北京市第五十六中2019-2020学年高一下学期过程性检测物理试题 18页

北京市第五十六中学 2019-2020 学年度第二学期过程性检测高一年级物理试卷 一、选择题 ‎1.物体做曲线运动时，一定发生变化的物理量是（ ）‎ A. 速度的方向 B. 速度的大小 C. 加速度的大小 D. 加速度的方向 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A项：由于曲线运动的速度方向为曲线切线方向，所以曲线运动的速度方向时刻改变，故A正确；‎ B项：做曲线运动的物体速度大小不一定变化，如匀速圆周运动的速度大小不变，故错误；‎ C项：做曲线运动的物体的加速度大小不一定变化，如匀速圆周运动的加速度大小不变，故C错误；‎ D项：做曲线运动的物体加速度方向不一定变化，如平抛运动物体的加速度为重力加速度即不变，故D错误．‎ ‎2.物体做匀速圆周运动时，保持不变的量是（　　）‎ A. 速度 B. 加速度 C. 合外力 D. 角速度 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．物体做匀速圆周运动时，线速度方向是切线方向，时刻改变，故A错误；‎ B．物体做匀速圆周运动时，向心加速度的方向始终指向圆心，时刻改变，故B错误；‎ C．物体做匀速圆周运动时，合外力提供向心力，方向始终指向圆心，时刻改变，故C错误；‎ D．物体做匀速圆周运动时，角速度的大小和方向都不变，故D正确。‎ 故选D。‎ ‎3.一颗运行中的人造地球卫星，到地心的距离为r时，所受万有引力为F；到地心的距离为2r时，所受万有引力为( )‎ A. F B. ‎3F C. F D. F ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】根据万有引力定律，有 距离为2r时 可得 故C正确，ABD错误。‎ ‎4.如图所示，自行车的大齿轮、小齿轮、后轮的半径不一样，它们的边缘有三个点A、B、C．在自行车正常骑行时，下列说法正确的是（ ）‎ A. A、B两点的角速度大小相等 B. B、C两点的线速度大小相等 C. A、B两点的向心加速度大小之比等于它们所在圆周的半径之比 D. B、C两点的向心加速度大小之比等于它们所在圆周的半径之比 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．AB两点在传送带上，所以两点的线速度相等，根据 因两点半径不同，所以两点的角速度不同，故A错误；‎ B．BC两点属于同轴转动，故角速度相等，根据 因两点半径不同，所以两点的线速度不同，故B错误；‎ C．AB两点在传送带上，两点的线速度相等，由向心加速度的公式 知A、B两点的向心加速度与其半径成反比，故C错误；‎ D．BC两点属于同轴转动，故角速度相等，由向心加速度的公式 知B、C两点的向心加速度与其半径成正比，故D正确。‎ 故选D。‎ ‎【点睛】利用同轴转动，角速度相同，同一链条上各点的线速度大小相等；据线速度和角速度的关系；根据向心加速度的公式知，线速度大小不变，向心加速度与半径成反比，角速度不变，向心加速度与半径成正比。‎ ‎5.开普勒分别于1609年和1619年发表了他发现行星运动规律，后人称之为开普勒行星运动定律．关于开普勒行星运动定律，下列说法正确的是 A. 所有行星绕太阳运动的轨道都是圆，太阳处在圆心上 B. 对任何一颗行星来说，离太阳越近，运行速率就越大 C. 在牛顿发现万有引力定律后，开普勒才发现了行星的运行规律 D. 开普勒独立完成了观测行星的运行数据、整理观测数据、发现行星运动规律等全部工作 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 试题分析：开普勒三定律: 1．开普勒第一定律：所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆．太阳处在所有椭圆的一个焦点上． 2．开普勒第二定律：行星与太阳的连线在相同的时间内扫过的面积相等． 3．开普勒第三定律：所有行星的轨道的半长轴的三次方与公转周期的二次方的比值都相等，即.‎ A、由开普勒第一定律可知；错误 B、由开普勒第二定律可知行星与太阳的连线在相同的时间内扫过的面积相等，离太阳越近，弧长越长，时间相同，速率越大；正确 C、开普勒发现了行星的运行规律在前，在牛顿发现万有引力定律在后；错误 D、开普勒是在前人研究的基础上，根据自己的观测和研究总结出的开普勒三定律；错误 故选B 考点：开普勒三定律 点评：容易题．研究天体运行时．太阳系中的行星及卫星运动的椭圆轨道的两个焦点相距很近．因此行星的椭圆轨道都很接近圆．在要求不太高时，通常可以认为行星以太阳为圆心做匀速圆周运动．这样做使处理问题的方法大为简化，而得到的结果与行星的实际运行情况相差并不很大．在太阳系中．比例系数k是一个与行星无关的常量，但不是恒量，在不同的星系中，k值不相同，k值与中心天体有关．‎ ‎6.如图所示，在水平路面上一运动员驾驶摩托车跨越壕沟，壕沟两侧的高度差为‎0.8m。，壕沟里两侧的水平距离为‎2m，取g=‎10m/s2，则运动员能跨过壕沟所需初速度至少为（　　）‎ A. ‎3.2‎m‎/s B. ‎5m/s C. ‎0.8m/s D. ‎6.4m/s ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】当摩托车刚好跨过壕沟时，水平速度最小，此时有 联立解得 故ABC错误，B正确。‎ 故选B。‎ ‎7.公路在通过小型水库的泄洪闸的下游时，常常要修建凹形桥,如图，汽车通过凹形桥的最低点时（　　）‎ A. 车的加速度为零，受力平衡 B. 车对桥的压力比汽车的重力大 C. 车对桥的压力比汽车的重力小 D. 车的速度越大，车对桥面的压力越小 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A、汽车做圆周运动，速度在改变，加速度一定不为零，受力一定不平衡，故A 错误．‎ BC、汽车通过凹形桥的最低点时，向心力竖直向上，合力竖直向上，加速度竖直向上，根据牛顿第二定律得知，汽车过于超重状态，所以车对桥的压力比汽车的重力大，故B正确，C错误．‎ D、对汽车，根据牛顿第二定律得：，则得，可见，v越大，路面的支持力越大，据牛顿第三定律得知，车对桥面的压力越大，故D错误．‎ 故选B.‎ ‎【点睛】解决本题的关键搞清做圆周运动向心力的来源，即重力和支持力的合力提供向心力，结合牛顿第二定律进行求解．‎ ‎8.据报道，我国目前已经发射了三颗数据中继卫星“天链一号01星”“天链一号02星”“天链一号03星”，它们都是地球同步卫星．这些卫星的成功发射与组网运行，标志着我国第一代中继卫星系统正式建成．这三颗卫星相比，可能不同的是 A. 它们的质量 B. 它们距地面的高度 C. 它们的周期 D. 它们运行的线速度大小 ‎【答案】A ‎【解析】‎ 根据万有引力提供圆周运动向心力可知，同步卫星的轨道、周期、高度、速率都相同，所以对于三颗同步卫星唯一可能不同的就是卫星的质量，本题选可能不同的，故选A.‎ 点睛：此题关键要掌握同步卫星的特点，由周期都与地球自转的周期相同可知：同步卫星定轨道、定周期、定高度、定速率．‎ ‎9.如图所示，固定的半圆形槽内壁光滑，内径为R。质量为m的小球（可看作质点）从内边缘A处静止释放。球滑到底部最低点B时，向心力的大小为2mg，则球在B点对内壁的压力大小为（　　）‎ A. mg B. 2mg C. 3mg D. 4mg ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】从最高点到最低点的过程中，运用动能定理得 在最低点，根据向心力公式得 联立上式，解得 根据牛顿第三定律可知球对内壁的压力大小为，故ABD错误，C正确。‎ 故选C。‎ ‎10.地球半径是R，地球表面的重力加速度是g，万有引力常量是G．忽略地球自转的影响．如认为地球的质量分布是均匀的，则地球的密度ρ的表达式为:‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】地球表面重力与万有引力相等有：‎ 可得地球质量为：‎ 地球的体积为：‎ 所以地球的密度为：‎ A. .故选项A不符合题意. ‎ B. .故选项B不符合题意.‎ C. .故选项C不符合题意. ‎ D. .故选项D符合题意.‎ 二、多选题 ‎11.静止在地球表面不同纬度的物体，因随地球自转而做匀速圆周运动，这些物体运动的（　　）‎ A. 线速度大小相等 B. 向心加速度大小相等 C. 周期相同 D. 角速度相同 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．角速度相等，转动半径不同，根据 线速度不同，故A错误；‎ B．角速度相等，转动半径不同，根据 向心加速度不等，故B错误；‎ CD．静止在地球表面不同纬度的物体是同轴转动，周期和角速度相等，故CD正确。‎ 故选CD。‎ ‎12.如图所示，一卫星绕地球运动，图中虚线为卫星的运行轨迹，A、B、C、D是轨迹上的四个位置，其中A距离地球最近，C距离地球最远．下列说法中正确的是(　　)‎ A. 卫星在A点的速度最大 B. 卫星在C点的速度最大 C. 卫星在A点的加速度最大 D. 卫星在C点的加速度最大 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．A点为近地点，C点为远地点，所以A点速度最大，A正确B错误 CD．A点为近地点，C点为远地点，根据万有引力定律可知，卫星在A点的加速度最大，C正确D错误 ‎13.如图所示，有M和N两颗质量相等的人造地球卫星，都绕地球做匀速圆周运动．两颗卫星相比较 A. M的线速度较大 B. M的角速度较大 C. N线速度较大 D. N受到的万有引力较大 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ ‎【详解】A、C、由万有引力提供向心力：，解得：，可知半径大的线速度小，故M的线速度较小，故A错误，C正确.‎ B、由，解得：，可知半径大的角速度小，故M的角速度较小，故B错误.‎ D、由万有引力表达式，可知质量相等，半径小的万有引力大，故N受的万有引力大，故D正确.‎ 故选CD.‎ ‎【点睛】本题就是对万有引力充当向心力的一个公式的综合应用，锻炼公式应用的熟练程度，另有一个简单方法就是，除了周期随半径增大外，其余都是随半径增大而减小．‎ ‎14.物体做曲线运动时，下列说法中正确的是 A. 速度一定变化 B. 加速度一定变化 C. 合力一定不为零 D. 合力方向与速度方向一定不在同一直线上 ‎【答案】ACD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．既然是曲线运动，它的速度的方向必定是改变的，所以曲线运动一定是变速运动，故A正确；‎ B．平抛运动是曲线运动，加速度恒定，故B错误；‎ C．曲线运动的条件是合力与速度不共线，一定存在加速度，曲线运动的物体受到的合外力一定不为零．故C正确；‎ D．物体所受的合外力和它速度方向不在同一直线上，物体就是在做曲线运动．故D正确。‎ 故选ACD。‎ ‎15.如图所示，轻绳一端系一小球，另一端固定于O点，在O点正下方的P点钉一颗钉子，使悬线拉紧与竖直方向成一角度θ，然后由静止释放小球，当悬线碰到钉子时（　　）‎ A. 小球的瞬时速度突然变大 B. 小球的加速度突然变大 C. 小球的所受的向心力突然变小 D. 悬线所受的拉力突然变大 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．当悬线碰到钉子时，线速度大小不变，故A错误；‎ B．当悬线碰到钉子时，线速度大小不变，摆长变小，根据 可知，加速度变大，故B正确；‎ C．根据 知向心加速度增大，则小球所受的向心力增大，故C错误；‎ D．根据牛顿第二定律得 则 线速度大小不变，变短，则拉力变大，故D正确。‎ 故选BD。‎ 三、填空题 ‎16.如图所示，质量为2.0×‎103kg的汽车在水平公路上行驶，当汽车经过半径为‎50m的弯路时，车速为‎20m/s。此时汽车转弯所需要的向心力大小为_____N。 若轮胎与路面间的最大静摩擦力为1.4×104N，请你判断这辆车在这个弯道处会不会发生侧滑_________（填“会”或“不会”）。‎ ‎【答案】 (1). (2). 会 ‎【解析】‎ ‎【详解】[1][2]汽车转弯的速度为 汽车转弯时做圆周运动，所需要的向心力为 而汽车所受的最大静摩擦力为 则 所以汽车会发生侧滑。‎ ‎17.一辆小车质量为‎1500 kg，分别以‎10 m／s的速度经过半径为‎50 m的拱形桥的最高点（如图甲）和凹形桥的最低点（如图乙）．g=‎10m／s2．在图甲中车对桥顶部的压力大小为________N，在图乙中车对桥底部的压力大小为_______N．‎ ‎【答案】 (1). 1.2×104 (2). 1.8×104‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】在图甲中，根据牛顿第二定律得： ‎ 解得支持力为：‎ 根据牛顿第三定律知，图甲中车对桥顶部压力大小为12000N．‎ 在图乙中，根据牛顿第二定律得：‎ 解得：‎ 根据牛顿第三定律知，图乙中车对桥底部的压力大小为18000N．‎ ‎【点睛】解决本题的关键知道小车在最高点和最低点向心力的来源，结合牛顿第二定律进行求解.‎ ‎18.一薄圆盘可绕通过圆盘中心且垂直于盘面的竖直轴OO′转动，如图所示。在圆盘上放置一个质量为m的小木块，小木块相对圆盘中心的距离为r。当圆盘以角速度ω匀速转动时，小木块相对圆盘静止。则小木块运动的向心加速度的大小为_____；小木块受到的摩擦力为_____。‎ ‎【答案】 (1). (2). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】[1][2]小木块运动的向心加速度大小 小木块受到的摩擦力提供向心力，所以 ‎19.地球的质量为M，半径为R，自转的角速度为ω，万有引力常量为G。用上述物理量，则地球表面重力加速度大小为_____，地球同步卫星离地球表面的高度为_____。‎ ‎【答案】 (1). (2). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】[1][2]假设一个质量为m的物体放在地球表面，根据万有引力等于重力可得 解得 设地球同步卫星离地球表面的距离为h，假设一颗质量为的同步卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为R+h，根据牛顿第二定律有（万有引力提供向心力）‎ 解得 四、计算题 ‎20.如图所示，将一个小球以v0=‎10m/s从h=‎5m高处水平抛出。（不计空气阻力）g=‎10m/s2。求：‎ ‎(1)小球落地时间；‎ ‎(2)小球落到地面的位置与抛出点的水平距离x；‎ ‎(3)小球落地的速度大小。‎ ‎【答案】(1)；(2)；(3)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，根据 得 ‎(2)水平距离 ‎(3)落地时竖直分速度 所以落地时速度 ‎21.‎2008年9月27日，“神舟七号”航天员翟志刚首次实现了中国航天员在太空的舱外活动（如图），这是我国航天发展史上的又一里程碑。已知引力常量为G，地球质量为M，地球半径为R。飞船绕地球做匀速圆周运动的过程中，距地面的高度为h，求：‎ ‎(1)飞船加速度a的大小；‎ ‎(2)飞船速度v的大小；‎ ‎(3)地球表面的重力加速度g；‎ ‎(4)地球的第一宇宙速度v1。‎ ‎【答案】(1)；(2)；(3)；(4) ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)对于飞船，假设飞船质量为m，由万有引力提供向心力，可得 解得 ‎(2)由于飞船做圆周运动，得 解得 ‎(3)根据万有引力等于重力可得 得 ‎(4)第一宇宙速度是圆形近地轨道的环绕速度，根据重力等于向心力 解得 ‎22.如图所示，一质量为‎0.5kg的小球，用‎0.4m长的细线拴住在竖直面内绕点O做圆周运动，（g=‎10m/s2）求：‎ ‎(1)小球能通过最高点A的最小速度的大小；‎ ‎(2)当小球在圆上最高点A的速度为‎4m/s时，细线上的拉力大小；‎ ‎(3)当小球在圆上最低点B的速度为m/s时，细线上的拉力大小。‎ 注意：要求画出小球在A、B点的受力分析图。‎ ‎【答案】(1)；(2)；(3)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)如图 通过最高点小球速度最小时不受拉力，此时合力等于重力，故有 得此时小球速度 ‎(2)如图，小球在最高点受重力和线力作用 所以 得细线对小球的拉力 ‎(3)如上图，此时小球所受合力提供圆周运动向心力有 得此时细线对小球的拉力 ‎23.如图所示，水平台面AB距地面的高度h=‎0.8m，有一滑块从A点开始以v0=‎6m/s的初速度在台面上做匀变速直线运动，滑块与平台间的动摩擦因数μ=0.25滑块运动到平台边缘的B点后水平飞出．已知AB=‎2.2m．不计空气阻力，g取‎10m/s2．求：‎ ‎（1）滑块从B点飞出时的速度大小v；‎ ‎（2）滑块落地点到平台的水平距离d．‎ ‎【答案】(1)‎5m/s (2)‎‎2m ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)从A到B由牛顿第二定律：‎ μmg=ma 由运动学公式：‎ 由上式代入解得：‎ ‎ ‎ ‎(2)从B点飞出后物体做平抛运动，则：‎ 则滑块落地时水平方向产生的位移 ‎24.人类第一次登上月球时，宇航员在月球表面做了一个实验：将一片羽毛和一个铁锤从同一个高度由静止同时释放，二者几乎同时落地．若羽毛和铁锤是从高度为h处下落，经时间t落到月球表面．已知引力常量为G，月球的半径为R.‎ ‎(1)求月球表面的自由落体加速度大小g月；‎ ‎(2)若不考虑月球自转的影响，求：‎ ‎①月球质量M；‎ ‎②月球的第一宇宙速度大小v.‎ ‎【答案】(1) ；(2)①，②‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)月球表面附近的物体做自由落体运动，有 因此月球表面的自由落体加速度大小 ‎(2)①若不考虑月球自转的影响，则 月球的质量 ‎②质量为m′的飞行器在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动，则 月球的第一宇宙速度大小