2018-2019学年湖南省张家界市慈利县高一下学期期中检测物理试题（解析版）

2018-2019学年湖南省张家界市慈利县高一下学期期中检测物理试题（解析版）

‎2018-2019学年湖南省张家界市慈利县高一下学期期中检测物理试题（解析版）‎ 一、选择题 ‎1.以下说法中正确的是（）‎ A. 哥白尼通过观察行星的运动，提出了日心说，认为行星以椭圆轨道绕太阳运行 B. 开普勒通过对行星运动规律的研究，总结出了万有引力定律 C. 卡文迪许利用扭秤装置测出了万有引力常量的数值 D. 万有引力定律公式表明当r等于零时，万有引力为无穷大 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 哥白尼通过观察行星的运动，提出了日心说，但没有认为行星以椭圆轨道绕太阳运行，认为行星以椭圆轨道绕太阳运行的是开普勒，故A错误；‎ B. 开普勒通过对行星运动规律的研究，总结出了开普勒三定律，牛顿总结出了万有引力定律，故B错误；‎ C. 卡文迪许利用扭秤装置测出了万有引力常量的数值，故C正确；‎ D. 万有引力定律公式表明当r等于零时，物体不能看成质点，万有引力定律不成立，所以不能得出万有引力为无穷大的结论，故D错误；‎ 故选：C.‎ ‎2.关于物体做曲线运动的条件，下列说法正确的是（ ）‎ A. 物体在恒力作用下不可能做曲线运动 B. 物体在变力作用下一定做曲线运动 C. 做曲线运动的物体所受的力的方向一定是变化的 D. 合力方向与物体速度方向既不相同、也不相反时，物体一定做曲线运动 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上（即合力的方向与物体速度的方向既不相同，也不相反时），合外力大小和方向不一定变化，比如平抛运动，受到的就是恒力重力的作用，D正确．‎ ‎3.关于平抛运动，下列说法正确的是 ( )‎ A. 平抛运动是非匀变速运动 B. 平抛运动是匀速运动 C. 平抛运动是匀变速曲线运动 D. 平抛运动的物体落地时的速度一定是竖直向下的 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】平抛运动水平方向上匀速，竖直方向上自由落体，速度与合力不在一条直线上，所以做匀变速曲线运动，故AB错；C对；由于平抛运动有水平方向速度，所以物体落地时速度方向不可能竖直向下，故D错；‎ ‎4.质点作匀速圆周运动时，不变的物理量（ ）‎ A. 速度、角速度、向心加速度 B. 角速度、速率、周期 C. 向心力、向心加速度、周期 D. 速率、周期、向心力 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 匀速圆周运动中速度和向心加速度的大小不变，方向时刻改变；匀速圆周运动中的角速度和周期、速率恒定不变，B正确．‎ ‎5.如图，是静止在地球赤道上的物体，、是两颗人造地球卫星，其中是地球同步卫星，、、在同一平面内沿不同的轨道绕地心做匀速圆周运动，三者绕行方向相同（为图示逆时针方向），已知．若在某一时刻，它们正好运行到同一条直线上，如图甲所示．那么再经过小时，物体、卫星、的位置可能是下图中的（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ 试题分析：根据万有引力提供向心力知，轨道半径越大，周期越大，则角速度越小，所以经过相同的时间，可以比较出三卫星转过的角度，而同步卫星又与地球保持相对静止．‎ 同步卫星又与地球保持相对静止，所以物体，卫星的角速度相同，所以始终在的正上方．根据万有引力提供向心力知，轨道半径越大，周期越大，则角速度越小，经过6h，b转过的角度大一点，D正确．‎ ‎6.如图所示，红蜡块能在玻璃管的水中匀速上升，若红蜡块在 A点匀速上升的同时，使玻璃管水平向右作匀加速直线运动，则红蜡块实际运动的轨迹是图( ) ‎ A. 直线p B. 曲线Q C. 曲线R D. 无法确定 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】红蜡块在竖直方向上做匀速直线运动，在水平方向上做匀加速直线运动，合速度的方向与合加速度的方向不在同一条直线上，物体做曲线运动，根据轨迹夹在速度方向与合力方向之间，合力的方向大致指向轨迹凹的一向，知轨迹可能为曲线Q，故B正确，ACD错误。‎ ‎7.如图所示，倒置的光滑圆锥面内侧，有质量相同的两个小玻璃球A、B，沿锥面在水平面内作匀速圆周运动，关于A、B两球的角速度、线速度和向心加速度正确的说法是（ ）‎ A. 它们的角速度相等 B. 它们的线速度 C. 它们的向心加速度相等 D. 它们对锥壁的压力 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A、设圆锥定角的一半为，对A、B两球分别受力分析，如图所示：‎ ‎ 由图可知： 根据向心力公式有： 解得：，，，由于A球转动半径较大，故A球的线速度较大，角速度较小，而向心加速度一样大，故AB错误，C正确；‎ D、由图可知：，即它们对锥壁的压力的大小相等，故D错误。‎ ‎8.关于第一宇宙速度，下列说法中正确的是：（）‎ ‎①它是人造地球卫星绕地球作匀速圆周运动的最大速度 ‎②它是人造地球卫星绕地球作匀速圆周运动的最小速度 ‎③它是使人造地球卫星绕地球运行的最小发射速度 ‎④它是使人造地球卫星绕地球作椭圆轨道运行时在远地点的速度 A. ①③ B. ②③ C. ①② D. ②④‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】①②、人造卫星在圆轨道上运行时，运行速度为：，轨道半径越大，速度越小，故第一宇宙速度是卫星在圆轨道上运行的最大速度，故①正确，②错误；‎ ‎③、物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度叫做第一宇宙速度，在地面附近发射飞行器，如果速度等于7.9km/s，飞行器恰好做匀速圆周运动，如果速度小于7.9km/s，就出现万有引力大于飞行器做圆周运动所需的向心力，做近心运动而落地，所以发射速度不能小于7.9km/s；故③正确。‎ ‎④、如果速度大于7.9km/s，而小于11.2km/s，它绕地球飞行的轨迹就不是圆，而是椭圆，所以7.9km/s不是卫星在椭圆轨道上运行时在远地点的速度，故④错误。‎ 故选：A.‎ ‎9.关于同步卫星（它相对于地面静止不动），下列说法中正确的是（ ）‎ A. 它可以定位在我们居住的城市深圳的正上空 B. 世界各国发射的同步卫星的高度和线速度各不相同 C. 它运行的线速度一定介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间 D. 它运行线速度一定小于第一宇宙速度 ‎【答案】D ‎【解析】‎ A．同步卫星必然定位赤道上空，A错误；‎ B．由可得， ，，由于同步卫星的周期等于地球自转周期是确定的，所以线速度和轨道半径都是确定的，B错误；‎ CD．第一宇宙速度为地球卫星的最大速度，为近地卫星的线速度，C错误，D正确．‎ 故选D． ‎ ‎10.两个大小相等质量分布均匀的实心小铁球紧靠在一起，它们之间的万有引力为F，若两个半径是小铁球2倍的质量分布均匀的实心大铁球紧靠在一起，则它们之间的万有引力为（ ）‎ A. 2F B. 4F C. 8F D. 16F ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】设两个大小相同的实心小铁球的质量都为m，半径为r，根据万有引力公式得：F=‎ 根据m=ρ•πr3可知，半径变为原来的两倍，质量变为原来的8倍．‎ 所以若将两半径为小铁球半径2倍的实心大铁球紧靠在一起时，万有引力F′==16×=16F，故ABC错误，D正确。‎ 故选：D．‎ ‎11.关于生活中的圆周运动，以下说法错误的是（ ）‎ A. 在水平地面上汽车转弯所需要的向心力由地面的摩擦力提供 B. 当火车转弯速率小于规定的数值时，外轨将受到轮缘的挤压作用 C. 当汽车通过拱桥的过程中，汽车对桥面的压力小于自身的重力 D. 洗衣机脱水时，当衣物对水的最大附着力不足以提供水所需要的向心力时，水将被甩出 ‎【答案】B ‎【解析】‎ A．向心力沿水平方向，由摩擦力提供，A正确；‎ B．速度小于规定值，所需向心力较小，轨道对火车有向外侧的作用力，即内轨被挤压，B错误；‎ C．在桥面上，汽车受到的合外力充当向心力，方向向下，故重力大于支持力，即重力大于压力，C正确；‎ D．水珠所受附着力小于所需向心力，做离心运动，D正确．‎ 本题选不正确的，故选B． ‎ ‎12.飞机在水平地面上空的某一高度水平匀速飞行，每隔相等时间投放一个物体．如果以第一个物体a的落地点为坐标原点、飞机飞行方向为横坐标的正方向，在竖直平面内建立直角坐标系，下图所示是第5个物体e离开飞机时，抛出的5个物体(a、b、c、d、e)在空间位置的示意图，其中可能的是 (　　)．‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】CD ‎【解析】‎ 平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，水平方向上做匀速直线运动，任意两个球之间的时间间隔相等，当第5个小球释放时，若小球都未落地，应该在同一条竖直线上，且竖直方向上相等时间内的位移之比为1：3：5：7，故AB错误．平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，由于时间间隔相等，落地后，相邻两个球之间的距离相等．未落地的小球在同一条竖直线上．故CD正确．故选CD.‎ ‎13.如图所示，圆的圆心在地球自转的轴线上，圆、、的圆心均在地球的地心上，对绕地球做匀速圆周运动的人造地球卫星而言（ ）‎ A. 卫星轨道可能为 B. 同步卫星轨道可能为 C. 卫星轨道不可能为 D. 同步卫星的轨道可能为 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 卫星要想稳定运行必须使地球对它的引力全部用来充当向心力,故a轨道错误.‎ ‎14.如图所示，质量为小球在竖直平面内的光滑圆管中做圆周运动，圆的半径为，小球略小于圆管内径．若小球经过圆管最高点时与轨道间的弹力大小恰为，则此时小球的速度为（）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】AC ‎【解析】‎ 试题分析：由题意知，若小球与圆管内壁的弹力为mg，可得小球此时受力恰好平衡，需向心力为0，所以速度等于0，故A正确；若若小球与圆管外壁的弹力为mg，根据牛顿第二定律可得：，解得速度，所以C正确；B、D错误。‎ 考点：本题考查圆周运动 ‎15.质量为2 kg的质点在x–y平面上做曲线运动，在x方向的速度图象和y方向的位移图象如图所示，下列说法正确的是 ‎ ‎ A. 质点的初速度大小为5 m/s B. 2 s末质点速度大小6 m/s C. 质点做曲线运动的加速度大小为1.5 m/s2‎ D. 质点初速度的方向与合外力方向垂直 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】x轴方向初速度为vx=3m/s，y轴方向初速度vy==-4m/s，质点的初速度，故A正确。2 s末质点在x方向的速度大小为6 m/s，y方向速度大小为4m/s，则质点的合速度大于6m/s，选项B错误；x轴方向的合力恒定不变，y轴做匀速直线运动，合力为零，则质点的合力恒定不变。x轴方向的加速度a==1.5m/s2，选项C正确； 合力沿x轴方向，而初速度方向既不在x轴，也不在y轴方向，质点初速度的方向与合外力方向不垂直。故D错误。故选AC。‎ ‎【点睛】本题通过图象考查运用运动合成与分解的方法处理实际问题的能力，将两个分方向的运动与受力合成即可，类似平抛运动．‎ 二、填空题 ‎16.一质量为m=9kg的物块，将它放置在航天飞机内的平台上，航天飞机随火箭以a=5m/s2的加速度匀加速上升，此时飞机内平台对物块的支持力_______N,当火箭飞离地面高为地球半径2倍时，求此时飞机内平台对物块的支持力_______N(地面处重力加速度g=10m/s2)‎ ‎【答案】 (1). 135 (2). 55‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】根据牛顿第二定律，FN1-mg=ma，FN1=mg+ma=135N；‎ 由万有引力定律得，在地面处，在距离地面h=2R高处，得=g，在h高处，对物块根据牛顿第二定律得：，代入数据联立解得：FN2=55N 故答案为：135N，55N。‎ ‎17.海尔全自动洗衣机技术参数如下表，估算脱水桶正常工作时衣服所具有的向心加速度a=________m/s2，（π取3.14，结果保留整数。）脱水桶能使衣服脱水是物理中的________现象．‎ ‎ ‎ ‎【答案】 (1). 1775； (2). 离心 ‎【解析】‎ ‎【详解】脱水桶的转速n=900r/min=15r/s，可知周期，向心加速度 ． 脱水桶能使衣服脱水是物理中的离心现象．‎ ‎18.(1）在“研究平抛物体的运动规律”的实验中，在安装实验装置的过程中，斜槽末端的切线必须是水平的，这样做的目的是______‎ A．保证小球飞出时，速度既不太大，也不太小 B．保证小球飞出时，初速度水平 C．保证小球在空中运动的时间每次都相等 D．保证小球运动的轨道是一条抛物线 ‎(2）引起实验误差的原因是______‎ A．小球运动时与白纸相接触 B．斜槽不是绝对光滑的，有一定摩擦 C．确定oy轴时，没有用重锤线 D．描绘同一平抛运动轨迹的实验中，多次实验，没有保证小球从斜面上同一位置无初速释放 ‎（3）为了探究平抛运动的规律，将小球和置于同一高度，在小球做平抛运动的同时静止释放小球．同学甲直接观察两小球是否同时落地，同学乙拍摄频闪照片进行测量、分析．通过多次实验，下列说法正确的是______‎ A．只有同学甲能证明平抛运动在水平方向是匀速运动 B．两位同学都能证明平抛运动在水平方向是匀速运动 C．只有同学甲能证明平抛运动在竖直方向是自由落体运动 D．两位同学都能证明平抛运动在竖直方向是自由落体运动 ‎（4）在做平抛实验的过程中，小球在竖直放置的坐标纸上留下三点痕迹，如图是小球做平抛运动的闪光照片，图中每个小方格的边长都是，已知闪光频率是，那么重力加速度_____，小球的初速度是______，球过点时的速率是_______．（小数点后保留二位）‎ ‎【答案】 (1). B (2). ACD (3). D (4). 9.72 (5). 0.49 (6). 0.81‎ ‎【解析】‎ ‎（）研究平抛运动的实验很关键的地方是要保证小球能够水平飞出，只有水平飞出时小球才做平抛运动，故ACD错误，B正确．‎ ‎（）依据特点，看小球在末端是否滚动，确定是否水平．‎ ‎（）小球运动时不应与木板上白纸接触，防止摩擦而改变运动的轨迹，会造成较大误差，故A正确；确定轴时，没有用重锤线，就不能调节斜槽末端切线水平，保证初速度沿水平方向，故B正确；只要让它从同一高度，无初速开始运动，在相同的情形下，即使球与槽之间存在摩擦力，仍能保证球做平抛运动的初速度相同，因此，斜槽轨道不必要光滑，故C错误；因为要画同一运动的轨迹，必须每次释放小球的位置相同，且由静止释放，以保证获得相同的初速度，D错误．‎ ‎（）在图甲的实验中，改变高度和平抛小球的初速度大小，发现两球同时落地，说明平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，不能得出水平方向上的运动规律．‎ 在图乙实验中，通过频闪照片，发现自由落体运动的小球与平抛运动的小球任何一个时刻都在同一水平线上，知平抛运动在竖直方向上的运动规律与自由落体运动相同，所以平抛运动竖直方向上做自由落体运动，频闪照片显示小球在水平方向相等时间内做的水平位移相等，知水平方向做匀速直线运动，所以D选项是正确的．‎ ‎（）相邻两个点的时间间隔为，在竖直方向上，所以 ‎；‎ 中间点在竖直方向上的速度，则 所以．‎ 三、计算题 ‎19.从高处以的速度水平抛出一个物体，不计空气阻力，取．求：‎ ‎（l）物体在空中运动时间；‎ ‎（2）物体落地点离抛出点的水平距离；‎ ‎（3）物体落地前瞬间的速度大小．‎ ‎【答案】（1）2s ；（2）20m ;（3） ‎ ‎【解析】‎ ‎（1）由可知．‎ ‎（2）．‎ ‎（3）物体落地时，‎ ‎，则 故本题答案是：（1）2s ；（2）20m ;（3）‎ 点睛：平抛运动可以分解水平方向上的匀速运动和竖直方向上的自由落体运动，并利用两运动规律求解运动时间和落地速度。‎ ‎20.人类发射的空间探测器进入某行星的引力范围后，绕该行星做匀速圆周运动，已知该行星的半径为，探测器运行轨道在其表面上空高为处，运行周期为，引力常量为．求：‎ ‎（1）该行星的质量;‎ ‎（2）该行星的平均密度;‎ ‎（3）设想在该行星表面发射一颗绕其环绕的卫星，则最小的发射速度为多大？‎ ‎【答案】（1）；（2）；（3）．‎ ‎【解析】‎ 试题分析：（1）行星对探测器的万有引力提供向心力，‎ ‎（2分） 解得：（1分）‎ ‎（2）行星的体积为（1分）则该行星的平均密度为：（1分）‎ ‎（3）最小的发射速度为该行星的第一宇宙速度。（1分）‎ 解得：（1分）‎ 考点：万有引力与航天。‎ ‎21.如图所示，半径为R的半球形陶罐，固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心O的对称轴OO’重合，转台以一定角速度ω匀速旋转，一质量为m的小物块落入陶罐内，经过一段时间后，小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止，它和O点的连线与OO’之间的夹角θ为60°。已知重力加速度大小为g，小物块与陶罐之间的最大静摩擦力大小为。求 ‎（1）若小物块受到的摩擦力恰好为零，求此时的角速度ω0； ‎ ‎（2）若小物块一直相对陶罐静止，求陶罐旋转的角速度的最大值和最小值。‎ ‎【答案】（1）（2）最大值，最小值 ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）当摩擦力为零，支持力和重力的合力提供向心力，有：‎ 解得：‎ ‎（2）当时，重力和支持力的合力不够提供向心力，当角速度最大时，摩擦力方向沿罐壁切线向下达最大值，设此最大角速度为，由牛顿第二定律得，‎ 联立以上三式解得：‎ 当时，重力和支持力的合力大于所需向心力，摩擦力方向沿罐壁切线向上，‎ 当角速度最小时，摩擦力向上达到最大值，设此最小角速度为 由牛顿第二定律得：‎ 联立三式解得：.‎ ‎ ‎