广西南宁市第三中学2020学年高一物理下学期期中试题 13页

广西南宁市第三中学2020学年高一物理下学期期中试题 ‎ 一、选择题（共10题，每题5分，共50分。在每题给出的四个选项中，在1~6题只有一个选项符合题目要求，第7~10题有多个选项符合题目要求。全部选对的得3分，选对但选不全的得3分，有错选的得0分。）‎ ‎1．关于功的说法，下列说法正确的是 A．功的大小只由力和位移的大小决定 B．因为功有正功和负功，所以功是矢量 C．力对物体不做功，说明物体一定无位移 D．合力的功等于各分力功的代数和 ‎2．如图所示，A、B两颗人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，A卫星的速度大小是B卫星速度大小的2倍，下列说法正确的是 A．轨道半径 B．向心加速度 C．周期 D．角速度 ‎3．同步卫星的发射需将卫星发射至近地圆轨道1，经过多次变轨，将卫星送入同步轨道3，原理如图所示。轨道1、2相切于Q点，2、3相切于P点，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是 A．卫星在轨道3上稳定运行的速度大于第一宇宙速度 B．卫星在轨道3上经过P点的线速度等于轨道2经过P点的线速度 C．卫星在轨道1上经过Q点时的加速度大于它在轨道2上 经过Q点时的加速度 D．卫星在轨道2上从Q点到P点的过程中速度减小 ‎4．如图所示，汽车在岸上用轻绳拉船，若汽车匀速行驶的速度为v，当拉船的绳与水平方向夹角为时，船的速度为 A． B．‎ C． D．‎ ‎5．如图所示，两根长度相同的细绳连接着两个相同的小球，在光滑水平面上绕竖直轴O匀速圆周转动，两根绳子保持在一条直线上，则两根绳子中的弹力和之比为（ ）‎ ‎ A．1：1 B．2：1‎ C．3：2 D．3：1‎ ‎6．铁路在弯道处的内外轨道高低是不同的，已知内外轨道和水平面的倾角为θ，如图所示，弯道处的圆弧半径为R，若质量为m的火车转弯时的速度大于，则 A．内轨对内侧车轮轮缘有挤压 B．外轨对外侧车轮轮缘有挤压 C．这时铁轨对火车的支持力等于 D．火车在弯道行驶时受到重力、支持力、牵引力、摩擦力和向心力 ‎7． 南宁三中物理兴趣小组红红同学用手将一个质量为1kg的物体由静止开始竖直向上匀加速提高1m，这时物体的速度大小是2m/s，不考虑空气阻力的影响，g取10，下列说法中正确的是 A．手对物体做功2J B．合外力对物体做功12J C．合外力对物体做功2J D．物体克服重力做功10J ‎8．天文学家通过观测双星轨道参数的变化来间接验证引力波的存在，证实了GWl50914是两个黑洞并合的事件。该事件中甲、乙两个黑洞的质量分别为太阳质量的36倍和29倍，假设这两个黑洞，绕它们连线上的某点做圆周运动，且这两个黑洞的间距缓慢减小。若该黑洞系统在运动过程中各自质量不变且不受其他星系的影响，则关于这两个黑洞的运动，下列说法正确的是 A．甲、乙两个黑洞运行的线速度v大小之比为29:36‎ B．甲、乙两个黑洞运行的角速度ω大小之比为36:29‎ C．随着甲、乙两个黑洞的间距缓慢减小，它们运行的周期T也在减小 D．甲、乙两个黑洞做圆周运动的向心加速度大小始终相等 ‎9．2020年1月3日，“嫦娥四号”成为了全人类第一个在月球背面成功实施软着陆的探测器。为了减小凹凸不平的月面可能造成的不利影响，“嫦娥四号”采取了近乎垂直的着陆方式。已知：月球半径为R，表面重力加速度大小为g，引力常量为G，下列说法正确的是 A．为了减小与地面的撞击力，“嫦娥四号”着陆前的一小段时间内处于失重状态 B．“嫦娥四号”着陆前近月环绕月球做圆周运动的过程中处于超重状态 ‎ C．“嫦娥四号”着陆前近月环绕月球做圆周运动的 周期约为 D．月球的密度为 ‎10．2020年4月20日22时41分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号运载火箭，成功发射第四十四颗北斗导航卫星。此次发射是2020年度北斗导航卫星首次发射，拉开今年北斗高密度组网序幕。 A、C为同步卫星，B为赤道正上方同方向绕地球做匀速圆周运动的近地卫星， P为赤道上的一处监测站，某时刻卫星A、B正好处于监测站P的正上方，如图所示。已知地球自转周期为T1，B的周期为T2，则下列说法不正确的是 A． A、C质量一定相等，A加速可追上同一轨道上的C B． A、B与地心连线在相同时间内扫过的面积相等 C．监测站P的向心加速度大于卫星B的重力加速度 D． 再经过时间 ，A、B又正好处于监测站P正上方 二、填空题（每空2分，共14分）‎ ‎11．（8分）南宁三中物理兴趣小组的占占同学在探究平抛运动的规律实验时，使小球做平抛运动，用频闪照相机对准方格背景照相，拍摄到了如下图所示的照片，已知每个小方格边长10cm，当地的重力加速度为g＝10m/s2。（最后结果均保留两位有效数字）‎ ‎（1）若以拍摄的第一点为坐标原点，水平向右和竖直向下为正方向建立直角坐标系，由于人为原因造成底片污染而未知小球被拍摄的位置4，请你根据所学知识推算出位置4的坐标为 ；‎ ‎（2）频闪照相机闪光的时间间隔为___________s；‎ ‎（3）小球平抛的初速度大小为___________m/s；‎ ‎（4）小球在位置4时的竖直方向的速度为___________m/s。‎ ‎12．（6分）南宁三中物理兴趣小组的阳阳同学为了测玩具电动机的转速，设计如图（甲）所示的装置。钢质L字形型直角架竖直杆穿过带孔轻质薄硬板，然后与电动机转子相固连，水平横梁末端与轻细绳上端栓接，绳下端栓连一小钢球，测量仪器只有直尺。实验前细绳竖直，小球静止，薄板在小球下方，用直尺测出水平横梁的长度d=4．00cm。现接通电源，电动机带动小球在水平面上做匀速圆周运动，待小球稳定转动时，缓慢上移簿板，恰触碰到小球时，停止移动薄板，用铅笔在竖直杆上记下薄板的位置，在薄板上记录下触碰点，最后测量出薄板到横梁之间的距离h=20.00cm，触碰点到竖直杆的距离r=20.00cm，如图（乙）所示。‎ ‎（1）为了实验更精确，上移薄板时要求薄板始终保持________‎ ‎（2）重力加速度用g表示，利用测得的物理量，写出转速n的表达n=__________（用d，h，r，g表示），用测得的数据计算得n=_________r/s（计算时取，最后结果取三位有效数字）‎ ‎三、解答题（共3小题，共36分。请写出必要的文字说明）‎ ‎13．（10分）南宁三中西西同学以的初速度将一个小球水平抛出，落地速度大小，不考虑空气阻力的影响，g取，求：‎ ‎（1）小球在空中的运动时间t；‎ ‎（2）小球从抛出点的离地高度h；‎ ‎（3）小球从抛出点到落地点的位移L（结果可以用根式表示）。‎ ‎14．（12分）宇航员耿耿驾驶宇宙飞船成功登上“NNSZ”行星后，在行星表面做了如下实验：将一根长为L的轻绳，一端固定在过O点的水平转轴上，另一端固定一质量为m的小球，使整个装置绕O点在竖直面内转动。在小球转动过程中的最高点处放置一光电门，在绳子上适当位置安装一个力的传感器，如图甲，实验中记录小球通过光电门的时间以确定小球在最高点的速度v，同时记录传感器上绳子的拉力大小F，即可作出小球在最高点处绳子对小球的拉力与其速度平方的关系图，如图乙；已知行星半径为R，引力常量为G，不考虑行星自转影响。‎ ‎（1）结合实验和图象所给信息，写出小球在最高点处F与v的关系式；‎ ‎（2）请求出该行星的第一宇宙速度（用b，L，R表示）；‎ ‎（3）请求出该行星的密度（用b，L，R，G表示）。‎ ‎15．（14分）天文学家燕燕发现有一颗类似于地球的宜居行星，经观测得知该行星的自转周期为T，半径为R，该行星的同步卫星A的圆轨道半径为。卫星B沿半径为的圆轨道在该行星的赤道的正上方运行，其运行方向和该行星的自转方向相同，求：‎ ‎（1）卫星B做匀速圆周运动的周期；‎ ‎（2）卫星A和卫星B连续地不能直接通讯的最长时间间隔（信号传输时间可忽略）。‎ ‎高一段考理科物理试题参考答案 题号 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ ‎9‎ ‎10‎ 答案 D B D B C B CD AC CD ABC ‎1．D 解析：功的大小只由力和位移还有它们的夹角共同决定，故A错；功是标量，正负不表示大小，表示能量转化的方向，表示这个力是动力还是阻力，故B错误；力不做功，有可能力和位移的垂直，故C错；功是标量，合力功等于各力做功代数和，故D对。‎ ‎2． B 解析：根据，得，可得，故A错误；根据，得，故，故B正确；根据，得，故，C错误；根据，得，得，故D错误。‎ ‎3．D 解析：卫星稳定运行时线速度都小于7．9km/s，故A错；卫星从轨道2到轨道3时需点火加速，故在P点时轨道2的速度小于轨道3的速度，故B错；同一位置，引力相同，故加速度相同，C错；从近地点到远地点，离心运动，故卫星做减速运动，故D对。‎ ‎4．B 解析：如图所示，，故 ‎5．C 解析：对外小球，，对内小球 可得，故C正确。‎ ‎6．B 解析：A、火车的重力和轨道对火车的支持力的合力恰好等于需要的向心力时，此时火车的速度正好是，当火车转弯的速度大于 ‎，需要的向心力增大，而重力与支持力的合力不变，所以合力小于需要的向心力，外轨就要对火车产生一个向里的力来提供向心力，所以此时外轨对外侧车轮轮缘有挤压，故A错误，B正确；C、当内外轨没有挤压力时，受重力和支持力，则，由于外轨对火车的作用力沿着轨道平面，可以把这个力分解为水平和竖直向下两个分力，由于竖直向下的分力的作用，使支持力变大，故C、D错误。故选B。‎ ‎7．CD 解析：由，得故，对物体，得，故，，，故CD正确，AB错误。故选CD。‎ ‎8．AC 解析：两个黑洞绕它们连线上的某点做圆周运动，那么，由万有引力做向心力，向心力指向另一个黑洞可知：甲、乙两个黑洞运行的角速度ω相同，故B错误。由万有引力做向心力可知：甲、乙两个黑洞做圆周运动的向心力相等，故有向心加速度可知：甲、乙两个黑洞做圆周运动的向心加速度大小之比为29：36，故D错误。由万有引力做向心力可得：‎ ‎，得，所以甲、乙两个黑洞运行的线速度大小之比，故A正确。由对甲：，对乙: ，而可得：，，故随着甲、乙两个黑洞的间距缓慢减小，它们运行的角速度增大，那么，周期减小，故C正确。故选AC。‎ ‎9．CD 解析： 为了减小与地面的撞击力，“嫦娥四号”着陆前的一小段时间内应向下减速，加速度方向向上，处于超重状态，故A错误； “嫦娥四号”着陆前近月环绕月球做圆周运动，万有引力提供向心力，所以“嫦娥四号”处于失重状态，故B错误； “嫦娥四号”着陆前近月环绕 月球做圆周运动，万有引力提供向心力有：，，解得：，故C正确；由万有引力提供向心力有：，解得： ，地球的体积为：，地球的密度为:，故D正确。故选：CD。‎ ‎10．ABC 解析：同步卫星质量不一定相等，A加速会做离心运动，不可直接在同一轨道上追上C，故A错误；由开普勒第二定律可知，同一卫星和地球的连线在相等的时间内扫过的面积相等，故B错误；监测站P和同步卫星角速度相同，由可知，监测站的的向心加速 度比同步卫星向心加速度小，对卫星，，得，故近地卫星B的向心加 速度比同步卫星向心加速度大，而近地卫星的加速度等于地球表面重力加速度，故监测站P的向心加速度比卫星B的重力加速度小，故C错误；对A(P)和B，再次相距最近时，有 ‎，即，得，此时A、B都处于监测站P正上方，故D正确。故选ABC。‎ ‎11．（8分）（每空2分）答案：（1）（60cm，60cm）或者（0.60m，0.60m）‎ ‎（2）0.10 （3）2.0 （4）3.5‎ 解析：（1）在竖直方向上连续相等时间位移差是恒量，水平方向上做匀速直线运动，由此可判断小球位置4的坐标为（60cm，60cm）；（2）由得，，（3）由，得（4）‎ ‎12．（6分）（每空2分）答案：（1）水平（2）（3）1．00‎ 解析：小球在水平面上做匀速圆周运动，故缓慢移动薄板时要求薄板始终水平；对小球，匀速圆周运动，由，得，而，代入可得，把数据代入计算可得 ‎13．（10分）（1）对小球，平抛，有 竖直方向速度 （2分）‎ 而 （1分）‎ 得 小球在空中运动时间 （1分）‎ 小球下落高度 （2分）‎ 小球水平位移 （2分）‎ 故小球从抛出点到落地点的位移 （2分）‎ ‎14．（12分）（1）对小球，在最高点，有： （1分）‎ 得： （1分）‎ ‎（2）由图象信息可知： （1分 ）‎ 即该行星表面重力加速度： （1分）‎ 对该行星近地卫星，匀速圆周运动，有: （2分）‎ 对行星表面物，有： （2分） 得 （1分）‎ ‎（3）对行星表面物，有： 得：‎ 而 （1分） （1分）‎ 联立，得 （1分）‎ ‎15． （14分）方法一：（1）对同步卫星A，有 （3分）‎ 对卫星B，有 （3分 ）‎ 联立，解得 （2分）‎ 方法二：对卫星A和B，由开普勒第三定律，得 （6分）‎ 得，卫星B的周期为: （2分）‎ ‎(2)方法一：设卫星A和B连续地不能直接通讯的最长时间间隔为t，在此时间间隔t内，卫星A和B绕行星中心转动的角度分别和，以地心为参考系，B不能连续看到A的时间内，关系如图所示 卫星A转过的角度 卫星B转过的角度 （1分）‎ 而 即 （1分）‎ 而 （1分）， 且 ， （1分）‎ 故 （1分）‎ 故 综上，可得 （1分）‎ 方法二：相对运动法，如图所示，有 不考虑A的公转，以A作为参考系，B相对于A的角速度为:‎ B不能连续与A通信，有：‎ 即： （1分）‎ 而， 故有 （1分）‎ 又有 （1分） （1分）‎ 则 （1分）‎ 由几何关系知：，故 综上，可得 （1分）‎