【物理】山东省济宁市兖州区2019-2020学年高一下学期5月阶段性测试试题 （解析版） 13页

山东省济宁市兖州区2019-2020学年 高一下学期5月阶段性测试试题 一、单项选择题 ‎1.下列说法中正确的是（　　）‎ A. 牛顿提出了万有引力定律，并通过实验测出引力常量G的值 B. 开普勒研究表明，月球与地球间的引力和太阳与行星间的引力遵从相同的规律 C. 若地面附近的飞行器发射速度大于11. ‎2km/s，它就会永远离开地球 D. 我们可以发射一个经过北京正上空的同步卫星 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．牛顿提出了万有引力定律，卡文迪许通过实验测出引力常量G的值，A错误；‎ B．牛顿研究表明，月球与地球间的引力和太阳与行星间的引力遵从相同的规律，B错误；‎ C．由于第二宇宙速度是11. ‎2km/s，若地面附近的飞行器发射速度大于11. ‎2km/s，它就会永远离开地球，C正确；‎ D．同步卫星一定在赤道的正上方，不可能在北京的正上方，D错误。‎ ‎2.关于做匀速圆周运动物体的线速度、角速度、周期的关系，下列说法中正确的是：‎ A. 线速度大的角速度一定大 B. 线速度大的周期一定小 C. 角速度大的周期一定小 D. 角速度大的半径一定小 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A.据知，线速度大的角速度不一定大，故A项错误；‎ B.据知，线速度大的周期不一定小，故B项错误；‎ C.据知，角速度大的周期一定小，故C项正确；‎ D.据知，角速度大的半径不一定小，故D项错误．‎ ‎3.下列物体机械能守恒的是（　　）‎ A. 在水中下沉的石块 B. 被匀速吊起的集装箱 C. 在倾角为30°斜面上，以‎4m/s2加速度自由下滑的小球 D. 在光滑曲面上自由运动的物体 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．在水中下沉的石块由于受到水向上的浮力以及阻力作用，且浮力和阻力均做负功，则石块的机械能减小，选项A错误；‎ B．被匀速吊起的集装箱，动能不变，重力势能变大，则机械能变大，选项B错误；‎ C．在倾角为30°斜面上，以‎4m/s2加速度自由下滑的小球，由牛顿第二定律 ‎，解得f=0.5mg-ma=m，可知，阻力对小球做负功，小球的机械能减小，选项C错误；‎ D．在光滑曲面上自由运动的物体，只有重力做功，则机械能守恒，选项D正确。‎ ‎4.如图所示，物体A、B随水平圆盘绕轴匀速转动，物体B在水平方向所受的作用力有 A. 圆盘对B及A对B的摩擦力，两力都指向圆心 B. 圆盘对B的摩擦力指向圆心，A对B的摩擦力背离圆心 C. 圆盘对B及A对B的摩擦力和向心力 D. 圆盘对B的摩擦力和向心力 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】和一起随圆盘做匀速圆周运动，做圆周运动的向心力由对的静摩擦力提供，所以对的摩擦力方向指向圆心，则对的摩擦力背离圆心；做圆周运动的向心力由对的摩擦力和圆盘对的摩擦力提供，所受的向心力指向圆心，对的摩擦力背离圆心，则圆盘对的摩擦力指向圆心；‎ A. 与分析不符，故A错误；‎ B. 与分析相符，故B正确；‎ C. 与分析不符，故C错误；‎ D. 与分析不符，故D错误．‎ ‎5.两个质量不同的物体，以相同的动能从地面竖直向上抛出（不计空气阻力），选地面为零势能面，当两物体上升到同一高度是，它们（ ）‎ A. 具有的重力势能相等 B. 具有的动能相等 C. 具有的机械能相等 D. 具有的机械能不相等 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】设地面为零势能面，则初始位置两个物体机械能相等，竖直上抛的过程中只有重力做功，机械能守恒，所以当上升到同一高度时，它们的机械能相等，但由于质量不等，所以此时重力势能不能，则动能也不等，故C正确，ABD错误。‎ ‎6.宇宙飞船进入一个围绕太阳运动的近乎圆形的轨道上运动，如果轨道半径是地球轨道半径的9倍，那么宇宙飞船绕太阳运行的周期是（ ）‎ A. 3年 B. 9年 C. 27年 D. 81年 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】ABCD．根据开普勒第三定律可知，解得，由题意可知，宇宙飞船围绕太阳在近似圆形的轨道上运动，轨道半径是地球轨道半径的9倍，则宇宙飞船绕太阳运行的周期与地球绕太阳运行的周期之比为，地球绕太阳运行的周期是1年，则宇宙飞船绕太阳运行的周期是27年，故C正确，ABD错误。‎ ‎7.物体在水平拉力作用下做直线运动，运动一段时间撤去拉力，物体又滑行一段距离停下。物体运动的v—t图像如图所示。 下列表述正确的是（　　）‎ A. 在0~3s内，拉力做功比摩擦力做功多 ‎ B. 在0~2s内，摩擦力做功比拉力做功多 C. 在0~2s内，合外力做负功 ‎ D. 在0~3s内，合外力做功为零 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】AD．由于物体最终速度减为零，根据动能定理，可知拉力做功与摩擦力做功大小相等，合力做功等于0，A错误，D正确；‎ B．2s末物体运动的速度，根据动能定理 ，可知在0~2s内，拉力做的功比摩擦力的做功多，B错误；‎ C．由于动能大于零，因此在0~2s内，合外力做功为正值，C错误。‎ 故选D。‎ ‎8.如图所示，a、b、c是在地球大气层外同一平面内的圆形轨道上绕逆时针方向运动的3颗卫星，下列说法正确的是（ ）‎ A. b、c的线速度大小相等，且大于a的线速度 B. b、c的向心加速度大小相等，且大于a的向心加速度 C. a卫星由于某原因，轨道半径缓慢减小，其线速度将增大 D. c加速可追上同一轨道上的b，b减速可等候同一轨道上的c ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．根据人造卫星的万有引力等于向心力，线速度，根据题意ra＜rb=rc，所以b、c的线速度大小相等，小于a的线速度，故A错误；‎ B．根据人造卫星的万有引力等于向心力，向心加速度，根据题意 ra＜rb=rc，所以b、c的向心加速度大小相等，且小于a的向心加速度，故B错误；‎ C．卫星由于某原因，轨道半径缓慢减小，根据公式线速度，则线速度增大，故C正确；‎ D．c加速，万有引力不够提供向心力，做离心运动，离开原轨道，b减速，万有引力大于所需向心力，卫星做近心运动，离开原轨道，所以不会与同轨道上的卫星相遇，故D错误。‎ 故选C。‎ ‎9.如图所示，轻质弹簧上端固定，下端系一物体。 物体在A处时，弹簧处于原长状态。现用手托住物体使它静止在A处，撤去手，物体将下落到达最低点B处，不考虑空气阻力。关于此过程，下列说法正确的有（　　）‎ A. 弹簧的弹性势能先增大后减小 B. 弹簧的弹性势能先减小后增大 C. 物体的重力势能与弹簧的弹性势能之和先减小后增大 D. 物体的重力势能与弹簧的弹性势能之和先增大后减小 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．从A到B的过程中，弹簧一直被拉长，则弹簧的弹性势能一直变大，选项AB错误；‎ CD．从A到B的过程中只有重力和弹力对物体做功，则弹簧的弹性势能、小球的动能和重力势能之和保持不变；而此过程中先是重力大于弹力，物体向下做加速度减小的加速运动，而后重力小于弹力，物体做加速度增大的减速运动，则物体的速度先增加后减小，动能先增加后减小，则物体的重力势能与弹簧的弹性势能之和先减小后增大，选项C正确，D错误。‎ ‎10.如图所示，斜面高h，质量为m的物块，在沿斜面向上的恒力F作用下，能匀速沿斜面向上运动。若把此物块放在斜面顶端，在沿斜面向下同样大小的恒力F作用下物块由静止向下滑动，滑至底端时其动能的大小为（　　）‎ A. mgh B. 2mgh C. 3mgh D. 0. 5mgh ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】物块匀速上滑时，根据动能定理得WF-mgh-Wf=0，物块下滑时，根据动能定理得 WF+mgh-Wf=Ek-0，联立两式解得，Ek=2mgh，故B正确，ACD错误。 故选B。‎ 二、多项选择 ‎11.人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，假如卫星的线速度减小到原来的，卫星仍做匀速圆周运动，则（　　）‎ A. 卫星的角速度减小到原来的 B. 卫星的向心加速度减小到原来的 C. 卫星运行的轨道半径增大到原来的4倍 D. 卫星的周期增大到原来的8倍 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ ‎【详解】AC．万有引力提供向心力，解得，当速度减小为原来的，则半径增大为原来的倍；根据，可知，可知卫星的角速度减小为原来的，A错误，C正确；‎ B．万有引力等于向心力，解得，可知向心加速度变为原来的，B错误；‎ D．万有引力提供向心力，解得，可知周期变为原来的倍，D正确。‎ 故选CD。‎ ‎12.如图所示，一人在地面上以初速度抛出质量为m的物体，落到比地面低h的海平面上。 以抛出点为重力势能的零点，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　）‎ A. 物体重力做功为mgh ‎ B. 物体落到海平面时重力势能为mgh C. 小球落地时重力的瞬时功率为 ‎ D. 小球落地时的机械能为 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 物体重力做功为WG=mgh，选项A正确； ‎ B. 以抛出点为重力势能的零点，则物体落到海平面时的重力势能为-mgh，选项B错误；‎ C. 由动能定理，则，根据PG=mgvy，则小球落地时重力的瞬时功率为，选项C错误；‎ D. 小球从抛出到落到海平面上的过程机械能守恒，则小球落地时的机械能为，选项D正确。‎ 故选AD。‎ ‎13.如图所示为一皮带传动装置，右轮的半径为r，a是它边缘上的一点。左轮的半径为2r，c点在左轮上，到左轮中心的距离为r，b点位于左轮的边缘上。若在传动过程中，皮带不打滑。则（　　）‎ A. a点与b点的线速度大小之比为1：2 ‎ B. b点与c点的角速度大小之比为1：1‎ C. a点与b点的向心加速度大小之比为1：2 ‎ D. b点与c点的向心加速度大小之比为2：1‎ ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．a、b两点是轮子边缘上的点，靠传送带传动，两点的线速度相等，故A错误； B．b、c两点共轴转动，具有相同的角速度，故B正确； C．a、b两点线速度相等，根据，知a、b两点的向心加速度之比为2：1，故C错误； D．b、c两点的角速度相等，根据a=rω2，知b、c两点的向心加速度之比为2：1，故D正确。 故选BD。‎ ‎14.已知引力常量是G，下列各组物理数据中，能够估算月球质量的是（　　）‎ A. 月球绕地球运行的周期及月、地中心距离 B. 绕月球表面运行的飞船的周期及月球的半径 C. 绕月球表面运行的飞船的周期及线速度 D. 月球表面的重力加速度 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．根据万有引力提供向心力只能计算出中心天体质量，故已知月球绕地球运行的周期及月地中心间的距离，只能计算地球的质量，故A错误；‎ B．由万有引力提供向心力得，解得，式中R为轨道半径，T为公转周期，M为中心天体质量，故B正确；‎ C．根据，解得 ，再根据，解得，故C正确；‎ D．月球表面的物体受到的重力等于万有引力，即，解得，仅仅知道月球表面的重力加速度，不可以计算月球的质量，故D错误。‎ 故选BC。‎ ‎15.图示为某新型电动汽车在阻力一定的水平路面上进行性能测试时的v—t图像，Oa为过原点的倾斜直线，bc段是与ab段相切的水平直线，ab段汽车以额定功率P行驶，下列说法正确的是（　　）‎ A. 0~时间内汽车的功率一直增大 B. 0~时间内汽车的牵引力一直减小 C. 汽车行驶时受到的阻力大小为 D. ~时间内牵引力不做功 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．0～t1时间内，电动汽车做匀加速直线运动，速度逐渐增大，牵引力恒定，根据P=Fv知，汽车的功率逐渐增大；在t1～t2时间内，汽车的功率恒定，根据P=Fv知随着速度的增加，牵引力减小，选项A正确，B错误；‎ C．匀速行驶时，牵引力等于阻力，根据P=Fv=fv2得，故C正确； D．t2～t3时间内，电动汽车做匀速直线运动，牵引力等于阻力，牵引力做功，故D错误。‎ 故选AC。‎ 三、计算题 ‎16.如图所示，长为L的细绳一端固定，另一端系一质量为m的小球。给小球一个合适的初速度，小球便可在水平面内做匀速圆周运动，这样就构成了一个圆锥摆，设细绳与竖直方向的夹角为θ，重力加速度为g。则：‎ ‎(1)小球做圆周运动角速度为多少？‎ ‎(2)如果θ=60o，细绳的拉力大小是重力的多少倍？‎ ‎【答案】(1)；(2)2倍 ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)对小球受力分析如图，‎ 根据圆周运动的知识得 圆周运动的半径 代入数据整理得，圆锥摆的角速度 ‎(2)受力分析可知，拉力 因此拉力是重力的2倍。‎ ‎17.假设地球可视为质量均匀分布的球体，已知地球的半径为R。某个卫星绕地球做匀速圆周运动，该卫星轨道离地球表面的高度为3R，地球表面的重力加速度为g，不考虑地球的自转情况。求：‎ ‎(1)该地球卫星的向心加速度；‎ ‎(2)该地球卫星的周期（圆周率用字母π表示）。‎ ‎【答案】(1)；(2)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)卫星受到地球的万有引力提供圆周运动的向心力 地球表面上的物体受到地球的万有引力等于重力 联立求解卫星的向心角速度 ‎(2)根据圆周运动有 代入a的值得地球卫星的周期 ‎18.如图甲所示，有一粗糙且足够长水平面，OA段长为‎4米。有一质量为m=‎2kg的滑块，从O处由静止开始受一水平力F作用，F按图乙所示的规律变化，F向右的方向为正方向。滑块与OA间的动摩擦因数，g取‎10m/s2，试求：‎ ‎(1)滑块到A处的动能；‎ ‎(2)滑块最终停止的位置离A点的距离L是多少？‎ ‎【答案】(1)J；(2)‎‎3m ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)O到A应用动能定理 其中，，S=‎‎4m 到A点的动能J ‎(2)滑块从A到停止应用动能定理 代入的值得滑块从A滑行的距离L=‎‎3m ‎19.如图所示，倾角为θ=53°的粗糙斜面AB在B点与光滑圆弧轨道BCD相切，且ABCD平面竖直，圆弧轨道半径R=‎1m，C、D 两点分别为圆弧的最低点和最高点。一个可视为质点质量m=‎0.5kg的小滑块从斜面上的A点由静止释放，恰好能通过圆弧轨道最高点D，小滑块与斜面AB间的动摩擦因数。 求：（已知sin53°=0. 8，cos53°=0. 6，g=‎10m/s2）‎ ‎(1)小球运动到C点时，轨道对小球支持力FN的大小；‎ ‎(2)A、C两点间的高度h（结果保留2位有效数字）。 ‎ ‎【答案】(1)N；(2)3. ‎‎8m ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)在D点由牛顿第二定律可得 由C到D由动能定理可得 在C点由牛顿第二定律可得 联立得小球对轨道的支持力。‎ ‎(2)设AB的长度为L，由几何关系可知BC之间的高度 从A到C应用动能定理可得 由几何关系可知 联立求解得AC之间的高度h=3. ‎8m。‎