【物理】山东省枣庄市第三中学2019-2020学年高一下学期期中考试模拟试题 （解析版）

【物理】山东省枣庄市第三中学2019-2020学年高一下学期期中考试模拟试题 （解析版）

枣庄三中2019~2020学年度高一年级第二学期期中模拟试题 第I卷（共48分）‎ 一．选择题(本题包括12小题，每小题4分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~12题有多项符合要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，选错的得0分。)‎ ‎1.关于运动性质的说法正确的是（　　）‎ A. 变速运动一定是曲线运动 B. 曲线运动一定是变速运动 C. 曲线运动一定是变加速运动 D. 曲线运动一定是匀变速运动 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A．变速运动不一定曲线运动，例如匀加速运动也是变速运动，但不是曲线运动，A错误；‎ B．无论是物体速度的大小变了，还是速度的方向变了，都说明速度是变化的，都是变速运动，做曲线运动的物体的速度方向在时刻改变，所以曲线运动一定是变速运动，B正确；‎ C．变加速运动是指加速度变化的运动，曲线运动的加速度可以不变，如平抛运动就是加速度恒定的匀变速运动，C错误；‎ D．曲线运动的速度一定改变，但加速度可以改变、也可以不改变，故不一定是匀变速运动，D错误。‎ 故选B。‎ ‎2.雨点正在以‎4 m/s的速度竖直下落，忽然一阵风以‎3 m/s的速度水平吹来，雨中撑伞正在行走的人，为使雨点尽量不落在身上，手中伞杆应与竖直方向所成夹角为(　　)‎ A. 30° B. 37° C. 45° D. 0°‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ 雨滴以v1=‎4m/s的速度竖直匀速下落的同时，还沿水平方向以v2=‎3m/s匀速运动，根据平行四边形定则，合速度方向为以v1，v2为邻边，和v1，v2‎ 共定点的平行四边形的对角线方向．设合速度与竖直方向v1的夹角为α，则，则α=37°．要想不打到人身上，雨滴垂直落到伞顶上，杆的方向和合速度的方向一致，故选B．‎ ‎3.水平抛出的小球， 秒末的速度方向与水平方向的夹角为， 秒末的总位移方向与水平方向的夹角为，重力加速度为，忽略空气阻力，则小球初速度的大小可表示为( )‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】t秒末的速度方向与水平方向的夹角为，则，秒内位移方向与水平方向的夹角为，则，联立解得，故D正确，ABC错误。‎ 故选D。‎ ‎4.下列关于向心加速度的说法中正确的是(　　)‎ A. 向心加速度表示做圆周运动的物体速率改变的快慢 B. 向心加速度表示角速度变化的快慢 C. 向心加速度描述线速度方向变化的快慢 D. 匀速圆周运动的向心加速度不变 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】ABC．向心加速度表示做圆周运动的物体速度方向改变的快慢，选项AB错误，C正确；‎ D．匀速圆周运动的向心加速度大小不变方向不断变化，选项D错误；‎ 故选C.‎ ‎5.如图所示，圆锥摆甲乙的摆长之比为2:1，两摆球的质量相同，今使两圆锥摆做顶角分别为30°、60°的圆锥摆运动，则（ ）‎ A. 两摆球的向心加速度之比为1:3‎ B. 两圆锥摆的运动周期之比为2:1‎ C. 摆球的线速度之比为1:1‎ D. 摆球的角速度之比为1:2‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A．小球在水平面内做匀速圆周运动，对小球受力分析，如图 设细线与竖直方向的夹角为θ，根据几何关系有r=Lsinθ，根据受力分析有F合=mgtanθ，L1=‎2L2，‎ 根据牛顿第二定律得a==gtanθ，所以两摆球的向心加速度之比为，故A正确；‎ B．根据向心加速度公式，得，所以两圆锥摆的运动周期之比为，故B错误；‎ C．根据向心力公式F合=m，得摆球的线速度之比为，‎ 故C错误；‎ D．根据角速度与周期的关系ω=，得摆球的角速度之比为，故D错误。‎ 故选A。‎ ‎6.如图所示，质量为m的物块，沿着半径为R的半球形金属壳内壁滑下，半球形金属壳竖直固定放置，开口向上，滑到最低点时速度大小为v，若物体与球壳之间的动摩擦因数为，则物体在最低点时，下列说法正确的是（　　）‎ A. 受到摩擦力为 B. 受到的摩擦力为 C. 受到向心力为 D. 受到的合力方向竖直向上 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．根据牛顿第二定律得，则，所以滑动摩擦力，故A正确B错误；‎ C．向心力的大小，故C错误；‎ D．由于重力支持力的合力方向竖直向上，滑动摩擦力方向水平向左，则物体合力的方向斜向左上方，D错误。‎ 故选A。‎ ‎7.科学家威廉·赫歇尔首次提出了“双星”这个名词。现有由两颗中子星A、B组成的双星系统，可抽象为如图所示绕O点做匀速圆周运动的模型，已知A的轨道半径小于B的轨道半径，若A、B的总质量为M，A、B间的距离为L，其运动周期为T，则（ ）‎ A. B的线速度一定小于A的线速度 B. B的质量一定大于A的质量 C. L一定，M越大，T越小 D. M一定，L越大，T越小 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．因双星的角速度、周期相等，据知轨道半径小的线速度小，故B的线速度一定大于A的线速度，选项A错误；‎ B．由于双星的向心力都是由双星间相互作用的万有引力提供的，因此大小必然相等，由可得各自的轨道半径与其质量成反比，即，所以轨道半径小的质量大，故B的质量一定小于A的质量，选项B错误；‎ CD．设双星质量分别为、，对质量为的中子星有，对质量为的中子星有，又因，，解得，由此式可知，L一定，M越大，T越小；M一定，L越大，T越大，选项C正确，D错误。‎ 故选C。‎ ‎8.继“天宫一号”空间站之后,我国又发射“神舟八号”无人飞船，它们的运动轨迹如图所示．假设“天宫一号”绕地球做圆周运动的轨道半径为r，周期为T，万有引力常量为G．则下列说法正确的是(　　)‎ ‎ ‎ A. 在远地点P处，“神舟八号”的加速度与“天宫一号”的加速度相等 B. 根据题中条件可以计算出地球的质量 C. 根据题中条件可以计算出地球对“天宫一号”的引力大小 D. 要实现“神舟八号”与“天宫一号”在远地点P处对接，“神舟八号”需在靠近P处点火减速 ‎【答案】AB ‎【解析】‎ ‎【详解】A．由，知得在远地点P处，“神舟八号”的加速度和“天宫一号”加速度相同，故A正确；‎ B．由“天宫一号”做圆周运动万有引力提供向心力可知，，所以可以计算出地球的质量，故B正确；‎ C．没有“天宫一号”质量是不能根据条件算出万有引力，故C错误； D．“神八”在椭圆轨道上运动，P为其远地点，在P点万有引力对“神舟八号”提供的力大于“神舟八号”做匀速圆周运动需要的向心力，所以“神舟八号”在P点做向心运动；若“神舟八号”需在靠近P处点火减速，需要的向心力更小，则“神舟八号”将不能到达P点；所以要实现“神舟八号”与“天宫一号”在远地点P处对接，“神舟八号”需在靠近P处点火加速，故D错误；故选AB.‎ ‎9.如图所示,做匀速直线运动的小车A通过一根绕过定滑轮的长绳吊起一重物B,设重物和小车速度的大小分别为vB、vA,则( )‎ A. ‎ B. ‎ C. 绳的拉力等于的重力 D. 绳的拉力大于的重力 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】小车的运动可分解为沿绳方向和垂直于绳的方向的两个运动，‎ 设斜拉绳子与水平面的夹角为θ，由几何关系可得：vB=vAcosθ，所以vA＞vB；故A正确，B错误；因小车匀速直线运动，而θ逐渐变小，故vB逐渐变大，物体有向上的加速度，绳的拉力大于B的重力，故C错误，D正确；故选AD．‎ ‎10.杭十四中凤起校区实验楼大厅里科普器材中有如图所示的传动装置：在大齿轮盘内嵌有三个等大的小齿轮．若齿轮的齿很小，大齿轮半径（内径）是小齿轮半径的3倍，则当大齿轮顺时针匀速转动时，下列说法正确的是（ ）‎ A. 小齿轮逆时针匀速转动 B. 小齿轮的每个齿的线速度均一样 C. 小齿轮的角速度是大齿轮角速度的3倍 D. 小齿轮每个齿的向心加速度是大齿轮每个齿的向心加速度的3倍 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．小齿轮运动方向和大齿轮的运动方向相同，所以小齿轮也是顺时针匀速转动，故A错误；‎ B．大齿轮和小齿轮的线速度大小相等，小齿轮的每个齿的线速度方向不同，故B错误；‎ C．根据v=ωr可知，线速度相等，大齿轮半径（内径）是小齿轮半径的3‎ 倍时，小齿轮的角速度是大齿轮角速度的3倍，故C正确；‎ D．根据a=，大齿轮半径（内径）是小齿轮半径的3倍．可知小齿轮每个齿的向心加速度是大齿轮每个齿的向心加速度的3倍，故D正确．‎ 故选CD。‎ ‎11.‎2016年9月25日，天宫二号由离地面h1=‎380km的圆形运行轨道，经过“轨道控制”上升为离地面h2=‎393km的圆形轨道，“等待”神州十一号的来访．已知地球的质量为M，地球的半径为R，引力常量为G．根据以上信息可判断（　　）‎ A. 天宫二号在圆形轨道h2上运行的速度大于第一宇宙速度 B. 天宫二号在圆形轨道h2上运行的速度大于轨道h1上的运行速度 C. 天宫二号在轨道h1上的运行周期为 D. 天宫二号由圆形轨道h1进入圆形轨道h2运行周期变大 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ 根据万有引力提供向心力得： 所以： ;由于“天宫二号”的轨道半径大于地球的半径，所以天宫二号在圆形轨道h2上运行的速度小于第一宇宙速度．故A错误；‎ 根据，由于h1＜h2，可知，天宫二号在圆形轨道h2上运行的速度小于轨道h1上的运行速度．故B错误； “天宫二号”绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力， ，解得在轨道h1上的运行周期： ，故C正确；“天宫二号”绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，，解得周期：，天宫二号由圆形轨道h1进入圆形轨道h2轨道半径增大，则运行周期增大，故D正确；故选CD.‎ ‎12.如图,一长为L轻质细杆一端与质量为m的小球(可视为质点)相连,另一端可绕O点转动,现使轻杆在同一竖直面内作匀速转动,测得小球的向心加速度大小为g(g为当地的重力加速度),下列说法正确的是( )‎ A. 小球线速度大小为gL B. 小球运动到最高点时处于完全失重状态 C. 当轻杆转到水平位置时,轻杆对小球作用力方向不可能指向圆心O D. 轻杆在匀速转动过程中,轻杆对小球作用力的最大值为mg ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．根据，可知故A错误；‎ B．小球运动到最高点时由于加速度为向下的g，故小球处于完全失重状态，故B正确；‎ C．当轻杆转到水平位置时，小球受向下的重力mg和杆的弹力作用，合力方向指向圆心，故轻杆对小球作用力方向应该斜向上方向，不可能指向圆心O，故C正确；‎ D．轻杆在匀速转动过程中，在最低点时轻杆对小球作用力最大，其最大值为 ‎，故D错误。‎ 故选BC。‎ 第II卷（共52分）‎ 二．填空题（本题共2小题，共10分。）‎ ‎13.在探究平抛运动规律的实验中：‎ ‎（1）在做“研究平抛运动”的实验时，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：‎ A．通过调节使斜槽的末端保持____________；‎ B．每次释放小球的位置必须____________（选填“相同”或者“不同”）；‎ C．每次必须由____________释放小球（选填“运动”或者“静止”）；‎ D．小球运动时不应与木板上的白纸相接触；‎ E．将小球的位置记录在自纸上后，取下白纸，将点连成____________（选填“折线”“直线”或“光滑曲线”）。‎ ‎（2）某同学在做“研究平抛运动”的实验中，忘记记下小球抛出点的位置O，如图所示，A为小球运动一段时间后的位置。g取‎10m/s2，根据图象，可知小球的初速度为_____m/s；小球抛出点的位置O的坐标为____________‎ ‎【答案】 (1). 水平 相同 静止 光滑曲线 (2). 2 （-20，-5）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)因为平抛运动的初速度方向沿水平方向，所以一定要使得斜槽的末端保持水平，为了保证小球做平抛运动的初速度相同，所以每次释放小球的位置必须相同，当将球的位置记录在纸上后，取下纸，将点连成平滑曲线．‎ ‎(2)做平抛运动的物体在竖直方向上，是初速度为零的匀加速直线运动，所以根据逐差法 ‎，可得，小球在水平方向上做匀速直线运动，所以小球的初速度为，C点竖直方向的速度，则从抛出点到A点的时间为，所以抛出点距离A点的水平位移为，抛出点的横坐标为，抛出点离A点的竖直位移为，则抛出点的纵坐标为 ‎14.某同学做验证向心力与线速度关系的实验．装置如图所示，一轻质细线上端固定在拉力传 感器上，下端悬挂一小钢球．钢球静止时刚好位于光电门中央．主要实验步骤如下：‎ ‎①用游标卡尺测出钢球直径d；‎ ‎②将钢球悬挂静止不动，此时力传感器示数为F1，用米尺量出线长L； ‎ ‎③将钢球拉到适当的高度处释放，光电门计时器测出钢球的遮光时间为t，力传感器示数的最大值为F2；‎ 已知当地的重力加速度大小为g，请用上述测得的物理量表示：‎ ‎（1）钢球经过光电门时的线速度表达式v＝____，向心力表达式 ＝____； ‎ ‎（2）钢球经过光电门时的所受合力的表达式F合＝ ___；‎ ‎（3）若在实验误差允许的范围内F向＝F合，则验证了向心力与线速度的关系．该实验可能的误差有：____．（写出一条即可）‎ ‎【答案】 (1). (2). (3). 摆线得长度测量由误差 ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）小球的直径d，遮光时间为t，所以通过光电门的速度：，根据题意知，小球圆周运动的半径为：，小球质量：，向心力表达式：‎ ‎（2）钢球经过光电门时只受重力和绳的拉力，所受合力为：‎ ‎（3）根据向心力表达式知，可能在测量摆线长度时存在误差 三．计算题（本题共4小题，共42分。解答应写出必要的文字说明．方程式及重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）‎ ‎15.小船在‎200m宽的河中航行，水流速度是‎2m/s，船在静水中的航行速度为‎4m/s，求：‎ ‎(1)要使小船渡河耗时最少，应如何航行？最少时间是多少？‎ ‎(2)渡河耗时最少的情况下，船登陆的地点离船出发点的距离是多少？‎ ‎【答案】(1)船头的方向与河岸垂直；50s；(2)100m ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)船头的方向与河岸垂直时，渡河时间最短，即 ‎(2)渡河耗时最少的情况下，船沿水流方向运动的距离 因此船经过的位移是 ‎16.距地面某一高度水平抛出一物体（不计空气阻力），从抛出开始计时，经1 s后落到地面，落地时速度方向与水平方向成60°角，g取‎10 m/s2.求：‎ ‎(1) 开始抛出时物体距地面的高度；‎ ‎(2)物体的初速度大小；‎ ‎(3)物体的水平射程．‎ ‎【答案】(1)‎5m (2) (3) ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）物体在竖直方向做自由落体运动，则开始抛出时物体距地面的高度：‎ ‎ ‎ ‎（2）物体的初速度：‎ ‎（3）物体的水平射程： ．‎ ‎17.我们常常在公园和古村落中见到拱形桥，如图1所示。一辆质量为1.2t的小车，以‎10m/s速度经过半径为‎40m的拱形桥最高点，如图2所示，取g=‎10m/s2.求：‎ ‎(1)桥对小车支持力的大小；‎ ‎(2)为保证安全，小车经过桥顶时不能离开桥面，则此时的最大速度为多少？‎ ‎(3)若小车以‎10m/s的速度通过半径为‎40m的凹形路面，如图3所示。求经过最低点时路面对小车支持力的大小。‎ ‎【答案】（1）9000N，（2）‎20m/s；（3）15000N ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）根据向心力公式和牛顿第二定律得 ‎ 解得 ‎(2)最大允许速度满足 ‎ 解得 ‎（3）经过凹形路面时 ‎ 解得 ‎18.如图所示，AB为竖直转轴，细绳AC 和BC 的结点C系一质量为m的小球，两绳能承担的最大拉力均为2mg。当AC和BC均拉直时，，。ABC能绕竖直轴AB匀速转动，因而C球在水平面内做匀速圆周运动。当小球的线速度增大时，两绳均会被拉断，求：‎ ‎(1)哪根绳最先被拉断，被拉断时的线速度v1；‎ ‎(2)另一根绳被拉断时的速度v2。（已知，，）‎ ‎【答案】(1)BC先断，；(2)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)当绳子拉直时，线速度再增大时，不变，而增大，所以BC绳先断，当时，根据向心力公式得 解得 ‎(2)当BC线断后，小球线速度继续增大，当时，AC也断。设此时AC线与竖直方向夹角，则有 代入数据解得 ‎，‎