【物理】甘肃省古浪县第二中学2019-2020学年高一下学期期中考试试题 （解析版）

【物理】甘肃省古浪县第二中学2019-2020学年高一下学期期中考试试题 （解析版）

甘肃省古浪县第二中学2019-2020学年 高一下学期期中考试试题 一、单选题（本题共10小题，每小题3分，共30分）‎ ‎1. 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速度方向一定是竖直向下的 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】ABC．平抛运动水平分运动是匀速直线运动，竖直方向是自由落体运动。加速度是重力加速度发行恒定不变，合力与初速度方向垂直，所以平抛运动是匀变速曲线运动，故C正确，AB错误；‎ D．平抛运动的物体落地时有水平速度，所以落地时的速度方向一定不是竖直向下的，故D错误。‎ 故选C。‎ ‎2. 一物体作匀速圆周运动，在其运动过程中，不发生变化的物理量是（ ）‎ A. 线速度 B. 向心加速度 C. 合外力 D. 角速度 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】ABC．匀速圆周运动的线速度、向心加速度、合外力，虽然大小不变，但是方向在变，因此这些物理量是变化的，故ABC三项不符合题意；‎ D．匀速圆周运动的角速度不变，故D项符合题意。‎ 故选D。‎ ‎3. 如果你到达一个行星上，这个行星的半径只有地球半径的一半，质量也是地球质量的一半，则你在这个行星上所受的引力是地球上引力的（ ）‎ A. 倍 B. 倍 C. 1倍 D. 2倍 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】根据万有引力定律得，行星质量是地球质量的一半，半径也是地球半径的一半，一个物体在此行星上的万有引力和地球上万有引力之比F行：F地= 2:1，即你在这个行星上所受的引力是地球上引力的2倍，故选D。‎ ‎4. 把太阳系中各行星的运动近似看作匀速圆周运动，则离太阳越远的行星（　　）‎ A. 周期越大 B. 线速度越大 C. 角速度越大 D. 加速度越大 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A．由万有引力定律及牛顿第二定律得，解得 离太阳越远的行星轨道半径r越大，周期T越大，故A正确；‎ B．由牛顿第二定律得，解得，离太阳越远的行星轨道半径r越大，线速度v越小，故B错误；‎ C．由牛顿第二定律得，解得，离太阳越远的行星轨道半径r越大，角速度越小，故C错误；‎ D．由牛顿第二定律得，解得，离太阳越远的行星轨道半径r越大，加速度a越小，故D错误。‎ 故选A。‎ ‎5. 做平抛运动的物体，在水平方向通过的最大距离取决于（　　）‎ A. 物体的高度和受到的重力 B. 物体受到的重力和初速度 C. 物体的高度和初速度 D. 物体受到的重力、高度和初速度 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】做平抛运动过程中，在竖直方向上做自由落体运动，故有 解得，在水平方向上做匀速直线运动，故水平方向上的位移为，所以在水平方向通过的最大距离取决于物体下落的高度和水平初速度，故C正确ABD错误。‎ 故选C。‎ ‎6. 小球做匀速圆周运动，半径为R，向心加速度为a，则下列说法错误的是（　　）‎ A. 小球的角速度 B. 小球运动的周期 C. t时间内小球通过的路程 D. t时间内小球转过的角度 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】由可得，角速度，周期，线速度 ‎，在t时间内小球通过的路程，t时间内小球转过的角度，故ABC正确，D错误；‎ 由于本题选择错误的，故选D。‎ ‎7. 如图所示，轻杆长为L.一端固定在水平轴上的O点，另一端系一个小球(可视为质点）小球以O为圆心在竖直平面内做圆周运动，且能通过最高点，g为重力加速度．下列说法正确的是 A. 小球通过最高点时速度不可能小于 B. 小球通过最高点时所受轻杆的作用力可能为零 C. 小球通过最高点时所受轻杆的作用力随小球速度的增大而增大 D. 小球通过最高点时所受轻杆作用力随小球速度的增大而减小 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】在轻杆小球模型中，小球通过最高点时的最小速度为零，选项A错误；当小球通过最高点的速度时，小球所受轻杆的作用力为零，选项B正确；若小球通过最高点时受到杆的作用力为支持力，则有，，此时小球通过最高点时所受轻杆的作用力随小球速度的增大而减小，当小球通过最高点受到杆的作用力为拉力时，有，，此时小球通过最高点时所受轻杆的作用力随小球速度的增大而增大，故选项C、D错误．‎ ‎8. 宇航员在某个星球表面上将一物体以v0的速度竖直上抛，经过2t（s）后物体落回手中，已知该星球的半径为R，则该星球的第一宇宙速度是（　　）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】设行星表面的重力加速度为g，由物体竖直上抛运动，有，可得 要使物体沿水平方向抛出而不落回星球表面，沿星球表面抛出的速度为v，则有，联立解得，故选C。‎ ‎9. 关于离心运动，下列说法中正确的是(　　)‎ A. 物体一直不受外力作用时，可能做离心运动 B. 做匀速圆周运动的物体，在外界提供的向心力突然变大时做离心运动 C. 做匀速圆周运动的物体，只要向心力的数值发生变化便将做离心运动 D. 做匀速圆周运动的物体，当外界提供的向心力突然消失或数值变小时将做离心运动 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．物体一直不受外力作用，物体应保持静止状态或匀速直线运动状态，A错误；‎ B．做匀速圆周运动的物体，所受的合外力等于向心力，当外界提供的向心力增大时，物体所需的向心力并没有增大，物体将做近心运动，B错误；‎ C．做匀速圆周运动的物体，向心力的数值发生变化，物体可能仍做圆周运动，例如变速圆周运动，也可能做近心运动或离心运动，C错误；‎ D．根据离心运动的条件可知，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正确。‎ 故选D.‎ ‎10. 绳子的一端拴一个重物，用手握住另一端，使重物在光滑的水平面内做匀速圆周运动，下列判断正确的是（　 ）‎ A. 半径相同时，角速度越小绳越易断 B. 周期相同时，半径越大绳越易断 C. 线速度相等时，周期越大绳越易断 D. 角速度相等时，线速度越小绳越易断 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A、重物在光滑的水平面内做匀速圆周运动，绳的拉力作为物体需要的向心力，由Fn=mrω2可得，角速度越小需要的向心力越小，绳越不容易断，所以A错误．‎ B、由可得，周期相同时，半径越大，物体需要的向心力越大，绳越易断，所以B正确．‎ C、由可得，线速度相等时，周期越大，物体需要的向心力越小，绳越不容易断，所以C错误．‎ D、由可得，角速度相等时，线速度越小，物体需要向心力越小，绳越不容易断，所以D错误．‎ 故选B．点评：本题考查学生对各种向心力公式的理解，分析不同的物理量变化时，要注意采用相应的向心力的公式．‎ 二、多项选择题（本题共4小题，每小题4分，漏选得2分，错选得0分，共16分）‎ ‎11. 关于曲线运动，下列说法中正确的是（　　）‎ A. 曲线运动一定是变速运动 B. 曲线运动的加速度可以一直为零 C. 在平衡力作用下，物体可以做曲线运动 D. 在恒力作用下，物体可以做曲线运动 ‎【答案】AD ‎【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．由于曲线运动的速度方向一定是改变的，则曲线运动的加速度一定不为0，故B错误；‎ C．如果物体受力平衡，只能是处于匀速直线运动或者是静止，不可能做曲线运动，故以C错误；‎ D．物体做曲线运动的条件是合力方向与速度方向不在同一条直线上，合外力大小和方向不一定变化，如平抛运动，故D正确。‎ 故选AD。‎ ‎12. 如图所示，水平转盘上的A、B、C三处有三块可视为质点的由同一种材料做成的正立方体物块；B、C处物块的质量相等且为m，A处物块的质量为2m；点A、B与轴O的距离相等且为r，点C到轴O的距离为2r，转盘以某一角速度匀速转动时，A、B、C处的物块都没有发生滑动现象，下列说法中正确的是（　　）‎ A. C处物块的向心加速度最大 B. A处物块受到的静摩擦力最小 C. 当转速增大时，最先滑动起来的是C处的物块 D. 当转速继续增大时，最后滑动起来的是A处的物块 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．三个物块都随转盘转动而做匀速圆周运动，角速度ω相同，则三个物块的向心加速度分别为，，，则知C处物块的向心加速度最大，故A正确；‎ B．三个物块所受的摩擦力分别为，，，则B处物块受到的静摩擦力最小，故B错误；‎ CD．物块开始滑动时，对A有得；同理得，，则C物块最先滑动起来，当转速继续增大时，A、B同时开始滑动，故C正确，D错误。故选AC。‎ ‎13. 如图所示为一皮带传动装置。右轮半径为，为它边缘上一点；左侧大轮半径为，小轮半径为，点在小轮上，到小轮中心的距离为，点和点分别位于小轮和大轮的边缘上。若传动过程中皮带不打滑，则（ ）‎ A. 点和点的线速度大小相等 B. 点和点的角速度相等 C. 点和点的线速度大小相等 D. 点和点的向心加速度大小相等 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ ‎【详解】C．由题图可知，ac两点同缘转动，则a点与c点的线速度大小相等，故C正确；‎ B．a点与c点的线速度大小相等，转动半径不等，根据知转动角速度不相等，又由于b、c两点的角速度相等，故a点和b点的角速度不相等，B错误；‎ A．a点和b点转动半径相等，转动角速度不相等，故线速度大小不相等，A错误；‎ D．c点和d点是共轴转动，角速度相等，d点的向心加速度是c点的向心加速度的2倍，又知点与点的线速度相等，c点半径为a点半径的2倍，则a点的向心加速度是c点的向心加速度的2倍，即a点与d点的向心加速度大小相等，故D正确。‎ 故选CD。‎ ‎14. 在圆轨道上质量为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，则（　　）‎ A. 卫星运动的速度为 B. 卫星运动的周期 C. 卫星的加速度为 D. 卫星的加速度为 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．卫星在运动过程中，万有引力提供向心力，则有，在地球表面，万有引力等于重力，则有 ，解得卫星运动的速度 ，故A错误；‎ B．卫星运动的周期，B正确；‎ CD．卫星运动的加速度，C错误D正确。‎ 故选BD。‎ 三、实验题（本题共5空，每空3分，共15分）‎ ‎15. 图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图。‎ ‎(1)实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线______。每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛________。‎ ‎(2)图乙是正确实验取得的数据，其中O为抛出点，则此小球作平抛运动的初速度为______m/s。（g取9.8 m/s2）‎ ‎(3)在另一次实验中将白纸换成方格纸，每小格的边长L＝5cm，通过实验，记录了小球在运动途中的三个位置，如图丙所示，则该小球做平抛运动的初速度为_____m/s；B点的竖直分速度为_____m/s。（g取10m/s2）‎ ‎【答案】 (1). 水平 初速度相同 (2). 1.6m/s (3). 1.47m/s 1.96m/s ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)为了保证小球的初速度水平，斜槽末端应切线水平，每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛的初速度相同。 (2)分析图乙，O点为抛出点，取坐标点 x=32.0cm=0.32m y=19.6cm=0.196m 在竖直方向上 水平方向上x=v0t 代入数据解得小球平抛初速度v0=1.6m/s ‎(3)分析图丙L=5cm=0.05m 由图可知，小球由A到B和由B到C在水平方向位移相等，均为3L，则运动时间T相等，在竖直方向，由图示可知△y=2L 由匀变速直线运动的推论△y=gT2‎ 可得 初速度 根据匀变速直线运动中，一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度可知，在B点竖直分速度 三、计算题（本题共有3个小题，共39分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的解题步骤，只写出答案的不能得分）‎ ‎16. 从某一高度平抛一物体，当抛出2秒后它的速度方向与水平方向成45°角，落地时速度方向与水平方向成60°角。求：‎ ‎(1)物体抛出时的速度大小； ‎ ‎(2)物体落地时的速度大小； ‎ ‎(3)物体水平射程。（g取10m/s2）‎ ‎【答案】(1) 20m/s ；(2) 40m/s；(3) ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)2秒末物体竖直分速度大小 vy1=gt=10×2=20m/s 此时与水平方向成45°角，所以抛出时的初速度与竖直分速度大小相等，所以 v0=vy1=20m/s ‎(2)落地时速度方向与水平成60°角，又因为水平方向的初速度为20m/s，根据速度的合成和分解可得所以落地时的速度 ‎ (3)落地时的竖直分速度 所以物体飞行时间 所以水平射程为 ‎17. 有一列重为100吨火车，以72km/h的速率匀速通过一个内外轨一样高的弯道，轨道半径为400m。（g取10）‎ ‎(1)试计算铁轨受到的侧压力；‎ ‎(2)若要使火车以此速率通过弯道，且使火车受到的侧压力为零，我们可以适当倾斜路基，试计算路基倾斜角度θ的正切值。‎ ‎【答案】(1)；(2)0.1‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)火车的质量以及运动速度为 ‎100吨=105kg，72km/h=20m/s 外轨对车轮的侧压力提供火车转弯所需向心力，所以有 由牛顿第三定律可知铁轨受到的侧压力大小等于。‎ ‎(2)火车过弯道，重力和铁轨对火车的支持力的合力正好提供向心力，即 由此可得 ‎。‎ ‎18. 一宇航员站在某质量分布均匀的星球表面上沿竖直方向以初速度v0抛出一个小球，测得小球经时间t落回抛出点，已知该星球半径为R，引力常量为G，求：‎ ‎(1)该星球表面的重力加速度；‎ ‎(2)该星球的密度。‎ ‎【答案】(1)；(2)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)由于是以初速度v0竖直上抛，因此这个小球将先做向上匀减速和向下的匀加速运动，向上和向下的时间是相等的，均为，根据匀变速直线运动的速度时间关系可得 解得 ‎(2)星球表面的重力等于万有引力，则 则星球的质量为 所以星球的密度为