湖南省常德市2018-2019学年高一下学期期中考试物理试题

湖南省常德市2018-2019学年高一下学期期中考试物理试题

www.ks5u.com 物理试卷 一、选择题（1—8为单选，9—14为多选，总分56分）‎ ‎1. 过去几千年来，人类对行星的认识与研究仅限于太阳系内，行星“51 peg b”的发现拉开了研究太阳系外行星的序幕。“51 peg b”绕其中心恒星做匀速圆周运动，周期约为4天，轨道半径约为地球绕太阳运动半径为1/20，该中心恒星与太阳的质量比约为（ ）‎ A. 1/10 B. 1 C. 5 D. 10‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ 研究行星绕某一恒星做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式为： ，解得； “51 peg b”绕其中心恒星做匀速圆周运动，周期约为4天，轨道半径约为地球绕太阳运动半径的1/20，所以该中心恒星与太阳的质量比约为 ，故选B．‎ 点睛：要求解一个物理量大小变化，我们应该把这个物理量先表示出来，再根据已知量进行判断．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．‎ ‎2. 我国是世界上能发射地球同步卫星的少数国家之一，关于同步卫星，正确的说法是（ ）‎ A. 可以定点在嘉兴上空 B. 加速度一定大于9.8m/s2‎ C. 角速度比月球绕地球运行的角速度大 D. 向心加速度与静止在赤道上的物体的向心加速度相等 ‎【答案】C ‎【解析】‎ A、同步卫星位于赤道的上空。故A错误。‎ BC、根据，解得a=,知，轨道半径越大，加速度越小，角速度越小，地面附近的加速度为9.8m/s2，则同步卫星的加速度小于9.8m/s2‎ ‎。同步卫星的轨道半径小于跃迁的轨道半径，则角速度大于月球的角速度。故B错误，C正确。‎ D、同步卫星的角速度与赤道上物体的角速度相等，根据a=知，同步卫星的角速度大。故D错误。‎ 故选C。‎ ‎3.如图所示是一个玩具陀螺。a、b和c是陀螺上的三个点。当陀螺绕垂直于地面的轴线以角速度ω稳定旋转时，下列表述正确的是（ ）‎ A. a、b和c三点的线速度大小相等 B. a、b和c三点的角速度相等 C. a、b的角速度比c的大 D. c的线速度比a、b的大 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】本题考查圆周运动的线速度与角速度的问题，陀螺整体上各点的角速度相等，处在同一轨道半径上的各点线速度相同。同轴上的同心圆上个点的角速度相同。所以B正确C错误；由线速度和角速度的关系可知，a和b的转动半径相同大于c的转动半径，因此a和b的线速度相等大于c的线速度，因此AD错误 ‎4. 下列关于万有引力定律的说法中，不正确的是 A. 万有引力定律是牛顿发现的 B. F＝中的G是一个比例常数，是没有单位的 C. 万有引力定律适用于任意质点间的相互作用 D. 两个质量分布均匀的球体之间的相互作用力也可以用F＝来计算，r是两球体球心间的距离 ‎【答案】B ‎【解析】‎ F＝G中的G是一个比例常数，由单位，Nm2/kg2‎ ‎5.某河流中河水速度大小v1=2m/s，小船相对于静水的速度大小v2=1m/s．现小船船头正对河岸渡河，恰好行驶到河对岸的B点，若小船船头指向上游某方向渡河，则小船（ ）‎ A. 到达河对岸的位置一定在B点的右侧 B. 到达河对岸的位置一定在B点的左侧 C. 仍可能到达B点，但渡河的时间比先前长 D. 仍可能到达B点，但渡河的时间比先前短 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 试题分析：由题意知，小船到达B点，知小船的合速度沿AB方向，若小船船头指向上游某方向渡河时，当合速度能沿AB方向，小船就可以到达B点，如图所示：‎ 故小船可以到达B点，由于在垂直岸方向的速度减小，故渡河时间变长，所以A、B、D错误；C正确 考点：本题考查运动的合成、小船过河 ‎6. 质量相等的A、B两物体，放在水平转台上，A离轴O的距离是B离轴O距离的一半，如图所示，当转台旋转时，A、B都无滑动，则下列说法正确的是（ ）‎ A. 因为a=ω2R，而RB>RA，所以B的向心加速度比A大 B. 因为a=v2/R，而RB>RA，所以A的向心加速度比B大 C. 因为质量相等，所以它们受到的台面摩擦力相等 D. 转台对B静摩擦力较小 ‎【答案】A ‎【解析】‎ 考点：线速度、角速度和周期、转速．‎ 分析：A、B都无滑动，所以A、B的角速度相等，根据a=ω2R，可以比较出A、B的向心加速度大小，即可知道A、B的向心力大小．根据静摩擦力提供向心力，可知静摩擦力的大小．‎ 解：A、A、B都无滑动，所以A、B的角速度相等，根据a=ω2R，RB＞RA，所以B的向心加速度比A大．故A正确．‎ B、A、B的角速度相等，根据v=rω，知线速度不等，所以不能根据a=比较向心加速度．故B错误．‎ C、向心力F=mω2R，知B的向心力比A大，静摩擦力提供向心力，所以B所受的静摩擦力较大．故C、D错误．‎ 故选A．‎ ‎7.如图所示，将质量为2m的重物悬挂在轻绳的一端，轻绳的另一端系一质量为m的小环，小环套在竖直固定的光滑直杆上，光滑定滑轮与直杆的距离为d.现将小环从与定滑轮等高的A处由静止释放，当小环沿直杆下滑距离也为d时(图中B处)，下列说法错误的是(重力加速度为g)(　 　)‎ A. 小环刚释放时轻绳中的张力一定大于2mg B. 小环到达B处时，重物上升的高度约为(－1)d C. 小环在B处的速度与重物上升的速度大小之比等于 D. 小环在B处的速度与重物上升的速度大小之比等于 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．环刚开始释放时，环有向下的加速度，而该加速度没有沿绳子方向的分量，所以重物在瞬间加速度为零，则绳子的张力等于重物的重力，即T=2mg，所以A错误，符合题意；‎ B．小环到达B处时，重物上升的高度应为绳子缩短的长度，即△h=d-d，所以B正确，不符合题意；‎ CD．根据题意，沿绳子方向的速度大小相等，将小环速度沿绳子方向与垂直于绳子方向正交分解，应满足 v环cosθ=v物 即 所以C错误，符合题意，D正确，不符合题意；‎ ‎8.如图，是木星的一个卫星—木卫1上面的珞玑火山喷发的情景。经观测火山喷发出岩块上升高度可达250km，每一块石头的留空时间为1000s。已知在距离木卫1表面几百千米的范围内，木卫1的重力加速度g木卫可视为常数，而且在木卫1上没有大气，则据此可求出g木卫与地球表面重力加速度g(g＝10m/s2)的大小关系是(　　)‎ ‎ ‎ A g木卫＝g B. g木卫＝g C. g木卫＝g D. g木卫＝g ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】由题意可知石块在木卫 1上做竖直上抛运动；一块石头的留空时间为1000 s，石头上升或下落时间为500 s．根据：h=g木卫t2，解得：g木卫=2 m/s2，故ACD错误，B正确。‎ ‎9.关于做曲线运动的物体，下列说法中正确的是（ ）‎ A. 它所受的合外力一定不为零 B. 它所受的合外力一定是变力 C. 其速率可以保持不变 D. 其动能一定要变化 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．做曲线运动的物体，加速度不为零，则它所受的合外力一定不为零，选项A正确；‎ B．做曲线运动的物体所受的合外力不一定是变力，例如平抛运动，选项B错误；‎ C．做曲线运动的物体其速率可以保持不变，例如匀速圆周运动，选项C正确；‎ D．做曲线运动的物体其动能不一定要变化，例如匀速圆周运动，选项D错误；‎ ‎10.发射地球同步卫星要经过三个阶段：先将卫星发射至近地圆轨道1，然后使其沿椭圆轨道2运行，最后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，如图所示。当卫星分别在轨道1、2、3上正常运行时，则以下说法正确的是 ( )‎ A. 卫星在轨道3上的运行速率小于7.9km/s B. 卫星在轨道3上的运行速率大于它在轨道1上的运行速率 C. 卫星在轨道2上Q点的运行速率大于11.2km/s D. 卫星分别沿轨道1和轨道2经过Q点时的加速度大小相等 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．人造卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，设卫星的质量为m、轨道半径为r、地球质量为M，有 解得：‎ 轨道3半径比轨道1半径大，卫星在轨道3上的运行速率小于它在轨道1上的运行速率；卫星在轨道1上线速度是7.9km/s，在轨道3上的运行速率小于7.9km/s，故A正确、B错误； C．卫星在轨道2上的Q点运行速率大于7.9km/s，但是小于11.2km/s，故C错误； D．根据牛顿第二定律和万有引力定律 得：‎ 所以卫星在轨道2上经过Q点的加速度等于在轨道1上经过Q点的加速度，故D正确。‎ ‎11.如图，节水灌溉中的喷嘴距地高0.8m，假定水从喷嘴水平喷出，喷灌半径为4m，不计空气阻力，取g=10m/s2．则( )‎ A. 水下落的加速度为8m/s2‎ B. 水从喷嘴到地面的时间为0.4s C. 水从喷嘴喷出后速度不变 D. 水从喷嘴喷出的速率为10m/s ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．水喷出后做平抛运动，下落的加速度为10m/s2，故A错误；‎ B．根据 得 故B正确；‎ C．水从喷嘴喷出后重力做正功，动能增大，速度增大，故C错误；‎ D．水从喷嘴喷出的速率 故D正确。‎ ‎12.如图所示，a、b、c是地球大气层外圆形轨道上运动的三颗卫星，且b和c在同一个轨道上，则下列说法正确的是 ( )‎ A. b、c的周期相同，且大于a的周期 B. b、c线速度大小相等，且大于a的线速度 C. b加速后可以实现与c对接 D. a的线速度一定小于第一宇宙速度 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ 试题分析：卫星绕地球做圆周运动，万有引力提供向心力；由牛顿第二定律得：，解得：，由于，则：，故A正确；由牛顿第二定律得：，解得：，由于，则：，故B错误；b加速后做圆周运动需要的向心力变大，所需向心力小于在该轨道上受到的万有引力，b做离心运动，轨道半径变大，不可能与c对接，故C错误；由牛顿第二定律得：，解得：，由于a的轨道半径大于地球半径，则a的线速度小于第一宇宙速度，故D正确。‎ 考点：人造卫星的加速度、周期和轨道的关系；万有引力定律及其应用 ‎【名师点睛】本题考查了万有引力定律的应用，能根据万有引力提供圆周运动向心力并由此分析描述圆周运动的物理量与半径的关系是正确解题的关键。‎ ‎13.宇宙飞船绕地心做半径为r的匀速圆周运动，飞船舱内有一质量为m的人站在可称体重的台秤上，用R表示地球的半径，g表示地球表面处的重力加速度，g0表示宇宙飞船所在处的地球引力加速度，N表示人对台秤的压力，则关于g0、N下面正确的是（ ）‎ A. g0＝0 B. C. N＝0 D. N＝mg ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．忽略地球的自转，根据万有引力等于重力列出等式： 宇宙飞船所在处，‎ ‎ ‎ 在地球表面处：‎ 解得：‎ 故A错误，B正确；‎ CD．宇宙飞船绕地心做匀速圆周运动，飞船舱内物体处于完全失重状态，即人只受重力。所以人对台秤的压力为0．故C正确，D错误。‎ ‎14.如图所示，ab为竖直平面内的半圆环acb的水平直径，c为环上最低点，环半径为R.将一个小球从a点以初速度v0沿ab方向抛出，设重力加速度为g，不计空气阻力，则(　 　)‎ ‎ ‎ A. 当小球的初速度时，掉到环上时的竖直分速度最大 B. 当小球的初速度选择恰当的时候，将有可能垂直撞击到环上的圆弧ac段 C. 当v0取适当值，小球可以垂直撞击圆环 D. 无论v0取何值，小球都不可能垂直撞击圆环 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ 当小球落在c点时，竖直分速度最大，此时 ，初速度 ，选项A正确；小球向右做平抛运动，落到圆周上的速度方向斜向右下方，故无论小球的初速度选择何值，不可能垂直撞击到环上的圆弧ac 段，选项B错误；小球撞击在圆弧ac段时，速度方向斜向右下方，不可能与圆环垂直；当小球撞击在圆弧cb段时，根据“中点”结论可知，由于O不在水平位移的中点，所以小球撞在圆环上的速度反向延长线不可能通过O点，也就不可能垂直撞击圆环．故D正确，C错误．故选AD．‎ 点睛：解决本题关键掌握平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，能巧妙运用“中点”的推论分析小球速度的方向，也可以结合运动学公式列式进行分析．‎ 三、填空题 ‎15.在“研究平抛运动”实验中，某同学只记录了小球运动途中的A、B、C三点的位置，取A点为坐标原点，则各点的位置坐标如图所示，(),则小球抛出点的位置坐标是 (以cm为单位，答案不用写出，注意正负号)； 小球平抛的初速度为 。‎ ‎【答案】 (-10 , -5) ; 1‎ ‎【解析】‎ 试题分析：根据可求间隔时间为，水平方向匀速直线运动，即v0=1m/s；从抛出点到达B点，B点竖直方向的速度为AC的平均速度即2m/s，说明抛出点经过0.2秒到达B即经过0.1s到达A，根据可以求得抛出点坐标，即(-10 , -5)‎ 考点：平抛运动 点评：本题考查了平抛运动知识：水平方向为匀速直线运动，竖直方向为自由落体，根据规律列式求解。‎ 四、计算题 ‎16.长为L的细线，拴一质量为m的小球，一端固定于O点．让其在水平面内做匀速圆周运动（这种运动通常称为圆锥摆运动），如图．求摆线L与竖直方向的夹角为α时，试求：‎ ‎(1)线的拉力F；‎ ‎(2)小球运动的角速度 ‎【答案】（1）（2）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）小球受重力和拉力作用，两个力的合力提供向心力，根据合成法得，‎ ‎（2）根据牛顿第二定律得，‎ 又r=Lsinα 解得 ‎17.‎ 如图，跳台滑雪运动员经过一段加速滑行后从O点水平飞出，经过3.0 s落到斜坡上的A点。已知O点是斜坡的起点，斜坡与水平面的夹角＝37°，运动员的质量m＝50 kg。不计空气阻力。（取sin37°＝0.60，cos37°＝0.80;g取10 m/s2）求 ‎（1）A点与O点的距离L;‎ ‎（2）运动员离开O点时的速度大小;‎ ‎（3）运动员落到A点时的动能。‎ ‎【答案】（1）m ‎(2)m/s ‎（3）32 500 J ‎【解析】‎ ‎（1）运动员在竖直方向做自由落体运动，有 A点与O点的距离m ‎(2)设运动员离开O点的速度为，运动员在水平方向做匀速直线运动，‎ 即 解得m/s 即 解得m/s ‎（3）由机械能守恒，取A点位重力势能零点，运动员落到A点时的动能为 ‎32 500 J ‎18.“神舟六号”载人飞船于2005年10月12日上午9点整在酒泉航天发射场发射升空，由长征运载火箭将飞船送入近地点为A、远地点为B的椭圆轨道上，A点距地面的高度为h1，飞船飞行五周后进行变轨，进入预定轨道，如图所示，在预定圆轨道上飞行n圈所用的时间为t，于10月17日凌晨在内蒙古草原成功返回，已知地球表面重力加速度为g，地球半径为R，求：‎ ‎⑴飞船在A点的向心加速度大小；‎ ‎⑵远地点B距地面的高度；‎ ‎⑶若已知地球同步卫星的轨道半径为R0，求“神舟六号”载人飞船在预定圆轨道上的运行速度与地球同步卫星的运行速度的比值。‎ ‎【答案】⑴an＝；⑵h2＝－R；⑶‎ ‎【解析】‎ 试题分析：⑴飞船在运动过程中受地球的万有引力作用，设地球的质量为M，飞船的质量为m，根据万有引力定律和牛顿第二定律有：＝man①‎ 在地球表面附近时有：＝mg ②‎ 由①②式联立解得：an＝‎ ‎⑵设远地点B距地面的高度为h2，飞船在预定轨道上的运行周期为T，根据万有引力定律和牛顿第二定律有：＝m(R＋h2)③‎ 根据题意可知：T＝④‎ 由②③④式联立解得：h2＝－R ⑤‎ ‎⑶设飞船在预定圆轨道上的运行速率为v，地球同步卫星的运行速率为v0，地球同步卫星的质量为m′，根据万有引力定律和牛顿第二定律，对在预定轨道上运行的飞船有：＝⑥‎ 对地球同步卫星有：＝⑦‎ 由⑤⑥⑦式联立解得：＝‎ 考点：本题主要考查了向心力公式、牛顿第二定律、万有引力定律的应用问题，属于中档题。‎ ‎19.如图，置于圆形水平转台边缘的小物块随转台加速转动，当转速达到某一数值时，物块恰好滑离转台开始做平抛运动。现测得转台半径R=0.5m,离水平地面的高度H=0.8m，物块平抛落地过程水平位移的大小s=0.4m。设物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度g=10m/s2求：‎ ‎(1)物块做平抛运动的初速度大小v0；‎ ‎(2)物块与转台间的动摩擦因数μ。‎ ‎【答案】(1)1m/s (2)0.2‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)物块做平抛运动，在竖直方向上有 在水平方向上有 联立解得：‎ 代入数据得 v0＝1 m/s ‎(2)物块离开转台时，最大静摩擦力提供向心力，有 ‎ ‎ 联立解得：‎ 代入数据得μ＝0.2‎ ‎ ‎