北京市昌平区昌平二中2018-2019学年高一下学期期中考试物理试题 17页

‎2019北京昌平二中高一（下）期中 物 理 第一部分(选择题共50分)‎ 一、单项选择题。本题共10小题，每小分题3分，共30分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题意，选对得3分，选错或不答的得0分。‎ ‎1.被人们称为“能称出地球质量的人”是测出引力常量的物理学家( )‎ A. 伽里略 B. 卡文迪许 C. 牛顿 D. 开普勒 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】当卡文迪许通过扭秤实验测量出引力常量后可计算地球的质量，故他被人们称为“能称出地球质量的人”‎ A.A项与上述分析结论不相符，故A错误；‎ B. B项与上述分析结论相符，故B正确；‎ C.C项与上述分析结论不相符，故C错误；‎ D.D项与上述分析结论不相符，故D错误；‎ ‎2.下列物理量中属于标量的是( )‎ A. 线速度 B. 角速度 C. 周期 D. 向心加速度 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 线速度是矢量，故A错误； ‎ B. 角速度是矢量，故B错误； ‎ C. 周期是标量，故C正确； ‎ D. 向心加速度是矢量，故D错误．‎ ‎3.下列说法正确的是( )‎ A. 匀速圆周运动是线速度不变的运动 B. 匀速圆周运动是加速度不变的运动 C. 平抛运动是匀变速曲线运动 D. 平抛运动的初速度越大，下落时间就越长 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 匀速圆周运动尽管线速度大小不变，但方向发生了改变，故A错误；‎ B. 匀速圆周运动尽管加速度大小不变，但方向发生了改变，故B错误；‎ C. 平抛运动只受重力，加速度大小不变，轨迹是曲线，所以平抛运动是匀变速曲线运动，故C正确；‎ D. 平抛运动下落时间只与高度有关，与初速度无关，故D错误．‎ ‎4.如图所示，一圆盘可绕一通过圆盘中心O且垂直于盘面的竖直轴转动，圆盘上的小物块A随圆盘一起运动，对小物块进行受力分析，下列说法正确的是( )‎ A. 受重力和支持力 B. 受重力、支持力、摩擦力 C. 受重力、支持力、向心力 D. 受重力、支持力、摩擦力、向心力 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】小木块做匀速圆周运动，合力指向圆心，对木块受力分析，受重力、支持力和静摩擦力，如图所示 重力和支持力平衡，静摩擦力提供向心力．‎ A.A项与上述分析结论不相符，故A错误；‎ B. B项与上述分析结论相符，故B正确；‎ C.C项与上述分析结论不相符，故C错误；‎ D.D项与上述分析结论不相符，故D错误；‎ ‎5.如图所示，北京和广州的地理纬度分别约为40°和23°，若在北京地面上的物体随地球自转的周期和线速度分别为T1和v1，广州地面上的物体随地球自转的周期和线速度分别为T2和v2，则( )‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】在北京和广州地面上的物体转动的周期都等于地球自转的周期，所以T1=T2，由图知广州的转动半径大于北京的轨道半径，根据 可知，v2>v1．‎ A. 与上述计算结果 不相符，故A错误； ‎ B. 与上述计算结果 不相符，故B错误；‎ C. 与上述计算结果 相符，故C正确；‎ D. 与上述计算结果 不相符，故D错误．‎ ‎6.如图所示，质量为m的小物块，沿半径为R的半圆形轨道滑下，当小物块通过最低点B时速度大小为v,则此时物块对轨道的压力大小为( )‎ A. mg+m B. mg-m C. mg D. m ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】当小物块通过最低点B时，由向心力公式得 解得：‎ A. mg+m与上述计算结果 相符，故A正确；‎ B. mg-m与上述计算结果不相符，故B错误； ‎ C. mg与上述计算结果不相符，故C错误； ‎ D. m与上述计算结果不相符，故D错误．‎ ‎7.在距地面‎200km的轨道上，宇宙飞船环绕地球做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（ ）‎ A. 飞船的速度一定大于第一宇宙速度 B. 在飞船中，用弹簧秤测一个物体的重力，读数为零 C. 在飞船中，可以用天平测物体的质量 D. 因飞船处于完全失重状态，飞船中一切物体的质量都为零 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 由 ‎，‎ 得 所以飞船的速度小于第一宇宙速度，故A错误；‎ B. 在飞船中的物体处于完全失重状态，所以用弹簧秤测一个物体的重力，读数为零，故B 正确；‎ C. 在飞船中物体处于完全失重状态，不可以用天平测物体的质量，故C错误；‎ D. 质量是物体的固有属性，飞船处于完全失重状态，飞船中一切物体的质量不会改变，故D错误．‎ ‎8.如图所示，光滑水平面上，质量为m的小球在拉力F作用下做匀速圆周运动．若小球运动到P点时，拉力F发生变化，下列关于小球运动情况的说法中正确的是（ ）‎ A 若拉力突然消失，小球将沿轨迹做离心运动 B. 若拉力突然变小，小球将沿轨迹做离心运动 C. 若拉力突然变大，小球将沿轨迹做离心运动 D. 若拉力突然变小，小球将沿轨迹做向心运动 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A．在水平面上，细绳的拉力提供m所需的向心力，当拉力消失，物体受力合为零，将沿切线方向做匀速直线运动，故A正确．‎ BD．当拉力减小时，将沿Pb轨道做离心运动，故BD错误；‎ C．当拉力增大时，将沿Pc轨道做近心运动，故C错误．‎ ‎9.已知海王星和地球的质量比M：m=16:1，它的半径比R：r=4:1，则海王星和地球表面的重力加速度之比（ ）‎ A. 1:2 B. 2:‎1 ‎C. 4:1 D. 1:1‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】在星球表面附近，万有引力等于重力．由公式得：‎ 联立解得，‎ A. 1:2与上述计算结果 不相符，故A错误；‎ B. 2:1与上述计算结果 不相符，故D错误； ‎ C. 4:1与上述计算结果 不相符，故C错误； ‎ D. 1:1与上述计算结果 相符，故D正确．‎ ‎10.某物理实验小组采用如图所示的装置研究平抛运动．每次都将小球从斜槽的同一位置无初速释放，并从斜槽末端水平飞出．改变水平挡板的高度，就改变了小球在板上落点的位置，从而可描绘出小球的运动轨迹．某同学设想小球先后三次做平抛，将水平挡板依次放在1，2，3的位置，且1与2的间距等于2与3的间距．若三次实验中，小球从抛出点到落点的水平位移依次为，忽略空气阻力的影响，下面分析正确的是( )‎ A. B. ‎ C. D. 无法判断 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】因为平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，下落的速度越来越快，则下落相等位移的时间越来越短，水平方向上做匀速直线运动，所以．‎ A. 与上述计算结果不相符，故A错误； ‎ B. 与上述计算结果不相符，故B错误； ‎ CD. 与上述计算结果不相符，故C正确，D错误．‎ 二．不定项选择题，本题共5小题，每小题4分，共20分。在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项符合题意，全部选对得4分，选对但不全的得4分，选错或不答得0分。‎ ‎11.在同一高处有两个小球同时开始运动，一个水平抛出，另一个自由落下，不计空气阻力．在它们运动过程中的每一时刻，有（ ）‎ A. 加速度相同 B. 加速度不同 C. 距抛出点竖直方向的高度相同 D. 距抛出点竖直方向的高度不同 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】AB.自由落体运动的加速度为g，平抛运动在水平面上时匀速直线运动，在竖直方向上是自由落体运动，即加速度为g，所以在它们运动过程中的每一时刻，加速度都相等，故A正确，B错误；‎ CD.自由落体下落高度和位移相等 平抛运动的下落高度为 所以距抛点竖直方向的高度相同，故C正确，D错误．‎ ‎12.已知下面的哪组数据，可以算出地球的质量M地（引力常量G为已知） （ ）‎ A. 月球绕地球运动的周期T1及月球到地球中心的距离R1‎ B. 地球绕太阳运行周期T2及地球到太阳中心的距离R2‎ C. 人造卫星在地面附近的运行速度v3和运行周期T3‎ D. 地球绕太阳运行的速度v4及地球到太阳中心的距离R4‎ ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】月球绕地球做圆周运动，地球对月球的万有引力提供圆周运动的向心力，列式如下：‎ 可得：地球质量，故A正确；地球绕太阳做圆周运动，太阳对地球的万有引力提供地球做圆周运动向心力，列式如下：可知，m为地球质量，在等式两边刚好消去，故不能算得地球质量，故B错；人造地球卫星绕地球做圆周运动，地球对卫星的万有引力提供卫星做圆周运动的向心力，列式有：，可得地球质量，根据卫星线速度的定义可知得代入可得地球质量，故C正确；地球绕太阳做圆周运动，太阳对地球的万有引力提供地球做圆周运动向心力，列式如下：可知，m为地球质量，在等式两边刚好消去，故不能算得地球质量，故D错误．‎ ‎13.关于地球同步卫星，下列说法正确的是( ）‎ A. 离地面的高度一定 B. 轨道平面不一定在赤道平面内 C. 线速度小于‎7.9km/s D. 向心加速度大于‎9.8 m/s2‎ ‎【答案】ACD ‎【解析】‎ ‎【详解】A.万有引力提供向心力，列出等式：‎ 其中R为地球半径，h为同步卫星离地面的高度．由于同步卫星的周期必须与地球自转周期相同，所以T为一定值，根据上面等式得出：同步卫星离地面的高度h也为一定值，故A正确；‎ B.它若在除赤道所在平面外的任意点，假设实现了“同步”，那它的运动轨道所在平面与受到地球的引力就不在一个平面上，这是不可能的，故地球同步卫星，一定在赤道平面上，故B错误；‎ C.‎ 第一宇宙速度是最大的运行速度，任何地球卫星的速度都小于第一宇宙速度，则地球同步卫星的运行速度小于‎7.9km/s，故C正确；‎ D.地球同步卫星的周期等于地球赤道上物体随地球自转的周期，根据a=ω2r可知，地球同步卫星加速度大于地球赤道上物体随地球自转的向心加速度‎9.8m/s2，故D正确．‎ ‎14.把太阳系各行星的运动近似看做匀速圆周运动，则离太阳越远的行星(　　)‎ A. 周期越小 B. 线速度越小 C. 角速度越小 D. 加速度越小 ‎【答案】BCD ‎【解析】‎ 设行星的质量为m，公转半径为r，太阳的质量为M，根据万有引力提供向心力得：，解得：T=2π，r越大，T越大．故A错误．v=，r越大，v越小．故B正确．ω=，可知，r越大，ω越小．故C正确．a=，r越大，a越小．故D正确．故选BCD．‎ ‎15.经国际小行星命名委员会命名的“神舟星”和“杨利伟星"的轨道均处在火星和木星轨道之间，它们绕太阳沿椭圆轨道运行，其轨道参数如下表(AU是天文学中的长度单位，大约是地球到太阳的平均距离)．“神舟星”和“杨利伟星”绕太阳运行的周期分别为T1和T2，它们在近日点的加速度分别为a1和a2．则下列说法正确的是( )‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】通过表格数据的比较，“神舟星”据太阳的距离比“杨利伟星”更远，也就是“神舟星”轨道的半长轴R更大，据开普勒第三定律：‎ ‎“神舟星”的周期较大，所以；‎ 又据 可知，两星在近日点的向心加速度比较中，由于“杨利伟星”据太阳的距离较小，所以“杨利伟星”的向心加速度较大，所以．‎ A.A项与上述分析结论不相符，故A错误；‎ B. B项与上述分析结论相符，故B正确；‎ C.C项与上述分析结论相符，故C正确；‎ D.D项与上述分析结论不相符，故D错误；‎ 第二部分 （非选择题，共50分）‎ 三．填空题。本题共3小题，每空2分，共10分。‎ ‎16.若已知某星球的质量为M，半径为R，引力常量为G，则该星球的第一宇宙速度为________；若已知某星球的半径为R，星球表面的重力加速度为g，则该星球的第一宇宙速度为____________．‎ ‎【答案】 (1). (2). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】[1]航天器在星球表面附近做匀速圆周运动的线速度，就是第一宇宙速度．其做圆周运动的向心力由万有引力提供，由向心力公式 ‎①‎ 解得第一宇宙速度 ‎②‎ ‎[2]在星球表面附近重力等于万有引力，所以 ‎③‎ 由②③式解得 ‎17.如图所示小球做匀速圆周运动，细线与竖直方向夹角为θ，线长为L，小球质量为m，重力加速度为g，则小球向心力大小为________，小球运动的线速度大小为________．‎ ‎【答案】 (1). (2). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】[1]小球在水平面内做匀速圆周运动，对小球受力分析，小球的合力提供向心力，如图 由几何关系得：向心力的大小 ‎[2]根据向心力公式 解得：小球运动的线速度大小为 ‎18.公路上的拱形桥是常见的，汽车过桥时的运动可以看作圆周运动，如图所示．设桥面的圆弧半径为R,重力加速度为g,质量为m的汽车在拱形桥上以速度v通过桥的最高点时，车对桥的压力刚好为零，则车速v大小为____________．‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】[1] 通过桥的最高点时，车对桥的压力刚好为零，重力提供向心力，所以 解得：‎ 四．实验题。每问2分，共12分。‎ ‎19.用如图所示的装置“研究平抛物体的运动”．其主要实验步骤如下：‎ ‎（a）将弧形斜槽固定在桌面上，让其末端伸出桌面边缘处．‎ ‎（b）用图钉将白纸钉在薄木板上，用支架将木板竖直固定．‎ ‎（c）将小球从斜槽上释放，在竖直白纸上记录小球所经过的多个位置，用平滑的曲线连接起来，即为小球平抛运动的轨迹 ‎（1）在“研究平抛物体的运动”实验时，已备有下列器材：白纸、图钉、薄木板、铅笔、弧形斜槽、小球、刻度尺、铁架台，还需要下列器材中的____________．‎ A.秒表 B.天平 C.重锤线 D.测力计 ‎(2)在该实验中，为减少空气阻力对小球的影响，所以选择小球时，应选择_____‎ A实心小铁球 B.空心小铁球 C.实心小木球 D.塑料小球 ‎(3)在该实验中，应采取下列哪些措施减小实验误差________?‎ A斜槽轨道末端切线必须水平 B.斜槽轨道必须光滑 C.每次要平衡摩擦力 D.小球每次应从斜槽同一高度静止释放 ‎(4)在该实验中，在取下白纸前，应确定坐标轴原点O，并用重锤线过O作竖直线，标系的y轴．图1为甲、乙两位同学关于坐标原点及x轴、y轴的确定，其中做法正确的__________(选填“甲”或“乙”)‎ ‎（5）在该实验中，某同学正确地确定了坐标原点及坐标轴后，描绘出小球在同时刻所通过的三个位置A、B、C，相邻的两个位置间的水平距离均为x，测得x=‎10.00cm，A、B间的竖直距离y1=‎4.78cm，A、C间的竖直距离y2=‎19.36cm．如图2所示．（重力加速度g取‎9.80 m/s2）‎ 根据以上直接测量的物理量导出小球做平抛运动的初速度的公式为v0=________(用题中所给字母表示．代入数据得到小球的初速度值为________m/s．‎ ‎【答案】 (1). C (2). A (3). AD (4). 乙 (5). (6). ‎1.0m/s ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）[1] 在做“研究平抛物体的运动”实验时，除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉之外，下列器材中还需要重锤线，确保小球抛出是在竖直面内运动，故应选C．‎ ‎（2）[2] 为了减小空气阻力对小球的影响，要选择体积较小质量较大的小球，故选实心小铁球，故A正确，BCD错误；故选A．‎ ‎（3）[3] 实验中所用斜槽末端的切线必须调到水平，以保证做平抛运动，故A正确；每次实验小球必须从斜槽的同一位置由静止释放，所用斜槽不必光滑，也不需要平衡摩擦力，只要到达底端的速度相同即可，故BC 错误；每次实验中小球必须由静止释放，初始位置必须相同，故D正确．故应选AD．‎ ‎（4）[4]坐标系的原点应该放在小球的球心，所以乙同学做法正确 ‎（5）[5][6] 竖直方向，根据匀变速直线运动的推论：‎ ‎△y=（y2-y1）-y1-=gT2 ①‎ 水平方向：‎ x=v0T ②‎ 由①②式解得：‎ 代入数据可得：v0=‎1.0m/s；‎ 五、论述计算题。本题共3小题，共28分，解答时写出必要的文字说明、公式或表达式。有数值计算的题，答案必须明确写出数值和单位。‎ ‎20.用长为l=‎0.9m的轻绳系质量为m=‎0.2kg，使其在竖直平面内做圆周运动，已知重力加速度为g=‎10m/s2.求：‎ ‎（1）当小球在最高点的速度为‎6m/s，绳对小球的拉力大小？‎ ‎（2）小球过最高点的最小速度多大？‎ ‎【答案】（1）6N；（2）‎3m/s ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）当小球在最高点的速度为‎6m/s时，由向心力公式得：‎ 解得绳对小球的拉力大小 ‎（2）小球过最高点，重力提供向心力时，小球的速度最小 由向心力公式得：‎ 解得最小速度 ‎21.一个人在‎20m高的楼顶水平抛出一个小球，小球在空中沿水平方向运动‎20m后，落到水平地面上．不计空气阻力的作用，重力加速度g取‎10m/s2．求：‎ ‎（1）小球在空中运动的时间；‎ ‎（2）小球被抛出时的速度大小；‎ ‎（3）小球落地时的速度大小．‎ ‎【答案】（1）t=2.0s；（2）v0=‎10m/s；（3）m/s （或‎22.4 m/s）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】试题分析：（1）我们可以将小球的运动看成由两个分运动合成的，一是沿水平方向的匀速直线运动，一是沿竖直方向的自由落体运动，小球在空中的运动时间与其自由落体的时间是相等的，设其时间为t，‎ 在竖直方向有 h＝，解得t=2.0s ‎ ‎（2）小球在水平方向的运动时间与竖直方向的时间是相等的，‎ 设小球做平抛运动的初速度为v0，故沿水平方向有 x=v0t，解得v0=‎10m/s ‎ ‎（3）小球落地时速度是由竖直方向的速度与水平方向的速度合成的，‎ 由于竖直方向的速度大小为vy="gt=‎20m/s" ，水平方向的速度为‎10m/s不变，‎ 故小球落地时的速度大小为m/s （或‎22.4 m/s）‎ 考点：平抛物体运动的规律及相应的简单计算．‎ ‎22.国际空间站是迄今最大的太空合作计划，其离地高度为H，绕地球运动的周期为T1．通过查找资料又知万有引力常量G，地球半径R，同步卫星距地面的高度h，地球的自转周期T2以及地球表面重力加速度g．‎ 某同学根据以上条件，提出一种估算地球质量M的方法：‎ 同步卫星绕地心做圆周运动，由得 ‎（1）请判断上面得出的结果是否正确，请说明理由；如不正确，请给出正确解法和结果．‎ ‎（2）请根据题给条件再提出两种估算地球质量的方法，并解得结果．‎ ‎【答案】(1)上面的结果是错误的，地球的半径R在计算过程中不能忽略 ；(2) ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）上面的结果是错误的，地球的半径R再计算过程中不能忽略．‎ 正确的解法和结果：由得 ‎（2）方法一：对空间站绕地球做圆周运动，由 得 方法二：在地面重力近似等于万有引力，由得