【物理】河北省唐山市海港高级中学2019-2020学年高一下学期第五次校考试题 （解析版）

【物理】河北省唐山市海港高级中学2019-2020学年高一下学期第五次校考试题 （解析版）

河北省唐山市海港高级中学2019-2020学年高一下学期 第五次校考试题 一、单项选择题 ‎1.将一物体以‎9.8m/s的初速度水平抛出，经过一段时间后的末速度为初速度的倍，则这段时间是 （g取‎9.8m/s2）（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】已知 v=v0．则竖直分速度为：．又vy=gt，解得：，故选B.‎ ‎2.已知地球的质量约为火星质量的16倍，地球的半径约为火星半径的4倍，已知地球第一宇宙速度为‎7.9km/s，则航天器在火星表面附近绕火星做匀速圆周运动的速率约为( )‎ A. ‎3.95km/s B. ‎15.8km/s C. ‎17.7km/s D. ‎3.5km/s ‎【答案】A ‎【解析】‎ 第一宇宙速度即为近地卫星的运行速度，设地球质量为M，火星质量为M'；地球半径为R，火星半径为R'；地球第一宇宙速度为v，航天器速度为v'；那么，由万有引力做向心力可得：，；所以，，，故A正确，BCD错误；故选A.‎ 点睛：万有引力应用问题一般由重力加速度求得中心天体质量，或由中心天体质量、轨道半径、线速度、角速度、周期中两个已知量，根据万有引力做向心力求得其他物理量．‎ ‎3.关于行星绕太阳运动的下列说法中正确的是(　　)‎ A. 所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动 B. 行星绕太阳运动时太阳位于行星轨道的中心处 C. 离太阳越近的行星的运动周期越长 D. 所有行星的轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．所有行星都沿着不同的椭圆轨道绕太阳运动，选项A错误；‎ B．行星绕太阳运动时太阳位于行星椭圆轨道的焦点处，选项B错误；‎ C．根据开普勒第三定律可知，离太阳越近的行星的运动周期越短，选项C错误；‎ D．根据开普勒第三定律可知，所有行星的轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等，选项D正确．‎ ‎4.甲、乙两个质点间的万有引力大小为F，若甲物体的质量不变，乙物体的质量增加到原来的2倍，同时它们之间的距离减为原来的一半，则甲、乙两物体间的万有引力大小将变为(　　)‎ A. ‎8F B. ‎‎4F C. F D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】根据万有引力定律可知，若甲物体的质量m1不变，乙物体的质量m2增加到原来的2倍，同时它们之间的距离r减为原来的一半，则甲、乙两物体间的万有引力大小为，故A正确，BCD错误．‎ ‎5.如图所示，在光滑水平面上放着一个质量为10kg木箱，拉力F与水平方向成60°角，F=2N，木箱从静止开始运动，4s末拉力的瞬时功率为（ ）‎ A. 0.2‎W B. 0.4W C. 0.8W D. 1.6W ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】根据牛顿第二定律得，加速度；则4s末的速度v=at=0.1×‎4m/s=‎0.4m/s，则拉力的功率P=Fvcos60°=2×0.4×W=0.4W．故B正确，ACD错误．‎ ‎6.一质点做速度逐渐增大的匀加速直线运动，在时间间隔内位移为，动能变为原来的9倍。该质点的加速度为（　　）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】设初速度为，末速度为，则，得，由得，代入，得，只有选项A正确。‎ ‎7.如图所示，用同种材料制成的一个轨道，AB段为圆弧，半径为R，水平放置的BC段长度为R．一小物块质量为m，与轨道间的动摩擦因数为μ，当它从轨道顶端A由静止下滑时，恰好运动到C点静止，那么物块在AB段克服的摩擦力做的功为（ ）‎ A. μmgR B. mgR（1－μ）‎ C. πμmgR D. mgR ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】设在AB段物块克服摩擦力做的功为W，则物块由A到B运用动能定理可得 物块由B到C运用动能定理可得 联立解得W=mgR（1－μ），故B正确，ACD错误。‎ 故应选B。‎ ‎8.一种玩具的结构如图所示，竖直放置的光滑铁环的半径为R=‎20cm，环上有一穿孔的小球m，仅能沿环做无摩擦的滑动，如果圆环绕着过环心的竖直轴以10rad/s的角速度旋转（取g=‎10m/s2），则相对环静止时小球与环心O的连线与O1O2的夹角θ是（　　）‎ A. 60° B. 45° C. 30° D. 75°‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ 小球转动的半径为Rsinθ，小球所受的合力垂直指向转轴，根据平行四边形定则和牛顿第二定律：F合＝mgtanθ＝mRsinθω2，解得：θ=60°，故C正确，ABD错误．‎ ‎9.关于我国发射的“亚洲一号”地球同步通讯卫星的说法，正确的是（ ）‎ A. 若其质量加倍，则轨道半径也要加倍 B. 它在北京上空运行，故可用于我国的电视广播 C. 它以第一宇宙速度运行 D. 它运行的角速度与地球自转角速度相同 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．地球同步卫星距离地球的高度为定值，半径也为定值，所以各国发射的这种卫星轨道半径都一样，与质量无关，故A错误；‎ B．地球同步卫星只能在赤道的正上方，它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，这是不可能的。所以 不可能定点在北京正上方，故B错误；‎ C．地球同步卫星在轨道上的绕行速度约为‎3.1km/s，小于‎7.9km/s，故C错误；‎ D．同步卫星是指与地球相对静止的卫星，这种卫星绕地球转动的角速度与地球自转的角度速度相同，故D正确。‎ 故选D。‎ ‎10.一探照灯照射在云层底面上，云层底面是与地面平行的平面，如图所示，云层底面距地面高h，探照灯以角速度ω在竖直平面内转动，当光束转到与竖直方向夹角为θ时，云层底面上光点的移动速度是(　　)‎ ‎ ‎ A. hω B. C. D. hωtan θ ‎【答案】C ‎【解析】‎ 当光束转到与竖直方向夹角为θ时，云层底面上光点转动的线速度为．设云层底面上光点的移动速度为v，则有vcosθ=，解得云层底面上光点的移动速度v=，选项C正确．‎ 二、多项选择题 ‎11.2017年5月，航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后，在远地点A点从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ，B为轨道Ⅱ上的近地点，如图所示，关于航天飞机的运动，下列说法中正确的有 （ ）‎ A. 在轨道Ⅱ上经过A的速度小于经过B的速度 B. 在轨道Ⅱ上经过A速度等于在轨道Ⅰ上经过A的速度 C. 在轨道Ⅱ上运动的周期小于在轨道Ⅰ上运动的周期 D. 在轨道Ⅱ上经过A的加速度小于在轨道Ⅰ上经过A的加速度 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．在轨道Ⅱ上从A向B运动过程中，引力做正功，动能增加，速度增大，故在轨道Ⅱ上经过A的速度小于经过B的速度，故A正确；‎ B．航天飞机要从轨道I上的A点进入轨道II，需要在A点减速做向心运动，则在轨道Ⅱ上经过A的速度小于在轨道Ⅰ上经过A的速度，故B错误；‎ C．根据开普勒行星运动定律知，在轨道II上的半长轴小于在轨道I上的半径，故其周期小于轨道I上周期，故C正确；‎ D．航天飞机在轨道Ⅱ上经过A与在轨道Ⅰ上经过A时所受的万有引力相等，根据牛顿第二定律知，加速度大小相等，故D错误。‎ 故选AC。‎ ‎12.如图所示，一个物体以速度v0冲向与竖直墙壁相连的轻质弹簧，弹簧被压缩，在此过程中，以下说法正确的是 A. 物体对弹簧做的功与弹簧的压缩量成正比 B. 物体向墙壁运动发生相同的位移，弹力做的功不相等 C. 弹簧的弹力做正功，弹性势能减小 D. 弹簧的弹力做负功，弹性势能增加 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．弹簧的弹力为 F=kx，弹力做功表达式,可见物体对弹簧做的功与弹簧的压缩量平方成正比，故A错误；‎ B．物体向墙壁运动相同的位移，弹力大小不同，故弹力做功不相等，故B正确；‎ CD．物体向左运动，弹力方向向右，故弹力做负功，弹簧的弹性势能增加，故C错误，D正确。‎ ‎13.关于重力势能的几种理解，说法正确的是（ ）‎ A. 重力对物体做正功时，物体的重力势能一定减小 B. 放在地面上的物体，它的重力势能一定等于零 C. 在不同高度将某一物体抛出，且落地点在同一水平面上，落地时重力势能相等 D. 相对不同的参考平面，物体具有不同数值的重力势能，但并不影响有关重力势能变化的研究 ‎【答案】ACD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．重力对物体做正功时，物体的重力势能减小，故A正确；‎ B．放在地面上的物体，若不取地面为参考平面，则物体的重力势能不为零，故B错误；‎ C．在不同高度将某一物体抛出，且落地点在同一水平面上，则落地相对参考平面的高度相同，说明落地时重力势能相等，故C正确；‎ D．相对不同的参考平面，物体具有不同数值的高度h，由公式Ep=mgh，可知物体具有不同数值的重力势能，但重力势能变化的问题计算不受影响，故D正确。‎ 故选ACD。‎ ‎14.一场别开生面的节能车竞赛在平直的水平测试道上进行，40支车队以各家独门绝技挑战‎1升汽油行驶里程的最高纪录。某公司研制开发的某型号小汽车发动机的额定功率为24kW，汽车连同驾乘人员总质量为m＝‎2000kg，在水平路面上行驶时受到恒定的阻力是800N。该小汽车以额定功率由静止开始运动直到冲线，夺得‎1升汽油行驶30公里的最好成绩。则下列判断正确的是（　　）‎ A. 小汽车行驶的最大速度为‎30m/s B. 小汽车行驶速度为‎20m/s时加速度为‎1m/s2‎ C. 小汽车行驶30公里用时1037.5s D. 小汽车行驶速度达到‎20m/s的过程中牵引力做功为4.8×105J ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．汽车匀速行驶时，牵引力F等于阻力Ff，即由功率公式可得,代入数据得，故A正确；‎ B．设v1=‎20m/s时汽车牵引力为F1，则，根据牛顿第二定律，代入数据得故B错误；‎ C．设使用的时间为t，根据动能定理可得，代入数据可得，故C正确；‎ D．由于题不知道小汽车做加速运动（或匀速运动）的时间或者位移，则无法求出小汽车行驶速度达到‎20m/s的过程中牵引力做的功，故D错误。‎ 故选AC。‎ ‎15.如图所示，两物块A、B套在水平粗糙的CD杆上，并用不可伸长的轻绳连接，整个装置能绕过CD中点的轴OO1转动，已知两物块质量相等，杆CD对物块A、B的最大静摩擦力大小相等，开始时绳子处于自然长度（绳子恰好伸直但无弹力），物块B到OO1轴的距离为物块A到OO1轴的距离的两倍，现让该装置从静止开始转动，使转速逐渐增大，在从绳子处于自然长度到两物块A、B即将滑动的过程中，下列说法正确的是 （ ）‎ A. A受到的静摩擦力一直增大 B. A受到的静摩擦力是先增大后减小 C. A受到的合外力一直在增大 D. B受到的静摩擦力先增大，后保持不变 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ 试题分析：开始时转速比较小，两个物体都由静摩擦力提供向心力，根据：得，，知当角速度逐渐增大时，B物体先达到最大静摩擦力，角速度继续增大，B物体靠绳子的拉力和最大静摩擦力提供向心力，角速度增大，拉力增大，则A物体的摩擦力减小，当拉力增大到一定程度，A物体所受的摩擦力减小到零后反向，角速度增大，A物体的摩擦力反向增大，所以A所受的摩擦力先增大后减小，又增大，反向先指向圆心，然后背离圆心，B物体的静摩擦力一直增大达到最大静摩擦力后不变，故CD正确 三、填空题 ‎16.某物理兴趣小组测量自行车前进的速度，如图是自行车传动机构的示意图，其中A是大齿轮，B是小齿轮，C是后轮。做了如下测量：测出了脚踏板的转速为n，大齿轮的半径 r1，小齿轮的半径r2，后轮的半径r3。用上述量推导出自行车前进速度的表达式为____________ 。‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】脚踏板的角速度为2πn，则大齿轮的角速度为 因为大小齿轮的线速度相等，有 得 大齿轮和后轮的角速度相等，则线速度为 ‎17.宇航员在某星球表面以大小为‎2.0m/s的初速度水平抛出一物体，并记录下物体的运动轨迹，如图所示，O点为抛出点。若该星球半径为‎4000km，万有引力常量G＝6.67×10－11 N·m2·kg－2，则该星球表面的重力加速度为___________ ，该星球的第一宇宙速度为____________。‎ ‎【答案】 (1). ‎4.0m/s2 (2). ‎4.0km/s ‎【解析】‎ ‎【详解】由平抛运动的分位移公式，有，联立解得 由公式 得 ‎18.某实验小组采用如图所示的装置探究功与速度变化的关系，小车在橡皮筋的作用下弹出后，沿木板滑行。打点计时器工作频率为50Hz ‎(1)实验中木板略微倾斜是为了__________；‎ ‎(2)如图给出了某次在正确操作情况下打出的纸带，从中截取了测量物体最大速度所用的一段纸带，纸带上O点 为小车运动起始时刻所打的点，测得O点到A、B、C、D、E各点的距离分别为OA=‎5.65cm，OB=‎7.12cm，OC=‎8.78cm，OD=‎10.40cm，OE=‎11.91cm。已知相邻两点打点时间间隔为0.02s，则小车获得的最大速度vmax=_____m/s；‎ ‎(3)关于橡皮筋做的功，下列说法中正确的是（ ）‎ A.橡皮筋做的功可以直接测量 B.通过增加橡皮筋的条数可以使橡皮筋对小车做的功成整数倍增加 C.橡皮筋在小车运动的全程中始终做功 D.把橡皮筋拉伸为原来的两倍，橡皮筋做功也增加为原来的两倍 ‎【答案】 (1). 平衡摩擦力 (2). 0.83 (3). B ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)使实验中木板略微倾斜是为了使小车重力沿斜面向下的分力与摩擦阻力平衡好平衡摩擦力 ‎(2)由所给数据知BC段距离最大且为 最大速度 ‎(3)A．橡皮筋的拉力是一个变力，我们无法用W=Fx进行计算，故A错误；‎ B．橡皮筋伸长量按倍数增加时，功并不简单地按倍数增加，变力功一时无法确切测算，因此我们要设法回避求变力做功的具体数值，可以用一根橡皮筋做功记为W，用两根橡皮筋做功记为2W，用三根橡皮筋做功记为3W……，从而回避了直接求功的困难，故B正确；‎ C．小车在橡皮条的拉力作用下先加速运动，当橡皮条恢复原长时，小车由于惯性继续前进，做匀速运动，故C错误；‎ D．橡皮筋的拉力是一个变力，我们无法用W=Fx进行计算，x变为原来的2倍，Fx并不是原来的两倍，故D错误。‎ 故选B 四、计算题 ‎19.今年6月13日，我国首颗地球同步轨道高分辨率对地观测卫星高分四号正式投入使用，这也是世界上地球同步轨道分辨率最高的对地观测卫星．如图所示，A是地球的同步卫星，已知地球半径为R，地球自转的周期为T，地球表面的重力加速度为g,求： ‎ ‎ ‎ ‎（1）同步卫星离地面高度h ‎（2）地球的密度ρ(已知引力常量为G)‎ ‎【答案】（1） （2）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）设地球质量为M，卫星质量为m，地球同步卫星到地面的高度为h，同步卫星所受万有引力等于向心力为 ‎ ‎ 在地球表面上引力等于重力为 故地球同步卫星离地面高度为 ‎（2）根据在地球表面上引力等于重力 结合密度公式为 ‎20.如图所示，斜面体ABC固定在地面上，小球p从A点静止下滑．当小球p开始下滑的同时，另一小球q从A点正上方的D点水平抛出，两球同时到达斜面底端的B处．已知斜面AB光滑，长度l=‎0.75 m，斜面倾角=37°，不计空气阻力．（g取‎10 m/s2，，）求：‎ ‎（1）小球p从A点滑到B点所需要的时间；‎ ‎（2）小球q抛出时初速度的大小．‎ ‎【答案】（１）t=0.5s;（２）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）小球p从斜面上下滑的加速度为a，由牛顿第二定律有： ‎ ‎ 设下滑所需时间为t1，根据运动学公式有： ‎ 联立解得：t1 =0.5 s .‎ ‎（2）小球q做平抛运动，设抛出速度为v0，则：‎ 由几何关系知：x=lcos37° ‎ 依题意有： t2=t1 ‎ 解得： v0=‎1.2m/s ‎ 点睛: 本题是匀加速直线运动和平抛运动的综合，既要分别研究两个物体的运动情况，更要抓住它们运动的同时性．‎ ‎21.如图所示，半径R=‎1m的光滑半圆轨道AC与高h=8R的粗糙斜面轨道BD放在同一竖直平面内，斜面倾角θ=53°。两轨道之间由一条光滑水平轨道相连，水平轨道与斜轨道间有一段圆弧过渡。在水平轨道上，轻质弹簧被a、b两小球挤压（不连接），处于静止状态。同时释放两个小球，a球恰好能通过半圆轨道最高点A，b球恰好能到达斜面轨道最高点B。已知a球质量为m1=‎2kg，b球质量为m2=‎1kg，小球与斜面间动摩擦因素为μ=。（g取‎10m/s2，，）求：‎ ‎(1)经过C点时轨道对a球的作用力大小；‎ ‎(2)b球经过斜面底端D点时的速度大小（结果保留三位有效数字）。‎ ‎【答案】(1)120N；(2)‎14.1m/s ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)以a球为研究对象，恰好通过最高点时，有 得 a球从C到A的过程，由机械能守恒定律得 C点时受力分析，由牛顿第二定律得 解得 ‎(2)b球从D点到达最高点B过程中，由动能定理 又 联立解得