湖北省宜昌市部分示范高中教学协作体2020学年高一物理下学期期中试题（含解析） 15页

湖北省宜昌市部分示范高中教学协作体2020年高一下学期期中考试物理试题 ‎ 一、选择题 ‎1. 关于平抛运动和圆周运动，下列说法正确的是( )‎ A. 平抛运动是匀变速曲线运动 B. 匀速圆周运动是速度不变的运动 C. 圆周运动是匀变速曲线运动 D. 做平抛运动的物体落地时的速度一定是竖直向下的 ‎【答案】A ‎【解析】平抛运动的加速度始终为g，则是匀变速曲线运动，选项A正确；匀速圆周运动的速度大小不变，方向不断变化，则速度不断改变，选项B错误；圆周运动的加速度不断变化，则不是匀变速曲线运动，选项C错误；做平抛运动的物体水平速度永不为零，则落地时的速度不可能变成竖直向下，选项D错误；故选A.‎ ‎2. A、B为河岸，小船渡河时，船头始终与河岸垂直，且船本身提供的速度大小、方向都不变。已知小船的运动轨迹如图所示，则河水的流速( )‎ A. 越接近B岸水速越大 B. 越接近B岸水速越小 C. 由A到B水速先增后减 D. 水流速度恒定 ‎【答案】B ‎【解析】因船本身提供的速度大小方向都不变，所以船沿垂直于河岸方向上的速度不变，对船的实际速度沿垂直于河岸的方向和平行于河岸的方向进行分解，可知沿和河岸方向上的速度逐渐减小，所以越接近B岸水速越小，选项B正确，ACD错误。故选B。‎ 点睛：对于速度的合成与分解，不但要会通过分速度的变化分析合速度的变化，同时也要会通过合速度的变化分析分速度的变化情况，解答过程中要注意对不变的量的寻找．对于该题不变的量就是船本身的速度大小和方向不变，从而得知合速度的变化是水流速度的变化引起的．‎ ‎3. 如图所示，在不计滑轮摩擦和绳子质量的条件下，当物体P匀速向上运动时，下列说法正确的是( )‎ A. 小车向左匀速运动 B. 小车向左减速运动 C. 绳上的拉力减小 D. 假设小车的牵引力不变，则小车做匀减速直线运动 ‎【答案】B ‎【解析】将小车的运动分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，如图所示：‎ 沿绳子方向的分速度等于P的速度，根据平行四边形定则有：vcosθ=vp，解得：，P匀速上升时，θ减小，则v减小。可知小车向左减速运动，故A错误，B正确；P匀速上升，则绳子的拉力不变，等于P的重力，故C错误；小车的牵引力不变，根据牛顿第二定律，解得：，拉力不变，θ减小，即加速度变化，故D错误。所以B正确，ACD错误。‎ ‎4. 如图所示，A、B是两个摩擦传动的靠背轮，A是主动轮，B是从动轮，它们的半径，a和b两点在轮的边缘，c和d在各轮半径的中点，则各点线速度、角速度的关系下列判断正确的是( )‎ A. ‎ B. ‎ C. ‎ D. ‎ ‎【答案】C ‎5. 一个水平抛出的小球落到一倾角为θ的斜面上时，其速度方向与斜面垂直，运动轨迹如图中虚线所示．则小球水平方向通过的距离与竖直方向下落的距离之比为（　　）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】小球落斜面上时速度方向与斜面垂直，则有：，小球水平方向通过的距离与竖直方向下落的距离之比为：，故C正确，ABD错误。‎ ‎6. 拱形桥的顶部可视为一段圆弧，这段圆弧对应的半径为10m，当一辆小汽车（视作质点）以一定速度v经过桥顶时（g取10），以下说法正确的是（　　）‎ A. 当v=10m/s时，车对桥面的压力等于重力 B. 当v=15m/s时，车能贴着桥面，安全通过拱形桥 C. 当v=5m/s时，车对桥面的压力是重力的0.25倍 D. 无论速度多大，车对桥面的压力都不可能大于重力 ‎【答案】D ‎【解析】在桥顶，根据牛顿第二定律得，代入v=10m/s，解得：N=0N，故A错误；在桥顶，根据牛顿第二定律得，代入v=15m/s，解得：N<0，说明汽车已经离开桥面，所以不能安全通过拱形桥，故B错误；在桥顶，根据牛顿第二定律得，代入v=5m/s，解得：，故C错误；根据牛顿第二定律得，解得：，因v2≥0，所以无论速度多大，车对桥面的压力都不可能大于重力，故D正确。所以D正确，ABC错误。‎ ‎7. 人造地球卫星运行时，其轨道半径为月球轨道半径的1/3 ，则此卫星运行周期大约是( )‎ A. 1天～4天 B. 4天～8天 C. 8天～16天 D. 大于16天 ‎【答案】B ‎【解析】由万有引力提供向心力得： , 则，则天，则B正确，故选B.‎ 点睛：此题还可以用开普勒行星第三定律 列出表达式求解，也比较简单.‎ ‎8. 已知某星球的平均密度是地球的n倍，半径是地球的k倍，地球的第一宇宙速度为v，则该星球的第一宇宙速度为( )‎ A. ‎ B. ‎ C. ‎ D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】根据万有引力提供向心力：，解第一宇宙速度为：，根据，可得星球和地球的质量之比为nk3，则第一宇宙速度之比为，所以星球的第一宇宙速度，故B正确，ACD错误。‎ ‎9. 如图所示，两个质量不同的小球用长度不等的细线拴在同一点，并在同一水平面内做匀速圆周运动，则它们的（　　）‎ A. 角速度的大小相等 B. 向心加速度的大小相等 C. 线速度的大小相等 D. 周期相同 ‎【答案】AD ‎【解析】对小球受力分析，受重力、绳子的拉力，由于小球做匀速圆周运动，故合力提供向心力；‎ 由几何关系得合力为：F=mgtanθ，由向心力公式得到F=mω2‎ r ，设绳子与悬挂点间的高度差为h，由几何关系得：r=htanθ，联立可得：，即角速度与绳子的长度和转动半径无关，故A正确；根据，可知周期相同，故D正确；由，两球转动半径不等，则线速度大小不等，故C错误；由a=ω2r，两球转动半径不等，向心加速度不同，故B错误。所以AD正确，BC错误。‎ ‎10. 在万有引力常量G已知的情况下，已知下列哪些数据，可以计算出地球质量( )‎ A. 地球绕太阳运动的周期及地球离太阳的距离 B. 人造地球卫星在地面附近绕行的速度和运行周期 C. 月球绕地球运行的周期及地球半径 D. 若不考虑地球自转，已知地球半径和地球表面的重力加速度 ‎【答案】BD ‎【解析】根据万有引力提供向心力：，解得：，已知地球绕太阳运行的周期及地球中心到太阳中心的距离可以计算出太阳的质量，故A错误；人造卫星绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力：，又有：，联立可得地球的质量：，因此，可求出地球的质量，故B正确；根据万有引力提供向心力：，解得地球的质量：，其中r为地球与月球间的距离，而题目中给出的是地球半径，所以不能求出地球的质量，故C错误；球表面的物体受到的地球的重力等于万有引力：，因此，可求出地球的质量，故D正确。所以BD正确，AC错误。‎ ‎11.‎ ‎ 火星有两颗卫星，分别是火卫Ⅰ和火卫Ⅱ，它们的轨道近似为圆，已知火卫Ⅰ的周期为7小时39分，火卫Ⅱ的周期为30小时18分，则两颗卫星相比( )‎ A. 火卫Ⅱ距火星表面较近 B. 火卫Ⅱ的角速度大 C. 火卫Ⅰ的运动速度较大 D. 火卫Ⅰ的向心加速度较大 ‎【答案】CD ‎12. “太空涂鸦”技术就是使低轨运行的攻击卫星接近高轨侦查卫星时，准确计算轨道向其发射“漆雾”弹，并在临近侦查卫星时，压爆弹囊，让“漆雾”散开并喷向侦查卫星，喷散后强力吸附在侦查卫星的侦察镜头、太阳能板、电子侦察传感器等关键设备上，使之暂时失效。下列说法正确的是( )‎ A. 攻击卫星在轨运行速率大于7.9km/s B. 攻击卫星进攻前的速度比侦查卫星的速度大 C. 攻击卫星完成“太空涂鸦”后应减速才能返回低轨道上 D. 若攻击卫星周期已知，结合万有引力常量就可计算出地球质量 ‎【答案】BC ‎【解析】根据万有引力提供圆周运动向心力：，解得：‎ ‎，轨道半径越小，速度越大，当轨道半径最小等于地球半径时，速度最大等于第一宇宙速度7.9km/s。故攻击卫星在轨运行速率小于7.9km/s。攻击卫星进攻前的轨道高度低，故攻击卫星进攻前的速度比侦查卫星的速度大，故A错误，B正确；攻击卫星完成“太空涂鸦”后应减速做近心运动，才能返回低轨道上，故C正确；根据万有引力提供圆周运动向心力：，只有周期，缺少其它量，解不出地球质量，故D错误。所以BC正确，AD错误。‎ 二、实验题 ‎13. 图甲是“研究平抛运动”的实验装置图。‎ ‎(1)实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线________。每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛________。‎ ‎(2)图乙是正确实验取得的数据，其中O为抛出点，则此小球做平抛运动的初速度大小为________m/s。（结果保留2位有效数字）‎ ‎(3)在另一次实验中将白纸换成方格纸，每小格的边长L=4.9cm，通过实验，记录了小球在运动途中的三个位置，如图丙所示，则该小球做平抛运动的初速度大小为________m/s；B点的竖直分速度大小为________m/s。（结果保留2位小数）‎ ‎【答案】 (1). （1） 水平 (2). 初速度相同 (3). （2） 1.6 (4). （3） 1.47 (5). 1.96‎ ‎【解析】（1）实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线水平。每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛初速度相同。‎ ‎（2）根据，代入数据解得：，所以初速度：。‎ ‎（3）在竖直方向上，2L=gT2，解得：，则平抛运动的初速度为：‎ ‎，B点竖直方向上分速度为。‎ 三、计算题 ‎14. 平抛一个物体，当抛出1s后，它的速度方向与水平方向成45°角，落地时，速度方向与水平方向成60°角，求：（g取10m/s2）‎ ‎（1）初速度的大小；‎ ‎（2）落地速度的大小；‎ ‎（3）抛出点距地面的高度；‎ ‎【答案】（1） （2） （3）‎ ‎【解析】试题分析：平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，将1s后的速度进行分解，根据vy=gt求出竖直方向上的分速度，再根据角度关系求出平抛运动的初速度；将落地的速度进行分解，水平方向上的速度不变，根据水平初速度求出落地时的速度；根据落地时的速度求出竖直方向上的分速度，求出时间，再根据求出抛出点距地面的高度。‎ ‎（1）将速度进行分解如图所示：‎ 由tan45°==1 ，可得=10×1m/s=10m/s 则：=10m/s ‎（2）做平抛运动有： =10m/s 根据几何关系可得落地速度： =20m/s ‎（3）落地时竖直分速度： ==10m/s 则时间为：t′==‎ 抛出点距地面的高度 ：h= =×10×m=15m 点睛：本题主要考查了平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动．知道分运动和合运动具有等时性，掌握竖直方向和水平方向上的运动学公式。‎ ‎15. 质量为0.2kg的小球固定在长为0.9 m的轻杆一端，杆可绕过另一端O点的水平轴在竖直平面内转动。(g取10m/s2) 求：‎ ‎(1)当小球在最高点的速度多大时，杆对球的作用力为零？‎ ‎(2)当小球在最高点的速度分别为=6 m/s和=1.5 m/s时，杆对球的作用力。‎ ‎【答案】（1）v0=3m/s ‎（2）当v1=6>v0时，=6N，方向竖直向下；‎ 当v2=v0时，杆提供拉力，由牛顿第二定律得：mg+F1=m ，‎ 解得：=6N，方向竖直向下。‎ 当v2=