【物理】江西省宜春市宜丰中学2019-2020学年高一下学期开学考试试题（解析版）

【物理】江西省宜春市宜丰中学2019-2020学年高一下学期开学考试试题（解析版）

江西省宜春市宜丰中学2019-2020学年高一下学期开学考试一、单选题（共8个小题，每个小题4分）‎ ‎1．关于曲线运动，下列说法中正确的是（ ）‎ A．曲线运动是变速运动 B．曲线运动的速度方向保持不变 C．曲线运动速度方向不是该点的切线方向 D．物体所受的合外力的方向与加速度方向不在一条直线上 ‎2．在物理学发展的过程中，许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进在对以下几位物理学家所作科学贡献的叙述中，正确的说法是（ ）‎ A．开普勒根据哥白尼对行星运动观察记录的数据，应用严密的数学运算和椭圆轨道假说，得出了开普勒行星运动定律 B．由于牛顿在万有引力定律方面的杰出成就，所以被称为能“称量地球质量”的人 C．英国物理学家卡文迪许在实验室里通过几个铅球之间万有引力的测量，得出了引力常量G的数值。‎ D．天王星是利用万有引力计算出轨道的，故其被称为“笔尖下发现的行星”。‎ ‎3．如图所示，小物体从某一高度自由下落，落到竖直在地面的轻弹簧上，在A点物体开始与弹簧接触，到B点物体的速度为零，然后被弹回，则下列说法中正确的是 A．物体经过A点时速度最大 B．物体从A下落到B的过程中，物体的机械能守恒 ‎ C．物体从A下落到B以及从B上升到A的过程中，动能都是先变大后变小 D．物体从A下落到B的过程中的动能和重力势能之和越来越大 ‎4．北京时间‎2016年6月12日23时30分，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号丙”运载火箭，成功发射了第23颗北斗导航卫星，并送入预定转移轨道．假设这颗北斗导航卫星先沿椭圆轨道1飞行， 后在远地点B处点火加速，由轨道l变成轨道2后做匀速圆周运动，下列说法正确的是（ ）‎ A．卫星在轨道2运行时的速度大于7．‎9km／s B．卫星在轨道2运行时不受重力作用 C．卫星在轨道2运行到B点时的速度比在轨道1运行到B点时的速度小 D．卫星在轨道l上的B点和在轨道2上的B点加速度大小相等 ‎5．有一种叫“飞椅”的游乐项目，示意图如图，长为L的钢绳一端系着座椅，另一端固定在半径为r的水平转盘边缘，转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动．当转盘以角速度ω匀速转动时，钢绳与转轴在同一竖直平面内，与竖直方向的夹角为θ，不计钢绳的重力，则转盘转动的角速度ω与夹角θ的关系为 A. B． C． D． ‎ ‎6．“飞车走壁”是一种传统的杂技艺术，演员骑车在倾角很大的桶面上做圆周运动而不掉下来．如图所示，已知桶壁的倾角为θ，车和人的总质量为m，做圆周运动的半径为r，若使演员骑车做圆周运动时不受桶壁的摩擦力，下列说法正确的是(　　)‎ A．人和车的速度为 B．人和车的速度为 C．桶壁对车的弹力为mgcosθ D．桶壁对车的弹力为 ‎7．如图所示，质量相同的P、Q两球均处于静止状态，现用小锤打击弹性金属片，使P球沿水平方向抛出，Q球同时被松开而自由下落．则下列说法中正确的是 A．P球先落地 B．Q球先落地 C．两球下落过程中速度变化量相等 D．两球落地时速度方向相同 ‎8．把A、B两相同小球在离地面同一高度处以相同大小的初速度v0分别沿水平方向和竖直方向抛出，不计空气阻力，如图所示，则下列说法正确的是(　　)‎ A．两小球落地时速度相同 B．两小球落地时，重力的瞬时功率相同 C．从开始运动至落地，重力对两小球做的功不同 D．从开始运动至落地，重力对两小球做功的平均功率PA>PB 二、多选题（共4个小题，每个小题4分）‎ ‎9．一条河宽d=‎100m，小船在静水中的速度为‎4m/s，水流速度为‎3m/s，下列说法正确的是（ ）‎ A．小船能垂直河岸过河 B．小船不能垂直河岸过河 C．小船渡河的最短航程是‎100 m D．小船渡河的最短时间是25s ‎10．一个小球从高为h的地方以水平速度v0抛出，经t时间落到地面，不计空气阻力，重力加速度大小为g，则小球落地时的速度可以表示为（ ）‎ A． B． C． D．‎ ‎11．如图所示，质量均为的小球A、B用长为的细线相连，放在高为的光滑水平桌面上（），B球刚好在桌边。若由静止释放两球，且A、B两球落地后均不再弹起，则下列说法正确的是（ ）‎ A．A球落地前的加速度为 B．B球到达桌边的速度为 C．A、B两球落地的水平距离为 D．细线对B球做的功为 ‎12．如图所示，半径为的竖直光滑圆弧轨道与光滑水平轨道相切，质量均为的小球用轻杆连接，置于圆弧轨道上，位于圆心的正下方，与点等高，某时刻将它们由静止释放，最终在水平面上运动.下列说法中正确的是（ ）‎ A．下滑过程中重力对做功的功率一直增大 B．当滑到圆弧轨道最低点时的速度为 C．整个过程中轻杆对做的功为mgR D．下滑过程中的机械能增加 三、实验题（共6空，每空2分）‎ ‎13．一小球做平抛运动的闪光照片的一部分，图中背景方格的边长均为‎5cm，如果取，那么：‎ ‎（1）闪光频率是________ Hz ．‎ ‎（2）小球运动中水平分速度的大小 ________ m/s．‎ ‎（3）小球在B点的速度大小为___________m/s ‎14．某同学设计出如图甲所示的实验装置来“验证机械能守恒定律”，让小球从A点自由下落，下落过程中经过A点正下方的光电门B时，光电计时器记录下小球通过光电门时间t，当地的重力加速度为g0。‎ ‎(1)为了验证机械能守恒定律，该实验还需要测量下列哪些物理量_____。‎ A．小球的质量m B．AB之间的距离H C．小球的直径d ‎(2)小球通过B点的速度v=______；‎ ‎(3)调整AB之间距离H，多次重复上述过程，作出随H的变化图像如图乙所示，测得该直线斜率为k0，当小球下落过程中机械能守恒时g0 =____。‎ 四、解答题（第15小题9分，第16小题11分，第17小题10分，第18小题10分）‎ ‎15．在天体运动中，将两颗彼此相距较近的星体称为双星．它们在相互的万有引力作用下间距保持不变，并沿半径不同的同心圆轨道做匀速圆周运动．如果双星间距为L，质量分别为M1和M2，引力常量为G，试计算：‎ ‎（1）双星的轨道半径R1、R2；‎ ‎（2）双星的运行周期T；‎ ‎（3）双星的线速度v1、v2．‎ ‎16．汽车在平直的公路上由静止启动，开始做直线运动，图中曲线1表示汽车运动的速度和时间的关系，折线2表示汽车的功率和时间的关系．设汽车在运动过程中阻力不变，在16s末汽车的速度恰好达到最大．‎ ‎（1）定性描述汽车的运动状态 ‎（2）汽车受到的阻力和最大牵引力 ‎（3）汽车的质量 ‎（4）汽车从静止到匀速运动的总位移．‎ ‎17．发射地球同步卫星时，先将卫星发射到距地面高度为h1的近地圆轨道上，在卫星经过A点时点火实施变轨进入椭圆轨道，最后在椭圆轨道的远地点B点再次点火将卫星送入同步轨道，如图所示．已知同步卫星的运动周期为T，地球的半径为R，地球表面重力加速度为g，忽略地球自转的影响．求：‎ ‎(1)卫星在近地点A的加速度大小；‎ ‎(2)远地点B距地面的高度．‎ ‎18．如图所示，一个质量为‎0.6kg的小球以某一初速度从P点水平抛出，恰好从光滑圆弧轨道ABC的A 点的切线方向进入圆弧轨道（不计空气阻力，进入圆弧时无机械能损失）．已知圆弧的半径R=‎0.3m，θ=60°，小球到达A点时的速度vA=‎4m/s．g取‎10m/s2，求：‎ ‎（1）小球做平抛运动的初速度v0；‎ ‎（2）小球到达圆弧最高点C时对轨道的压力．‎ ‎【参考答案】‎ ‎1．A【解析】曲线运动过程中速度方向时刻在变化着，所以曲线运动是变速运动，A正确B错误；曲线运动过程中速度方向沿该点的切线方向，C错误；根据牛顿第二定律可得合外力方向和加速度方向相同，D错误．‎ ‎2．C【解析】试题分析：开普勒在第谷观测的实验数据基础上，对第谷对行星运动观察记录的数据进行了分析，应用严密的数学运算和椭圆轨道假说，得出了开普勒行星运动定律，A正确；牛顿发现了万有引力定律之后，卡文迪许测出了引力常量G，卡文迪许被称为能“称量地球质量”的人，故B错误；英国物理学家卡文迪许在实验室里通过几个铅球之间万有引力的测量，得出了引力常量G的数值，C正确；海王星是利用万有引力定律发现的一颗行星，被人们称为“笔尖下发现的行星”，之后又用同样方法发现了冥王星，故D错误；‎ ‎3． C试题分析：对物体经过A点时进行受力分析知，此时物体只受重力，故此时加速度方向与速度方向相同，所以经过A点继续加速，排除A； 物体从A下落到B的过程中,由于要克服弹簧弹力做功，物体机械能减少，排除BD；在AB之间某位置满足 ，此时加速度为0，所以物体从A下落到B以及从B上升到A的过程中，动能都是先变大后变小，C正确。‎ 考点：本题既考查了较复杂过程的受力分析和运动过程分析，又考查了机械能守恒条件的判断；考查了在解决实际问题时，选取研究对象的能力 ‎4．D【解析】试题分析：万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得：，解得：，卫星的轨道半径越大，线速度越小，所以卫星在轨道2运行时的速度小于近地卫星的速度7．‎9km/s．故A错误；卫星绕地球做圆周运动，万有引力提供向心力，卫星在轨道2运行时受重力作用，故B错误；北斗导航卫星先沿椭圆轨道1飞行，后在远地点B处点火加速，由轨道l变成轨道2后做匀速圆周运动，卫星在轨道2运行到B点时的速度比在轨道1运行到B点时的速度大，故C错误；万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得：，解得：，卫星在轨道l上的B点和在轨道2上的B点加速度大小相等，故D正确；‎ 故选D ‎5.【解析】钢绳与转轴在同一竖直平面内，与竖直方向的夹角为，转盘转动的角速度，则座椅也做圆周运动，且转动的角速度为；故座椅做圆周运动的向心力 ‎，圆周运动的半径为，则有：，解得：，故选B.‎ ‎6．BAB．对人和车受力分析如图所示，人和车在竖直方向受力平衡，水平方向重力与支持力的合力提供向心力 解得：‎ 故A错误，B正确；CD．根据受力可知： 故C D错误。‎ ‎7．C AB．P球平抛运动，竖直方向为自由落体运动，Q球自由落体运动，两球下落高度相同，故同时落地，AB错误；‎ 速度变化量为 ，两球加速度都为g,下落时间相同，故速度变化量相同，C正确；‎ D．P球落地时速度斜向下，Q球落地时速度竖直向下，D错误；故选C。‎ ‎8．D A、C项：根据动能定理得，重力做功相同，初动能相同，则末动能相同，可知落地的速度大小相等，但是方向不同，故AC错误；‎ B项：由知，落地的速度大小相等，但是A落地时速度方向与重力之间有夹角，可知两球落地时的重力功率不同，故B错误；‎ D项：从开始抛出到落地，重力做功相同，但是竖直上抛运动的时间大于平抛运动的时间，由，所以，故D正确。‎ ‎9．ACD【解析】由题意知，小船的速度v1=‎4m/s，水流速度为v2=‎‎3m ‎/s，其合速度可以垂直与河岸，最短航程等于河宽‎100m，如图所示，所以A、C正确；B错误；当v1垂直于河岸航行时，渡河时间最短，故D正确。‎ ‎10．CD 试题分析：根据动能定律可知，解得，选项C正确；落地的竖直速度vy=gt，则落地的速度为：，选项D正确；故选CD．‎ ‎11．ACD A．A球落地前以两球整体为研究对象，根据牛顿第二定律有 求得加速度为，故A正确；BC．从释放到A球落地的过程，根据机械能守恒，有 解得B球到达桌边的速度,由运动学公式可得，B球下落到地面的时间两球落地后均不再弹起，所以A、B两球落地的水平距离为，故B错误，C正确；‎ D．细线对B球做的功等于B球到达桌边时获得的动能，故D正确。‎ ‎12．BC 对小球，开始速度为零，重力的功率为零，滑至最低点时，重力与速度方向垂直，重力的功率为零，所以重力的功率先增大后减小，故A错误；对两小球组成的系统，在运动过程中机械能守恒，没到达轨道最低点时速度为，根据机械能守恒定律得，解得，故B正确；下滑过程中，的重力势能减少，动能增加量，所以球机械能减少，故D错误；整个过程中，根据动能定理得轻杆对做的功，故C正确.‎ ‎13．10 1.5 2.5 ‎ ‎（1）[1]在竖直方向上有： 其中：‎ 代入求得： 则频率为：；‎ ‎（2）[2]水平方向匀速运动，有：，其中，，代入解得：‎ ‎；‎ ‎（3）[3]根据匀变速直线运动中，时间中点的瞬时速度等于该过程的平均速度，在B点有：‎ ‎ 所以B点速度为：。‎ ‎14．BC （1）[1]要验证机械能守恒定律，即需验证mgH与是否相等，其中v指的是小球通过光电门时的瞬时速度，它与小球经过光电门的平均速度相等，而小球通过光电门的平均速度大小为小球的直径与经过光电门的时间的比值。因此实验中需要测出AB之间的距离H和小球的直径。由于需验证的两式都有m，则不需要测量小球的质量，故BC正确，A错误。故选BC。‎ ‎（2）[2]匀变速运动的平均速度与该段时间中间时刻的瞬时速度相等，则有 ‎（3）[3]若机械能守恒，则有，变形得，图像的斜率 解得，实验得到的g与g0相等，则机械能守恒。‎ ‎15.设行星转动的角速度为ω，周期为T． （1）对星球M1，由向心力公式可得G=M1ω2R1，同理对星M2有G=M2ω2R2‎ 两式相除得，（即轨道半径与质量成反比），又因为L=R1+R2，所以得R1=L R2=L．‎ ‎（2）由上式得到ω=，因为T= ，所以 ‎（3）由v＝可得双星线速度为v1＝＝‎ v2＝＝‎ ‎16．解：（1）根据速度﹣时间图象可知：汽车开始做初速度为0匀加速运动，6s末再做加速度减小的变加速运动，16s后匀速运动．‎ ‎（2）当牵引力等于阻力时，速度取到最大值，则有：‎ 汽车做匀加速运动的牵引力最大，则有 ‎（3）根据速度图象得：a=，牛顿第二定律得：‎ ‎（4）匀加速运动的位移变加速过程中，根据动能定理得：‎ 解得：S2=‎105m S总=S1+S2=‎‎129m ‎17． (1)设地球质量为M，卫星质量为m，万有引力常数为G，卫星在A点的加速度为a，‎ 由牛顿第二定律得：‎ 物体在地球赤道表面上受到的万有引力等于重力，则：‎ 解以上两式得：．‎ ‎(2)设远地点B距地面高度为h2，卫星受到的万有引力提供向心力，‎ 由牛顿第二定律得：‎ 解得：．‎ ‎18．（1）‎2m/s；（2）8N ‎（1）恰好从光滑圆弧ABC的A点的切线方向进入圆弧，说明到到A点的速度vA方向与水平方向的夹角为θ，这样可以求出初速度v0‎ ‎；（2）选择从A到C的运动过程，运用动能定理求出C点速度，根据向心力公式求出小球在最高点C时对轨道的压力．‎ ‎【详解】‎ ‎（1）小球到A点的速度如图所示 由图可知，；‎ ‎（2）取A点为重力势能的零点，由机械能守恒定律得：‎ 代入数据得：‎ 由圆周运动向心力公式得：‎ 代入数据得：‎ 由牛顿第三定律得：小球对轨道的压力大，方向竖直向上