辽宁省沈阳铁路实验中学2019-2020学年高一下学期期中考试物理试题

辽宁省沈阳铁路实验中学2019-2020学年高一下学期期中考试物理试题

沈阳铁路实验中学2019--2020学年度下学期期中考试试题 高一物理 ‎ 分 数：100分 时 间：90分钟 ‎ 命题人 审题人：‎ 一、单选题（每小题4分，共11题，满分44分）‎ ‎1.物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步，下列表述不正确的是 A．相对论的创立表明经典力学已不再适用 B．牛顿发现了万有引力定律 C．卡文迪许第一次在实验室里测出了万有引力常量 D．爱因斯坦建立了狭义相对论，把物理学推进到高速领域 ‎2．修正带是中学生必备的学习用具，其结构如图所示，包括上下盖座、大小齿轮、压嘴座等部件，大小齿轮分别嵌合于大小轴孔中，设大小齿轮相互吻合，a、b点分别位于大小齿轮的边缘，c点位于大齿轮的半径中点，当纸带匀速走动时（ ）‎ A．a、c点的线速度相同 B．a、b点的线速度相同 C．b、c点的角速度相同 D．b点的向心加速度最大 ‎3.上海磁悬浮线路需要转弯的地方有三处，其中设计的最大转弯处半径达到‎8000米，用肉眼看几乎是一条直线，而转弯处最小半径也达到‎1300米.一个质量‎50kg的乘客坐在以‎360km/h不变速率驶过半径‎2500米弯道的车厢内，下列说法不正确的是（ ）‎ A．弯道半径设计特别长可以使乘客在转弯时更舒适 B．弯道半径设计特别长可以减小转弯时列车的倾斜程度 C．乘客受到来自车厢的力大小约为539N D．乘客受到来自车厢的力大小约为200N ‎4. “神九”载人飞船与“天宫一号”成功对接及“蛟龙”号下潜突破‎7000米入选2012年中国十大科技进展新闻。若地球半径为R，把地球看作质量分布均匀的球体（质量分布均匀的球壳对球内任一质点的万有引力为零）。“蛟龙”号下潜深度为d，“天宫一号”轨道距离地面高度为h，“天宫一号”所在处与“蛟龙”号所在处的重力加速度之比为（　　）‎ A． B． C． D．‎ ‎5．据报道，美国和俄罗斯的两颗卫星于‎2009年2月1日在太空相撞，相撞地点位于西伯利亚上空500英里(约805公里)．相撞卫星的碎片形成太空垃圾，并在卫星轨道附近绕地球运转，国际空间站的轨道在相撞事故地点下方270英里(434公里)．若把两颗卫星和国际空间站的轨道都看做圆形轨道，上述报道的事故中以下说法正确的是 (　　)‎ A．这两颗相撞卫星在同一轨道上 B．这两颗相撞卫星的周期、线速度大小一定相等 C．两相撞卫星的运行速度均大于国际空间站的速度 D．两相撞卫星的运行周期均小于国际空间站的运行周期 ‎6.如图所示，转台上固定有一长为‎4L的水平光滑细杆，两个中心有孔的小球A、B从细杆穿过并用原长为L 的轻弹簧连接起来，小球A、B的质量分别为‎3m、‎2m.竖直转轴处于转台及细杆的中心轴线上，当转台绕转轴匀速转动时（ ）‎ A．小球A．B受到的向心力之比为3：2‎ B．当轻弹簧长度变为‎2L时，小球A做圆周运动的半径为‎1.5L C．当轻弹簧长度变为‎3L时，转台转动的角速度为ω，则弹簧的劲度系数为1.8mω²‎ D．如果角速度逐渐增大，小球A先接触转台边沿 ‎7．2017年，人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波．根据科学家们复原的过程，在两颗中子星合并前约100 s时，它们相距约r=‎400 km，绕二者连线上的某点每秒转动12圈，将两颗中子星都看作是质量均匀分布的球体，由这些数据、万有引力常量并利用牛顿力学知识，可以估算出这一时刻两颗中子星（ ）‎ A．各自的速率为 B．各自的自转角速度为 C．质量之和为 D．速率之积为 ‎8．如图1所示，轻杆的一端固定一小球（视为质点）另一端套在光滑的水平轴O上，O轴的正上方有一速度传感器，可以测量小球通过最高点时的速度大小v；O轴处有力传感器，可以测量小球通过最高点时O轴受到杆的作用力F，若竖直向下为力的正方向，小球在最低点时给不同的初速度，得到F–v2图象如图2所示，取g=‎10 m/s2，则（ ）‎ A．小球恰好通过最高点时的速度大小为‎5 m/s B．小球以‎2m/s的速度通过最高点时，杆对球的拉力大小为0.6N C．O轴到球心间的距离为‎0.5 m D．小球的质量为‎3 kg ‎9．如图所示，竖直平面内有A、B、C三点，三点连线构成一直角三角形，AB边竖直，BC边水平，D点为BC边中点。一可视为质点的物体从A点水平抛出，轨迹经过D点，与AC交于E点。若物体从A运动到E的时间为tl，从A运动到D的时间为t2，则tl : t2为 （ ）‎ A．1 : 1 B．1 : ‎2 ‎C．2 : 3 D．1 : 3‎ ‎10．某行星和地球绕太阳公转的轨道均可视为圆。每过N年，该行星会运行到日地连线的延长线上。该行星的公转周期为（ ）‎ A．年 B．年 C．年 D．年 ‎11．地球和木星绕太阳运行的轨道可以看作是圆形的，它们各自的卫星轨道也可看作是圆形的．已知木星的公转轨道半径约为地球公转轨道半径的5倍，木星半径约为地球半径的11倍，木星质量大于地球质量．如图所示是地球和木星的不同卫星做圆周运动的半径r的立方与周期T的平方的关系图象，已知万有引力常量为G，地球的半径为R．下列说法正确的是（ ）‎ A．木星与地球的质量之比为 B．木星与地球的线速度之比为1∶5‎ C．地球密度为 D．木星密度为 二、多选题（每小题4分，共5题，满分20分）‎ ‎12．如图，水平转台上有一个质量为m的物块，用长为l的轻质细绳将物块连接在转轴上，细绳与竖直转轴的夹角θ＝30°，此时细绳伸直但无张力，物块与转台间动摩擦因数为μ＝，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，物块随转台由静止开始缓慢加速转动，角速度为ω，重力加速度为g，则(　　)‎ A．当ω＝时，细绳的拉力为0‎ B．当ω＝时，物块与转台间的摩擦力为0‎ C．当ω＝ 时，细绳的拉力大小为mg D．当ω＝ 时，细绳的拉力大小为mg ‎13．某同学学习了天体运动的知识后，假想宇宙中存在着由四颗星组成的孤立星系．一颗母星 处在正三角形的中心，三角形的顶点各有一颗质量相等的小星围绕母星做圆周运动．如果两颗小星间的万有引力为F，母星与任意一颗小星间的万有引力为‎9F．则（ ）‎ A．每颗小星受到的万有引力为（+9）F B．每颗小星受到的万有引力为（+9）F C．母星的质量是每颗小星质量的3倍 D．母星的质量是每颗小星质量的倍 ‎14．在星球M上将一轻弹簧竖直固定在水平桌面上，把物体P轻放在弹簧上端，P由静止向下运动，物体的加速度a与弹簧的压缩量x间的关系如图中实线所示．在另一星球N上用完全相同的弹簧，改用物体Q完成同样的过程，其a–x关系如图中虚线所示，假设两星球均为质量均匀分布的球体．已知星球M的半径是星球N的3倍，则（ ）‎ A． M的质量是N的6倍 B． Q的质量是P的6倍 C． M与N的密度相等 D．贴近M表面运行的卫星的周期是贴近N表面运行的卫星的周期的6倍 ‎15.如图，地面上固定有一半径为R的半圆形凹槽，O为圆心，AB为水平直径．现将小球（可视为质点）从A处以初速度v1水平抛出后恰好落到D点；若将该小球从A处以初速度v2水平抛出后恰好落到C点，C、D两点等高，OC与水平方向的夹角θ=60°，不计空气阻力，则下列说法正确的是（   ）‎ A．小球从开始运动到落到凹槽上，前后两次的时间之比为1:2‎ B．v1：v2=1:3‎ C．小球从开始运动到落到凹槽上，速度的变化量两次相同 D．小球从开始运动到落到凹槽上，前后两次的平均速度之比为1:2 ‎ ‎16．宇宙飞船以周期T绕地球作圆周运动时，由于地球遮挡阳光，会经历“日全食”过程(宇航员看不见太阳)，如图所示．已知地球的半径为R，地球质量为M，引力常量为G，地球自转周期为T0，太阳光可看作平行光，飞船上的宇航员在A 点测出对地球的张角为α，则以下判断正确的是(　　)‎ A．飞船绕地球运动的线速度为 B．一天内飞船经历“日全食”的次数为 C．飞船每次“日全食”过程的时间为 D．飞船周期为T＝‎ 三、计算题（共2题，满分36分）‎ ‎17.如图是中国传统的团圆桌．餐桌上放一半径为r＝‎1.5m可绕中心轴转动的圆盘，近似认为餐桌与圆盘在同一水平面内，忽略两者之间的间隙，如图．餐桌离地高度为h＝‎0.8m，将某小物体放置在圆盘边缘，该物体与圆盘的动摩擦因数为μ1＝0.6，与餐桌的动摩擦因数为μ2＝0.225，设小物体与圆盘以及餐桌之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力．‎ ‎(1)缓慢增大圆盘的速度，物体从圆盘上甩出的速度;‎ ‎(2)上一问中，为使物体不滑落到地面，餐桌半径R的最小值;‎ ‎(3)假设餐桌半径，物体从圆桌上被甩出后，落到地面上的位置到从圆盘甩出点的水平距离为多少？‎ ‎18．目前人类正在设计火星探测实验室，从而在火星表面进行某些物理实验。如果火星的半径为r，某探测器在近火星表面轨道做圆周运动的周期是T，探测器着陆后，其内部有如图所示的实验装置，在竖直平面内，一半径为R的光滑圆弧轨道ABC和水平轨道PA在A点相切．BC为圆弧轨道的直径．O为圆心，OA和OB之间的夹角为α，sinα=，一质量为m的小球沿水平轨道向右运动，经A点沿圆弧轨道通过C点，落至水平轨道；在整个过程中，除受到火星表面重力及轨道作用力外，小球还一直受到一水平恒力的作用，已知小球在C点所受合力的方向指向圆心，且此时小球对轨道的压力恰好为零（火星表面重力加速度g未知）．不考虑火星自转的前提下，求：‎ ‎（1）水平恒力的大小和小球到达C点时速度的大小；‎ ‎（2）小球从C点落至水平轨道所用的时间．‎ 高一物理期中考试答案 一、单选题 ‎1A‎ 2D 3D 4B 5B ‎6C ‎7C ‎8C 9B ‎10A ‎11C ‎12AC ‎13AC 14BC 15BC 16ABD ‎17 (1) 由题意可得，当小物体在圆盘上随圆盘一起转动时，圆盘对小物体的静摩擦力提供向心力，所以随着圆盘转速的增大，小物体受到的静摩擦力增大．当静摩擦力最大时，小物体即将滑落，此时圆盘的角速度达到最大，为：‎ fm=μ1N=mrω2…（1）‎ N=mg…（2）‎ 两式联立可得：ω= ‎ 所以速度为：；‎ ‎(2) 由题意可得，当物体滑到餐桌边缘时速度恰好减为零，对应的餐桌半径取最小值．设物体在餐桌上滑动的位移为S，物块在餐桌上做匀减速运动的加速度大小为a，则有：‎ ‎ ‎ f=μ2mg 所以：a=μ‎2g=‎2.25m/s2‎ 物体在餐桌上滑动的初速度为：v0=ωr=‎3m/s 由运动学公式vt2-v02=-2aS可得：S=‎‎2m 由图形可得餐桌半径的最小值为：R=；‎ ‎(3) 当物体滑离餐桌时，开始做平抛运动，平抛的初速度为物体在餐桌上滑动的末速度vt′，由题意可得：vt′2-v02=-2aS'‎ 由于餐桌半径为，所以S'=r=‎‎1.5m 所以可得：vt′=‎1.5m/s 物体做平抛运动的时间为t，则： 解得： ‎ 所以物体做平抛运动的水平位移为：Sx=vt′t=‎‎0.6m 所以由题意可得：L=S'+Ss=‎2.1m．‎ ‎18（1）‎ 设火星表面重力加速度为g 则：g=‎ 设水平恒力的大小为F0，小球到达C点时所受合力的大小为F．由力的合成法则有 ‎①‎ ‎②‎ 设小球到达C点时的速度大小为v，由牛顿第二定律得 ‎③‎ 由①②③式和题给数据得 ‎④‎ ‎⑤‎ v=‎ ‎（2）小球离开C点后在竖直方向上做初速度不为零的匀加速运动，加速度大小为g．设小球在竖直方向的初速度为，从C点落至水平轨道上所用时间为t．由运动学公式有 ‎⑩‎ 由⑤⑦⑩式和题给数据得 ‎∴‎