河北省沧州市第一中学2019-2020学年高一下学期期末考试物理试卷 Word版含解析 18页

- 1 - 沧州一中 2019 级高一物理期末考试试题 满分 100 分 考试时间 90 分钟 命题人 曹吉霞 杨立英 第Ⅰ卷 选择题 一、单选题（本大题共 8 小题，共 32.0 分） 1. 在水平面上固定两个相互紧靠的三角形斜面，将 a、b、c 三个小球从左边斜面的顶点以不 同的初速度向右水平抛出，落在斜面上时其落点如图所示，小球 a 落点距水平面的高度最低。 下列判断正确的是（ ） A. 小球 a 的初速度最大 B. 小球 c 的飞行时间最长 C. 小球 c的飞行过程速度变化最小 D. 小球 a 的速度偏向角最小 【答案】C 【解析】 【详解】AB．三个小球做的都是平抛运动，从图中可以发现落在 a 点的小球下落的高度最大， 由 21 2h gt 得 2ht g  所以小球 a 飞行的时间最长，由 x=v0t 得 0 xv t  知小球 a 的水平位移最小，则小球 a 的初速度最小，故 AB 错误； C．小球做的是平抛运动，加速度为 g，速度的变化量为 △ v=gt，所以 c 球的速度变化最小，a 球的速度变化量最大，故 C 正确； D．速度偏向角 - 2 - 0 0 tan yv gt v v    小球 a 的运动时间最长，则速度偏向角最大，故 D 错误。 故选 C。 2. 2019 年 5 月 17 日，我国成功发射第 45 颗北斗导航卫星，该卫星属于地球静止轨道卫星（同 步卫星）．该卫星 A. 入轨后可以位于北京正上方 B. 入轨后的速度大于第一宇宙速度 C. 发射速度大于第二宇宙速度 D. 若发射到近地圆轨道所需能量较少 【答案】D 【解析】 【详解】由同步卫星的特点和卫星发射到越高的轨道所需的能量越大解答． 由于卫星为同步卫星，所以入轨后一定只能与赤道在同一平面内，故 A 错误； 由于第一宇宙速度为卫星绕地球运行的最大速度，所以卫星入轨后的速度一定小于第一宇宙 速度，故 B 错误； 由于第二宇宙速度为卫星脱离地球引力的最小发射速度，所以卫星的发射速度一定小于第二 宇宙速度，故 C 错误； 将卫星发射到越高的轨道克服引力所作的功越大，所以发射到近地圆轨道所需能量较小，故 D 正确． 3. 如图所示，长均为 L 的两根轻绳，一端共同系住质量为 m 的小球，另一端分别固定在等高 的 A、B 两点，A、B 两点间的距离也为 L。重力加速度大小为 g。现使小球在竖直平面内以 AB 为轴做圆周运动，若小球在最高点速率为 v 时，两根绳的拉力恰好均为零，则小球在最高 点速率为 2v 时，最高点每根绳的拉力大小为（ ） - 3 - A. 3mg B. 4 33 mg C. 3mg D. 2 3mg 【答案】A 【解析】 【详解】题中已知，在最高点速率为 v ，根据牛顿第二定律可知 2vmg m R  当小球在最高点速率为 2v 时 2(2 )2 cos vmg m RT    式中 为绳子与竖直方向的夹角，根据几何关系可知 30  得到 3T mg 故选 A。 4. 地球绕太阳做匀速圆周运动的半径为 r1、周期为 T1；月球绕地球做匀速圆周运动的半径为 r2、周期为 T2.万有引力常量为 G，不计周围其他天体的影响，则根据题中给定条件（ ） A. 能求出月球的质量 B. 可知表达式 3 3 1 2 2 2 1 2 r r T T  成立 C. 能求出地球与月球之间的万有引力 D. 能求出太阳与地球之间的万有引力 【答案】D 【解析】 【详解】A．月球绕地球转，根据万有引力提供向心力，可得中心天体质量，故不能求出月球 质量，故 A 错误； B．开开普勒第三定律是相对于同一个中心天体的，不同的中心天体该表达式不正确，故 B 错 误； C．由于月球质量无法求出，故无法得到地球与月球之间的万有引力，故 C 错误； D．设月球、地球、太阳的质量分别为 1 2 3, ,m m m ，则由月球绕地球做圆周运动可得 2 1 2 1 22 2 2 2 4m mG m rr T  可求得地球的质量，同理由地球绕太阳做匀速圆周运动可得 - 4 - 2 2 1 12 2 1 1 4m mG m rr T ３ 可求得太阳的质量，太阳和地球之间的万有引力为 2 2 1 m mG r ３ ，故 D 正确。 故选 D。 5. 宇宙中两个相距较近的星球可以看成双星，它们只在相互间的万有引力作用下，绕两球心 连线上的某一固定点做周期相同的匀速圆周运动。根据宇宙大爆炸理论，双星间的距离在不 断缓慢增加，设双星仍做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（ ） A. 双星相互间的万有引力增大 B. 双星做圆周运动的周期增大 C. 双星做圆周运动的角速度增大 D. 双星做圆周运动的加速度增大 【答案】B 【解析】 【详解】A．双星间的距离在不断缓慢增加，根据万有引力定律 1 2 2 m mF G L  知万有引力减小，故 A 错误； BCD．根据 2 21 2 1 1 2 22 m mG m r m rL    可知 1 1 2 2m r m r 知轨道半径比等于质量之反比，双星间的距离变大，则双星的轨道半径都变大，角速度变小， 根据 2T   可知周期变大；根据 1 2 1 1 2 22 m mG m a m aL   可得双星做圆周运动的加速度减小，故 B 正确，CD 错误。 故选 B。 6. 如图所示，一轻绳的一端系在固定光滑斜面上的 O 点，另一端系一小球，给小球一足够大 - 5 - 的初速度，使小球在斜面上做圆周运动。在此过程中（ ） A. 小球做匀速圆周运动 B. 重力对小球不做功 C. 小球受到斜面的支持力对小球做功 D. 小球的机械能守恒 【答案】D 【解析】 【详解】小球在运动过程中，绳子的拉力与速度始终垂直，拉力对小球不做功。小球在支持 力方向没有发生位移，则斜面的支持力对小球也做功，因此只有重力做功，故小球的机械能 守恒，由于小球的高度不断改变，重力对小球要做功，重力势能不断改变，根据机械能守恒 知，小球的动能在改变，因此小球做变速圆周运动，故 ABC 错误，D 正确。 故选 D。 7. 一辆汽车在平直公路上运动，受到的阻力恒定为 f，运动的最大速度为 vm．下列说法正确的 是（ ） A. 汽车以恒定额定功率行驶时，牵引力 F 与速度 v 成正比 B. 在汽车匀加速运动过程中，当发动机的实际功率等于额定功率时，速度就达到 vm C. 汽车运动的最大速度 vm 与额定功率 Pm 满足 Pm＝fvm D. 当汽车以恒定速度行驶时，发动机的实际功率一定等于额定功率 【答案】C 【解析】 【详解】A. 汽车以恒定额定功率行驶时，由 P=Fv 可知牵引力与速度成反比，故 A 项与题意 不相符； B. 汽车匀加速运动时，阻力恒定，根据牛顿第二定律可知牵引力恒定，由 P=Fv，知发动机的 实际功率不断增大，当发动机的实际功率等于额定功率时，开始做加速度逐渐减小的加速运 动，功率不变，速度变大，故 B 项与题意不相符； C. 当汽车匀速运动时，牵引力等于阻力，即 F=f，当速度达到最大时，Pm 满足 Pm=Fvm=fvm， 故 C 项与题意相符； D. 当汽车以恒定速度行驶时，如果速度没有达到最大速度，发动机的实际功率将小于额定功 - 6 - 率，故 D 项与题意不相符． 8. 设地球自转周期为 T，质量为 M，引力常量为 G。假设地球可视为质量均匀分布的球体， 半径为 R。同一物体在南极和赤道水平面上静止时所受到的支持力之比为（ ） A. 2 2 2 34 GMT GMT R B. 2 2 2 34 GT GT R C. 2 2 3 2 4GT R GT  D. 2 2 3 2 4GT R GT  【答案】A 【解析】 【详解】在赤道上 2 2 2 4 N MmG F mRR T  ＝ 可得 2 2 2 4 N MmF G mRR T ＝ 在南极 ' 2 N MmG FR ＝ 由两式可得 ' 2 2 2 34 N N F GMT F GMT R  故选 A。 二、多选题（本大题共 9 小题，共 36.0 分。每题 4 分，全部选对得 4 分，选不全 得 2 分） 9. 一质点在 xOy 平面内的运动轨迹如图所示，则下列说法中正确的是（ ） A. 若 x 方向始终匀速，则 y 方向先加速后减速 B. 若 x 方向始终匀速，则 y 方向先减速 - 7 - 后加速 C. 若 y 方向始终匀速，则 x 方向先加速后减速 D. 若 y 方向始终匀速，则 x 方向先减速 后加速 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．若质点 x 方向始终匀速，开始轨迹向下弯曲，则在 y 轴方向的合力方向向下， 速度向上，做减速运动，然后轨迹向上弯曲，则在 y 轴方向上的合力方向向上，速度向上，做 加速运动，所以在 y 轴方向上先减速后加速。故 A 错误，B 正确； CD．若质点在 y 方向上始终匀速，开始轨迹向右弯曲，则在 x 轴上的合力方向水平向右，速 度向右，做加速运动，然后轨迹向左弯曲，则在 x 轴方向上合力方向水平向左，速度向右，做 减速运动，所以在 x 轴上先加速后减速，故 C 正确，D 错误。 故选 BC。 10. 自行车的小齿轮 A、大齿轮 B、后轮 C是相互关联的三个传动部分，且半径RB=4RA、RC=8RA， 如图所示。当自行车正常骑行时，A、B、C 三轮边缘的线速度、角速度的大小之比关系正确 的是（ ） A. vA：vB：vC=1：1：8 B. vA：vB：vC=4：1：4 C. A： B： C=1：2：4 D. A： B： C=4：1：4 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．由 v=ωr，A 和 C 角速度相同，A 和 B 线速度相同；根据 v=ωr 得线速度与半径 成正比，即 vA：vC=1：8 三者关系 vA：vB：vC=1：1：8 A 正确，B 错误； - 8 - CD．角速度与半径成反比，即 ωA：ωB=4：1 三者关系 ωA：ωB：ωC=4：1：4 C 错误，D 正确； 故选 AD。 11. 一质量为 2.0×103kg 的汽车在水平公路上行驶，路面对轮胎的径向最大静摩擦力为 1.4×104N，当汽车经过半径为 80m 的弯道时，下列判断正确的是（ ） A. 汽车转弯时所受的力有重力、弹力、摩擦力和向心力 B. 汽车转弯的速度为 20m/s 时，所需的向心力为 1.0×104N C. 汽车转弯的速度为 20m/s 时汽车不会发生侧滑 D. 汽车能安全转弯的向心加速度不超过 7.0m/s2 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．汽车转弯时受到重力，地面的支持力以及地面给的摩擦力，其中摩擦力充当向心 力，选项 A 错误； B．汽车转弯的速度为 20m/s 时，所需的向心力为 2 3 4 2 1= 2.0 1 200 1.0 10 N80 vF m R   向 选项 B 正确； C．当最大静摩擦力充当向心力时，速度为临界速度，大于这个速度则发生侧滑，根据牛顿第 二定律可得 2vf m r  解得 - 9 - 4 3 1.4 10 80 560 20 1.4m/s2.0 10 frv m      所以汽车转弯的速度为 20m/s 时，所需的向心力小于 1.4×104N，汽车不会发生侧滑，选项 C 正确； D．汽车能安全转弯的向心加速度 2 2560 7m/s80 va r    即汽车能安全转弯的向心加速度不超过 7.0m/s2，选项 D 正确。 故选 BCD。 12. 如图所示，某行星绕太阳运动的轨道为一椭圆，ac 和 bd 分别为椭圆的长轴和短轴。若行 星运动周期为 T，行星经过 ab 段、bc 段，cd 段和 da 段所用时间分别为 abt 、 bct 、 cdt 和 dat ， 则（ ） A. ab bct t B. bc dat t C. 1 4bct T D. 1 2ab bct t T  【答案】BD 【解析】 【详解】AB．根据开普勒第二定律知，太阳和行星的连线在相同的时间内扫过相等的面积。 故近地点速度最大，远日点速度最小。图中 a 点为近日点，速度最大，c 点为远日点，速度最 小，故有 ab bct t ， bc dat t 故 A 错误，B 正确； C．从上面的分析可知，b 到 c 的时间 1 4bct T 故 C 错误； - 10 - D．由图根据对称性，a 经 b 到 c 的时间等于 c 经 d 到 a 的时间，而 a 经 b 经 c 到 d 的时间为 一个 T，所以有 1 2ab bct t T  故 D 正确。 故选 BD。 13. 如图所示是某次同步卫星发射过程的示意图，先将卫星送入一个近地圆轨道，然后在 P 处 点火加速，进入椭圆转移轨道，其中 P 是近地点，Q 是远地点，在 Q 点再次点火加速进入同 步轨道．设卫星在近地圆轨道的运行速率为 v1，加速度大小为 a1；在 P 点短时间点火加速之 后，速率为 v2，加速度大小为 a2；沿转移轨道刚到达 Q 点速率为 v3，加速度大小为 a3；在 Q 处点火加速之后进入圆轨道，速率为 v4，加速度大小为 a4，则 A. v1