根据牛顿第二定律有：‎ 解得a的临界角速度为：‎ 以a为研究对象，当时，由牛顿第二定律得：‎ 可解得：‎ 故D错误。‎ 故选BC。‎ ‎18.已知某星球半径为R，表面处的重力加速度为g，一探测器在距该星球表面高度为3R处绕其做匀速圆周运动，下列说法正确的是（　　）‎ A. 探测器的周期为4π B. 该星球的平均密度为 C. 探测器的线速度为 D. 探测器的向心加速度大小为g ‎【答案】BCD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．在地表 万有引力提供向心力 解得 A错误；‎ B．星球平均密度 B正确；‎ C．万有引力提供向心力 解得 C正确；‎ D．万有引力提供向心力 解得 D正确。‎ 故选BCD。‎ 三、实验填空题 ‎19.一个同学在“探究平抛运动的规律”的实验中，只画出了如图所示的一部分曲线，于是他在曲线上取水平距离Δx相等的三点A、B、C，量得Δx=‎0.4m，又量出它们之间的竖直距离分别为h1=‎0.1m，h2=‎0.5m。g取‎10m/s2，利用这些数据，可得：‎ ‎（1）物体从A到B所用的时间T=___________s； ‎ ‎（2）物体抛出时的初速度为___________m/s；‎ ‎（3）物体经过B点时速度为___________m/s。‎ ‎【答案】 (1). 0.2 (2). 2 (3). 2.5‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）[1]．在竖直方向上根据△y=gt2，‎ ‎（2）[2]．物体抛出时的初速度 ‎（3）[3]．经过B点时的竖直分速度：‎ 物体经过B点的速度：‎ 四、计算题 ‎20.现代观测表明，由于引力作用，恒星有“聚集”的特点。众多的恒星组成不同层次的恒星系统，最简单的恒星系统是两颗互相绕转的双星，如图所示，两星各以一定速率绕其连线上某一点匀速转动，这样才不至于因万有引力作用而吸引在一起，已知双星质量分别为、，它们间的距离始终为，引力常数为，求：‎ ‎(1)双星旋转的中心到的距离；‎ ‎(2)双星的转动周期。‎ ‎【答案】(1)；(2) ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)设m1到中心O的距离为r，由万有引力提供向心力，有 联立解得双星旋转的中心到的距离 ‎(2)将r代入，可得双星的转动周期 答：(1)双星旋转的中心到的距离为；(2)双星的转动周期为。‎ ‎21.小华站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为m的小球，甩动手腕，使球在竖直平面内做圆周运动。当球某次运动到最低点时，绳突然断掉，球飞行水平距离d后落地，如图所示。已知握绳的手离地面高度为d，手与球之间的绳长为d，重力加速度为g。忽略手的运动半径和空气阻力。 ‎ ‎(1)问绳能承受的最大拉力多大？‎ ‎(2)改变绳长，使球重复上述运动，若绳仍在球运动到最低点时断掉，要使球抛出的水平距离最大，绳长应为多少？最大水平距离为多少？‎ ‎【答案】（1）；（2），。‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)设绳断后球飞行的时间为t，由平抛运动规律有 竖直方向 水平方向 D=v1t 解得 v1=‎ 设绳能承受的最大拉力大小为Fmax，这也是球受到绳的最大拉力的大小，球做圆周运动的半径为 由圆周运动向心力公式，有 Fmax-mg=‎ 得 Fmax=mg ‎(2)设绳长为l，绳断时球的速度大小为v3，绳承受的最大拉力不变，有 Fmax-mg=m 解得 v3=‎ 绳断后球做平抛运动，竖直位移为 y=d－l 水平位移为x，时间为t1,由平抛运动规律有 得 x=4‎ 当l＝时，x有最大值 xmax=d