【物理】贵州省思南中学2019-2020学年高一5月月考试题

【物理】贵州省思南中学2019-2020学年高一5月月考试题

贵州省思南中学 2019-2020 学年高一 5 月月考试题 一、选择题(本大题共 12 小题，每小题 4 分，共 48 分．其中 1～9 题为单选，10～12 题为 多选，选对得 4 分，漏选得 2 分，多选、错选均不得分) 1．关于物体的运动，下列说法正确的是(　　) A．物体受到的合外力方向变化，一定做曲线运动 B．物体做曲线运动，其加速度一定变化 C．做曲线运动的物体，其速度一定变化 D．物体做圆周运动时，向心力就是物体受到的合外力 2．在物理学理论建立的过程中，有许多伟大的科学家做出了贡献，关于科学家和他们的贡 献，下列说法正确的是： （ ） A．牛顿最早指出力不是维持物体运动的原因并提出了惯性定律 B．伽利略创造了把实验和逻辑推理和谐结合起来的科学研究方法 C．开普勒认为，在高山上水平抛出一物体，只要速度足够大就不会再落在地球上 D．卡文迪许发现了万有引力定律，并通过实验测出了引力常量 3．如图所示，物体在恒力 F 作用下沿曲线从 A 运动到 B，这时突然使它所受的力反向而大 小不变(即由 F 变为－F)，在此力作用下，物体以后的运动情况，下列说法正确的是(　　) A．物体可能沿曲线 Ba 运动 B．物体可能沿直线 Bb 运动 C．物体可能沿曲线 Bc 运动 D．物体可能沿原曲线由 B 返回 A 4．如图所示，有一个水平大圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动，小强站在距圆心为 r 处的 P 点相对圆盘静止。关于小强的受力，下列说法正确的是(　　) A．小强在 P 点不动，因此不受摩擦力作用 B．若使圆盘以较小的转速转动时，小强在 P 点受到的摩擦力为零 C．小强随圆盘做匀速圆周运动，圆盘对他的摩擦力充当向心力 D．如果小强随圆盘一起做变速圆周运动，那么其所受摩擦力仍指向圆心 5．“套圈圈”是老少皆宜的游戏，如图所示，大人和小孩在同一竖直线上的不同高度处分别 以水平速度 v1、v2 抛出铁丝圈，都能套中地面上的同一目标。设大人和小孩的抛出点离地面 的高度之比 H1∶H2＝2∶1，则 v1∶v2 等于(　　) A．2∶1 B．1∶2 C. 2∶1 D．1∶ 2 6.如图所示，质量为 m 的物块从半径为 R 的半球形碗边向碗底滑动，滑到最低点时的速度 为 v，若物块滑到最低点时受到的摩擦力是 Ff，则物块与碗的动摩擦因数为(　　) A. Ff mg B. Ff mg＋m v2 R C. Ff mg－m v2 R D. Ff m v2 R 7.如图所示，O1 为皮带传动的主动轮的轴心，主动轮半径为 r1，O2 为从动轮的轴心，从动 轮半径为 r2，r3 为固定在从动轮上的小轮半径。已知 r2＝2r1，r3＝1.5r1。A、B、C 分别是三 个轮边缘上的点，则点 A、B、C 的向心加速度之比是(假设皮带不打滑)(　　) A．1∶2∶3 B．2∶4∶3 C．8∶4∶3 D．3∶6∶2 8.两个质量相同的小球，在同一水平面内做匀速圆周运动，悬点相同，如图所示，A 运动的 半径比 B 的大，则(　　) A．A 所需的向心力比 B 的大 B．B 所需的向心力比 A 的大 C．A 的角速度比 B 的大 D．B 的角速度比 A 的大 9．　如图所示，某人利用跨过定滑轮的轻绳拉质量为 10 kg 的物体，定滑轮的位置比 A 点 高 3 m。若此人缓慢地将绳从 A 点拉到 B 点，且 A、B 两点处绳与水平方向的夹角分别为 37° 和 30°，则此人拉绳的力做了多少功？(g 取 10 m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，不计滑轮的 摩擦) A.50N B.100N C.80N D.120N 10.如图所示，物体 A 和 B 的质量均为 m，且分别用轻绳连接跨过定滑轮(不计绳子与滑轮、 滑轮与轴之间的摩擦)。当用水平变力 F 拉物体 B 沿水平方向向右做匀速直线运动的过程中 (　　) A．物体 A 也做匀速直线运动 B．绳子拉力始终大于物体 A 所受的重力 C．物体 A 的速度小于物体 B 的速度 D．地面对物体 B 的支持力逐渐增大 11.公路急转弯处通常是交通事故多发地带。如图，某公路急转弯处是一圆弧，当汽车行驶 的速率为 v0 时，汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势。则在该弯道处(　　) A．路面外侧高、内侧低 B．车速只要低于 v0，车辆便会向内侧滑动 C．车速虽然高于 v0，但只要不超出某一最高限度，车辆便不会向外侧滑动 D．当路面结冰时，与未结冰时相比，v0 的值变小 12.如图所示，发射同步卫星的一般程序是：先让卫星进入一个近地的圆轨道，然后在 P 点 变轨，进入一个椭圆形转移轨道，该椭圆轨道的近地点为近地圆轨道上的 P 点，远地点为 同步卫星圆轨道上的 Q 点，在椭圆形转移轨道上运动到远地点 Q 时再次变轨，进入同步卫 星轨道。设卫星在近地圆轨道上运行的速率为 v1，在椭圆形转移轨道的近地点 P 点的速率 为 v2，沿转移轨道刚到达远地点 Q 时的速率为 v3，在同步卫星轨道上的速率为 v4，在近地 圆轨道、椭圆形转移轨道、同步卫星圆轨道上运动的周期分别为 T1、T2、T3，则下列说法正 确的是(　　) A．在 P 点变轨时需要加速，Q 点变轨时要减速 B．在 P 点变轨时需要减速，Q 点变轨时要加速 C．T1＜T2＜T3 D．v2＞v1＞v4＞v3 二、填空题。（每空 3 分，共 21 分） 13.两个靠得很近的天体，离其他天体非常遥远，它们均以其连线上某一点 O 为圆心做匀速 圆周运动，两者的距离保持不变，科学家把这样的两个天体称为“双星”，如图所示。已知双 星 的 质 量 分 别 为 m1 和 m2 ， 它 们 之 间 的 距 离 为 L ， 求 双 星 的 运 行 轨 道 半 径 r1 和 r2 及运行周期 T 。 14、(1）(多选)在做平抛运动实验时，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，正确的是(　　) A．通过调节使斜槽的末端保持水平 B．每次释放小球的位置必须不同 C．每次必须由静止释放小球 D．用铅笔记录小球位置时，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(或方格纸)相触 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)如图所示为一小球做平抛运动的闪光照片的其中一部分照片，图中正方形方格的边长为 5 cm，g 取 10 m/s2，则： ①闪光频率是________Hz； ②小球运动的水平分速度为________m/s； ③小球经过 B 点时速度的大小为________m/s. 三、计算题。（共 31 分） 15.（10 分）2013 年 6 月，我国成功实现目标飞行器“神舟十号”与轨道空间站“天宫一号”的 对接．如图所示，已知“神舟十号”从捕获“天宫一号”到实现对接用时 t，这段时间内组合体 绕地球转过的角度为 θ（此过程轨道不变，速度大小不变），地球半径为 R，地球表面重力 加速度为 g，万有引力恒量 G，不考虑地球自转；求： （1）地球质量 M； （2）组合体运动的周期 T； （3）组合体所在圆轨道离地高度 H。 16.（10 分）(10 分)(平均功率、瞬时功率)如图所示，在光滑的水平面上有一质量为 m＝10 kg 的物体。在水平推力 F1＝20 N 的作用下，从静止开始做匀加速直线运动。运动 3 s 后推力 F 的大小变为 F2＝10 N，方向不变。求： (1)推力 F 在 3 s 内对物体所做的功； (2)推力 F 在 3 s 内对物体做功的平均功率； (3)推力 F 在 4 s 时做功的瞬时功率。 17.(11 分)质量为 0.2 kg 的小球固定在长为 0.9 m 的轻杆一端，杆可绕过另一端 O 点的水平 轴在竖直平面内转动。(g＝10 m/s2)求： (1)当小球在最高点的速度为多大时，球对杆的作用力为零？ (2)当小球在最高点的速度分别为 6 m/s 和 1.5 m/s 时，球对杆的作用力。 【参考答案】 2019—2020 高一半期考试试题 一、1.C 解析：若合外力方向与运动方向在同一直线上，方向改变，例如方向变为相反方向，仍然是 直线运动，故 A 错误； 物体做曲线运动，其加速度不一定变化，例如平抛运动，故 B 错 误；做曲线运动的物体，速度沿切线方向，所以其速度方向一定变化，故 C 正确；物体做 匀速圆周运动时，向心力就是物体受到的合外力，如果做变速圆周运动，向心力可能是合力 的一个分力，故 D 错误． 2．B 3．C 解析：物体在 A 点时的速度 vA 沿 A 点的切线方向，物体在恒力 F 作用下沿曲线运动，此力 F 必有垂直于 vA 的分量，即力 F 可能为右图中所示的各种方向之一，当物体到达 B 点时， 瞬时速度 vB 沿 B 点的切线方向，这时受力 F′＝－F，即 F′的方向可能为图中所示的各种方 向之一；可知物体以后可能沿曲线 Bc 运动，所以本题的正确选项为 C. 4．C 解析　由于小强随圆盘做匀速圆周运动，一定需要向心力，该力一定指向圆心方向，而重力 和支持力在竖直方向上，它们不能充当向心力，因此他会受到摩擦力作用，摩擦力充当向心 力，A、B 错误，C 正确；当小强随圆盘一起做变速圆周运动时，合力不再指向圆心，则其 所受的摩擦力不再指向圆心，D 错误。 5．D 解析　铁丝圈做平抛运动，所以运动时间 t＝ 2h g ，水平位移为 x＝v0 2h g ，因为两者的水平 位移相同，所以有 v1 2H1 g ＝v2 2H2 g ，因为 H1∶H2＝2∶1，所以 v1∶v2＝1∶ 2，D 正确，A、 B、C 错误。 6.B 解析　物块滑到最低点时受竖直方向的重力、支持力和水平方向的摩擦力三个力作用，根据 牛顿第二定律得 FN－mg＝mv2 R，又 Ff＝μFN，联立解得 μ＝ Ff mg＋mv2 R ，B 正确。 7.C 解析　因为皮带不打滑，A 点与 B 点的线速度大小相同，都等于皮带运动的速率。根据向心 加速度公式 a＝v2 r ，可得 aA∶aB＝r2∶r1＝2∶1。由于 B、C 同轴转动，所以它们的角速度相 同。根据向心加速度公式 a＝ω2r，可得 aB∶aC＝r2∶r3＝2∶1.5。由此得 aA∶aB∶aC＝8∶4∶ 3，故选 C。 8.A 解析　小球的重力和悬线的拉力的合力充当向心力，设悬线与竖直方向夹角为 θ，则 Fn＝ mgtanθ＝mω2lsinθ，θ 越大，向心力 Fn 越大，所以 A 正确，B 错误；而 ω2＝ g lcosθ＝g h，故两 者的角速度相同，C、D 错误。 9．B 解析　取物体为研究对象，设绳的拉力对物体做的功为 W。根据题意有 h＝3 m。 物体升高的高度 Δh＝ h sin30°－ h sin37°① 对全过程分析可得人拉绳的力所做的功 W 人＝W＝mgΔh② 由①②两式联立并代入数据解得 W 人＝100 J。 故 B 正确。 10.BCD 解析　物体 B 的速度 vB 进行分解如图所示，则 vA＝v1＝vBcosα，B 向右运动，α 减小，vB 不 变，则 vA 逐渐增大，说明物体 A 在竖直方向上做加速运动，由牛顿第二定律 T－mg＝ma， 可知绳子对 A 的拉力 T>mg，故 A 错误，B 正确；因为 vA＝vBcosα，知物体 A 的速度小于 物体 B 的速度，故 C 正确；B 在竖直方向上受力平衡，有：Tsinα＋N＝mg，运用外推法： 若绳子无限长，物体 B 距滑轮足够远，即当 α→0 时，有 vA→vB，这表明，物体 A 在上升的 过程中，加速度必定逐渐减小，绳子对物体 A 的拉力逐渐减小，sinα 减小，则地面对物体 B 的支持力逐渐增大，故 D 正确。 11.AC 解析　当汽车行驶的速率为 v0 时，汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势，即不受静摩 擦力，此时由重力和支持力的合力提供向心力，所以路面外侧高、内侧低，A 正确；当车速 低于 v0 时，需要的向心力小于重力和支持力的合力，汽车有向内侧运动的趋势，并不一定 会向内侧滑动，B 错误；当车速高于 v0 时，需要的向心力大于重力和支持力的合力，汽车 有向外侧运动的趋势，静摩擦力指向内侧，速度越大，静摩擦力越大，只有静摩擦力达到最 大以后，车辆才会向外侧滑动，C 正确；由 mgtanθ＝m v20 r 可知，v0 的值只与路面与水平面的 夹角和弯道的半径有关，与路面的粗糙程度无关，D 错误。 12.CD 解析　设近地圆轨道、椭圆形转移轨道、同步卫星圆轨道的轨道半径(或半长轴)分别为 r1、 r2、r3，卫星在椭圆形转移轨道的近地点 P 点时做离心运动，所受的万有引力小于所需要的 向心力，即 GMm r21 ＜mv22 r1，而在圆轨道时万有引力等于向心力，即 GMm r21 ＝mv21 r1，所以 v2＞v1， 在 P 点变轨需要加速；同理，由于卫星在转移轨道上 Q 点做离心运动，可知 v3＜v4，在 Q 点变轨也要加速，故 A、B 错误；又由人造卫星做圆周运动的线速度 v＝ GM r 可知 v1＞v4， 由以上所述可知 D 正确；由于轨道半径(或半长轴)r1＜r2＜r3，由开普勒第三定律r3 T2＝k(k 为 常量)得 T1＜T2＜T3，故 C 正确。 二、填空题 13.【解析】　由双星系统的特点可知 r1＋r2＝L， 对 m1：Gm1m2 L2 ＝m1ω2r1；对 m2：Gm1m2 L2 ＝m2ω2r2。 联立解得 r1＝ Lm2 m1＋m2，r2＝ Lm1 m1＋m2 再由 Gm1m2 L2 ＝m1 4π2 T2 r1 及 r1＝ Lm2 m1＋m2， 解得周期 T＝ 4π2L3 Gm1＋m2。 答案：　r1＝ Lm2 m1＋m2　r2＝ Lm1 m1＋m2 T＝ 4π2L3 Gm1＋m2 14.解析：(2)①在竖直方向上，根据 Δy＝2L＝gT2，得闪光相等的时间间隔 T＝ 2L g ＝ 2 × 0.05 10 s＝0.1 s， 频率 f＝1 T＝10 Hz. ②小球做平抛运动的初速度 v0＝3L T ＝0.15 0.1 m/s＝1.5 m/s. ③B 点的竖直分速度 vy＝8L 2T＝0.4 0.2 m/s＝2 m/s，则小球经过 B 点时的速度大小为 vB＝ v＋v＝ 2.5 m/s. 答案：(1)ACE　(4)①10　②1.5　③2.5 三、计算题 13．【答案】（1） （2） （3） G g R2 θ πt2 Rg tR −3 2 22 θ 16．(115.(1)180 J　(2)60 W　(3)70 W 解析　(1)设运动物体在前 3 s 内的加速度为 a1，运动位移为 x1，第 3 s 末的速度大小为 vt， 则有 a1＝F1 m＝20 10 m/s2＝2 m/s2 x1＝1 2a1t2＝1 2×2×32 m＝9 m， vt＝a1t＝2×3 m/s＝6 m/s 所以推力 F 在 3 s 内对物体做的功 W1＝F1x1＝20×9 J＝180 J。 (2)推力 F 在 3 s 内对物体做功的平均功率 P＝W1 t ＝180 3 W＝60 W。 (3)3 s 后物体的加速度 a2＝F2 m＝1 m/s2 4 s 时物体的运动速度为 vt′＝vt＋a2t2＝6 m/s＋1×1 m/s＝7 m/s 所以推力 F 在 4 s 时做功的瞬时功率 P＝F2vt′＝10×7 W＝70 W。 16.(1)3 m/s (2)6 N，方向竖直向上　1.5 N，方向竖直向下 解析　(1)当小球在最高点对杆的作用力为零时，重力提供向心力，则 mg＝mv20 R， 解得 v0＝3 m/s。 (2)v1＝6 m/s＞v0，杆对球为竖直向下的拉力，由牛顿第二定律得：mg＋F1＝mv21 R， 解得 F1＝6 N， 由牛顿第三定律得：球对杆的作用力为竖直向上的拉力，F1′＝F1＝6 N。 v2＝1.5 m/s＜v0，杆对球为竖直向上的支持力，由牛顿第二定律得：mg－F2＝mv22 R， 解得 F2＝1.5 N， 由牛顿第三定律得：球对杆的作用力为竖直向下的压力，F2′＝F2＝1.5 N。