湖南省邵东县第四中学2020学年高一物理下学期期中试题

湖南省邵东县第四中学2020学年高一物理下学期期中试题

湖南省邵东县第四中学2020学年高一物理下学期期中试题 ‎ 一、单项选择（4分*14，共56分）‎ ‎1、下列说法中正确的是( )‎ A．物体在恒力作用下，不可能做曲线运动 B．物体在变力作用下，不可能做直线运动 C．物体在方向不变的力作用下，一定做直线运动 D．物体在垂直于速度方向始终受到大小不变的力作用时一定做匀速圆周运动 ‎2、如图所示，匀速转动的风车上固定了两个可视为质点的小球．则两小球的(　　)‎ A． 线速度大小相等 B． 角速度大小相等 C． 向心加速度大小相等 D． 所受向心力大小相等 ‎3、洗衣机是现代家庭常见的电器设备．它是采用转筒带动衣物旋转的方式进行脱水的，下列有关说法中错误的是（　　）‎ A．脱水过程中，衣物是紧贴筒壁的 B．加快脱水筒转动的角速度，脱水效果会更好 C．水能从筒中甩出是因为水滴需要的向心力太大的缘故 D．靠近中心的衣物脱水效果比四周的衣物脱水效果好 ‎4、一只小狗拉着雪橇在水平冰面上沿着圆弧形的道路匀速行驶，如图为雪橇受到的牵引力F及摩擦力F1的示意图(O为圆心)，其中正确的是(　　)‎ ‎5、‎ 行星绕恒星运动时，其运动周期T的平方与运动轨道半径R的三次方之比为常数，即T2/R3=k,则k的大小决定于（ ）‎ A．行星质量 B．恒星质量 C．与行星和恒星的质量都有关 D．与恒星的质量及行星的速率有关 ‎6、在半径为R的固定半球形碗内，有一质量为m的物体自碗边向碗底滑动，滑到最低点时速度为v，若物体与碗的动摩擦因数为μ，则物体在最低点受到的摩擦力的大小是(　　)‎ ‎7、船在静水中的速度为3.0m/s，它要渡过宽度为30m的河，河水的流速恒为2.0m/s，则下列说法中正确的是（　　）‎ A．船渡河的轨迹为曲线 B．船渡河的速度可以为5.0 m/s C．船不能垂直于河岸运动到达正对岸 D．船到达对岸所需的最短时间为10 s ‎8、如图所示，质量相等的a、b两物体放在圆盘上，到圆心的距离之比是2：3，圆盘绕圆心做匀速圆周运动，两物体相对圆盘静止，a、b两物体做圆周运动的向心力之比是（ ）‎ A. 1：1‎ B. 3：2‎ C. 2：3‎ D. 9：4‎ ‎9、水流星是一种常见的杂技项目，该项目可近似的简化为一根绳子拉着小球在竖直平面内作圆周运动，则下列说法正确的是（ ）‎ A． 小球在最高点可能不受绳子的拉力，此时速度为 B． 小球在最低点可能不受绳子的拉力，此时速度为 C． 小球在最高点处于超重状态 D． 小球在最高点处绳子的拉力随速度增加而减小 ‎10、一颗人造卫星在地球引力作用下，绕地球做匀速圆周运动，已知地球的质量为M，地球的半径为R，卫星的质量为m，卫星离地面的高度为h，引力常量为G，则地球对卫星的万有引力大小为（　　）‎ A. B. C. D. ‎ ‎11、第一次通过实验比较准确的测出引力常量的科学家是（　　）‎ A．卡文迪许 B．伽利略 C．胡克 D．牛顿 ‎12、设地球表面的重力加速度为，物体在距离地心（是地球半径）处，由于地球的作用产生的加速度为，则为（ ）。‎ A． 1 B． 1/2 C． 1/4 D． 1/16‎ ‎13、A、B两颗人造地球卫星质量之比为1：2，轨道半径之比为2：1，则它们的运行周期之比为（ ）。‎ A． 1：2 B． 1：4 C． D． 4：1‎ ‎14、两个大小相等质量分布均匀的实心小铁球紧靠在一起，它们之间的万有引力为F，若两个半径是小铁球2倍的质量分布均匀的实心大铁球紧靠在一起，则它们之间的万有引力为（ ）‎ A． 2F B． 4F C． 8F D． 16F 二、填空题(2分*6，共12分)‎ ‎15、为了消除火车在转弯时对铁轨的侧向压力，在铁路的弯道处都是令外 轨　 　内轨．‎ ‎16、用如图所示的装置研究平抛运动，用小锤打击弹性金属片后，A球沿水平方向抛出，同时B球被松开，自由下落．A、B两球同时开始运动，观察到两球 落地（填“同时”或“不同时”）；改变打击的力度，重复这个实验，观察到两球 落地（填“同时”或“不同时”）‎ ‎17、有两颗人造地球卫星A和B，分别在不同的轨道上绕地球做匀速圆周运动，两卫星的轨道半径分别为rA和rB，且rA＞rB，则两卫星的线速度关系为 vA　 　vB；两卫星的角速度关系为ωA　 　ωB、两卫星的周期关系为TA　 　TB.（填“＞”、“＜”或“=”）‎ 三、计算题 ‎18、（9分）物体做平抛运动，经过2s后落地，落地速度与水平方向夹角为60°，g＝10 m/s2。求：‎ ‎(1)平抛运动的初速度v0；‎ ‎(2) 平抛时的高度；‎ ‎(3)下落1s时速度与水平方向的夹角。‎ ‎19、（8分）如图所示,一个人用一根长1m、最多只能承受46N拉力的绳子,拴着一个质量为1kg的小球,在竖直平面内做圆周运动,小球转动至最低点时绳子突然断了。g取10ms2)求绳子断时小球运动的加速度多大、线速度多大?‎ ‎20、（7分）经国务院批复同意，2020年4月24日是我国首个“中国航天日”。在当天的活动中了解到，我国将于2020年第三季度择机发射“天宫二号”空间实验室，并在随后的第四季度发射神舟十一号飞船，搭乘2名航天员与“天宫二号”对接，进行宇航员在太空中期驻留试验。假设“天宫二号”空间实验室进入预定轨道后绕地球做匀速圆周运动，运行的周期是T，地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G．求：“天宫二号”空间实验室绕地球运行时离地面的高度h．‎ ‎21、（8分）某火星探测器登陆火星后，在火星表面h高处静止释放一钢球，经时间t落地，已知火星半径为R，引力常量为G。求：‎ ‎（1）火星的质量；‎ ‎（2）若该探测器要再次起飞成为火星的卫星，需要的最小发射速度大小。‎ 参考答案 一、单项选择 ‎1、【答案】D ‎【解析】‎ ‎2、【答案】B ‎【解析】两个小球共轴转动，则角速度相等，再根据v=rω，因为半径不等，所以线速度不相等，故A错误，B正确；根据，因为半径不等，所以向心加速度大小不相等，故C错误；根据，可知2m的小球质量大，半径也大，所以向心力大，故D错误。所以B正确，ACD错误。 ‎ ‎3、【答案】D ‎【解析】【考点】离心现象．‎ ‎【分析】脱水过程中，衣物做离心运动而甩向桶壁．根据向心力的公式F=ma=mω2R，分析角速度和半径对水滴所需向心力的影响，在说明脱水效果更好．当水滴因做圆周运动所需的向心力大于该附着力时，水滴被甩掉．‎ ‎【解答】解：A、脱水过程中，衣物做离心运动而甩向桶壁，所以衣物是紧贴筒壁的．故A正确．‎ B、F=ma=mω2R，ω增大会使向心力F增大，而转筒有洞，不能提供足够大的向心力，水滴就会被甩出去，增大向心力，会使更多水滴被甩出去．故B正确．‎ C、水滴依附的附着力是一定的，当水滴因做圆周运动所需的向心力大于该附着力时，水滴被甩掉．故C正确．‎ D、中心的衣服，R比较小，角速度ω一样，所以向心力小，脱水效果差．故D错误．‎ 本题选不正确的，故选：D ‎4、【答案】C ‎【解析】雪橇做匀速圆周运动，牵引力F及摩擦力F1的合力提供向心力，指向圆心，A、B项错误；滑动摩擦力F1是阻力，与线速度反向，D项错误．‎ ‎5、【答案】B ‎【解析】‎ ‎6、【答案】B ‎7、【答案】D ‎【解析】A、船参与了静水的运动和水流的运动，两个分运动都为匀速直线运动，所以合运动仍然为匀速直线运动．故A错误．‎ B、当水流速和静水速速度方向相同时，合速度为5m/s，在渡河时，两速度不在同一条直线上，根据平行四边形定则知，合速度一定小于5m/s．故B错误．‎ C、因为静水速大于水流速，根据平行四边形定则知，合速度的方向可以垂直河岸，则船能垂直到达正对岸．故C错误．‎ D、设船的速度为v1，河宽为d，河水的速度为v2，船头垂直河岸渡河时时间最短，最短时间为t=＝10s，故D正确 ‎8、【答案】C ‎【解析】‎ ‎9、【答案】A ‎【解析】A. 在最高点，若绳子的拉力为零，根据牛顿第二定律得： ，解得： ，故A正确；‎ B、小球在最低点，靠拉力和重力的合力提供向心力，合力方向向上，拉力不可能为零，故B错误；‎ C、在最高点，小球的加速度方向向下，处于失重状态，故C错误；‎ D. 小球在最高点处，根据牛顿第二定律得： ，绳子的拉力随速度增加而增大，故D错误；‎ 故选A。‎ ‎【点睛】细线拉着小球在竖直平面内做圆周运动，最高点的临界情况是绳子的拉力为零，靠重力提供向心力，结合牛顿第二定律求出最高点的临界速度，在最高点，根据加速度的方向确定小球处于超重还是失重状态。 ‎ ‎10、【答案】A ‎【解析】地球对卫星的万有引力大小为： ，故A正确，BCD错误。‎ ‎11、【答案】A ‎【解析】【考点】万有引力定律的发现和万有引力恒量的测定 ‎【分析】本题考查了物理学史，了解所涉及伟大科学家的重要成就，注意明确万有引力定律的发现和引力常量的测定对应的物理学史．‎ ‎【解答】解：牛顿在推出万有引力定律的同时，并没能得出引力常量G的具体值，G的数值于1789年由卡文迪许利用他所发明的扭秤得出，故BCD错误，A正确．‎ 故选：A．‎ ‎【点评】本题考查了学生对物理学史的掌握情况，对于物理学史部分也是高考的热点，平时训练不可忽略．‎ ‎12、【答案】D ‎【解析】在地球的表面有：，解得：；在距离地心4R处有：，解得：，联立得：，选D.‎ ‎【点睛】根据万有引力等于重力得出重力加速度与距地心距离的关系，从而求出两处的重力加速度之比． ‎ ‎13、【答案】C ‎【解析】人造卫星绕地球做匀速圆周运动，设卫星的质量为m、轨道半径为r、地球质量为M，根据万有引力提供向心力有： ，得： ，轨道半径之比为2：1，则它们的运行周期之比为，选C. ‎ ‎14、【答案】D ‎【解析】设两个大小相同的实心小铁球的质量都为m，半径为r，根据万有引力公式得：；根据m=ρ？πr3可知，半径变为原来的两倍，质量变为原来的8倍。所以若将两半径为小铁球半径2倍的实心大铁球紧靠在一起时，万有引力，故选D。‎ 点睛：运用万有引力定律时，要准确理解万有引力定律公式中各物理量的意义并能灵活运用．本题通常容易出现的错误是只考虑两球球心距离的变化而忽略球体半径变化引起的质量变化，从而导致错误． ‎ 二、多项选择 三、填空题 ‎15、【答案】高于 ‎【解析】考点： 向心力．‎ 专题： 牛顿第二定律在圆周运动中的应用．‎ 分析： 火车拐弯需要有指向圆心的向心力，若内、外轨等高，则火车拐弯时由外轨的压力去提供，若火车拐弯时不侧向挤压车轮轮缘，要靠重力和支持力的合力提供向心力．‎ 解答： 解：若火车拐弯时不侧向挤压车轮轮缘，要靠重力和支持力的合力提供向心力，则铺设轨道时应该把内轨降低一定的高度，使外轨高于内轨．‎ 故答案为：高于 点评： 本题是生活中圆周运动问题，关键是分析受力情况，分析外界提供的向心力与所需要的向心力的关系，难度不大，属于基础题．‎ ‎　‎ ‎16、【答案】同时；同时 ‎【解析】由于两球同时运动，A球做平抛运动，B球自由落体运动，发现每次两球都同时落地，由于两球同时落地，因此说明A、B在竖直方向运动规律是相同的，故根据实验结果可知，平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动．‎ ‎17、【答案】＜，＜，＞.‎ ‎【解析】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.‎ 专题： 人造卫星问题.‎ 分析： 根据万有引力提供向心力得出线速度、角速度、周期与轨道半径的关系式，从而进行比较.‎ 解答： 解：根据得，v=，，T=，‎ 因为rA＞rB，则vA＜vB，ωA＜ωB，TA＞TB.‎ 故答案为：＜，＜，＞.‎ 点评： 解决本题的关键掌握万有引力提供向心力这一重要理论，并能灵活运用，知道线速度、角速度、周期与轨道半径的关系.‎ 四、计算题 ‎18、【答案】(1) （2） （3）‎ ‎【解析】（1）物体做平抛运动，落地时竖直速度为 落地速度与水平初速度成60°，则 ‎（2）平抛运动竖直方向做自由落体运动，运动时间也为2s，则平抛时高度为：‎ ‎（3）下落1s竖直速度vy=gt=10m/s，落地速度与水平方向成的角度正切值：‎ 故本题答案是： (1) （2） （3）‎ 点睛：本题考查了平抛运动规律：水平方向上的匀速和竖直方向上的自由落体运动，利用运动公式求解。‎ ‎19、【答案】 ，‎ ‎【解析】试题分析：绳子断时，绳子的拉力恰好是46N，对小球受力分析，根据牛顿第二定律可以求得加速度和线速度的大小。‎ 在最低点根据牛顿第二定律：F-mg=ma，绳断时，F=46 N，‎ 代入数据可得加速度为：a=36m/s2‎ 在最低点根据牛顿第二定律：‎ 代入数据解得：v=6m/s 点睛：本题主要考查了圆周运动问题，小球在最低点时绳子恰好断了，说明此时绳的拉力恰好为46N，抓住这个临界条件求解即可。‎ ‎20、【答案】‎ ‎【解析】设地球质量为M，飞船质量为m，对飞船m，万有引力提供向心力：‎ 对地表上物体，重力等于万有引力：‎ 由以上二式，解得飞船离地面的高度 ‎21、【答案】(1) (2)‎ ‎【解析】试题分析：根据自由落体求得火星表面的重力加速度，再根据重力与万有引力相等求火星的质量；通过万有引力提供向心力求得火星表面的第一宇宙速度，即为探测器再次起飞时的最小发射速度。‎ ‎（1）设火星表面重力加速度为g，‎ 钢球自由落体时：‎ 忽略火星自转，火星表面重力与万有引力相等 得 ‎（2）根据万有引力提供向心力可知： 得