【物理】陕西省渭南市大荔县同州中学2019-2020学年高一下学期期中考试试题 （解析版）

【物理】陕西省渭南市大荔县同州中学2019-2020学年高一下学期期中考试试题 （解析版）

陕西省渭南市大荔县同州中学2019-2020学年 高一下学期期中考试试题 一、选择题（共14小题，计48分.第1-8题为单项选择题，每小题3分。第9-14题为多项选择题，每小题4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）‎ ‎1.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．‎ ‎2.在F1方程式赛车中，经常出现弯道超车的现象．如果某赛车在顺时针加速超越前车，则该车所受的合外力的示意图可能为图中的(　　)‎ A B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】赛车做的是曲线运动，赛车受到的合力应该指向运动轨迹弯曲的内侧，由于赛车在顺时针加速超越前车，速度在增大，所以合力与赛车的速度方向的夹角要小于90°，故C正确，A、B、D错误．‎ 故选C．‎ ‎3.从水平匀速飞行的直升机上向外自由释放一个物体，不计空气阻力，在物体下落过程中，下列说法正确的是（　　）‎ A. 从地面上看，物体做自由落体运动 B. 从地面上看，物体做平抛运动 C. 从飞机上看，物体做平抛运动 D. 从飞机上看，物体始终在飞机的后下方 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】由于惯性，物体在释放后在水平方向做匀速直线运动，故在水平方向和飞机不发生相对运动，物体始终在飞机的正下方，不是后下方；而物体在竖直方向初速度为0，加速度为g，故在竖直方向做自由落体运动，所以从飞机上看，物体做自由落体运动，从地面上看物体做平抛运动，故ACD错误，B正确。‎ ‎4.人在距地面高h、离靶面距离L处,将质量为m的飞镖以速度v0水平投出，落在靶心正下方，如图所示，只改变h、L、m、v0四个量中的一个，可使飞镖投中靶心的是（　　）‎ A. 适当增大v0 B. 适当减小h C. 适当减小m D. 适当增大L ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】AD．飞镖飞出后在水平方向做匀速直线运动，竖直方向做匀加速直线运动；开始时飞镖落于靶心正下方，说明在飞镖水平方向飞行时，下落高度较大；而水平方向有，竖直方向有，联立可得，所以为减小下落高度，可以减小或增大，故A错误，D正确；‎ B．若不变，时间不变，也可以提高人在距地面高度，可使飞镖投中靶心，故B错误；‎ C．平抛运动规律和物体的质量无关，故C错误；‎ 故选A。‎ ‎5.如图所示，在网球的网前截击练习中，若练习者在球网正上方距地面H处，将球以速度v沿垂直球网的方向击出，球刚好落在底线上，已知底线到网的距离为L，重力加速度取g，将球的运动视作平抛运动，下列表述正确的是（ ）‎ A. 球的速度v等于L B. 球从击出至落地所用时间为 C. 球从击球点至落地点的位移等于L D. 球从击球点至落地点的位移与球的质量有关 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．由平抛运动知：水平方向，竖直方向，可知A错，B对；‎ C．球从击球点至落地的位移等于，C错；‎ D．球从击球点至落地点的位移与球的质量无关，D错．‎ 故选AB。‎ ‎6.如图所示，以v0＝‎10 m/s的水平速度抛出的物体，飞行一段时间后，垂直地打在倾角为30°的斜面上，不计小球飞行中受到的空气阻力，重力加速度g＝‎10 m/s2．可知物体完成这段飞行的时间是 A. s B. s C. s D. 2 s ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】物体做平抛运动，垂直地撞在倾角为θ的斜面上时，把物体的速度分解如图所示．由图可知，此时物体的竖直方向上的速度的大小为：．根据vy=gt得：，故选C．‎ ‎7.如图所示，自行车的大齿轮、小齿轮、后轮三个轮子的半径分别为R1、R2、R3。A、B、C 是三个轮子边缘上的点。在脚踏板的带动下自行车向前运动。下列说法中正确的是（　　）‎ A. A、B两点周期相同 B. B、C两点的线速度大小相等 C. A、B两点的角速度之比为 D. B、C两点的向心加速度之比为 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】AC． 由于A、B两点靠链条传动，线速度相等，根据v=rω知，A、B两点的半径不等，则A、B两点的角速度不相等，周期不相等，且A、B两点的角速度之比为，故AC错误；‎ BD．由于B、C两点共轴转动，角速度相等，周期相等，半径不同，则线速度大小不等，根据 ，B、C两点的向心加速度之比为。故C错误D正确。‎ 故选D。‎ ‎8.如图所示，P表示一个沿椭圆轨道绕地球做逆时针方向运动的人造卫星，AB为椭圆的长轴，CD为短轴。下列选项正确的是（　　）‎ A. 地球位于椭圆的中心O B. 卫星运动过程中速率保持不变 C. 卫星的运行周期与长轴AB有关 D. 卫星的运行周期与短轴CD有关 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．由开普勒第一定律可知，地球位于椭圆的一个焦点上，故A错误；‎ B．由于地球位于椭圆的一个焦点上，卫星从远地点运动到近地点时，引力做正功，动能增大，即速率变大，故B错误；‎ CD．由开普勒第三定律可知，卫星的运行周期与长轴AB有关，故C正确，D错误。‎ 故选C。‎ ‎9.汽车以一定的速度安全经过一个圆弧半径为R的拱形桥面的顶点时，则（　　）‎ A. 汽车在竖直方向受到重力、桥面的支持力和向心力 B. 汽车对桥面的压力小于汽车的重力 C. 汽车通过桥顶时的速度可能为 D. 汽车内的乘客处于失重状态 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A． 汽车过拱桥，做圆周运动，在最高点，重力和支持力的合力提供向心力，方向指向圆心，不受向心力，故A错误；‎ B． 根据向心力公式得：，解得：，根据牛顿第三定律可知，汽车对桥面的压力小于汽车的重力，故B正确；‎ C． 当N=0时，速度最大，此时，故C错误；‎ D． 汽车过拱桥，加速度方向向下，所以汽车内乘客的加速度方向也向下，处于失重状态，故D正确。‎ 故选BD。‎ ‎10.如图所示，光滑水平面上，质量为m的小球在拉力F作用下做匀速圆周运动．若小球运动到P点时，拉力F发生变化，下列关于小球运动情况的说法中正确的是(　　 ) ‎ A. 若拉力突然变大，小球可能沿轨迹Pb做离心运动 B. 若拉力突然变小，小球可能沿轨迹Pb做离心运动 C. 若拉力突然消失，小球可能沿轨迹Pa做离心运动 D. 若拉力突然变小，小球可能沿轨迹Pc做近心运动 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】在水平面上，细绳的拉力提供m所需的向心力，若拉力突然变大，小球可能沿轨迹Pc做“近心”运动，；当拉力消失，物体受力合为零，将沿切线方向做匀速直线运动；当向心力减小时，将沿pb做离心运动。综上分分故BC正确，AD错误，故选BC。‎ ‎11.如图所示，质量为M的物体P穿在离心机的水平光滑滑杆上，P用绳子与另一质量为m的物体Q相连。某次离心机以角速度ω旋转，系统稳定时P与转轴的距离为R，P的线速度大小为v。另一次离心机以角速度2ω旋转，系统达到稳定状态时（　　）‎ A. P受到的向心力大小为mg B. P与转轴的距离是 C. P与转轴的距离是 D. P的线速度大小为2v ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．两次系统达到稳定状态时，Q受的拉力大小均等于mg，因为拉力提供P的向心力，故P受到的向心力大小为mg，故A正确；‎ BC．据A项分析知mg=Mrω2，向心力不变，另一次角速度是某次的2倍，则P与转轴的距离变为原来的，故B错误C正确；‎ D．根据v=rω，另一次角速度是某次的2倍，另一次转动半径是某次的，则另一次P的线速度变为某次的，故D错误。‎ 故选AC。‎ ‎12.关于地球同步卫星,下列说法中正确的是（　　）‎ A. 运行速度大于‎7.9km/s B. 运行速度小于‎7.9km/s C. 有可能经过北京正上方 D. 所有的地球同步卫星都处于同一个圆周轨道上 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，也是卫星圆周运动最大的环绕速度，而同步卫星的轨道半径要大于近地卫星的轨道半径，根据可知，同步卫星运行的线速度一定小于第一宇宙速度，故A错误B正确；‎ CD．地球同步卫星若在除赤道所在平面外的任意点，假设实现了“同步”，那它的运动轨道所在平面与受到地球的引力就不在一个平面上，就不能稳定做圆周运动，这是不可能的，因此地球同步卫星相对地面静止不动，所以必须定点在赤道的正上方，不可能过北京正上方，因为周期都相同，根据万有引力提供向心力可知，轨道半径必须相同，则所有的地球同步卫星都处于同一个圆周轨道上，故D正确C错误；‎ 故选BD。‎ ‎13.银河系的恒星中大约四分之一是是双星系统。它们运行的原理可以理解为：质量分别为m1、m2的两个恒星在相互之间的万有引力作用下绕两者连线上某一定点做匀速圆周运动。如图所示。不考虑其他星体的影响。则两恒星圆周运动的（　　）‎ A. 周期不相同 B. 线速度大小相等 C. 向心力大小相等 D. 半径之比 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．因为双星各自做匀速圆周运动的角速度相同，根据可知，周期相同，故A错误；‎ B．线速度 ，半径不同，则线速度不等，故B错误；‎ C．双星间的万有引力是相互作用力，大小相等，且均提供向心力，则向心力大小相等，故C正确；‎ D．根据，角速度相同，得半径之比，故D正确。‎ 故选CD。‎ ‎14.两颗人造地球卫星P、Q均绕地球做匀速圆周运动，卫星P的轨道半径是卫星Q的4倍。则（　　）‎ A. 卫星P与Q的速度之比为1:2 B. 卫星P与Q的速度之比为 1:4‎ C. 卫星P与Q的周期之比为1:8 D. 卫星P与Q的周期之比为8:1‎ ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．根据得，，故卫星P与Q的速度之比为1:2，故A正确B错误；‎ CD． 根据开普勒第三定律可得：，卫星P与Q的周期之比为8:1，故C错误D正确。‎ 故选AD。‎ 二、实验题（共2小题，计15分）‎ ‎15.某研究性学习小组进行了如下实验：如图1所示，在一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水，水中放一个红蜡块做成的小圆柱体R．将玻璃管的开口端用胶塞塞紧后竖直倒置且与y轴重合，在R从坐标原点以速度v0=‎3cm/s匀速上浮的同时，玻璃管沿x轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动．同学们测出某时刻R的坐标为（4，6），此时R速度大小为____cm/s，R在上升过程中运动轨迹的示意图2是____．‎ ‎【答案】 5 D ‎【解析】‎ ‎【详解】小圆柱体R在y轴竖直方向做匀速运动，有：y=v0t 解得：‎ 在x轴水平方向做初速为0的匀加速直线运动，有：x=at2，‎ 解得：‎ 那么R的速度大小：‎ ‎.因合外力沿x轴，由合外力指向曲线弯曲的内侧来判断轨迹示意图是D．‎ ‎16.某物理实验小组采用如图甲所示的装置研究平抛运动。让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画出小球做平抛运动的轨迹。‎ ‎(1)为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，你认为正确的是_____(填选项前的字母)。‎ A．斜槽轨道必须光滑 ‎ B．斜槽轨道末端的切线必须调至水平 C．应使小球每次都从斜槽上不同位置由静止开始滑下 D．要使描出的轨迹更好地反映真实运动，记录的点应适当多一些 ‎(2)该小组通过正确的实验步骤及操作，在坐标纸上描出了小球水平抛出后的运动轨迹．部分运动轨迹如图乙所示，图中小格在水平方向与竖直方向上的长度均为L，P1、P2和P3是轨迹图线上的3个点，重力加速度为g，则小球从P1运动到P2所用的时间为____，小球到达斜槽末端时的水平速度为______。‎ ‎【答案】 (1). BD (2). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)AC．为了保证每次平抛运动的初速度相等，每次让小球从斜槽的同一位置由静止释放即可，轨道不必须光滑，故AC错误；‎ B． 为了保证小球初速度水平，斜槽末端需切线水平，故B正确；‎ D． 要使描出的轨迹更好地反映真实运动，记录的点应适当多一些，故D正确。‎ 故选BD。‎ ‎(2) 在竖直方向上，根据△y=‎2L=gT2‎ 得 平抛运动的初速度为 三、解答题（共3小题，计37分。解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤）‎ ‎17.长度为L=0.50m轻质细杆OA，A端有一质量为m=‎3.0kg的小球，如图所示，小球以O点为圆心，在竖直平面内做圆周运动，通过最高点时，小球的速率是v=‎2.0m/s ，g取‎10 m/s2则此时杆受到作用力是压力还是拉力？多大 ．‎ ‎【答案】6N，受力方向沿杆向下 ‎【解析】‎ ‎【详解】小球运动到最高点时受到重力与轻杆的弹力，假设杆子的弹力方向向上为FN，‎ 根据合力提供向心力：mg-FN=‎ 即：FN=mg-=30N-24N=6N 解得：FN=6N 由牛顿第三定律可知小球对杆的作用力是向下的压力，大小为6N．‎ ‎18.质量为2.0×‎103 kg的汽车在水平公路上行驶，轮胎与路面间的最大静摩擦力为1.4×104 N.‎ ‎（1）汽车经过半径为‎50 m的弯道时，如果车速达到‎72 km/h，请通过计算说明这辆车是否发生侧滑；‎ ‎（2）为了弯道行车安全，请你对弯道的设计提出合理化建议．(至少两条)‎ ‎【答案】（1）发生侧滑（2）使弯道外高内低、增加路面的粗糙程度等 ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）由题意知，质量为，速度为，弯道半径为，需要的向心力设为F，由牛顿第二定律得 代入数据得 所以这辆车将发生侧滑．‎ ‎（2）建议：使弯道外高内低，由支持力与重力的合力提供部分向心力；增加路面的粗糙程度以增大最大静摩擦力等．‎ ‎19.火星探测器绕火星做匀速圆周运动，运行轨道半径为r，运行周期为T。已知火星半径为R，引力常量为G，求：‎ ‎（1）火星探测器的运行速度；‎ ‎（2）火星的质量和密度。‎ ‎【答案】（1）；（2）；‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）根据线速度定义式 ‎（2）探测器绕火星做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，由 ‎ 得 ‎ 密度的定义式 ，又因为球体体积 ，所以火星的密度 ‎20.在某次自由式滑雪比赛中，一名运动员从弧形雪坡上滑下，在A点沿水平方向飞出一段时间后落回到斜面雪坡上．若斜面雪坡倾角为θ=37°，运动员飞出时的速度大小v0=‎20m/s，不计空气阻力，运动员飞出后在空中的姿势保持不变，（sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g=‎10m/s）求：‎ ‎（1）运动员在空中经历的时间；‎ ‎（2）落点B到A点的距离。‎ ‎【答案】（1）3s；（2）‎‎75m ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）正交分解位移AB，水平：‎ 竖直 根据几何关系 所以 ‎（2）水平位移 ‎ 落点B到A点的距离‎75m