【物理】山东省烟台市2019-2020学年高一下学期期中考试（合格考）试题 （解析版） 17页

山东省烟台市2019-2020学年高一下学期 期中考试（合格考）试题 一、选择题 ‎1.对于做匀速圆周运动的物体，下列物理量保持不变的是（　　）‎ A. 线速度 B. 向心力 C. 周期 D. 向心加速度 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．匀速圆周运动线速度大小不变，方向时刻变化，故A错误；‎ B．匀速圆周运动的，向心力大小不变，方向时刻改变，所以向心力是改变的，故B错误；‎ C．匀速圆周运动是角速度不变的圆周运动，周期是恒定的，故C正确；‎ D．匀速圆周运动的，向心加速度大小不变，方向时刻改变，所以向心加速度改变，故D错误。‎ ‎2.关于弹性势能，下列说法正确的是（　　）‎ A. 只要发生形变，物体就具有弹性势能 B. 某一弹簧的长度越长，其弹性势能就越大 C. 在弹性限度内，弹簧的弹性势能大小与弹簧形变量有关 D. 弹簧的弹力做正功，其弹性势能增加 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．发生弹性形变的物体，恢复形变的过程能够对外做功，一定具有弹性势能，但发生完全非弹性形变的物体都不具有弹性势能，故A错误；‎ BC．在弹性限度内，弹簧的弹性势能大小与弹簧形变量有关，与弹簧的长度无关，故B错误，C正确；‎ D．弹簧的弹力做正功，根据功能关系可知，其弹性势能减小，故D错误。‎ ‎3.对于万有引力定律的表达式，下列说法正确的是（　　）‎ A. 与之间的引力大小总是相等的，而与、是否相等无关 B. 当两个物体间的距离r趋近于零时，万有引力趋近于无穷大 C. 公式中G为引力常量，是牛顿第一次在实验中用扭秤装置测量出来的 D. 万有引力定律只适用于两个质量较大的物体，对质量较小的物体间的引力则不适用 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A．引力作用是相互的，两个物体间的万有引力是作用力和反作用力的关系，两物体受到的相互引力总是大小相等、方向相反，与两物体的质量是否相等无关，故A正确；‎ B．公式适用于质点间的引力的计算，当r趋近于零时，不能直接用这个公式计算万有引力，r也不再是他们之间的距离，故B错误；‎ C．公式中G为引力常量，它是由卡文笛许通过扭秤实验测得的，故C错误；‎ D．自然界的任何两个物体都是相互吸引的，对于质量较大的天体适用，对质量较小的物体也适用，故D错误。‎ ‎4.关于向心力，下列说法正确的是（　　）‎ A. 做匀速圆周运动的物体，其受到的向心力是不变的 B. 做圆周运动的物体，所受合力一定等于向心力 C. 向心力既可以改变物体速度方向，又可以改变物体速度大小 D. 向心力是根据力的作用效果命名的，它可以由某个力、或物体受到的几个力的合力、或物体受到的某个力的分力来提供 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．做匀速圆周运动的物体，向心力的方向始终指向圆心，在不同的时刻方向是不同的，所以向心力是变化的，故A错误；‎ B．做圆周运动的物体，合力不一定等于向心力，比如做变速圆周运动，合力与向心力不相等，其向心力为合力指向圆心的分力，故B错误；‎ C．做圆周运动的物体，向心力始终指向圆心，与速度方向垂直，不改变速度的大小，只改变速度的方向，是变量，故C错误；‎ D．向心力是根据力的作用效果命名的，它可以由某个力、或物体受到的几个力的合力、或物体受到的某个力的分力来提供，故D正确。‎ 故选D。‎ ‎5.关于功，下列说法正确的是（　　）‎ A. 功有正负，但其正负不表示方向，表示大小 B. 摩擦力可以对物体做正功 C. 若某个力对物体不做功，则说明物体没有位移 D. 合力的功等于各分力做功的矢量和 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A．功是物体之间能量转化的量度，它是标量，功也有正、负之分，但功的正负不是表示方向，是表示力对物体的做功效果的，正功表示动力做功，负功则表示为阻力做功，故A错误；‎ B．摩擦力与运动方向可以相同，也可以相反，即物体受摩擦力可以是动力也可以是阻力，故其可能做正功，也可能做负功，当然也可以不做功，故B正确；‎ C．若力的方向与位移方向垂直，则该力不做功，但是有位移，故C错误；‎ D．功是标量，合力的功等于各分力做的功的代数和，故D错误。‎ ‎6.游乐场的旋转木马是小朋友们非常喜欢的游玩项目。如图所示，一小孩坐在旋转木马上，绕中心轴在水平面内做匀速圆周运动，圆周运动的半径为，小孩旋转5周用时，则下列说法正确的是（　　）‎ A. 小孩做圆周运动的角速度为 B. 小孩做圆周运动的线速度为 C. 小孩在内通过的路程为 D. 小孩做圆周运动的向心加速度为 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A．由题可知，小孩做圆周运动的周期为，则小孩做圆周运动的角速度为，故A正确；‎ B．根据公式可知小孩做圆周运动的线速度为，故B错误；‎ C．小孩在内通过的路程即为在该时间内通过的圆弧的长度，根据线速度公式可以得到，故C错误；‎ D．根据向心加速度的公式可以得到，故D错误。‎ 故选A。‎ ‎7.‎2019年11月23日，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，以“一箭双星”的方式成功发射了第五十、五十一颗北斗导航地球同步卫星，则关于这两颗同步卫星的说法正确的是（　　）‎ A. 它们的轨道可以定点在北京的正上方 B. 它们受到地球的万有引力大小相等 C. 它们的运行周期都比月球绕地球公转周期短 D. 它们运行的角速度与地球自转的角速度可以不同 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．同步卫星相对于地球是静止的，只能是地球同步轨道卫星，则只能位于赤道正上方，不能定点在北京的正上方，故A错误；‎ B．由于同步卫星的质量各不相同，则根据万有引力公式可知，它们受到地球的万有引力大小不一定相等，故B错误；‎ C．同步卫星相对于地球是静止的，其周期等于地球自转的周期及为，小球月球绕地球公转周期，故C正确；‎ D．由于同步卫星与地球自转的周期相同，则根据公式可知，它们运行的角速度与地球自转的角速度相同，故D错误。‎ 故选C。‎ ‎8.某宇航员在某星球表面，将一质量为m的小球由静止释放，小球做自由落体运动，测得小球下落高度为h，所用的时间为t，若该星球的半径为R，万有引力常量为G，则该星球的质量为（　　）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】小球下落的过程中根据自由落体运动规律有，解得，质量为m的物体，在星球表面，星球对它的引力等于其重力，有 ，解得星球质量 故B正确，ACD错误。‎ 故选B。‎ ‎9.关于功率公式和，下列说法正确的是（　　）‎ A. 根据公式可知，力对物体做功越多，功率就越大 B. 根据公式可知，力对物体做功的时间越短，功率就越大 C. 根据公式只能求出某一时刻的瞬时功率 D. 根据公式可知，当汽车的功率一定时，在汽车速度达到最大值之前的过程中，牵引力大小与速度大小成反比 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．由公式可知，在相同时间内，力对物体做功越多功率越大，如果时间不一样，那就不能比较功率的大小了，故A错误；‎ B．由公式可知，在做功相同情况下，力对物体做功的时间越短功率就越大，如果做功不一样，那就不能比较功率的大小了，故B错误；‎ C．公式可以计算平均功率也可以瞬时功率，取决于速度是平均速度还是瞬时速度，故C错误；‎ D．根据公式可知，当汽车的功率P一定时，在汽车速度达到最大值之前的过程中，牵引力F大小与速度大小成反比，故D正确。‎ 故选D。‎ ‎10.火车转弯时，如果铁路弯道内外轨一样高，则外轨对轮缘（如图甲所示）挤压的弹力F提供火车转弯的向心力（如图乙所示），但是靠这种办法得到向心力，铁轨和车轮极易受损。在修筑铁路时，弯道处的外轨会略高于内轨（如图丙所示），当火车以规定的行驶速度转弯时，内、外轨均不会受到轮缘的挤压，此时的速度称为安全行驶速度，设其大小为v，以下说法中正确的是（　　）‎ A. 当火车以速度v通过此弯道时，火车重力与轨道支持力和摩擦力的合力提供向心力 B. 当不同的火车通过此弯道时，重力不同的火车所对应的安全行驶速度不同 C. 当火车速率大于v时，外轨将受到轮缘的挤压 D. 当火车速率小于v时，外轨将受到轮缘的挤压 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．当火车以速度v通过此弯道时，火车重力与轨道支持力的合力提供向心力，故A错误；‎ B．根据牛顿第二定律，解得安全行驶速度为，与质量无关，故B错误；‎ C．若速度大于规定速度，重力和支持力的合力不够提供所需的向心力，此时外轨对火车有侧压力，轮缘挤压外轨。故C正确；‎ D．若速度小于规定速度，重力和支持力的合力提供偏大，此时内轨对火车有侧压力，轮缘挤压内轨。故D错误。‎ 故选C。‎ ‎11.自行车的大齿轮、小齿轮、后轮的半径不同，它们的比值为2:1:4，它们的边缘有三个点A、B、C如图所示，下列说法正确的是（　　）‎ A. B、C的线速度之比为1:4‎ B. A、B的角速度之比为2:1‎ C. A、C的线速度之比为1:2‎ D. A、C的向心加速度之比为8:1‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A．小齿轮与后轮是同轴传动，角速度相等，所以，但B、C两点的半径不同，根据，解得，故A正确；‎ B．大齿轮与小齿轮是同缘传动，边缘点线速度相等，故，由于半径不同，根据，解得，故B错误；‎ C．根据上述分析可得，故C错误；‎ D．根据，解得，故D错误。‎ 故选A。‎ ‎12.开普勒行星运动定律为万有引力定律的发现奠定了基础，根据开普勒定律，以下说法中正确的是（　　）‎ A. 开普勒定律只适用于行星绕太阳的运动，不适用于卫星绕地球的运动 B. 若某一人造地球卫星轨道是椭圆，则地球处在该椭圆的一个焦点上 C. 开普勒第三定律中的k值，不仅与中心天体有关，还与绕中心天体运动的行星（或卫星）有关 D. 在探究太阳对行星的引力规律时，得到了开普勒第三定律，它是可以在实验室中得到证明的 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A．开普勒行星运动三定律不仅适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫星绕地球的运动，故A错误；‎ B．根据开普勒第一定律，若人造地球卫星的轨道是椭圆，则地球在椭圆的一个焦点上，故B正确；‎ C．开普勒第三定律式中的k值，与中心天体的质量有关，与绕中心天体运动的行星（或卫星）无关，故C错误；‎ D．开普勒第三定律是开普勒在观察太阳系行星运动时得到的规律，在实验中不能验证，故D错误。‎ ‎13.下列关于离心现象的说法中错误的是（　　）‎ A. 当物体所受到的离心力大于向心力时产生离心现象 B. 洗衣机脱水时是利用离心运动把附着在衣服上水分甩掉的 C. 做匀速圆周运动的物体，当外界提供的向心力突然消失或数值变小时将做离心运动 D. 做匀速圆周运动的物体，当外界提供的向心力突然消失后，物体将沿着圆周切线方向运动 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A．离心力是不存在的，因为它没有施力物体。所以物体不会受到离心力，A选项符合题意，故A正确。‎ B．洗衣机脱水时，附着在衣服上的水份被甩掉，是因为提供的向心力不满足所需要的向心力，做离心运动，B选项不合题意，故B错误；‎ C．做圆周运动的物体，在受到指向圆心的合外力突然消失，或者不足以提供圆周运动所需的向心力的情况下，就做逐渐远离圆心的运动，这种运动叫做离心运动。C选项不合题意，故C错误；‎ D．当物体不受力或受到的合外力为零时，物体保持静止或匀速直线运动状态。所以做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都消失时，由于惯性，物体继续保持该速度沿切线做直线运动。D选项不合题意，故D错误。‎ ‎14.公园里一小朋友正在玩荡秋干，简化图如图所示，设大人用水平力F缓慢将秋千拉至图示位置由静止释放（图中未画出F），此时秋千绳与竖直方向的夹角为，小朋友到秋千悬点的距离为L，小朋友的质量为m，忽略秋千绳的质量，重力加速度为g。则下列说法中正确的是（　　）‎ A. 大人缓慢拉秋千的过程中拉力做的功为 B. 大人在拉秋千的过程中小朋友的重力做正功，重力势能增加 C. 由静止释放到秋千摆到最低点过程中，小朋友的重力势能减少 D. 由静止释放后到秋千摆到最低点的过程中，秋千绳的拉力对小朋友做正功 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．缓慢上拉过程中，小朋友处于平衡状态，故拉力是变力，根据动能定理，有 ‎，解得，故A错误；‎ B．大人在拉秋千的过程中小朋友的高度上升，重力势能增加，重力做负功，故B错误；‎ C．由静止释放到秋千摆到最低点过程中，小朋友的重力势能减少量等于重力做的功 ‎，故C正确；‎ D．由静止释放后到秋千摆到最低点的过程中，拉力方向始终与小朋友的速度方向相垂直，故拉力不做功，故D错误。‎ 故选C。‎ ‎15.‎2020年2月20日，我国自行研制的长征二号丁运载火箭以一箭四星的方式成功将4颗新技术试验卫星C、D、E、F送入预定轨道，设其中的新技术试验卫星C、D的在轨运动都看成匀速圆周运动，轨道半径分别为、，且，则下列说法正确的是（　　）‎ A. C的线速度小于D的线速度 B. C的角速度小于D的角速度 C. C的周期大于D的周期 D. C的向心加速度大于D的向心加速度 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．卫星绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力，则有 解得 B．卫星绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力，则有 解得，可知，半径越大，角速度越小，D的角速度小于C的角速度，故B错误；‎ C．根据，可知，角速度越大，周期越小，C的周期小于D的周期，故C错误；‎ D．根据，可知，角速度越大，向心加速度越大，C的向心加速度大于D的向心加速度，故D正确。‎ 故选D。‎ ‎16.关于地球的第一宇宙速度，以下叙述正确的是（　　）‎ A. 它是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度 B. 它是人造地球卫星在近地圆轨道上的运行速度 C. 它是使卫星进入近地圆形轨道的最大发射速度 D. 它是人造卫星发射时的最大速度 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎【详解】人造卫星在地表附近做匀速圆周运动的向心力由万有引力提供，‎ 可得人造卫星在圆轨道上运行时的线速度，即第一宇宙速度为 AB．根据第一宇宙速度的意义可知，第一宇宙速度是人造地球卫星绕地球飞行的最大速度，就是人造地球卫星在近地圆轨道上的运行速度，故A错误，B正确；‎ CD．第一宇宙速度是使卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度，是人造卫星发射时的最小速度，故CD错误。‎ 故选B。‎ ‎17.游乐场中的过山车项目惊险刺激，深受年轻游客的喜爱。如图所示，过山车的轨道可视为竖直平面内半径为R的圆轨道，质量为m的游客随过山车一起运动，重力加速度为g，当游客以速度v经过圆轨道的最高点时（　　）‎ A. 座椅对游客的作用力一定大于 B. 座椅对游客的作用力大小为 C. 若速度v的大小为，则座椅对游客的作用力为零 D. 若此时从游客口袋中不小心掉出一颗小弹珠，则小弹珠将做自由落体运动 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．在最高点，根据向心力公式得，解得，故AB错误；‎ C．在最高点，根据向心力公式得；‎ 当，解得，故C正确；‎ D．此时从游客口袋中不小心掉出一颗小弹珠，小弹珠由于惯性，以速度v沿切线方向飞出，只受到重力，所以做平抛运动，故D错误。‎ 故选C。‎ ‎18.质量为m的物体被人竖直向上抛出，设运动过程中受到的空气阻力为f，物体上升高度后又落回地面，物体下落高度为，重力加速度为g，在物体运动的整个过程中，下列说法正确的是（　　）‎ A. 物体重力做的功为 B. 物体重力做的功为 C. 物体克服阻力做功为 D. 物体克服阻力做功为 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．物体重力做的功为，故AB错误；‎ CD．物体克服阻力做功为，故C错误，D正确。‎ 故选D。‎ ‎19.宇宙中两颗相距较近的天体称为“双星”，它们以两者连线上某点为圆心做匀速圆周运动，这样就不至于由于引力作用而吸引在一起，忽略其他天体对双星的影响，则关于“双星”下列说法正确的是（　　）‎ A. 两者做圆周运动所受到的向心力大小不相等 B. 两者做圆周运动的周期与它们的质量成正比 C. 两者做圆周运动的半径与它们的质量成正比 D. 两者做圆周运动的线速度大小与它们的质量成反比 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．双星间相互作用的万有引力是作用力与反作用力，大小相等，故A错误；‎ B．双星做圆周运动的角速度、周期都相等，与它们的质量无关，故B错误；‎ C．双星做圆周运动的向心力由万有引力提供，由于万有引力相等，则向心力也相等；因为向心力，双星的向心力和角速度都相等，所以双星的轨道半径之比为 ‎，所以两者做圆周运动的半径与它们的质量成反比，故C错误；‎ D．由，可知线速度与半径成正比，即与质量成反比，故D正确。‎ ‎20.两个行星各有一个卫星绕其表面运行，已知两个卫星的周期之比为1:2，两行星半径之比为2:1，则下列选项正确的是（　　）‎ A. 两行星密度之比为4:1‎ B. 两行星质量之比为2:1‎ C. 两行星表面处重力加速度之比为2:1‎ D. 两卫星的速率之比为:1‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A．任一卫星绕行星表面做匀速圆周运动时，根据万有引力提供向心力，得 ‎，则得行星的质量，行星的密度 两个卫星的周期之比为，由上式可得，两行星密度之比为，故A正确；‎ B．行星质量为，已知两个卫星的周期之比为，两行星半径之比为，由此可得，两行星质量之比为，故B错误；‎ C．忽略行星自转的影响，根据万有引力等于重力，得，解得，结合两行星半径之比为，质量之比为，解得两行星表面处重力加速度之比为，故C错误；‎ D．根据圆周运动公式，可得两卫星速率之比为，故D错误。‎ 二、非选择题 ‎21.某汽车在水平路面上以 60kW 的恒定功率沿直线行驶，所受阻力恒为 2000N，则发动机在 300s 内做的功为_____J，汽车能达到的最大速度为_____km/h.‎ ‎【答案】 1.8×107 108‎ ‎【解析】‎ 根据可知发动机300s内做的功为，当阻力和牵引力相等时，速度最大，故．‎ ‎22.一汽车以速度通过凸形桥的最高点，若车对桥的压力为车重的，则桥的半径为___________米，此时汽车处于___________（选填“超重”或“失重”）状态；当车速为___________时，车对桥面的压力恰好为零（g取）。‎ ‎【答案】 40 失重 20‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】汽车在凸桥最高点时，所受重力和桥面的支持力提供汽车圆周运动的向心力，由此可得 由牛顿第三定律知 代入解得 又 代入解得 因为是最高点，圆周运动的圆心在下方，即汽车所受合外力的方向竖直向下，加速度向下，此时汽车处于失重状态。当汽车对桥面压力为0时，即 代入解得 ‎23.有一种叫飞椅的游乐项目，简化示意图如图所示。长为L的钢绳一端系着座椅，另一端固定在半径为R的水平转盘边缘，转盘可绕穿过其中心O的竖直轴转动。当转盘绕竖直轴匀速转动时，钢绳与转动轴在同一竖直平面内，钢绳与竖直方向的夹角为，游玩者与座椅的总质量为m，不计钢绳的重力，g取，在此过程中，求：‎ ‎(1)座椅受到绳子的拉力大小；‎ ‎(2)游玩者和座椅运动的线速度大小。‎ ‎【答案】(1)；(2)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)当转盘转动时，钢绳对它的拉力T及其自身重力的合力提供向心力，则有 解得 ‎(2)座椅到中心轴的距离 对座椅，由牛顿第二定律有 联立两式解得 ‎24.我国已成功发射“嫦娥三号”探月卫星，该卫星在着陆以前绕月球做匀速圆周运动的轨道半径为r，它到月球表面的距离为h，已知“嫦娥三号”的质量为m，运行周期为T，引力常量为G，忽略其他天体对“嫦娥三号”的引力作用。求：‎ ‎(1)“嫦娥三号”运动的线速度大小；‎ ‎(2)月球的质量；‎ ‎(3)月球表面处的重力加速度g。‎ ‎【答案】(1)；(2)；(3)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)由万有引力定律及向心力公式知 解得 ‎(2)由万有引力定律得 解得 ‎(3)根据月球表面物体重力等于万有引力可得 所以，月球表面处的重力加速度 根据 可得 代入解得 ‎25.一质量为的物体静止在水平面上，现受到一大小为且方向与水平方向成的力F作用，在力F的作用下物体沿水平面做匀加速直线运动，运动时间为，物体与水平面间的动摩擦因数为0.5，，重力加速度。求：‎ ‎(1)这段过程中物体受到的重力、拉力F、摩擦力、合力做的功；‎ ‎(2)这段过程中拉力的平均功率和末拉力的瞬时功率。‎ ‎【答案】(1)，，，；(2)，‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)对物体受力分析 重力方向竖直向下，而物体沿水平面做匀加速直线运动，在竖直方向上没有位移，重力不做功，因此 把拉力分解为水平方向的力和竖直方向的力，同理，竖直方向上的力不做功，所以拉力做功 根据匀变速直线运动的运动规律 根据牛顿第二定律 联立上式，解得 摩擦力做功 解得 合力做功 ‎(2)这段过程中拉力的平均功率 瞬时功率 联立解得 ‎ ‎