【物理】青海省大通回族土族自治县第一完全中学2019-2020学年高一下学期期中考试试题 （解析版）

【物理】青海省大通回族土族自治县第一完全中学2019-2020学年高一下学期期中考试试题 （解析版）

青海省大通回族土族自治县第一完全中学2019-2020学年 高一下学期期中考试试题 一、选择题 ‎1.关于曲线运动，下列说法不正确的是（　　）‎ A. 曲线运动一定是变速运动 B. 变速运动不一定是曲线运动 C. 曲线运动的速度方向不断变化,但速度的大小可以不变 D. 曲线运动的加速度一定变化 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．既然是曲线运动，物体的速度方向一定是改变的，所以曲线运动一定是变速运动，A正确，不符合题意；‎ B．变速运动有以下几种情况，速度大小改变，方向不变；速度大小不变，方向改变；速度大小和方向都改变。速度大小改变，方向不变是变速直线运动，B正确，不符合题意；‎ C．曲线运动的条件是合力与速度不在同一直线上，一定有加速度，因此速度方向一定变化但速度大小可以变化，也可以不变化，C正确，不符合题意；‎ D．曲线运动的条件是合力与速度不在同一直线上，如果合力是恒力，则加速度不变化，D错误，符合题意。‎ ‎2.如图所示，红蜡块可以在竖直玻璃管内的水中匀速上升，速度为v，若在红蜡块从A点开始匀速上升的同时，玻璃管从AB位置由静止开始水平向右做匀加速直线运动，加速度大小为a，则红蜡块的实际运动轨迹可能是图中的（ ）‎ A. 直线P B. 曲线Q C. 曲线R D. 无法确定 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】当合速度的方向与合力（合加速度）的方向不在同一条直线上，物体将做曲线运动，且轨迹夹在速度与合力方向之间，轨迹的凹向大致指向合力的方向；蜡块的合速度方向斜向右上方，合加速度方向水平向右，不在同一直线上，轨迹的凹向要大致指向合力的方向，故B正确；‎ ‎3.用细线拴着一个小球，在光滑水平面上作匀速圆周运动，下列说法中正确的是（　　）‎ A. 小球线速度大小一定时，线越长越容易断 B. 小球线速度大小一定时，线越短越容易断 C. 小球角速度一定时，线越短越容易断 D 绳长一定时，小球角速度越小，线越容易断 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】AB. 根据牛顿第二定律得，细线的拉力，小球线速度大小v一定时，线越短，圆周运动半径r越小，细线的拉力F越大，细线越容易断，A错误，B正确；‎ C. 根据牛顿第二定律得，细线的拉力，小球角速度大小ω一定时，线越短，圆周运动半径r越小，细线的拉力F越小，细线越不容易断，C错误；‎ D. 根据牛顿第二定律得，细线的拉力，绳长一定时，圆周运动半径r一定，小球角速度ω越小，细线的拉力F越小，细线越不容易断，D错误。‎ 故选B。‎ ‎4.将太阳系中各行星绕太阳的运动近似看作匀速圆周运动，则离太阳越远的行星 A. 角速度越大 B. 周期越大 C. 线速度越大 D. 向心加速度越大 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 根据公式可得，半径越大，角速度越小，故A错误 B.万有引力充当向心力，根据公式，解得，故离太阳越远，轨道半径越大，周期越大，B正确；‎ C.根据公式，解得，故半径越大，线速度越小， C错误；‎ D.根据公式可得，解得半径越大，向心加速度越小，D错误．‎ 故选B。‎ ‎5.物体做匀速圆周运动时，下列物理量不变的是 A. 角速度 B. 线速度 C. 向心加速度 D. 心力 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A.匀速圆周运动的角速度不变，故A正确；‎ B.匀速圆周运动速度大小不变，方向时刻变化，即速率不变，速度改变，故B错误；‎ C.匀速圆周运动的向心力大小不变，方向时刻在变，故向心加速度时刻在变，故CD错误．‎ ‎6.匀速圆周运动中的向心加速度是描述（ ）‎ A. 线速度大小变化的物理量 B. 线速度大小变化快慢的物理量 C. 线速度方向变化的物理量 D. 线速度方向变化快慢的物理量 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】匀速圆周运动线速度大小不变，所以向心加速度是描述线速度方向变化快慢的物理量，故D正确ABC错误。‎ ‎7.如图所示，在皮带传送装置中，主动轮A和从动轮B半径不等．皮带与轮之间无相对滑动，则下列说法中正确的是 ‎ A. 两轮的角速度相等 B. 两轮边缘的线速度大小相同 C. 两轮边缘的向心加速度大小相同 D. 两轮转动的周期相同 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】在皮带传动中，两轮边缘的线速度大小相等，根据v=ωr可知，因两轮半径不等，则角速度不等；选项A错误，B正确；根据可知，两轮边缘的向心加速度大小不相同，选项C错误；根据可知，两轮转动的周期不相同，选项D错误．‎ ‎8.右图是物体做平抛运动的x-y图象,物体从O点抛出,x、y分别为其水平和竖直位移,在物体运动的过程中,经某一点P(x,y)时,其速度的反向延长线交于x轴上的A点,则OA的长为（　　）‎ A. x B. 0.5x C. 0.3x D. 不能确定.‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】P点有，，而AP是速度方向，设与水平方向的夹角为α ‎，则OA等于0.5x，B正确。‎ ‎9.地球的半径为R，地面重力加速度为g，人造地球卫星的最小周期是（　　）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】人造地球卫星的最小周期为近地飞行卫星的周期，由 计算可得近地卫星速度 最小周期为 ABD错误，C正确。‎ 故选C。‎ ‎10.用跨过定滑轮的绳把湖中小船拉靠岸，如图，已知拉绳的速度v不变，则船速 ‎ A. 逐渐增大 B. 不变 C. 逐渐减小 D. 先增大后减小 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】设某时刻船速v1，绳子方向和船速夹角为α，则，所以当小船靠岸时，随α增大，船速逐渐增大，选项A正确，BCD错误。‎ ‎11.冰面对溜冰运动员的最大摩擦力为运动员重力的k倍，在水平冰面上沿半径为R的圆周滑行的运动员，若依靠摩擦力充当向心力，其安全速度为( )‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】由题意可知，最大静摩擦力为重力的k倍，所以最大静摩擦力等于kmg，设运动员的最大的速度为v，则kmg=m，解得v=，所以B正确。‎ ‎12.发射地球同步卫星时，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，如图所示，则卫星分别在1、2、3轨道上运行时，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点时的速度小于它在轨道2上经过Q点时的速度 D. 卫星在轨道2上经过P点的加速度等于它在轨道3上经过P点时的加速度 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ 详解】A．卫星做圆周运动，万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得 ‎，解得，由于卫星在轨道3上半径大于在轨道1上的半径，则卫星在轨道3上的速率小于在轨道1上的速率，故A错误；‎ B．卫星做圆周运动，万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得，解得 ‎，由于卫星在轨道3上的半径大于在轨道1上的半径，则卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度，故B错误；‎ C．卫星由轨道1到轨道2在Q点做离心运动，要加速，则轨道1经过Q点的速度小于其在轨道2上经过Q点的速度，故C正确；‎ D．根据，所以，可知在同一位置加速度相同，故D正确。‎ 故选CD。‎ ‎13.如图所示，小物体A与圆盘保持相对静止，跟着圆盘一起做匀速圆周运动，则对A物体分析正确的是（　　）‎ A. 受重力、支持力和摩擦力 B. 受重力、支持力、向心力和摩擦力 C. 转速越快，越易滑动 D. 物体A的运动半径越小，越易滑动 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．小球受到竖直向下的重力，竖直向上的支持力，因小物体A还要随着圆盘一起做匀速圆周运动，有沿半径向外的运动趋势，所以还会受到沿半径向里的静摩擦力作用，故B错误，A正确；‎ C．根据牛顿第二定律有，故转速越大，静摩擦力越大，越容易滑动，故C正确；‎ D．根据牛顿第二定律有，半径越大，静摩擦力越大，越容易滑动，故D错误。‎ 故选AC。‎ ‎14.以初速度v0水平抛出一物体，当其竖直分位移与水平分位移相等时（　　）‎ A. 竖直分速度等于水平分速度 B. 瞬时速度 C. 运动时间为 D. 速度变化方向在竖直方向上 ‎【答案】BCD ‎【解析】‎ ‎【详解】AC．根据，得，则竖直分速度，与水平分速度不等，故A错误，C正确；‎ B．根据平行四边形定则知，瞬时速度的大小，故B正确；‎ D．速度变化量的方向与加速度方向相同，平抛运动的加速度方向竖直向下，则速度变化的方向竖直向下，故D正确。‎ 故选BCD。‎ ‎15.已知引力常量G和下列各组数据，能计算出地球质量的是 A. 地球绕太阳运行的周期T及地球离太阳的距离r B. 月球绕地球运行的周期T及月球离地球的距离r C. 人造地球卫星在地面附近绕行的速度v及运行周期T D. 已知地球表面重力加速度g(不考虑地球自转)‎ ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】设地球质量为m，太阳质量为M，若已知引力常量G、地球绕太阳运行的周期T及地球离太阳的距离r，则根据万有引力提供向心力：，由此可以看出，地球质量在等式中消去，只能求出太阳的质量，即只能求出中心天体的质量，故A错误；若已知引力常量G、月球绕地球运行的周期T及月球离地球的距离r，则由知，月球质量在等式中消去，能求出地球质量，故B正确；若已知人造地球卫星在地面附近绕行的速度v及运行周期T，则根据万有引力提供向心力得：，又，解得：，故C正确；若不考虑地球自转，地球表面的物体受到的地球的重力等于万有引力，即，解得：，其中R为地球的半径，是未知，故D错误．所以选BC．‎ ‎16.设地面附近重力加速度为g，地球半径为R0，人造地球卫星圆形运行轨道半径为R，那么以下说法正确的是（　　）‎ A. 卫星在轨道上向心加速度大小为 B. 卫星在轨道上运行速度大小为 C. 卫星运行的角速度大小为 D. 卫星运行的周期为 ‎【答案】ABD ‎【解析】‎ ‎【详解】在地球表面有，得，卫星环绕地球圆周运动有 A．卫星的向心加速度，故A正确；‎ B．卫星运行的速度大小为，故B正确；‎ C．卫星的角速度，故C错误；‎ D．卫星运行的周期，故D正确。‎ 故选ABD。‎ 二、填空题 ‎17.某同学设计了如图的实验：将两个完全相同的倾斜滑道平行固定在同一竖直平面内，最下端水平，滑道2与光滑水平板平滑连接．把两个相同的小钢球，从滑道的相同位置静止开始同时释放，则他将观察到的现象是__________，这说明_______________．‎ ‎【答案】 (1). 1球恰撞上2球 (2). 平抛运动水平方向的分运动是匀速直线运动 ‎【解析】‎ 钢球从斜面的同一高度由静止同时释放，球2离开斜面后做匀速直线运动，球1做平抛运动，水平方向速度相同，观察到的现象是球1落到光滑水平板上并恰撞上2球，进一步说明平抛运动水平方向的分运动是匀速直线运动．‎ 点睛：本题研究平抛运动在水平方向分运动的情况，采用比较法，考查对实验原理和方法的理解能力．‎ ‎18.如图，一同学在做研究平抛运动的实验时，忘记记下小球抛出点位置，A为小球运动一段时间后的位置，试根据图像求小球作平抛运动的初速度_________________ m/s．(g取‎10m／s2)‎ ‎【答案】‎2m/s ‎【解析】‎ 解：根据得：‎ 则小球平抛运动的初速度为：‎ ‎19.水平抛出一物体，经3s，其速度方向与水平方向成角。则此时物体在竖直方向的分速度为___________，距抛出时的水平距离为_________。‎ ‎【答案】 ‎30m/s ‎‎90m ‎【解析】‎ ‎【详解】由平抛运动规律可得物体落地时的竖直分速度为 由于速度方向与水平方向成角，所以水平速度为 由 得距抛出时的水平距离 ‎20.如图所示，半径为r的圆筒绕竖直中心轴转动，小物体A靠在圆筒的内壁上，它与圆通的动摩擦因数为，现要使物体A不下落，则圆筒转动的角速度至少是多少？‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】要使A不下落，则小物块在竖直方向上受力平衡，有 当摩擦力正好等于滑动摩擦力时，圆筒转动的角速度ω取最小值，筒壁对物体的支持力提供向心力，根据向心力公式得，而 解得 ‎21.质量为m的汽车以速率v驶过半径为R的凸形拱桥顶部时，桥顶部受到的压力大小为____；当汽车的速率为______时，凸形拱桥顶部受到汽车的压力恰好为零（重力加速度为g）。‎ ‎【答案】 ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】当汽车经过凸形拱桥顶部时，由重力和支持力提供向心力，由牛顿第二定律得 得到 根据牛顿第三定律知桥顶部受到的压力大小为。‎ 凸形拱桥顶部受到汽车的压力恰好为零，就是由重力提供向心力，由牛顿第二定律得 解得 ‎22.天体飞临某个行星，并进入行星表面的圆轨道飞行，设该行星为一个球体，已经测出该天体环绕行星一周所用的时间为T，那么这颗行星的密度是___________。（已知万有引力常量为G）‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】根据万有引力提供向心力得 解得 根据密度公式得 三、计算题 ‎23.如图所示，一个人用一根长‎1 m，只能承受46 N拉力的绳子，拴着一个质量为‎1 kg的小球，在竖直平面内做圆周运动．已知圆心O离地面h=‎6 m，转动中小球在最低点时绳子断了．求：‎ ‎（1）绳子断时小球运动的角速度多大？‎ ‎（2）绳断后，小球落地点与抛出点间的水平距离.‎ ‎【答案】（1）6rad/s（2）‎‎6m ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）最低点小球受重力mg和拉力，由牛顿第二定律得 绳子断时小球运动的角速度为 ‎（2）绳子断时小球的速度为 方向为最低点的切线方向，即水平方向，因此小球做平抛运动，其水平位移为 即小球落地点与抛出点间的水平距离为‎6m ‎24.金星的半径是地球的0.95倍，质量是地球的0.82倍，地球的第一宇宙速度是‎7.9km/s，求金星的第一宇宙速度。‎ ‎【答案】‎7.3km/s ‎【解析】‎ ‎【详解】根据万有引力提供向心力得 解得 由题意得金星的半径是地球的0.95倍，质量是地球的0.82倍，即 即金星的第一宇宙速度 ‎25.一宇航员为了估测某一星球表面的重力加速度和该星球的质量，在该星球的表面做自由落体实验：让小球在离地面h高处自由下落，他测出经时间t小球落地，又已知该星球的半径为R，忽略一切阻力，求：‎ ‎(1)该星球表面的重力加速度；‎ ‎(2)该星球的质量。‎ ‎【答案】(1)；(2)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)根据 可得该星球表面的重力加速度 ‎(2)在星球表面，万有引力等于重力，则 解得