【物理】云南省峨山彝族自治县第一中学2019-2020学年高一下学期期中考试试题 （解析版）

【物理】云南省峨山彝族自治县第一中学2019-2020学年高一下学期期中考试试题 （解析版）

‎ 云南省峨山彝族自治县第一中学2019-2020学年 高一下学期期中考试试题 一、单项选择题（本题共10个小题，每小题3分，共30分。每小题所给的四个选项中，只有一个选项符合题意，选对的得3分，选错或不选的得0分）‎ ‎1.如图所示，一质点做曲线运动从M点到N点速度逐渐减小，当它通过P点时，其速度和所受合外力的方向关系可能正确的是（　　）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】由从M点到N点速度逐渐减小，速度和所受合外力的方向之间的夹角大于90，当它通过P点时，其速度方向沿轨迹的切线方向，加速度指向轨迹的内侧，故A正确， BCD错误；‎ ‎2.如图所示，以‎9.8m/s的水平初速度v0抛出的物体，飞行一段时间后，垂直地撞在倾角为30°的斜面上，g取‎9.8m/s2，则这段飞行所用的时间为（　　）‎ A. B. C. D. 2 s ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】把平抛运动分解成水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动，将速度分解，可得，代入数据解得，故选C。‎ ‎3.火车转弯做圆周运动，如果外轨和内轨一样高，火车能匀速通过弯道做圆周运动，下列说法中正确的是(　　)‎ A. 火车通过弯道向心力的来源是外轨的水平弹力，所以外轨容易磨损 B. 火车通过弯道向心力的来源是内轨的水平弹力，所以内轨容易磨损 C. 火车通过弯道向心力的来源是火车的重力，所以内外轨道均不磨损 D. 以上三种说法都是错误的 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】如果外轨和内轨一样高，火车转弯时，它受到的重力和支持力，在竖直方向上二力平衡。而它做圆周运动的向心力由外轨提供的侧向弹力来提供，所以在火车转弯处，外轨更容易磨损。故选A。‎ ‎4.如图所示，自行车的大齿轮、小齿轮、后轮三个轮子的半径不一样，它们的边缘有三个点A、B、C。下列说法中正确的是（　　）‎ A. A、B的角速度相同 B. A、C的角速度相同 C. B、C的线速度相同 D. B、C的角速度相同 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 试题分析：AB两点属于同一条传送带上的两点，即线速度相等，两点的半径不同，根据可得，两点的角速度不同，A错误，BC两点属于同轴转动，即两点的角速度相等，两点的半径不同，根据根据可得，两点的线速度不同，C错误，D正确，C点和B点的角速度相等，但是B点和A点的角速度不等，所以AC两点的角速度不等，B错误；‎ ‎5.把一个小球放在光滑的玻璃漏斗中，晃动漏斗，可使小球沿漏斗壁在某一水平面内做匀速圆周运动．如图所示，关于小球的受力情况，下列说法正确的是（ ）‎ A. 重力、漏斗壁的支持力 B. 重力、漏斗壁的支持力及向心力 C. 重力、漏斗壁的支持力、摩擦力及向心力 D. 小球受到的合力为零 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】小球受重力和支持力两个力的作用，靠两个力的合力提供向心力，向心力找不到施力物体，是做圆周运动所需要的力，靠其它力提供．故A正确，BCD错误．‎ ‎6.以下关于行星运动及万有引力的描述正确的是(　　)‎ A. 开普勒认为行星绕太阳运行的轨道是椭圆，行星在椭圆轨道上各个地方的速率均相等 B. 太阳对行星的引力与地球对月球的引力属于不同性质的力 C. 牛顿提出的万有引力定律只适用于天体之间 D. 卡文迪许利用扭称实验测出了引力常量的数值 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 试题分析：根据开普勒第二定律，太阳和行星的连线在相等的时间内扫过的面积相等，可知行星在近日点的线速度大于行星在远日点的线速度，故A错误；太阳对行星的引力与地球对月球的引力都属于万有引力，故B错误；万有引力是普遍存在的，有质量的两物体间都存在万有引力，万有引力定律的适用于宇宙万物任意两个物体之间的引力，故C错误；1798年，卡文迪许利用扭秤，采用微小量放大法，由实验测出了万有引力常量G的数值，证明了万有引力定律的正确，故D正确．‎ ‎7.如图所示，某人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为月球绕地球运转半径的，设月球绕地球运动的周期为27天，则此卫星的运转周期大约是（　　）‎ A. 天 B. 1天 C. 天 D. 9天 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】根据，得，因为人造卫星的轨道半径为月球绕地球运转半径的，则周期为月球绕地球转动周期的，月球绕地球运动的周期为27天，则卫星的运转周期大约是1天，故B正确。‎ ‎8.某未知星体的质量是地球质量的，直径是地球直径的，则一个质量为m的人在未知星体表面受到的引力F星和地球表面所受引力F地的比值为(　　)‎ A 16 B. ‎4 ‎C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ 根据可得，故选B.‎ ‎9.已知地球质量为M，半径为R，地球表面的重力加速度为g，引力常数为G，有一颗人造地球卫星在离地面高h处绕地球做匀速圆周运动，那么这个卫星的运行速率为(　　)‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．根据万有引力定律可得，解得，选项A错误；B正确；‎ CD．由，可得,可得，选项CD错误；‎ 故选B．‎ ‎10.‎2013年5月2日凌晨0时06分，我国“中星11号”通信卫星发射成功．“中星11号”是一颗地球同步卫星，它主要用于为亚太地区等区域用户提供商业通信服务．图为发射过程的示意图，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，最后再一次点火，将卫星送入同步圆轨道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轨道上正常运行时，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上的角速度大于在轨道1上的角速度 C. 卫星在轨道1上经过Q点时的速度大于它在轨道2上经过Q点时的速度 D. 卫星在轨道2上经过P点时的速度小于它在轨道3上经过P点时的速度 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．同步卫星在圆轨道上做匀速圆周运动时有，得，因为，所以，由得，AB错误；‎ C．在Q点，卫星沿着圆轨道1运行与沿着椭圆轨道2运行时所受的万有引力相等，在圆轨道1上引力刚好等于向心力，即，而在椭圆轨道2上卫星做离心运动，说明引力不足以提供卫星以速率做匀速圆周运动时所需的向心力，即，所以，故C错误；‎ D．从轨道2进入轨道3需要离心，在P点点火加速，卫星在轨道2上经过P点时的速度小于它在轨道3上经过P点时的速度，故D正确。‎ 二、双项选择题（本题包括4个小题，每小题4分，共16分，每个小题所给的四个选项中有两个符合题意，全选对得4分，选不全得2分，选错或不选得0分） ‎ ‎11.如图，一人以恒定速度v0通过定滑轮竖直向下拉小车使其在水平面上运动，当运动到如图位置时，细绳与水平成60°角，则此时（　　）‎ A. 小车运动的速度为v0 B. 小车运动的速度为2v0‎ C. 小车在水平面上做加速运动 D. 小车在水平面上做减速运动 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】AB.将小车速度沿着绳子方向与垂直绳子方向进行分解，如图所示： 人拉绳的速度与小车沿绳子方向的分速度是相等的，根据三角形关系：v•cos60°=v0，解得：，故B正确，A错误；‎ CD.由上可知：，随小车向左运动，小车与水平方向的夹角越来越大，可知v越来越大，则小车在水平面上做加速运动，故C正确，D错误．‎ 故选BC ‎12.如图所示的传动装置中，B，C两轮固定在一起绕同一轴转动，A，B两轮用皮带传动，三个轮的半径关系是rA＝rC＝2rB，若皮带不打滑，则A，B，C三轮边缘上a，b，c三点的角速度之比和线速度之比为(　　)‎ A. 角速度之比1∶2∶2 B. 角速度之比1∶1∶2‎ C. 线速度之比1∶2∶2 D. 线速度之比1∶1∶2‎ ‎【答案】AD ‎【解析】‎ 点a和点b是同缘传动边缘点，线速度相等，故：，根据，有：；点b和点c是同轴传动，角速度相等，故：；根据，有：，综合有： ， ，故选项AD正确．‎ ‎13.我国于2011年发射了“天宫一号”目标飞行器，之后发射的“神舟八号”、“神舟九号”飞船相继与之成功对接，今年即将发射的“神舟十”‎也会与“天宫一号”目标飞行器对接．如图所示，在对接前“天宫一号”的轨道半径为“神舟十号”的轨道半径大，它们都做匀速圆周运动．则在对接前 ‎ ‎ A. 它们的线速度相等 B. 它们的角速度相等 C. 它们的线速度都小于‎7.9km/s D. “神舟十号”的线速度一定大于“天宫一号”的线速度 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ ‎【详解】据万有引力提供向心力得；‎ AD、 ，“天宫一号”的轨道半径比“神舟十号”的轨道半径大，“天宫一号”的线速度比“神舟十号”的线速度小，故A错误，D正确；‎ B、 ，“天宫一号”的轨道半径比“神舟十号”的轨道半径大，“天宫一号”的角速度比“神舟十号”的角速度小，故B错误；‎ C、第一宇宙速度是近地环绕速度，也是最大环绕速度，所以它们的线速度都小于‎7.9km/s，故C正确；‎ 故选CD．‎ ‎14.关于引力常量G，下列说法中正确的是（　　）‎ A. G值的测出使万有引力定律有了真正的实用价值 B. 引力常量G的大小与两物体质量的乘积成反比，与两物体间距离的平方成正比 C. 引力常量G在数值上等于两个质量都是‎1kg的可视为质点的物体相距‎1m时的相互吸引力 D. 引力常量G是不变的，其数值大小由卡文迪许测出，与单位制的选择无关 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．牛顿提出了万有引力之后的100年中由于G值没有测出，而只能进行定性分析，而G值的测出使万有引力定律有了真正的实用价值，选项A正确；‎ B．引力常量是一个常数，其大小与质量以及两物体间的距离无关，选项B错误；‎ C．根据万有引力定律可知，引力常量G在数值上等于两个质量都是‎1 kg的可视为质点的物体相距‎1 m时的相互吸引力，选项C正确；‎ D．引力常量是定值，其数值大小由卡文迪许测出，但其大小与单位制的选择有关，选项D错误。‎ 故选AC。‎ 三、实验填空题（本题包括2个小题，每空3分，共18分） ‎ ‎15.(1)在做“研究平抛运动”的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画小球做平抛运动的轨迹．为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，将你认为正确的选项前面的字母填在横线上______．‎ A．调节斜槽使其末端保持水平 B．每次释放小球的位置可以不同 C．每次必须由静止释放小球 D．记录小球位置用的铅笔每次必须严格地等距离下降 E．小球运动时不应与木板上的白纸相接触 F．将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线 ‎(2)一个同学在《研究平抛物体的运动》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相等的三点A、B、C，量得Δs＝‎0.2 m．又量出它们之间的竖直距离分别为h1＝‎0.1 m，h2＝‎0.2 m，利用这些数据，可求得：(g＝‎10 m/s2)‎ ‎①物体抛出时的初速度为_______m/s ‎②物体经过B时速度为________m/s.‎ ‎【答案】 (1). ACE (2). 2.0 (3). 2.5‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）A．为了保证小球初速度水平，需调节斜槽末端保持水平，选项A正确．‎ BC．为了保证小球每次平抛运动的初速度相等，每次将小球从斜槽的同一位置由静止释放，即释放位置必须相同，且由静止释放，选项C正确，B错误．‎ D．记录小球位置用的铅笔没必要每次必须严格地等距离下降，选项D错误；‎ E．小球运动时不应与木板上的白纸相接触，选项E正确；‎ F．将球的位置记录在纸上后，取下纸，将点连成平滑曲线，选项F错误；‎ 故选ACE。‎ ‎（2）竖直方向上，根据得 物体的初速度为 ‎．‎ B点的竖直分速度为 根据平行四边形法则知，B点的速度为 ‎．‎ ‎16.两个同学根据不同的实验条件，进行了“探究平抛运动规律”的实验：‎ ‎（1）甲同学采用如图（1）所示的装置．用小锤打击弹性金属片，金属片把A球沿水平方向弹出，同时B球被松开，自由下落，观察到两球同时落地，改变小锤打击的力度，即改变A球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明_______．‎ ‎（2）乙同学采用如图（2）所示的装置．两个相同的弧形轨道M、N分别用于发射小铁球P、Q，其中N的末端与可看作光滑的水平板相切；两轨道上端分别装有电磁铁C、D；调节电磁铁C、D的高度，使AC=BD，从而保证小铁球P、Q在轨道出口处的水平初速度v0相等，现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D 上，然后切断电源，使两小铁球能以相同的初速度v0同时分别从轨道M、N下端射出．实验可观察到的现象应是_____．仅仅改变弧形轨道M的高度（保持AC不变），重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明_____．‎ ‎【答案】 (1). 平抛运动在竖直方向上做自由落体运动 ‎ ‎(2). 两球相碰 平抛运动在水平方向上做匀速直线运动 ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)金属片把A球沿水平方向弹出，同时B球被松开自由下落，两球同时落地，改变A球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，知A球竖直方向上的运动规律与B球相同，即平抛运动的竖直方向上做自由落体运动． (2)两小球能以相同的初速度v0同时分别从轨道M、N的末端射出．实验可观察到两球将相碰，知P球水平方向上的运动规律与Q球相同，即平抛运动在水平方向上做匀速直线运动．‎ 四、计算题（本题包括3个小题，共36分。解答应写出必要的文字说明、方程式和主要演算步骤，有数值计算的题，答案中必须写出明确的数值和单位，只写出最后答案不得分） ‎ ‎17.在‎125m的低空有一小型飞机以‎40m/s的速度水平飞行，假定从飞机上释放一物体，g取‎10m/s2，忽略空气阻力，求：‎ ‎(1)物体落地时间；‎ ‎(2)物体下落过程发生的水平位移大小；‎ ‎(3)从释放开始到第3s末物体速度的大小。‎ ‎【答案】(1)5s；(2)‎200m；(3)‎50m/s ‎【解析】‎ ‎【详解】(1) 从飞机上释放的物体做平抛运动，在竖直方向上做自由落体运动，则有：，‎ 解得：‎ ‎(2) 物体在水平方向上做匀速直线运动，下落过程发生的水平位移 S=vt，代入数据得：‎ S=40×‎5m=‎‎200m ‎(3) 水平分速度 vx=‎40m/s，竖直分速度 ‎ vy=gt=10×‎3m/s=‎30m/s 则物体速度的大小 ‎18.如图所示，长度为L=‎0.4m的轻绳，系一小球在竖直平面内做圆周运动，小球的质量为m=‎0.5kg，小球半径不计，g取‎10m/s2，求：‎ ‎(1)小球刚好通过最高点时的速度大小；‎ ‎(2)小球通过最高点时速度大小为‎4m/s时，绳的拉力大小；‎ ‎(3)若轻绳能承受的最大张力为45N，小球运动过程中速度大小的最大值。‎ ‎【答案】(1)‎2m/s；(2)15N；(3)4m/s ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)小球刚好通过最高点时，恰好只由重力完全提供向心力，故有 解得 ‎(2)小球通过最高点时的速度大小为‎4 m/s时，拉力和重力的合力提供向心力，有 解得 FT=15 N ‎(3)分析可知小球通过最低点时绳张力最大，最低点由牛顿第二定律得 将FT′=45 N代入解得 即小球的速度不能超过。‎ ‎19.若宇航员登上月球后，在月球表面做了一个实验：将一片羽毛和一个铁锤从同一高度由静止同时释放，二者几乎同时落地.若羽毛和铁锤是从高度为h处下落，经时间t落到月球表面.已知引力常量为G，月球的半径为R.求：(不考虑月球自转的影响)‎ ‎(1)月球表面的自由落体加速度大小g月.‎ ‎(2)月球的质量M.‎ ‎(3)月球的密度.‎ ‎【答案】（1） （2） （）‎ ‎【解析】‎ 试题分析：根据自由落体的位移时间规律可以直接求出月球表面的重力加速度；根据月球表面重力和万有引力相等，利用求出的重力加速度和月球半径可以求出月球的质量M；根据即可求出月球的密度．‎ ‎（1）月球表面附近物体做自由落体运动：‎ 月球表面的自由落体加速度大小：‎ ‎（2）不考虑月球自转的影响有：，解得月球的质量为：‎ ‎（3）月球的密度