2020学年高一物理下学期期中试题（含解析）

2020学年高一物理下学期期中试题（含解析）

‎2019年下学期期中考试高一物理试卷 ‎—、选择题(本题12小题.毎小题4分，共48分.毎小題给出的四个选项中.有的只有一个选 项止确.行的多个选项止确.全部选对的得4分.选对不全的得2分.有选错的得0分）‎ ‎1. 首先通过实验測出万有引力恒量的是（ ）‎ A. 牛顿. B. 伽利略. C. 卡文迪许. D. 爱因斯坦.‎ ‎【答案】C ‎............‎ ‎2. 关于万有引力下列说法正确的是（ )‎ A. 牛顿提出了万有引力定律,但是引力常量的数值是卡文迪许测定的 B. 万有引力定作只适用于天体之间 C. 万有引力揭示了自然界一种基本相互作用的规律 D. 地球绕太阳在椭圆上轨道运行的过程中，太阳与地球的万有引力大小不变 ‎【答案】AC ‎【解析】牛顿发现万有引力之后，首先是卡文迪许通过实验测出了引力常量G，A正确；万有引力揭示了自然界一种基本相互作用的规律，万有引力定律适用于一切物体，B错误C正确；地球绕太阳在椭圆轨道上运行的过程中，半径在变化，所以太阳与地球的万有引力大小在变化，D错误．‎ ‎3. 据报道.研究人员从美国国家航天局“开普勒"望远镜发现的1235颗潜在类地行坺屮选出86颗.作为寻找外星生命踪迹的观测对象.关于这8.6颗可能栖息生命的类地行星的运动.以下说法正确的是（ )‎ A. 所有行星都绕太阳做匀速圆周运动 B. 所有行星都绕太阳做椭圆运动.且轨道都相同 C. 离太阳越近的行星，其公转周期越小 D. 离太阳越远的行星，其公转周期越小 ‎【答案】C ‎【解析】所有行星绕太阳的轨道为椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上，但轨道不同，行星以自己的椭圆轨道绕太阳运动，AB错误；根据公式，半径越小，周期越小，即离太阳越近的行星，其公转周期越小，C错误D正确．‎ - 10 -‎ ‎4. 关于开普勒第三定律中的公式下列说法正确的是（)‎ A. k值对所有的天体都相同 B. 该公式适用于围绕太阳运行的所有行星 C. 该公式也适用于围绕地球运行的所有卫星 D. 以下说法都不对 ‎【答案】BC ‎【解析】k值与中心天体的质量有关，故A错误；开普勒第三定律适用于所有天体，故B正确，CD错误．‎ ‎【点睛】开普勒运动定律不仅适用于椭圆运动，也适用于圆周运动，不仅适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫星绕行星的运动．式中的k是与中心星体的质量有关的．‎ ‎5. 如图所示.在同一轨道平面上的几个人造地球卫星A,B、C绕地球做匀速圆周运动.某一时刻它们恰好在同一直线上，下列说法正确的是（)‎ A. 根据V=可知.运行速度滿足 B. 运转角速度满足 C. 向心加速度满足 D. 运动一周后，A最先回到图示位置 ‎【答案】C ‎【解析】卫星运动过程中，万有引力充当向心力，故有，解得，即轨道半径越大，线速度越小，所以，由于C的线速度最大，所以C最先回到初始位置，AD错误；根据公式，解得，即轨道半径越大，角速度越小，所以，B错误；根据公式，解得，轨道半径越大，向心加速度越小，故，C正确；‎ ‎6. 科学家分析.随着地球上各地地震、海啸的不新发生.会导致地球的自转变快.理论分析.下列说法正确的是（)‎ A. “天空一号"飞行器的高度要略调商一点 B. 地球赤道上物体的重力会略变大 - 10 -‎ C. 同步卫星的高度要略调低.一点 D. 地球的第一宇宙速度将略变小 ‎【答案】C ‎【解析】试题分析：地球自转变快，即地球自转的周期变小，根据向心力公式知道在地面上的物体随地球自转所需的向心力会增大，而万有引力的大小不变．对地球同步卫星而言，卫星的运行周期等于地球的自转周期，由开普勒第三定律可以得出卫星的高度的变化．‎ ‎“天宫一号”飞行器的向心力由地球的万有引力提供，其高度与地球的自转快慢无关，故A错误；地球自转快了，则地球自转的周期变小．对于赤道上的物体来说，由于地球自转的周期变小，在地面上的物体随地球自转所需的向心力会增大，而“向心力”等于“地球对物体的万有引力减去地面对物体的支持力”，万有引力的大小不变，所以必然是地面对物体的支持力减小．地面对物体的支持力大小等于物体受到的“重力”，所以是物体的“重力”减小了，故B错误；对地球同步卫星而言，卫星的运行周期等于地球的自转周期．地球自转的周期T变小了，由开普勒第三定律可知，卫星的轨道半径R减小，卫星的高度要减小些，故C正确；地球的第一宇宙速度，R是地球的半径，可知v与地球自转的速度无关，故D错误．‎ ‎7. 因“光纤之父”高锟的杰出贡献.早在199氏年中田科学院絷金山天文台就将一颗于1981年12月3日发现的国际编号为“3463"的小行星命名为“高锟星”.假设高锟星为均匀的球体.其质量为地球为k倍，半径为地球半径的q倍.则“高锟星”表面的重力加速度是地球表面的重力加速度的（）‎ A. 倍 B. 倍 C. 倍 D. 倍 ‎【答案】B ‎【解析】试题分析：根据万有引力等于重力，得出重力加速度与什么因素有关，从而求出两个天体表面重力加速度的关系．‎ 根据万有引力等于重力得，，解得，所以，故C正确．‎ ‎8. 若已知某行星绕太阳公转的半径为r，公转周期力T.万有引力常量为G.则由此对以求出的是（）‎ A. 某行星的质星 - 10 -‎ B. 太阳的质星 C. 某行星的密度 D. 太阳的密度 ‎【答案】B ‎【解析】试题分析：设太阳的质量为M，行星的质量为m．‎ 行星绕太阳做圆周运动的向心力由太阳的万有引力提供，则有：‎ G=mr 解得：M=，已知r和T，可求出太阳的质量M，但不能求出行星的质量m和行星的密度．‎ 由于太阳的半径未知，也不能求出太阳的密度，故B正确，ACD错误．‎ 故选：B．‎ ‎9. 2013年4月出现“火星合日”的天象.“火星合日”是指火星、太阳，地球三者之间形成一条直线时，从地球的方位观察，火星位于太阳的正后方，火星被太阳完全遮蔽的现象.如图所示.己知地球、火星绕太阳运动的方向相同，若把火星和地球绕太阳运行的轨道视为圆.火星绕太阳公转周期约等于地球公转周期的2倍,由此可知（)‎ A. “火里合曰”约每I年出现一次 B. “火里合曰”约毎2年出现一次 C. 火星的公转半径约为地球公转半径的倍 D. 火星的公转半径约为地球公转半径的8倍 ‎【答案】BC - 10 -‎ ‎【解析】因火星的周期为地球周期的2倍，故地球转一周时，火星转动了半圈，故一年内不会出现“火星合日”现象；只有等火星转动一圈时才会同时出现在同一直线上，故约2年出现一次，故A错误B正确；由可知，故半径，故火星的公转半径约为地球公转半径的倍，故C正确D错误．‎ ‎10. 经长期观察.人们在宇宙屮己经发现“双星系统“双星系统”山两颗相距较近的恒星组成.每个恒星的线速度小于两个星体之间的距离.而“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•现测得两颗之间的距离为L.质量之比力叫：m1：m2=3：2.则可知（)‎ A. m1做圆周运动的角速度之比为2:3‎ B. m2做圆周运动的线速度之比为3:2‎ C. m1做圆周运动的半径为L D. m2做圆周运动的半径为L ‎【答案】C ‎【解析】试题分析：双星靠相互间的万有引力提供向心力，具有相同的角速度．对两颗星分别运用牛顿第二定律和万有引力定律列式，进行求解即可．‎ 双星靠相互间的万有引力提供向心力，角速度相等，根据知，，则，又因为，则做圆周运动的半径为，做圆周运动的半径为，故C正确AD错误；根据知，做圆周运动的半径之比为2：3，则线速度之比为2：3，故B错误．‎ ‎11. 2013年6月20日，中国首次太空授课活动成功举行,“神舟十号”航天员在“天宫一号”空间站上展示失重环境下的物理现象."空间站”超科学家进行人文探測和科学实验的特殊而又重要的场所.假设某“空间站”正在地球赤道平面内的圆周轨道上匀速率远行，其离地高度约为地球半径的问步卫星离地岛嗖约为地球半径的5.6倍)，且运行方向与地球自转方向一致.则()‎ A. “神舟十号”飞船要与“天宮一号”对接，必须在高轨道上减速 B. “天宮一号”运行的速度大于地球的笫一宇宙速度 C. 站在地球赤道上的人观察到该“空间站”向东运动 D. 在“空间站”工作的宇航员因受到平衡力而在其中悬浮 ‎【答案】C ‎【解析】试题分析：‎ - 10 -‎ A、“神舟十号”飞船要与“天宫一号”对接，可以在低轨道上加速，故A错误；‎ B、由得v=，知“天宫一号”运行的速度小于地球的第一宇宙速度，B错误；‎ C、由于“空间站”轨道高度低于同步卫星轨道高度，即“空间站”运行角速度大于地球自转角速度，所以站在地球赤道上的人观察到“空间站”向东运动，C正确；‎ D、在“空间站”工作的宇航员因完全失重而在其中悬浮，D错误．‎ 故选：C ‎12. 2013年6月13曰13时18分，“神舟十号"载人飞船成功与“天空一号”目标飞行器交会对接.如图所示.“天宫一号”对接前从圆轨道丨变至圆轨道II.己知地球半径为，轨道丨距地而高度.轨道II距地面.高度h2.则关于“天宫-号”的判断正确的是（)‎ A. 调整前后线速度大小的比值 B. 调整前后周期的比值为 C. 调格肋后句心加速度大小的比依为 D. 需加速才能从轨道丨变至轨道Ⅱ ‎【答案】B ‎【解析】试题分析：根据万有引力提供向心力有：解得：；；‎ 考点：万有引力定律；人造卫星。‎ 二、填空題（毎空2分，共22分）‎ - 10 -‎ ‎13. —物体在水平面内沿半径0.2m的圆形轨道做匀速圆周运动，线速度为0.4m/s,那么，它.的转速为_____ r/s：它的向心加速度为_______m/s2‎ ‎【答案】 (1). r/s (2). 0.8m/s ‎【解析】根据公式，所以：，向心加速度为 ‎14. —条河宽400 m,水流的逨垵力5m/s,船相对静水的速度2.5 m/s,要想渡河的时间最短.渡河的最短时间是_________s:若要以最短时间渡河，则最短位移为_______m.‎ ‎【答案】 (1). 160s (2). 800m ‎【解析】试题分析：因为水流速度大于静水速度，所以合速度的方向不可能垂直河岸，则小船不可能到达正对岸．当静水速的方向与河岸垂直，渡河时间最短，从而即可求解．‎ 设河宽为400m，水速为，船在静水中的航速为，当小船的船头始终正对河岸时，渡河时间最短设为t，则；因为水流速度大于静水速度，所以合速度的方向不可能垂直河岸，则小船不可能到达正对岸．当合速度的方向与静水速的方向垂直时，合速度的方向与河岸的夹角最短，渡河航程最小．设此时静水速的方向与河岸的夹角为θ，．根据几何关系，则有：，因此最短的航程是：．‎ ‎15. A、B两物体都做匀速圆周运动，A球的质量是B球质量的4倍，A球在半径3cm的圆周 运动，B球在半径为6cm的圆周运动，A球运行周期是B球2倍，.则A球与B球的向心力之比为_________ .‎ ‎【答案】1:2‎ ‎【解析】试题分析：由题意可知，，，，，由向心力公式可知。‎ 考点：向心力 点评：牢记向心力的表达式，可以正确的选择合适的公式求解。‎ ‎16. 有人发现一颗小行里.测的它到太阳的平均距离是地球到太阳的平均距离的8倍,则小行星的,公转周期是_______年.‎ ‎【答案】16年 - 10 -‎ ‎【解析】设地球绕太阳公转周期为T，小行星绕太阳公转周期为，根据万有引力定律和牛顿第二定律可得，，T=1年，联立解得年，‎ ‎17. 宇航员站在某一星球距离表面h高度处.以初速度v0沿水平方向抛出一个小球.经过时间后小球落到星球表面.己知该星球的半径为R.引力常量为G.则该星球表面的重力加速度为________，该星球的质量为________,小球落地时的速度大小为 _______.‎ ‎【答案】 (1). (2). (3). ‎ ‎【解析】小球做平抛运动，在竖直方向上有，故解得①，在星球表面有②，联立①②可得，小球落地时的速度大小为 ‎18. 地球的第一宇宙速度为7.9lim/s.地球表面的重力加速度力9.8m/s2,某行星的质量是地球的6倍.半径是地球的1.5倍.该行星的第-宇宙速度为______km/s.该行星表面的重力加速度为________ m/s2‎ ‎【答案】 (1). 15.8km/s (2). 26.1m/s2‎ ‎【解析】在地球表面有，在行星表面有，解得 地球第一宇宙速度，所以该行星的第一宇宙速度为 三、解答题（写出必要的分析、推理、计算过程，共30分） ‎ ‎19. 某一行星有一颗卫星，行星的半径为R.卫星离行星表面的高度为h.卫星为周期T绕行星做匀速圆周运动，求：‎ ‎（1）行星的质量；‎ ‎（2〉行星的平均密度；‎ ‎（3)行星表面的重力加速度；‎ ‎【答案】（1）（2）（3）‎ ‎【解析】（1）卫星绕行星做匀速圆周运动，轨道半径（R+h），根据万有引力提供向心力有：‎ - 10 -‎ 解：M=‎ ‎（2）根据 （3）根据重力等于万有引力得 得 ‎ 点睛：本题考查了万有引力在天体中的应用，解题的关键在于找出向心力的来源，并能列出等式解题．向心力的公式选取要根据题目提供的已知物理量或所求解的物理量选取应用．‎ ‎20. 如图所示，在竖直平面内有一条1/4圆弧形轨道AB.其半径R=1m，B点的切线方向恰好为水平方向.一个质量m=2kg的小球.从轨道A点由静止幵始沿轨道下滑.到达轨道未端B点时的速度为VB=4m/s.然后做平抛运动.落到地面上的C点。若轨道距地面的h为5m,如图所示(不计空气阻力，g=10m/s2).‎ 求：‎ ‎（1）小球在B点对轨道的压力：‎ ‎（2）小球落地时的速度：‎ ‎（3）B、C两点间的水平距离.‎ ‎【答案】(1)52N (2)2m/s (3)x=4m ‎【解析】试题分析：（1）在B点，小球靠重力和支持力的合力提供向心力，结合牛顿第二定律求出支持力的大小，从而得出小球对B点的压力大小．（2）根据高度求出平抛运动的时间，结合速度时间公式求出落地时的竖直分速度，根据平行四边形定则求出落地的速度．（3）根据B点的速度和平抛运动的时间求出B、C两点间的水平距离．‎ ‎（1）在B点，根据牛顿第二定律得：，‎ 解得：．‎ 根据牛顿第三定律知，小球在B点对轨道的压力为52N．‎ - 10 -‎ ‎（2）根据得：，‎ 小球落地时的竖直分速度为：，‎ 根据平行四边形定则知，落地的速度为：． （3）B、C两点间的水平距离为：．‎ ‎21. 2007年10月我国发射绕月运行探月卫星嫦娥丨号”,该卫星的轨道是圆形的，若已知“嫦娥丨号"绕月球运动的周期T及月球的半径R.月球表面的重力加速度g,引力常量力G。求：‎ ‎（1）月球质量 ‎（2）探月卫星•‘嫦娥1号"离月球表面的高度:‎ ‎（3)探月卫星的运行线速度。‎ ‎【答案】（1）（2）（3）‎ ‎【解析】试题分析：（1）由由万有引力的公式得 ：‎ ‎（2）由由月球的万有引力提供向心力得：‎ 得：‎ ‎（3）由得：‎ 考点：万有引力定律的应用 ‎【名师点睛】该题中已知卫星的运行周期和轨道半径，可求出月球的质量，关键要能正确运用万有引力提供向心力。‎ ‎ ‎ - 10 -‎