广西南宁市第三中学2019-2020学年高一下学期期中考试段考物理试题 18页

南宁三中2019～2020学年度下学期高一段考理科 物理试题 ‎（考试时间：90分钟 满分：100分）‎ 一、单选题。每小题只有一个选项正确。本题共6小题，每小题4分，共24分。‎ ‎1.下列有关物理知识的说法，正确的是（　　）‎ A. 做匀速圆周运动和平抛运动的物体合力都恒定 B. 牛顿经典力学理论不仅适用于宏观低速运动物体，也适用于微观高速运动物体 C. 由万有引力定律可知，两个物体无限接近时，他们的万有引力将无穷大 D. 若地球自转不能忽略，赤道上的物体受到地球对它的万有引力比重力大 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．匀速圆周运动的向心力的方向始终是指向圆心的，方向是不断变化的，不是恒力，平抛运动只受重力作用，合力为恒力，故A错误；‎ B．经典力学只适用于宏观、低速运动的物体，不适用于高速、微观的物体，故B错误；‎ C．在万有引力定律表达式中，当r接近于零时，物体不能看成质点，定律不再适用，故C错误；‎ D．若地球自转不能忽略，由 可得 可知，赤道上的物体受到地球对它的万有引力比重力大。两极的物体受到地球对它的万有引力等于重力，D正确。‎ 故选D。‎ ‎2.我国自行研制发射的“风云一号”和“风云二号”气象卫星的飞行轨道是不同的。“风云一号”是极地圆形轨道卫星，其轨道平面与赤道平面垂直，周期为；“风云二号”是同步卫星，其轨道平面就是赤道平面，周期为，两颗卫星相比（　　）‎ A. “风云一号”离地面较高 B. “风云一号”角速度较小 C. “风云一号”线速度较大 D. “风云二号”离地面的高度与地球的其它同步卫星离地面高度不同，且它的角速度不等于地球自转角速度 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．因，根据得 可得 ‎“风云二号”离地面较高，故A错误；‎ B．由于“风云一号”周期较小，故角速度较大，B错误；‎ C．根据可得 因此，即“风云一号”线速度较大，故C正确；‎ D．由地球同步卫星的特点可知“风云二号”离地面的高度与地球的其它同步卫星离地面高度相同，且它的角速度等于地球自转角速度，D错误。‎ 故选C。‎ ‎3.如图所示，半径为R的圆周轨道固定于竖直面内，轨道内侧光滑，一质量为m的小球在轨道内侧做圆周运动，重力加速度为g，经过轨道最高点时刚好不脱离轨道，对最高点时的小球有下列分析，其中正确的是（　　）‎ A. 小球的线速度大小等于 B. 轨道对小球的压力等于mg C. 小球的线速度大小等于0 D. 小球所需的向心力大于重力mg ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】AC．由 可得，小球的线速度 故A正确，C错误；‎ B．小球的重力提供向心力，故轨道对小球没有压力，故B错误；‎ D．小球由于只能受轨道向下的压力，故只有小球的向心力等于重力时小球才能刚好通过最高点，故小球的向心力等于mg；故D错误。‎ 故选A。‎ ‎4.‎2018年12月8日凌晨2点24分，中国长征三号乙运载火箭在西昌卫星发射中心起飞，把嫦娥四号探测器送入地月转移轨道，“嫦娥四号”经过地月转移轨道的P点时实施一次近月调控后进入环月圆形轨道I，再经过系列调控使之进入准备“落月”的椭圆轨道Ⅱ，于‎2019年1月3日上午10点26分，最终实现人类首次月球背面软着陆。若绕月运行时只考虑月球引力作用，下列关于“嫦娥四号”的说法正确的是（　　）‎ A. “嫦娥四号”的发射速度必须大于 B. 沿轨道I运行的速度大于月球的第一宇宙速度 C. 经过轨道I的P点时必须进行减速才能进入轨道Ⅱ D. 沿轨道I运行至P点的加速度小于沿轨道Ⅱ运行至P点的加速度 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A ‎．嫦娥四号仍在地月系里，也就是说嫦娥四号没有脱离地球的束缚，故其发射速度需小于第二宇宙速度‎11.2km/s，而大于第一宇宙速度‎7.9km/s，故A错误；‎ B．由公式可知，在轨道I半径大于月球的半径，所以沿轨道I运行的速度小于月球的第一宇宙速度，故B错误；‎ C．经过轨道I的P点时必须进行减速后才能进入更靠近月球的轨道Ⅱ，故C正确；‎ D．卫星经过P点时的加速度由万有引力产生，不管在哪一轨道只要经过同一个P点时，万有引力在P点产生的加速度相同，故D错误。‎ 故选C。‎ ‎5.经长期观测，人们在宇宙中已经发现了“双星系统”，“双星系统”由两颗相距较近的恒星组成，每个恒星的线度远小于两个星体之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体．如图所示，两颗星球组成的双星，在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的O点做周期相同的匀速圆周运动．现测得两颗星之间的距离为L，设质量分别用、表示，且：：则以下选项错误的是（　　）‎ A. 、做圆周运动的线速度之比为2：5‎ B. 两颗恒星的公转周期相等，且可表示为 C. 、做圆周运动的角速度之比为1：1‎ D. 做圆周运动的半径为 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】D．双星靠相互间的万有引力提供向心力，具有相同的角速度，设为，则有 解得 解得 故D正确，不符合题意；‎ A．根据知，所以 故A正确，不符合题意；‎ B．根据万有引力提供向心力，有 解得 联立 故B错误，符合题意；‎ C．、做圆周运动，双星靠相互间的万有引力提供向心力，具有相同的角速度，故C正确，不符合题意；‎ 故选B。‎ ‎6.两个质量分别为‎2m和m的小木块a和可视为质点放在水平圆盘上，a与转轴的距离为L，b与转轴的距离为‎2L，a、b之间用长为L的强度足够大的轻绳相连，木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍，重力加速度大小为g．若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，开始时轻绳刚好伸直但无张力，用表示圆盘转动的角速度，下列说法正确的是　　‎ A. a比b先达到最大静摩擦力 B. a、b所受的摩擦力始终相等 C. 是b开始滑动的临界角速度 D. 当时，a所受摩擦力的大小为 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A、B两个木块的最大静摩擦力相等．木块随圆盘一起转动，静摩擦力提供向心力，由牛顿第二定律得：木块所受的静摩擦力f=mω2r，m、ω相等，f∝r，所以b所受的静摩擦力大于a的静摩擦力，当圆盘的角速度增大时b的静摩擦力先达到最大值，所以b一定比a先开始滑动，故AB错误；当a刚要滑动时，有kmg=mω2∙l，解得：，故C错误；以a为研究对象，当时，由牛顿第二定律得：f=mω‎2l，可解得：f=kmg，故D正确．故选D.‎ ‎【点睛】本题的关键是正确分析木块的受力，明确木块做圆周运动时，静摩擦力提供向心力，把握住临界条件：静摩擦力达到最大，由牛顿第二定律分析解答.‎ 二、多选题。本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项正确，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分。‎ ‎7.如图所示，下列有关生活中的圆周运动实例分析，其中说法正确的是（　　）‎ A. 汽车通过凹形桥的最低点时，车对桥的压力大于汽车的重力 B. 在铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，目的是让火车以设计速度行驶时，轮缘与轨道间无挤压 C. 杂技演员表演“水流星”，当“水流星”通过最高点时处于完全失重状态，不受重力作用 D. 脱水桶的脱水原理是水滴受到的离心力大于它受到的向心力，从而沿切线方向甩出 ‎【答案】AB ‎【解析】‎ ‎【详解】A．汽车通过凹形桥最低点时，具有向上的加速度向心加速度，处于超重状态，故对桥的压力大于重力，故A正确；‎ B．在铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，当火车按规定速度转弯时，恰好由重力和支持力的合力完全提供向心力，此时轮缘与轨道间无挤压，故B正确；‎ C．水流星在最高点时重力完全提供向心力，所以受重力作用，故C错误；‎ D．离心力与向心力并非物体实际受力，而是衣服对水的吸附力小于水做圆周运动所需要的向心力，因此产生离心现象，故D错误。‎ 故选AB。‎ ‎8.质量为m的物体P置于倾角为的固定光滑斜面上，轻细绳跨过光滑定滑轮分别连接着P与小车，P与滑轮间的细绳平行于斜面，小车以速率v水平向右做匀速直线运动．当小车与滑轮间的细绳和水平方向成夹角时如图，下列判断正确的是（　　）‎ A. P的速率为v B. P的速率为 C. 绳的拉力大于 D. 绳的拉力小于 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．根据速度的分解可以求出绳子上的速率为 所以P的速率等于绳子的速率，故B正确；A错误；‎ CD．由于v不变，在小车向右匀速运动过程中，减小，在增大，故P做加速运动，对P进行受力分析得出，绳子上的拉力大于，故C正确，D错误。‎ 故选BC。‎ ‎9.如图所示的光滑斜面长为l，宽为b，倾角为，一物块可看成质点沿斜面左上方顶点P以初速度水平射入，恰好从底端Q点离开斜面，则（　　）‎ A. 物块做匀变速曲线运动，加速度为gsinθ B. Q点速度 C. 初速度 D. 物块由P点运动到Q点所用的时间 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．依据曲线条件，初速度与合力方向垂直，且合力大小恒定，则物体做匀变速曲线运动，再根据牛顿第二定律得，物体的加速度为 故A正确；‎ BCD．根据 有 在Q点的平行斜面方向的分速度为 根据 有 故物块离开Q点时速度的大小 故BD错误，C正确。‎ 故选AC。‎ ‎10.如图所示，a、b是绕地球运行的两颗卫星，运动方向相同，此时两卫星距离最近，其中a是地球同步卫星，轨道半径为。地球可看成质量均匀分布的球体，其半径为，自转周期为。若经过时间后，a、b第一次相距最远，下列说法正确的有（　　）‎ A. 卫星b的周期为 B. 卫星b周期为 C. 在地球两极，地表重力加速度 D. 在地球两极，地表重力加速度 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．同步卫星的周期为Ta=T，当两卫星a、b第一次相距最远时满足 解得 故B正确，A错误；‎ CD．对a卫星，解得 根据，则 故C正确，D错误；‎ 故选BC。‎ 三、实验题（共12分，每空2分）‎ ‎11.如图甲所示是某同学探究做圆周运动的物体质量、向心力、轨道半径及线速度关系的实验装置，圆柱体放置在水平光滑圆盘上做匀速圆周运动力传感器测量向心力F，速度传感器测量圆柱体的线速度v，该同学通过保持圆柱体质量和运动半径不变，来探究向心力F与线速度v的关系：‎ ‎(1)该同学采用的实验方法为________。‎ A.等效替代法 B.控制变量法 C.理想化模型法 ‎(2)改变线速度v，多次测量，该同学测出了五组F、v数据，如表所示：‎ ‎①作出图线如图乙所示；‎ ‎②若圆柱体运动半径，由作出的的图线可得圆柱体的质量________kg。结果保留两位有效数字 ‎【答案】 (1). B (2). （0.17-0.19均可）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1]．实验中研究向心力和速度的关系，保持圆柱体质量和运动半径不变，采用的实验方法是控制变量法，故选B；‎ ‎(2)②[2]．根据知，图线的斜率 则有 代入数据解得 ‎12.某同学在做平抛运动实验时得到了如图所示的物体运动轨迹，A、B、C三点的位置在运动轨迹上已标出．（g=‎10m/s2）则: ‎ ‎（1）小球由B运动到C所需时间_______s ‎（2）小球平抛的初速度为_______m/s ‎（3） 小球运动到B点速度为___m/s (可用根式表示）‎ ‎（4）小球开始做平抛运动的位置坐标是（ ）‎ ‎ A.(‎-10cm,‎-5cm) B.(‎0cm,‎0cm) C.(‎-5cm,‎-10cm) D.(‎-5cm,‎-2.5cm)‎ ‎【答案】 (1). 0.1 (2). 1 (3). (4). A ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1]在竖直方向上 可得 ‎(2)[2]小球平抛运动的初速度 ‎(3)[3]B点在竖直方向上的分速度 小球在B点瞬时速度 ‎(4)[4]小球运动到b点的时间 因此从平抛起点到O点时间为 因此从开始到O点水平方向上的位移为 ‎ ‎ 竖直方向上的位移 ‎ ‎ 所以开始做平抛运动的位置坐标为 故A正确，BCD错误。‎ 四、计算题：（共4小题，共48分。解答中应写出必要的文字说明，方程式及计算步骤，只写出最后答案的不得分，有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位。请在答题卷上答题，若在试卷上答题则无效。）‎ ‎13.在光滑水平转台上开有一光滑小孔O，一根轻绳穿过小孔，一端拴一质量为的物体A，另一端连接质量为的物体B，如图所示，已知O与A物间的距离为，开始时B物与水平地面接触，设转台旋转过程中小物体A始终随它一起运动。g取‎10m/s2)问：要使物体B开始脱离地面，则转台旋转的角速度至少为多大？‎ ‎【答案】ω=20rad/s ‎【解析】‎ ‎【详解】当物体开始脱离地面时，B对地面的压力为0，此时绳子的拉力为 T=mBg=10N 又因为 T=mAω2r 解得物体A此时的角速度至少为 ω=20rad/s ‎14.如图甲所示，宇航员在某星球上将一轻弹簧竖直固定在水平地面上，让物体与弹簧上端接触并由静止释放。下降过程中，物体的加速度a与弹簧的压缩量x间的关系如图乙所示图中为已知量。假设星球为质量均匀分布的球体，半径为R，万有引力常量为G，忽略星球的自转。求该星球的质量M和密度ρ。‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】由图乙可知，当弹簧压缩量为0时，物体只受重力，则有 对星球表面的物体，有 解得 球体的体积 星球密度 得 ‎15.如图所示，宇航员站在某一质量分布均匀的星球表面一斜坡上的P点沿水平方向以初速度抛出一个小球，测得小球经时间t落到斜坡上另一点Q，斜面的倾角为，已知该星球半径为R，万有引力常量为G，求：‎ ‎（1）该星球表面的重力加速度g；‎ ‎（2）该星球的第一宇宙速度v；‎ ‎（3）人造卫星在该星球表面做匀速圆周运动的最小周期T。‎ ‎【答案】（1）；（2）；（3）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）小球做平抛运动，水平位移 竖直位移 由位移关系得 ‎（2）该星球的近地卫星的向心力由万有引力提供 该星球表面物体所受重力等于万有引力 得 ‎（3）人造卫星的向心力由万有引力提供 当时，T最小 ‎16.如图所示，摩托车做腾跃特技表演，沿曲面冲上高顶部水平高台，接着以水平速度离开平台，落至地面时，恰能无碰撞地沿圆弧切线从A点切入光滑竖直圆弧轨道，并沿轨道下滑．A、B为圆弧两端点，其连线水平．已知圆弧半径为，人和车的总质量为‎180kg，特技表演的全过程中，阻力忽略不计，人与车一直没有分离，人和车这个整体可以看成质点。计算中取，，。求：‎ ‎（1）从平台飞出到A点，人和车运动的水平距离S；‎ ‎（2）人与车整体在A点时的速度大小以及圆弧对应圆心角；‎ ‎（3）人与车整体运动到达圆弧轨道A点时，受到的支持力大小；‎ ‎（4）若人与车整体运动到圆弧轨道最低点O时，速度为，求此时对轨道的压力大小。‎ ‎【答案】（1）‎1.2m；（2）‎5m/s；；（3）；（4）7740N ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）车做的是平抛运动，很据平抛运动的规律可得 竖直方向上 水平方向上 s=vt 可得 t=0.4s ‎（2）摩托车落至A点时，其竖直方向的分速度 vy=gt=‎4m/s 到达A点时速度 设摩托车落至A点时，速度方向与水平方向的夹角为，则 即 所以 ‎（3）对人与车整体受力分析可知，受到的指向圆心方向的合力作为圆周运动的向心力，由牛顿第二定律得 解得 ‎（4）在最低点，受力分析可得 解得 由牛顿第三定律可知，人和车在最低点O时对轨道的压力为7740N.‎ ‎ ‎