【物理】山东省济宁市实验中学2019-2020学年高一下学期开学检测试题 （解析版） 13页

山东省济宁市实验中学2019-2020学年高一下学期 开学检测试题 一、选择题 ‎1.应用物理知识分析生活中的常见现象，可以使物理学习更加有趣和深入。例如你用手掌平托一苹果，保持这样的姿势在竖直平面内按顺时针方向做匀速圆周运动。关于苹果从最高点c到最右侧点d运动的过程，下列说法中正确的是（　　）‎ A. 手掌对苹果的摩擦力越来越大 B. 苹果先处于超重状态后处于失重状态 C. 手掌对苹果的支持力越来越小 D. 苹果所受的合外力越来越大 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A．从c到d的过程中，加速度大小不变，加速度在水平方向上的分加速度逐渐增大，根据牛顿第二定律知，摩擦力越来越大，故A正确；‎ B．苹果做匀速圆周运动，从c到d的过程中，加速度在竖直方向上有向下的加速度，可知苹果一直处于失重状态，故B错误；‎ C．从c到d的过程中，加速度大小不变，加速度在竖直方向上的加速度逐渐减小，方向向下，则重力和支持力的合力逐渐减小，可知支持力越来越大，故C错误；‎ D．苹果做匀速圆周运动，合力大小不变，方向始终指向圆心，故D错误。‎ ‎2.质量为m的物体沿着半径为r的半球形金属球壳滑到最低点时的速度大小为v，如图所示，若物体与球壳之间的摩擦因数为μ，则物体在最低点时（　　）‎ A. 向心加速度为 B. 向心力为 C. 对球壳的压力为 D. 受到的摩擦力为 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A．在最低点根据向心加速度的定义可知，故A正确；‎ B．根据牛顿第二定律可知向心力为，故B错误；‎ C．在最低点对物体受力分析，解得球壳对物体的支持力为 ‎，根据牛顿第三定律可知物体对球壳的压力为，故C错误；‎ D．物体所受滑动摩擦力为，故D错误。‎ 故选A。‎ ‎3.我国绕月探测工程“嫦娥一号”取得圆满成功。已知地球的质量M1约为5.97×‎1024kg、其半径R1约为6.37×‎103km；月球的质M2约为7.36×‎1022kg，其半径R2约为1.74×‎103km，人造地球卫星的第一宇宙速度为‎7.9km/s，那么由此估算月球卫星的第一宇宙速度（相对月面的最大环绕速度）最接近于下列哪个数值（　　）‎ A. ‎‎3.7‎km/s B. ‎9.7km/s C. ‎5.7km/s D. ‎1.7km/s ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】设地球第一宇宙速度为v1，月球第一宇宙速度为v2，由万有引力提供向心力可得对于地球，对于月球，解得，‎ 所以有，代入数据解得，故D正确，ABC错误。‎ 故选D。‎ ‎4.一个质量为m的小球以初速v0水平抛出做平抛运动，那么，在前t秒内重力对它做功的平均功率及在t秒末重力做功的瞬时功率P分别为（t秒末小球未着地）（　　）‎ A. ＝mg（v0+gt），P＝mg（+g2t2）‎ B. ＝mg2t2，P＝mg（+g2t2）‎ C. ＝mg2t，P＝mg2t D. ＝mg2t，P＝2mg2t ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】前ts内的位移为：，则重力做功的平均功率为：‎ ts末的瞬时速度为：v=gt，则重力的瞬时功率为：P=mgv=mg•gt=mg2t，故C正确，ABD错误。‎ 故选：C。‎ ‎5.以下说法正确的是（　　）‎ A. 一个物体所受的合外力为零，它的机械能一定守恒 B. 一个物体做匀速运动，它的机械能一定守恒 C. 一个物体所受的合外力不为零，它的机械能可能守恒 D. 除了重力以外其余力对物体做功为零，它的机械能不可能守恒 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．一个物体所受合外力为零时，物体机械能也可能变化，做匀速运动，机械能也可能变化，如匀速上升物体，合力为零，机械能增加，故A错误，B错误；‎ C．机械能守恒的条件是只有重力或弹力做功，所以物体的合外力肯定不为零，所以合外力不为零，它的机械能可能守恒，如自由下落的物体，只受重力，机械能守恒，故C正确；‎ D．机械能守恒的条件是只有重力或弹力做功，所以除了重力以外其余力对物体做功为零，机械能一定守恒，故D错误。‎ 故选C。‎ ‎6.我国“北斗二代”计划在2020年前发射35颗卫星，形成全球性的定位导航系统，比美国GPS多5颗．多出的这5颗是相对地面静止的高轨道卫星(以下简称“静卫”)，其他的有27颗中轨道卫星(以下简称“中卫”)的轨道高度为“静卫”轨道高度的.下列说法正确的是(　　)‎ A. “中卫”的线速度介于‎7.9km/s和‎11.2km/s之间 B. “静卫”的轨道必须是在赤道上空 C. 如果质量相同，“静卫”与“中卫”的动能之比为3∶5‎ D. “静卫”运行周期小于“中卫”的运行周期 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 试题分析：7．‎9 km/s是地球卫星的最大速度，所以“中卫”的线速度小于7．‎9 km/s，故A错误；同步轨道卫星轨道只能在赤道上空，则“静卫”的轨道必须是在赤道上空，故B正确；根据万有引力提供向心力得：，解得：，如果质量相同，动能之比等于半径的倒数比，“中卫”轨道高度为静止轨道高度的，地球半径相同，所以“中卫”轨道半径不是静止轨道半径的，则“静卫”与“中卫”的动能之比不是3：5，故C错误；根据得：，则半径越大周期越大，所以“静卫”的运行周期大于“中卫”的运行周期，故D错误．故选B．‎ ‎7.如图所示，四个点电荷所带电荷量的绝对值均为Q，分别固定在正方形的四个顶点上，正方形边长为a，则正方形两条对角线交点处的电场强度( )‎ A. 大小为，方向竖直向上 B. 大小为，方向竖直向上 C. 大小为，方向竖直向下 D. 大小为，方向竖直向下 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】四个点电荷中处于对角线上的两个正负点电荷产生的电场强度的方向沿对角线方向且由正电荷指向负电荷，四个点电荷中任意一个点电荷在对角线交点处产生的电场强度大小为，根据叠加原理，正方形两条对角线交点处的电场强度，方向竖直向下.故C正确，ABD错误．‎ 故选C ‎8.如图所示，a、b两点位于以负点电荷–Q（Q>0）为球心的球面上，c点在球面外，则 A. a点场强的大小比b点大 B. b点场强大小比c点小 C. a点电势比b点高 D. b点电势比c点低 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】由点电荷场强公式确定各点的场强大小，由点电荷的等势线是以点电荷为球心的球面和沿电场线方向电势逐渐降低确定各点的电势的高低．‎ 由点电荷的场强公式可知，a、b两点到场源电荷的距离相等，所以a、b两点的电场强度大小相等，故A错误；由于c点到场源电荷的距离比b点的大，所以b点的场强大小比c点的大，故B错误；由于点电荷的等势线是以点电荷为球心的球面，所以a点与b点电势相等，负电荷的电场线是从无穷远处指向负点电荷，根据沿电场线方向电势逐渐降低，所以b点电势比c点低，故D正确．‎ ‎9.如图所示，在匀强电场中有一平行四边形ABCD，已知A、B、C三点的电势分别为φA＝10V、φB＝8V、φC＝2V，则D点的电势为（ 　　 ）‎ A. 8V B. 6V C. 4V D. 1V ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】由于电场是匀强电场，则：‎ 即：‎ 得：‎ 故C正确，ABD错误。‎ ‎10.如图所示，a、b、c三条虚线为电场中的等势面，等势面b的电势为零，且相邻两个等势面间的电势差相等．一个带正电的粒子(粒子重力不计)在A点时的动能为10 J，在电场力作用下从A运动到B时速度为零．当这个粒子的动能为7.5 J时，其电势能为（ ）‎ A. 12.5‎‎ J B. 2.5 J C. 0 D. -2.5 J ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】由动能定理：WAB=0-EK0=-10J 相邻两个等势面间的电势差相等Uab=Ubc，所以qUab=qUbc，即： ‎ 设粒子在等势面b上时的动能EKb：则Wbc=EKc-EKb 所以：EKb=5J 所以粒子在b处的总能量：Eb=EKb=5J 从而可以知道粒子在电场中的总能量值为：E=5J．‎ 当这个粒子的动能为7.5J时有：EP=E-EK=（5-7.5）J=-2.5J．‎ A．12.5 J，与结论不相符，选项A错误；‎ B．2.5 J，与结论不相符，选项B错误；‎ C．0，与结论不相符，选项C错误；‎ D．-2.5 J，与结论相符，选项D正确；‎ ‎11.某物理兴趣小组利用电脑模拟卫星绕地球做匀速圆周运动的情景，当卫星绕地球运动的轨道半径为R时，线速度为v，周期为T。下列变换符合物理规律的是（ ）‎ A. 若卫星转道半径从R变2R，则卫星运行周期从T变为2T B. 若卫星轨道半径从R变为2R，则卫星运行线速度从v变为 C. 若卫星运行周期从T变为8T，则卫星轨道半径从R变为4R D. 若卫星运行线速度从v变为，则卫星运行周期从T变为2T ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】AC．根据万有引力提供向心力得，若卫星轨道半径从R变为2R，则卫星运行周期从T变为，若卫星运行周期从T变为8T，则卫星轨道半径从R变为4R，故AC正确；‎ B．根据万有引力提供向心力得，若卫星轨道半径从R变2R，则卫星运行线速度从v变为，若卫星运行线速度从v变为，卫星轨道半径从R变为4R，则卫星运行周期从T变为8T，故BD错误。‎ 故选AC。‎ ‎12.如图所示，一根轻弹簧下端固定，竖立在水平面上．其正上方A位置有一只小球．小球从静止开始下落，在B位置接触弹簧的上端，在C位置小球所受弹力大小等于重力，在D位置小球速度减小到零．小球下降阶段下列说法中正确的是 A. 在B位置小球动能最大 B. 在C位置小球动能最大 C. 从A→C位置小球重力势能的减少大于小球动能的增加 D. 从A→D位置小球重力势能的减少等于弹簧弹性势能的增加 ‎【答案】BCD ‎【解析】‎ ‎【详解】AB.当加速度为零时小球的速度达到最大，所以小球应该在C位置时动能达到最大，故A错误，B正确 C.从A→C位置动能增大，弹性势能增大，而重力势能减小，根据能量守恒可知重力势能的减少大于小球动能的增加，故C正确；‎ D. 从A→D位置小球重力势能减小，动能减小，弹性势能增大，根据能量守恒可知重力势能的减少等于弹簧弹性势能的增加，故D正确；‎ ‎13.如图所示，带箭头的线表示某一电场的电场线。在电场力作用下，一带电粒子（不计重力）经A点飞向B点，径迹如图中虚线所示，下列说法正确的是（　　）‎ A. 粒子带正电 B. 粒子在A点加速度小 C. 粒子在B点动能大 D. A、B两点相比，B点电势较低 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．根据曲线运动条件可知，粒子所受的合力应该指向曲线弯曲的内侧，所以粒子所受的电场力逆着电场线方向，与电场方向相反，所以粒子带负电，故A错误；‎ B．由于B点的电场线密，场强大，所以粒子在B点受到的电场力大，则在B点的加速度较大，A点加速度较小，故B正确；‎ C．粒子从A到B，电场力对粒子做负功，电势能增加，动能减小，则粒子在B点动能小，故C错误；‎ D．根据电场线方向电势降低可知，B点电势较低，故D正确。‎ 故选BD。‎ ‎14.如图所示，水平地面上固定一个光滑绝缘斜面，斜面与水平面的夹角为θ.一根轻质绝缘细线的一端固定在斜面顶端，另一端系有一个带电小球A，细线与斜面平行．小球A的质量为m、电量为q.小球A的右侧固定放置带等量同种电荷的小球B，两球心的高度相同、间距为d.静电力常量为k，重力加速度为g，两带电小球可视为点电荷．小球A静止在斜面上，则(　　)‎ A. 小球A与B之间库仑力的大小为 B. 当时，细线上的拉力为0‎ C. 当时，细线上的拉力为0‎ D. 当时，斜面对小球A的支持力为0‎ ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】由题意知，根据库伦定律可求小球A与B之间库仑力的大小为，故A正确；以小球A为研究对象受力分析如图：‎ 根据物体的平衡条件可求当mg、Fc、FN三力的合力等于零时，即时，细线上的拉力为0，所以B错误；C正确；由平衡条件知，小球A受弹力不可能为零，所以D错误．‎ 二、填空题 ‎15.在“验证机械能守恒定律”的实验中，A、B、C三名学生分别用同一装置打出三条纸带，量出各条纸带上第一、第二两点间的距离分别为‎0.17cm，‎0.18cm，‎0.27cm，打点计时器所用电源频率为50Hz，当地的重力加速度的值为‎9.80m/s2，测得所用重物的质量为‎1.0kg，可看出其中肯定有一个同学在操作上的错误，错误操作是_______同学。若按实验要求正确地选择出纸带进行测量，量得连续三点A、B、C到第一个点的距离如图所示（相邻计数点间的时间间隔为0.02s），那么：‎ ‎(1)打点计时器打下计数点B时，物体的速度vB=_______；‎ ‎(2)从起点O到打下计数点B的过程中重力势能减小量是=________，此过程中物体动能的增加量=________（g取‎9.8m/s2）；‎ ‎(3)通过计算，数值上_____（填“>”、“=”、“<”），这是因为______________。（结果保留三位有效数字）‎ ‎【答案】 C (1). ‎0.98m/s (2). 0.491J 0.480J ‎ ‎(3). > 运动过程存在阻力，在误差允许的范围内机械能守恒 ‎【解析】‎ ‎【详解】第1、2个点的距离 故操作错误的为C同学。‎ ‎(1)B点的瞬时速度等于AC段的平均速度，则有 ‎(2)从起点O到打下计数点B的过程中重力势能减少量是 动能的增加量为 ‎(3)通过计算，数值上 这是因为实验中有摩擦和空气阻力，即运动过程中存在阻力；但在实验误差允许范围内，机械能守恒。‎ 三、计算题 ‎16.在圆轨道上运动的质量为m的人造地球卫星，它到地面的距离等于地球半径R，地面上的重力加速度为g，求：‎ ‎（1）卫星运动的线速度；‎ ‎（2）卫星运动的周期．‎ ‎【答案】（1）卫星运动的速度v=，（2）卫星运动的周期T=4π．‎ ‎【解析】‎ 人造卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，设卫星的质量为m、轨道半径为r、地球质量为M，有，解得， 根据万有引力等于重力得地球表面重力加速度为：‎ 根据题意得 ‎（1）卫星运动的速度，‎ ‎（2）卫星运动的周期．‎ ‎17.如图所示，正电荷q1固定于半径为R的半圆光滑轨道的圆心处，将另一带正电、电荷量为q2、质量为m的小球，从轨道的A处无初速度释放，求：‎ ‎（1）小球运动到B点时的速度大小；‎ ‎（2）小球在B点时对轨道的压力．‎ ‎【答案】（1）（2）3mg＋k，方向竖直向下 ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）小球从A运动到B过程中，由动能定理：‎ 解得 ‎（2）小球到达B点时，受力分析，由合外力提供向心力：‎ 解得 由牛顿第三定律，小球在B点时对轨道的压力为：‎ 方向竖直向下。‎ ‎18.如图甲所示，长为‎4m的水平轨道AB与半径为R=‎0.6m的竖直半圆弧轨道BC在B处相连接，有一质量为‎1kg的滑块（大小不计），从A处由静止开始受水平向右的力F作用，F的大小随位移变化的关系如图乙所示，滑块与AB间的动摩擦因数为μ=0.25，与BC间的动摩擦因数未知，g取‎10m/s2，求：‎ ‎(1)滑块在水平轨道AB上运动前‎2m过程所用的时间；‎ ‎(2)滑块到达B处时的速度大小；‎ ‎(3)若到达B点时撤去力F，滑块沿半圆弧轨道内侧上滑，并恰好能到达最高点C，则滑块在半圆弧轨道上克服摩擦力所做的功是多少？‎ ‎【答案】(1)；(2)；(3)5J ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)在前‎2m内有 且 解得 ‎(2)滑块从A到B的过程中，由动能定理有 即 解得 ‎(3)当滑块恰好能到达C点时，应有 滑块从B到C的过程中，由动能定理有 解得W=-5J 即克服摩擦力做功为5J。‎