山东省济南市鱼台县第一中学2019-2020学年高一下学期5月开学考试物理试题 12页

鱼台县第一中学高一第二学期开学考试 物理试卷 一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分，其中1至7题为单选，第8至12题为多选，多选题全部选对得4分，少选的得2分，选错的得0分）‎ ‎1.以下说法正确的是（　　）‎ A. 经典力学理论普遍适用，大到天体，小到微观粒子 B. 相对论与量子力学否定了经典力学理论 C. 经典力学理论具有一定的局限性 D. 在经典力学中，物体的质量随运动状态而改变 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 详解】A．经典力学理论适应于宏观物体，不适应微观粒子，选项A错误；‎ B．相对论并没有否定经典力学，而是在其基础上发展起来的，有各自成立范围，故B错误；‎ C．经典力学理论具有一定的局限性，对高速微观粒子不适用，选项C正确；‎ D．在相对论中，物体的质量随运动状态而改变，在经典力学中，物体的质量与运动状态无关，故D错误。‎ 故选C。‎ ‎2.下列说法正确的是（　　）‎ A. 做曲线运动的物体不一定有加速度 B. 做曲线运动的物体的加速度一定是变化的 C. 物体在恒力的作用下，可能做曲线运动 D. 物体在变力的作用下，一定做曲线运动 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】ABC．曲线运动物体速度方向时刻改变，所以曲线运动一定有加速度，曲线运动物体合力一定不为零，但是可以是恒力，也可以是变力，加速度可以是恒定的，也可以是变化的，C正确，AB错误； ‎ D．曲线运动的条件是：物体所受的合外力和它速度方向不在同一直线上，而不是依据物体受变力还是恒力判定是否做曲线运动，D错误。‎ 故选C。‎ ‎3.在物理学理论建立过程中，有许多伟大的科学家做出了贡献。关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是（　　）‎ A. 牛顿通过实验比较准确地测出了引力常量的数值 B. 开普勒发现了行星运动三定律 C. 开普勒发现了万有引力定律 D. 牛顿提出了“日心说”‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A．卡文迪许是历史上第一个在实验室里比较准确地测出引力常量的科学家，故A错误；‎ B．开普勒发现了行星运动三定律，故B正确；‎ C．牛顿发现了万有引力定律，故C错误；‎ D．哥白尼提出了“日心说”，故D错误。‎ 故选B。‎ ‎4.如图所示，有两条位于同一竖直平面内的水平轨道，轨道上有两个物体A和B，它们通过一根绕过定滑轮O的不可伸长的轻绳相连接，物体A以速率vA＝‎10m/s匀速运动，在绳与轨道成30°角时，物体B的速度大小vB为（ ）‎ A. B. ‎20 m/s C. D. ‎5 m/s ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】将B点的速度分解如图所示：‎ 则有：，，解得：；故A，B，D错误；C正确；故选C.‎ ‎5.“扔纸团”是深受大众青睐的手机小游戏.如图所示，游戏时，游戏者滑动屏幕将纸团从P点以速度v水平抛向固定在水平地面上的圆柱形废纸篓，纸团恰好沿纸篓的上边沿入篓并直接打在纸篓的底角.若要让纸团进入纸篓中并直接击中篓底正中间，下列做法可行的是( ) ‎ A. 在 P点将纸团以大于 v的速度水平抛出 B. 在 P点将纸团以小于 v的速度水平抛出 C. 在 P点正下方某位置将纸团以大于 v的速度水平抛出 D. 在 P点正上方某位置将纸团以小于 v的速度水平抛出 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】AB.根据平抛运动规律：，，联立解得：，因为纸团恰好沿纸篓的上边沿入篓并直接打在纸篓的底角.，如果抛出高度不变则怎么改变速度都无法打到中间，速度变大，会打在纸篓的右壁，速度变小会无法入纸篓，AB错误 C.在 P点正上方某位置将纸团以小于 v的速度水平抛出，则球能进入纸篓，但是进纸篓的水平速度大于打到纸篓的底角的水平速度，所以无法打到纸篓正中间，C错误 D.根据平抛运动规律：，，联立解得：，在 P点正上方某位置将纸团以小于 v的速度水平抛出，可以判断球能进入纸篓，且不会打到纸篓的右壁，可能打到正中间，D正确 ‎6.如图所示，圆的圆心在地球自转的轴线上，圆、、的圆心均在地球的地心上，对绕地球做匀速圆周运动的人造地球卫星而言( ) ‎ A. 卫星轨道可能为 B. 同步卫星轨道可能为 C. 卫星轨道不可能为 D. 同步卫星的轨道可能为 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】卫星要想稳定运行必须使地球对它的引力全部用来充当向心力,故a轨道错误，而轨道b、c均是可能的轨道。同步卫星由于其周期和地球的自转周期相同，轨道一定在赤道的上空。故轨道只可能为b，综上分析ACD错误，B正确。‎ 故选B ‎7.科学家威廉·赫歇尔首次提出了“双星”这个名词。现有由两颗中子星A、B组成的双星系统，可抽象为如图所示绕O点做匀速圆周运动的模型，已知A的轨道半径小于B的轨道半径，若A、B的总质量为M，A、B间的距离为L，其运动周期为T，则（ ）‎ A. B的线速度一定小于A的线速度 B. B的质量一定大于A的质量 C. L一定，M越大，T越小 D. M一定，L越大，T越小 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．因双星的角速度、周期相等，据知轨道半径小的线速度小，故B的线速度一定大于A的线速度，选项A错误；‎ B．由于双星的向心力都是由双星间相互作用的万有引力提供的，因此大小必然相等，由 可得各自的轨道半径与其质量成反比，即，所以轨道半径小的质量大，故B的质量一定小于A的质量，选项B错误；‎ CD．设双星质量分别为、，对质量为的中子星有 对质量为的中子星有 又因，，解得 由此式可知，L一定，M越大，T越小；M一定，L越大，T越大，选项C正确，D错误。‎ 故选C。‎ ‎8.如图所示，在发射地球同步卫星的过程中，卫星首先进入椭圆轨道I，然后在Q点通过改变卫星速度，让卫星进人地球同步轨道Ⅱ，则（ ）‎ A. 该卫星的发射速度必定大于11. ‎2 km/s B. 卫星在同步轨道II上的运行速度大于7. ‎9 km/s C. 在轨道I上，卫星在P点的速度大于在Q点的速度 D. 卫星在Q点通过加速实现由轨道I进人轨道II ‎【答案】CD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．‎11.2km/s是卫星脱离地球束缚的发射速度，而同步卫星仍然绕地球运动，A错误；‎ B．‎7.9km/s 即第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，也是最大的圆周运动的环绕速度，而同步卫星的轨道半径要大于近地卫星的轨道半径，所以同步卫星运行的线速度一定小于第一宇宙速度，B错误；‎ C．在轨道I上，P点是近地点，Q点是远地点，则卫星在P点速度大于在Q点的速度，C正确；‎ D．从椭圆轨道Ⅰ到同步轨道Ⅱ，卫星在Q点是做逐渐远离圆心的运动，要实现这个运动必须卫星所需向心力大于万有引力，所以应给卫星加速，增加所需的向心力。所以在轨道Ⅱ上Q点的速度大于轨道Ⅰ上Q点的速度，D正确。‎ 故选CD。‎ ‎9.如图所示，A、B、C三个物体放在旋转平台上随平台一起做匀速圆周运动，动摩擦因数均为μ，已知A的质量为‎3m，B、C的质量均为m，A、B离轴距离均为R，C距离轴为2R，则以下说法正确的是（ ）‎ A. aA=aC>aB B. aA=aBfC>fB D. fA>fB>fC ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】A、B、因为A、B离轴距离均为R，C距离轴为2R，A、B、C三个物体的角速度相等，根据公式a=ω2R知aA=aB＜aC，故A错误，B正确；‎ C、D、因为A、B、C三个物体的角速度相等根据摩擦力提供向心力，对A：fA=3mω2R，对B：fB=mω2R，对C：fC=mω2•2R，可得：fA>fC＞fB，故C正确，D错误.‎ 故选BC.‎ ‎10.已知引力常量G和下列某组数据，就能计算出地球质量。这组数据可以是（　　）‎ A. 人造地球卫星在地面附近绕行的速度及运行周期 B. 月球绕地球运行的周期及月球与地球之间的距离 C. 地球绕太阳运行的周期及地球与太阳之间的距离 D. 若不考虑地球自转，已知地球的半径及重力加速度 ‎【答案】ABD ‎【解析】‎ ‎【详解】ABC．根据万有引力提供向心力有：‎ 解得 只能求出中心天体质量，所以知道人造地球卫星在地面附近绕行的速度及运行周期、 月球绕地球运行的周期及月球与地球之间的距离，可以求出地球的质量； 地球绕太阳运行的周期及地球与太阳之间的距离，只能求出太阳的质量，不能求地球的质量，故AB正确，C错误；‎ D．若不考虑地球自转，已知地球的半径及重力加速度，万有引力等于重力 解得 所以若不考虑地球自转，已知地球的半径及重力加速度，可以求出地球的质量，故D正确；‎ 故选ABD。‎ ‎11.如图所示，质量为的小球在竖直平面内的光滑圆管中做圆周运动，圆的半径为，小球略小于圆管内径．若小球经过圆管最高点时与轨道间的弹力大小恰为，则此时小球的速度为（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】A.由题意知，若小球与圆管内壁的弹力为mg，可得小球此时受力恰好平衡，需向心力为0，所以速度等于0，故A正确；‎ BCD.若小球与圆管外壁的弹力为mg，根据牛顿第二定律可得 解得速度 所以C正确；B、D错误。‎ 故选AC。‎ ‎12.如图所示，长为L的悬线固定在O点，在O点正下方有一钉子C，OC距离为，把悬线另一端的小球m拉到跟悬点在同一水平面上无初速度释放，小球运动到悬点正下方时悬线碰到钉子，则小球的（ ）‎ A. 线速度突然增大为原来的2倍 B. 角速度突然增大为原来的2倍 C. 向心加速度突然增大为原来的2倍 D. 悬线拉力突然增大为原来的2倍 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ 悬线与钉子碰撞前后，线的拉力始终与小球运动方向垂直，小球的线速度不变，A错；当半径减小时，由ω＝知ω变大为原来的2倍，B对；再由an＝知向心加速度突然增大为原来的2倍，C对；而在最低点F－mg＝m，故碰到钉子后合力变为原来的2倍，悬线拉力变大，但不是原来的2倍，D错．‎ 二、填空题（本题共1小题，每空4分，共16分）‎ ‎13.某同学做验证向心力与线速度关系的实验．装置如图所示，一轻质细线上端固定在拉力传 感器上，下端悬挂一小钢球．钢球静止时刚好位于光电门中央．主要实验步骤如下：‎ ‎①用游标卡尺测出钢球直径d；‎ ‎②将钢球悬挂静止不动，此时力传感器示数为F1，用米尺量出线长L； ‎ ‎③将钢球拉到适当的高度处释放，光电门计时器测出钢球的遮光时间为t，力传感器示数的最大值为F2；‎ 已知当地的重力加速度大小为g，请用上述测得的物理量表示：‎ ‎（1）钢球经过光电门时的线速度表达式v＝____，向心力表达式 ＝____； ‎ ‎（2）钢球经过光电门时的所受合力的表达式F合＝ ___；‎ ‎（3）若在实验误差允许的范围内F向＝F合，则验证了向心力与线速度的关系．该实验可能的误差有：____．（写出一条即可）‎ ‎【答案】 (1). (2). (3). (4). 摆线得长度测量由误差 ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）小球的直径d，遮光时间为t，所以通过光电门的速度：，根据题意知，小球圆周运动的半径为：，小球质量：，向心力表达式：‎ ‎（2）钢球经过光电门时只受重力和绳的拉力，所受合力为：‎ ‎（3）根据向心力表达式知，可能在测量摆线长度时存在误差 三、计算题（本题共3小题，共36分。要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位，只写结果的，不能得分）‎ ‎14.汽车行驶在半径为‎50m的圆形水平跑道上，速度大小为‎10m/s，已知汽车的质量为‎1000kg，汽车与地面的最大静摩擦力为车重的0.8倍．问：（g=‎10m/s2）‎ ‎（1）汽车绕跑道一圈需要的时间是多少？‎ ‎（2）其向心力是多大？‎ ‎（3）要使汽车不打滑，则其速度最大不能超过多少？‎ ‎【答案】（1）汽车绕跑道一圈需要的时间是31.4s；（2）汽车受到向心力是2000N；（3）要使汽车不打滑，则其速度最大不能超过‎20m/s．‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）汽车绕一周的时间即是指周期，由v=得：T==s=10π s=31.4s ‎（2）向心力的大小为：F=m=1000×N=2000N ‎（3）汽车做圆周运动的向心力由车与地面的之间静摩擦力提供．随车速的增加，需要的向心力增大，静摩擦力随着一直增大到最大值为止，由牛顿第二定律得：fm=0.8mg=m，代入数据解得vm=‎20m/s ‎15.如图所示，假设某星球表面上有一倾角为θ＝37°的固定斜面，一质量为m＝‎2.0 kg的小物块从斜面底端以速度‎9 m/s沿斜面向上运动，小物块运动1.5 s时速度恰好为零.已知小物块和斜面间的动摩擦因数为0.25，该星球半径为R＝1.2×‎103km.试求：(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)‎ ‎(1)该星球表面上的重力加速度g的大小.‎ ‎(2)该星球的第一宇宙速度.‎ ‎【答案】（1）g=‎7.5m/s2 （2）3×‎103m/s ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）小物块沿斜面向上运动过程 解得：‎ 又有：‎ 解得：‎ ‎（2）设星球的第一宇宙速度为v，根据万有引力等于重力，重力提供向心力，则有：‎ ‎16.如图所示为马戏团的猴子表演杂技示意图．平台上质量为‎5kg的猴子（可视为质点）从平台边缘A点抓住长L＝‎1.25m水平绳的末端，由静止开始绕绳的另一个固定端O点做圆周运动，运动至O点正下方B点时绳子刚好断了，之后做平抛运动，绳子能承受的最大拉力为150N．在B点右侧平地上固定一个倾角为θ=45°的斜面滑梯CD，猴子做平抛运动至斜面的最高点C时的速度方向恰好沿斜面方向，然后沿滑梯CD滑至D点.已知tan45°＝1，不计空气阻力影响，求（g取‎10 m/s2）‎ ‎(1)猴子刚运动到B点时的速度大小；‎ ‎(2)BC两点间的高度差；‎ ‎(3)猴子从B与C之间的水平距离.‎ ‎【答案】(1)v=‎5m/s (2)H=‎1.25m (3)x=‎‎2.5m ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)设猴子在B点的速度为v，在B点时猴子所受的拉力为F，‎ 由牛顿第二定律得:‎ 联立解得：v=‎5m/s ‎(2)据题得：猴子到达C点时竖直分速度vy=vtan45°=‎5m/s 由 得:H=‎‎1.25m ‎(3)平抛时间 BC间的水平距离:x=vt=‎‎2.5m ‎ ‎