湖北省四校（曾都一中、枣阳一中等）2019-2020学年高一下学期期中考试物理试题 Word版含解析

湖北省四校（曾都一中、枣阳一中等）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 ‎2019—2020学年下学期高一期中考试物理试题 一、选择题 ‎1.下列说法中错误的是（　　）‎ A. 德国天文学家开普勒提出天体运动的开普勒三大定律 B. 由开普勒第三定律知相同时间内火星与太阳连线扫过的面积等于月球与地球连线扫过的面积 C. 英国物理学家卡文迪许利用扭秤实验装置比较准确地测出了引力常量 D. 牛顿总结了前人的科研成果，在此基础上经过研究得出了万有引力定律 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A．德国天文学家开普勒研究了第谷观测记录的天文数据，总结出了开普勒三大定律，故A正确；‎ B．由开普勒第二定律可知，对每一个行星而言，行星与太阳的连线在相同时间内扫过的面积相等，是对同一个行星而言；所以相同时间内火星与太阳连线扫过的面积不等于月球与地球连线扫过的面积，故B错误；‎ C．英国物理学家卡文迪许利用扭秤实验装置比较准确地测出了引力常量，故C正确；‎ D．牛顿总结了前人的科研成果，在此基础上经过研究得出了万有引力定律，故D正确；‎ 错误的故选B。‎ ‎2.下面说法中正确的是（　 　）‎ A. 做曲线运动的物体加速度方向必定变化 B. 加速度方向不变的运动必定是直线运动 C. 恒力作用下运动也可能是曲线运动 D. 一个匀速直线运动和一个匀变速直线运动的合运动一定是曲线运动 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．曲线运动的特征是速度方向时刻改变，但加速度不一定变化，如平抛运动的加速度始终是，故A错误；‎ B．加速度方向不变的运动可以是曲线运动，如平抛运动，故B错误；‎ C．恒力作用下物体运动可能是曲线运动，只要合力与速度不共线就行，比如平抛运动，故C正确；‎ - 19 -‎ D．根据运动的合成与分解，当方向在同一条线上的一个匀速直线运动和一个匀变速直线运动的合运动一定是直线运动，故D错误；‎ 故选C。‎ ‎3.广场上很流行一种叫做“套圈圈”的游戏，将一个圆圈水平扔出，套住的玩具作为奖品。某小孩和大人直立在界外，在同一竖直线上不同高度分别水平抛出小圆环，恰好套中前方同一物体。假设小圆环的运动可以简化为平抛运动，则（　 　）‎ A. 大人应以较大的速度抛出圆环 B. 大人抛出的圆环运动时间较短 C. 小孩和大人抛出的圆环单位时间内速度的变化量相等  ‎ D. 小孩抛出的圆环运动发生的位移较大 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．设抛出的圈圈做平抛运动的初速度为，高度为，则下落的时间为 水平方向位移 平抛运动的时间由高度决定，可知大人抛出的圆环运动时间较长，由于让大人与小孩抛出的水平位移相等，则大人要以小点的速度抛出圆环，故A、B错误；‎ C．圆环做平抛运动，则速度变化量为 所以大人、小孩抛出的圆环单位时间内速度变化量相等，故C正确；‎ D．由于小孩所抛出的圆环抛出点低，落地点相同，所以小孩抛出的圆环运动发生的位移比大人抛出的圆环运动发生的位移要小，故D错误；‎ 故选C。‎ - 19 -‎ ‎4.如图所示a为静止于赤道地面上的物体，b为低轨道卫星，c为同步卫星，则下列说法中正确的是（　　）‎ A. a物体做圆周运动仅由万有引力提供向心力 B. 若某时刻b卫星经过a的正上方，则b再运动一圈会再次经过a的正上方 C. b的线速度比c的线速度大 D. a的向心加速度比c的向心加速度大 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．a物体做圆周运动由万有引力和地面对其支持力提供向心力，故A错误；‎ B．根据万有引力提供向心力，则有 可得 轨道半径越大周期越大，c的周期比b的周期大；由于a物体和同步卫星c的周期都为24h，所以a的周期比b的周期大，若某时刻b卫星经过a的正上方，则b再运动一圈不会再次经过a的正上方，故B错误；‎ C．根据万有引力提供向心力，则有 可得 轨道半径越小速度越大，b的轨道半径比c的轨道半径小，所以b的线速度比c的线速度大，故C正确；‎ - 19 -‎ D． a、c的周期相同，所以a、c的角速度相等，根据知a的向心加速度比c的向心加速度小，故D错误； ‎ 故选C。‎ ‎5.如图所示，静止的物体沿不同的光滑轨道由同一位置滑到水平桌面上，轨道高度为H，桌面距地面高为h，物体质量为m，重力加速度为g，则以下说法正确的是（　 　）‎ A. 物体沿竖直轨道下滑到桌面上，重力势能减少最少 B. 物体沿曲线轨道下滑到桌面上，重力势能减少最多 C. 沿不同路径下滑重力的功不同 D. 以地面为参考平面，物体重力势能减少mgH ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】ABC．静止的小球沿不同的轨道由同一位置滑到水平桌面上，由于高度差相同，重力做功相同，所以重力势能减少相同，故A、B、C错误；‎ D．重力做的正功等于重力势能的减小量，重力做功为 则重力势能的减小量为，故D正确；‎ 故选D。‎ ‎6.如图所示，歼-15沿曲线MN向上爬升，图中画出表示歼-15在P点受到合力的四种方向，其中错误的说法是（　 　）‎ A. 若合力沿①方向飞机做曲线运动的速度越来越小 B. 若合力沿②方向飞机做曲线运动的速度越来越大 C. 若合力沿③方向（切线方向）飞机做曲线运动速度越来越大 - 19 -‎ D. 合力不可能沿④方向 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】歼-15从点运动到做曲线运动，合力方向指向轨迹弯曲方向，故合力不可能沿③方向，也合力不可能沿④方向；若合力沿①方向，合力方向与速度方向夹角为钝角，合力做负功，飞机的动能减小，飞机做曲线运动的速度越来越小；若合力沿②方向，合力方向与速度方向夹角为锐角，合力做正功，飞机的动能增大，飞机做曲线运动的速度越来越大，故A、B、D正确，C错误；‎ 错误的故选C。‎ ‎7.应用物理知识分析生活中的常见现象，可以使物理学习更加有趣和深入。例如你用手掌平托一苹果，保持这样的姿势在竖直平面内按顺时针方向做匀速圆周运动运动一圈。关于苹果运动的过程，下列说法中正确的是（　　）‎ A. 苹果从c点运动到d点过程中手掌对苹果的摩擦力越来越大 B. 苹果从d点运动到a点过程中苹果处于失重状态 C. 苹果从d点运动到a点过程中手掌对苹果支持力越来越小 D. 整个运动过程中苹果所受的合外力不变 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A．苹果从运动到的过程中做匀速圆周运动，加速度大小不变，加速度在水平方向上的分加速度逐渐增大，根据牛顿第二定律知摩擦力越来越大，故A正确；‎ B．苹果从点运动到点过程中做匀速圆周运动，加速度在竖直方向上有向上的加速度，可知苹果处于超重状态，故B错误；‎ C．苹果从点运动到点过程中做匀速圆周运动，加速度大小不变，加速度在竖直方向上的加速度逐渐减小，方向向上，则重力和支持力的合力逐渐减小，可知支持力越来越小，故C错误；‎ - 19 -‎ D．苹果做匀速圆周运动，合力大小不变，方向始终指向圆心，合力方向时刻改变，故D错误；‎ 故选A。‎ ‎8.有关圆周运动的基本模型如图所示，下列说法正确的是（　 　）‎ A. 如图甲，火车转弯小于规定速度行驶时，外轨对轮缘会有挤压作用 B. 如图乙，汽车通过拱桥的最高点时受到的支持力大于重力 C. 如图丙，两个圆锥摆摆线与竖直方向夹角θ不同，但圆锥高相同，则两圆锥摆的线速度大小相等 D. 如图丁，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别做匀速圆周运动，则在A、B两位置小球所受筒壁的支持力大小相等 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．火车转弯小于规定速度行驶时，重力和支持力的合力大于提供向心力，内轨受到挤压，故A错误；‎ B．汽车过凸桥最高点时，加速度的方向向下，处于失重状态，受到的支持力小于重力，故B错误；‎ C．小球受到重力和绳的拉力作用，如图所示 二者合力提供向心力，向心力大小为 小球做圆周运动的半径为 由牛顿第二定律得 - 19 -‎ 可得 可知两个圆锥摆摆线与竖直方向夹角不同，但圆锥高相同，则两圆锥摆的线速度大小不相等，故C错误；‎ D．小球靠重力和支持力的合力提供向心力，设支持力与竖直方向的夹角为，则支持力的大小 所以同一小球在、两位置小球所受筒壁的支持力大小相等，故D正确；‎ 故选D。‎ ‎9.如图所示，发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步轨道3.轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，则当卫星分别在1、2、3轨道正常运行时，以下说法正确的是（　　）‎ A. 卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率 B. 卫星在轨道3上的周期小于在轨道2上的周期 C. 卫星在轨道2上从Q点运动到P点过程中万有引力做负功 D. 卫星在轨道2上经过P点时要减速才能进入轨道3‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．由万有引力提供圆周运动向心力可得 解得 - 19 -‎ 由于轨道1的半径小于轨道3的半径，所以卫星在轨道1上卫星的速率大于轨道3上的速率，故A错误；‎ B．由于轨道3的半径大于轨道2的半长轴，根据开普勒第三定律可知卫星在轨道3上的周期大于在轨道2上的周期，故B错误；‎ C．卫星在轨道2上从点运动到点过程中，卫星受到的万有引力与速度方向的夹角为钝角，所以万有引力做负功，故C正确；‎ D．欲使卫星从轨道2上的点进入圆轨道3，需点火加速，使卫星做离心运动，故D错误；‎ 故选C。‎ ‎10.在光滑水平面上，质量为2kg的物体以2m/s的速度向东运动，当对它施加一向南的F=10N的水平恒力作用下经过t=4s，则下列说法正确的是（　　）‎ A. 外力对物体做的功480J B. 外力对物体做的功400J C. 外力做功的瞬时功率为220W D. 前4秒外力做功的平均功率为120W ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．在光滑水平面上，物体做类平抛运动，可分解为物体向东做匀速直线运动，向南做初速度为零的匀加速直线运动，在向南方向上，则有 外力对物体做的功 故A错误，B正确；‎ CD．在向南方向上，则有 外力做功的瞬时功率为 - 19 -‎ 前4秒外力做功的平均功率为 故C、D错误；‎ 故选B。‎ ‎11.如图所示，人在岸上拉船，已知船的质量为m，水的阻力恒为Ff，当轻绳与水平面的夹角为θ时，人以速度v匀速向左运动，此时人的拉力大小为F，则此时（　 　）‎ A. 船的速度为vcosθ B. 船的速度为 C. 船将减速靠岸 D. 船的加速度为 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】ABC．船运动的速度是沿绳子收缩方向的速度和绕定滑轮的摆动速度的合速度，如图所示 根据平行四边形定则有 解得船的速度为 船靠岸过程，增大，减小，则有船的速度增大，故B正确，A、C错误；‎ D．对小船受力分析，如图所示 - 19 -‎ 根据牛顿第二定律，有 可得船的加速度大小为 故D正确；‎ 故选BD。‎ ‎12.竖直边长为L，倾角正切值的直角斜面固定在水平面上，若将某小球A以速度从斜面顶端水平抛出，正好落在斜面的中点上，现将相同的小球B以的初速度在同一位置水平抛出，下面说法正确的是（　　）‎ A. 小球B将恰好落在斜面底端 B. 小球A与小球B落在斜面上的时间之比为 C. 小球A和B落在斜面上的速度与斜面方向夹角不相等 D. 若小球B以2的初速度在同一位置水平抛出，小球一定落在水平面上 ‎【答案】ABD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．小球A做平抛运动则有 - 19 -‎ 联立解得 设小球以速度平抛，恰好落在斜面底端，则有 解得 即小球B将恰好落在斜面底端，故A正确；‎ B．小球A与小球B落在斜面上的时间之比为 故B正确；‎ C．物体落到斜面上时，斜面倾角等于位移夹角，根据平抛运动规律可知，位移夹角正切值的二倍等于速度夹角正切值，所以小球A和B落在斜面上的速度与斜面方向夹角相等，故C错误；‎ D．由于，小球B以2的初速度在同一位置水平抛出，小球一定落在水平面上，故D正确；‎ 故选ABD。‎ ‎13.如图所示，直径为D - 19 -‎ 的薄圆筒绕竖直中心轴线匀速转动。一颗子弹沿筒截面的直径方向从左侧水平射入，经过t时间从右侧射出，发现两弹孔在同一竖直线上。若子弹每次击穿薄圆筒前后水平速度不变，重力加速度为g，则以下说法正确的是（　　）‎ A. 子弹的初速度大小为 B. 两个弹孔的高度差为 C. 圆筒转动的周期一定为t D. 圆筒转动的周期可能为4t ‎【答案】AB ‎【解析】‎ ‎【详解】A．子弹在桶中做平抛运动，在水平方向做匀速直线运动，所以子弹的初速度大小为 故A正确；‎ B．子弹在桶中做平抛运动，在竖直方向，则有 即两个弹孔的高度差为，故B正确；‎ CD．因为子弹右侧射穿圆筒后发现两弹孔在同一竖直线上，则有 ‎，1，2，3…‎ 解得圆筒转动的周期 ‎，1，2，3…‎ 圆筒转动的周期不可能为，也不可能，故C、D错误；‎ 故选AB。‎ ‎14.一架质量为10吨重的飞机在竖直平面俯冲的飞行表演时其轨迹可视为圆。若飞机俯冲至最低点的轨道半径为2000m，速度为100m/s，则下列说法正确的是（　　）‎ A. 角速度为0.5rad/s B. 向心加速度为 C. 飞机受到的升力为50000N D. 飞机受到的升力为150000N ‎【答案】BD - 19 -‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】A．根据可得角速度为 故A错误；‎ B．由向心加速度公式可得 故B正确；‎ CD．根据牛顿第二定律可得 解得 故C错误，D正确；‎ 故选BD。‎ ‎15.某双星系统A星、B星绕其连线上的O点做匀速圆周运动的示意图，若A星的轨道半径大于B星的轨道半径，A星质量为m1，B星质量为m2，双星间的距离为L，其运动周期为T，则（　 　）‎ A. A星和B星角速度相同 B. B星的运动满足方程 ‎ C. A星的质量一定大于B星的质量 D. A星的周期 ‎【答案】AD - 19 -‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】A．双星靠相互间的万有引力提供向心力，具有相同的角速度，故A正确；‎ B．设双星系统A星、B星绕其连线上的点运动轨道半径分别为、，对B星，根据万有引力定律提供向心力可知 故B错误；‎ CD．对A星，根据万有引力定律提供向心力可知 联立可得 因为，所以A的质量一定小于B的质量；‎ A星、B星的距离关系为 联立可得 故C错误，D正确；‎ 故选AD。‎ 二、实验题 ‎16.在做“研究平抛运动”的实验时，通过描点法画出小球平抛运动的轨迹，并求出平抛运动的初速度，实验装置如图甲所示。某同学在描绘平抛运动轨迹时，得到的部分轨迹曲线如图乙所示。在曲线上取A、B、C三个点，测量得到A、B两点间竖直距离y1＝10.20 cm，水平距离x＝16.40 cm；A、C两点间竖直距离y2＝30.40 cm，水平距离2x＝32.80 cm。g取10 m/s2，则A到B的时间tAB____________B到C的时间tBC（填 大于，等于或者小于），物体平抛运动的初速度v0的计算式为____________（用字母y1、y2、x、g表示），代入数据得其大小为____________m/s。（结果保留两位有效数字）‎ - 19 -‎ ‎【答案】 (1). 等于 (2). (3). 1.6‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】[1]小球平抛运动，由于、两点水平距离等于、两点水平距离，所以小球从到的时间等于从到的时间；‎ ‎[2]小球在竖直方向做匀变速直线运动，连续相等时间内的位移差为常数，根据有 则小球平抛运动的初速度为 ‎[3]代入数据可得 三、计算题 ‎17.有一长为L的细线，细线的一端固定在O点，另一端拴一质量为m的小球，现使小球恰好能在竖直面内做完整的圆周运动，如图所示，已知水平地面上的C点位于O点正下方，A是轨道最高点，B是轨道最低点，AOBC四个点在同一竖直线上且AC两点的距离为3L。不计空气阻力，重力加速度为g：‎ ‎(1)求小球恰好通过最高点A点时的速度vA；‎ ‎(2)若小球某次通过最高点A点时，细线突然断裂，求小球落地点到C点的距离。‎ - 19 -‎ ‎【答案】(1)；(2)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)对小球在点，根据牛顿第二定律可得 解得 ‎(2)对小球从点到落地的过程中，做平抛运动，则有 联立解得 ‎18.发动机额定功率为P额=80 kW的汽车，质量为m=2×103 kg，在水平路面上行驶时汽车所受摩擦阻力恒为f=2×103 N，若汽车在平直公路上以加速度a=1m/s2匀加速启动，汽车启动后P-t图和v-t图如图所示，求：‎ ‎(1).汽车的最大速度vm为多大；‎ ‎(2).汽车匀加速的最大速度v1是多少。‎ ‎【答案】(1) ；(2) 20m/s ‎【解析】‎ - 19 -‎ ‎【详解】(1)汽车速度最大时做匀速直线运动，则有 最大速度为 ‎(2)汽车匀加速时，根据牛顿第二定律则有 解得 匀加速最大速度 ‎19.如图所示，“嫦娥三号”探测器在月球上着陆的最后阶段为：当探测器下降到距离月球表面高度为h时悬停一会儿，之后探测器由静止自由下落，在重力（月球对探测器的重力）作用下经过t时间落在月球表面上。已知月球半径为R且h≪R，引力常量为G，忽略月球自转影响，求：‎ ‎(1)月球表面附近重力加速度g的大小；‎ ‎(2)月球的质量M；‎ ‎(3)月球的第一宇宙速度v1是多大。‎ ‎【答案】(1)；(2)；(3) ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)探测器在月球表面附近做自由落体运动，在下落的过程中则有 - 19 -‎ 解得月球表面附近的重力加速度为 ‎(2)不考虑自转，万有引力等于重力，对探测器则有 解得月球的质量 ‎(3)对贴近月球表面附近的卫星，万有引力提供向心力，则有 解得月球的第一宇宙速度 - 19 -‎ - 19 -‎