河北省沧州市献县宏志中学2019-2020学年高一下学期期中考试物理试题

河北省沧州市献县宏志中学2019-2020学年高一下学期期中考试物理试题

物理试题 第I卷（选择题)‎ 一、选择题（本题共12小题，其中1--8题只有一个选项是正确的，9-12题有两个或两个以上的答案正确，每小题4分，漏选得2分，错选不得分，共48分)‎ ‎1.关于曲线运动的性质，以下说法中正确的是(　　)‎ A. 变速运动一定是曲线运动 B. 曲线运动不一定是变速运动 C. 曲线运动一定变加速运动 D. 物体加速度数值、速度数值都不变的运动不一定是直线运动 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A.匀加速直线运动也是变速运动，但不是曲线运动，A错误；‎ B.无论是物体速度的大小变了，还是速度的方向变了，都说明速度是变化的，都是变速运动，做曲线运动的物体的速度方向时刻在改变，所以曲线运动一定是变速运动，B错误；‎ C.平抛运动是曲线运动，但加速度不变，是匀变速曲线运动，不是变加速运动，C错误；‎ D.匀速圆周运动的加速度数值、速度数值均不变，是曲线运动，D正确。‎ 故选D。‎ ‎2.某人以不变的速度垂直于对岸游去，游到河中间时，水流速度变大，则此人渡河所用时间比预定时间：‎ A 增加 B. 减少 C. 不变 D. 无法确定 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】将游泳者的运动分解为沿河岸方向和垂直于河岸方向，因为人以不变的速度向着对岸垂直游去，垂直于河岸方向上的分速度不变，水流速度不影响垂直于河岸方向上的运动，所以渡河时间不变．故C正确，ABD错误．故选C．‎ ‎【点睛】此题是运动的合成及分解问题；解决本题的关键将游泳者的运动进行分解，抓住分运动与合运动具有等时性，各分运动具有独立性进行分析；注意水流速度的大小不影响渡河的时间．‎ ‎3.如图所示，x轴在水平地面内，y轴沿竖直方向，图中画出了从y轴上沿x 轴正向抛出的三个小球a、b和c的运动轨迹，其中b和c是从同一点抛出的。不计空气阻力，则(　　)‎ A. a的飞行时间比b的长 B. c的飞行时间比b的长 C. a的水平速度比b的小 D. c的初速度比b的小 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A.根据平抛运动规律，竖直方向，高度决定时间，小球b比小球a高度大，则b的飞行时间比a的长，A错误；‎ B.b和c两小球高度相同，则两者飞行时间相同，B错误；‎ C.平抛运动水平方向匀速直线运动，小球a水平位移大，运动时间短，则a的水平速度比b的大，C错误；‎ D.小球b和c时间相同，小球b水平位移大，则b的初速度比c的大，D正确。‎ 故选D。‎ ‎4.如图，质量为m的小球固定在长为L的细轻杆的一端，绕细杆的另一端O在竖直平面上做圆周运动，球转到最低点A时，线速度的大小为，此时(　　)‎ A. 杆受到的压力 B. 杆受到的拉力 C. 杆受到的压力 D. 杆受到的拉力 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】设此时杆对小球的作用力为拉力，则有 解得 正号说明力的方向与假设相同，即球受到的力为杆向上的拉力，根据牛顿第三定律可知，杆受到向下的拉力，故B正确，ACD错误。‎ 故选B。‎ ‎5.关于行星运动的规律，下列说法符合史实的是:‎ A. 开普勒在牛顿定律的基础上，导出了行星运动的规律 B. 牛顿发现了万有引力规律，并且测出了引力常量G C. 开普勒在第谷天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律 D. 开普勒总结出了行星运动的规律，找出了行星按照这些规律运动的原因 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】AC．开普勒在第谷天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律——开普勒三定律．故A项错误，C项正确．‎ B．牛顿发现了万有引力规律，卡文迪许测出了引力常量G．故B项错误．‎ D．开普勒总结出了行星运动的规律，牛顿找出了行星按照这些规律运动的原因．故D项错误．‎ ‎6.牛顿定律不适用于下列哪些情况(　　)‎ A. 研究原子中电子的运动 B. 研究“嫦娥三号”的高速发射 C. 研究地球绕太阳的运动 D. 研究飞机从北京飞往纽约的航线 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A.牛顿第二定律不适用于微观原子，A正确；‎ BCD.都是宏观低速运动的物体（与光速比速度较低），牛顿运动定律都适用，BCD错误。‎ 故选A。‎ ‎7.某行星的质量与地球质量相等，半径为地球的 ‎，要从该行星上发射一颗绕它自身运动的卫星，那么“第一宇宙速度”(环绕速度)大小就为地球上的第一宇宙速度的(　　)‎ A. B. 倍 C. 倍 D. 2倍 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】地球的第一宇宙速度是卫星在近地圆轨道上的环绕速度，即轨道半径为地球半径的环绕速度，则由 解得 所以第一宇宙速度是。‎ 地球半径减小到原来的，所以第一宇宙速度（环绕速度）大小应为，即为原来的2倍，ABC错误，D正确。‎ 故选D ‎8.关于我国的“北斗”卫星导航系统下列说法中正确的是(　　)‎ A. 该系统中仅含有一颗同步卫星 B. 该系统中同步卫星线速度等于第一宇宙速度 C. 该系统中同步卫星的高度差是不变的 D. 该系统中同步卫星的线速度是一定的 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A.北斗卫星导航系统含有5颗同步卫星，A错误；‎ B.第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，也是圆周运动最大的环绕速度。而同步卫星的轨道半径要大于近地卫星的轨道半径，所以同步卫星运行的线速度一定小于‎7.9km/s, B错误；‎ CD.因为同步卫星要和地球自转同步，所以运行轨道就在赤道所在的平面内，根据 因为一定，所以r必须固定，所以不同的同步卫星一定位于空间同一轨道上，高度相同，同时线速度的大小相同；但在不同的位置，线速度的方向不同，C正确, D错误。‎ 故选C。‎ ‎9.如图所示，A、B为咬合转动的两齿轮，rA＝2rB，则A、B两轮边缘上的两点的(　　)‎ A. 角速度之比为1∶2 B. 向心加速度之比为1∶2‎ C. 周期之比为1∶2 D. 转速之比为1∶2‎ ‎【答案】ABD ‎【解析】‎ ‎【详解】根据题意有两轮边缘上的线速度大小相等，即有。‎ A.根据角速度和线速度的关系得角速度与半径成反比 A正确；‎ B.根据向心加速度a与线速度v的关系 且 得 B正确；‎ C.根据周期和线速度的关系 且 得 C错误；‎ D.根据转速和线速度关系 ‎ ‎ 且 得 D正确。‎ 故选ABD。‎ ‎10.在圆轨道上运动着质量为m的人造地球卫星，它到地面的距离等于地球半径R的三倍，地球表面重力加速度为g，则(　　)‎ A. 卫星运动的速度为 B. 卫星运动的周期为 C. 卫星运动的加速度为 D. 卫星受到的地球引力为 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ ‎【详解】A.根据 解得卫星运动的速度 A错误；‎ B.卫星运动的周期 B错误；‎ C.卫星运动的加速度 C正确；‎ D.卫星受到的地球引力为 D正确。‎ 故选CD。‎ ‎11.发射地球同步卫星要经过三个阶段：先将卫星发射至近地圆轨道1，然后使其沿椭圆轨道2运行，最后将卫星送入同步圆轨道3。轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，如图所示。当卫星分别在轨道1、2、3上正常运行时，则以下说法正确的是(　　)‎ A. 卫星在轨道3上的运行速率大于‎7.9km/s B. 卫星在轨道2上Q点的运行速率大于‎7.9km/s C. 卫星在轨道3上的运行速率小于它在轨道1上的运行速率 D. 卫星分别沿轨道1和轨道2经过Q点时的加速度大小不相等 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】AC.人造卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，设卫星的质量为m, 轨道半径为r,地球质量为M，有 解得 轨道3比轨道1半径大，卫星在轨道1上线速度是‎7.9km/s, 则卫星在轨道3上的运行速率小于‎7.9km/s，A错误，C正确；‎ B.卫星从轨道1变到轨道2，需要加速，所以卫星沿轨道1的速率小于轨道2经过Q点时的速度，B正确；‎ D.根据牛顿第二定律和万有引力定律 得 所以卫星在轨道1上经过Q点得加速度等于在轨道2上经过Q点的加速度，D错误。‎ 故选BC。‎ ‎12.如图所示，是地球大气层外圆形轨道上运动的三颗卫星，且b和c在同一轨道上，则下列说法正确的是(　　)‎ A. b、c的周期相同，且大于a的周期 B. b、c的线速度大小相等，且小于a的线速度 C. b加速后可以实现与c对接 D. a的线速度一定等于第一宇宙速度 ‎【答案】AB ‎【解析】‎ ‎【详解】卫星绕地球做圆周运动，万有引力提供向心力。‎ A.由牛顿第二定律得 解得 由于 则 A正确；‎ B.由牛顿第二定律 解得 由于 则 B正确；‎ C.b加速后做圆周运动需要的向心力变大，在该轨道上受到的万有引力小于所需向心力，b做离心运动，轨道半径变大，不可能与c对接，C错误；‎ D.由牛顿第二定律得 解得 由于a的轨道半径大于地球半径，则a的线速度小于第一宇宙速度，D错误。‎ 故选AB。‎ 第II卷（非选择题)‎ 二、填空题（本题共1道小题，共6分)‎ ‎13.如图所示为一小球做平抛运动的闪光照相照片的一部分，A、B、C为运动轨迹上三点，图中背景方格的边长均为‎5cm，如果g取‎10m/s2，那么：‎ ‎(1)照相机的闪光频率是_____Hz；（保留2位有效数字）‎ ‎(2)小球运动中水平分速度的大小是______m/s；（保留3位有效数字）‎ ‎(3)小球经过B点时的速度大小是_____m/s。（保留小数点后3位数）‎ ‎【答案】 (1). 10 (2). 1.50 (3). 2.500‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)在竖直方向上有 其中 代入求得 因此闪光频率为 ‎(2)水平方向匀速运动，有 其中 代入解得 ‎(3)根据匀变速直线运动中，时间中点的瞬时速度等于该过程的平均速度，在B点有 所以B点速度为 三、解答题（本题共4道小题，第14题8分，第15题12分，第16题12分，第17题12分，共46分)‎ ‎14.如图所示，在倾角为θ的斜面顶端P点以初速度3v水平抛出一个小球，最后落在斜面上的Q点，求小球在空中运动的时间以及P、Q间的距离。‎ ‎【答案】，‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】设小球在空中运动的时间为t, P、Q间的距离为L，小球由P落到Q的过程中，水平位移 竖直位移 解得 ‎15.如图所示，一光滑的半径为R的半圆形轨道底部固定竖直放置在水平面上，一个质量为‎2m的小球以某一速度冲上轨道，然后小球从轨道口B处飞出，最后落在水平面上，已知小球落地点C距B处的距离为6R。求：小球对轨道口B处的压力为多大?‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】设小球经过B点时速度为，离开B点后做平抛运动，水平位移 水平方向有 竖直方向有 解得 小球过B点时由牛顿第二定律得 解得 由牛顿第三定律知小球对B处的压力为 ‎16.已知地球半径为R，万有引力常数为G，某行星半径为地球半径的三倍，一个质量为m的砝码，在该行星上用弹簧测力计称得重力大小为G0，求 ‎(1)该行星体积V；‎ ‎(2)该行星的质量M；‎ ‎(3)该行星的密度ρ。‎ ‎【答案】(1)；(2)；(3)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】设该行星半径为r,则 ‎(1)该行星的体积为 ‎(2)该行星对砝码的引力等于砝码的重力 即 则该行星的质量为 ‎(3)该行星的密度为 ‎17.‎2020年4月16日，小明同学受邀参观天文观测站，恰好当日该站收到了最新观测数据。‎2020年4月7日晚，在距离地球12345光年的恒星“哎呦我去”周围，发现了行星“吓死我了”通过研究发现，行星“吓死我了”围绕恒星“哎呦我去”做匀速圆周运动，且运行n圈所用时间为t，恒星“哎呦我去”的半径为R，表面的重力加速度为g，引力常量为G。小明同学为科学的发展，贡献了自己的一份力量算出了以下数值：‎ ‎①恒星“哎呦我去”的质量M；‎ ‎②恒星“哎呦我去”的第一宇宙速度v；‎ ‎③行星“吓死我了”与恒星“哎呦我去”星球表面的距离L。‎ 请同为高中生的你也计算出以上三个数据。‎ 注：行星“吓死我了”与恒星“哎呦我去”之间距离较小，且恒星“哎呦我去”的半径极大。‎ ‎【答案】(1)；(2)；(3)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)恒星表面处引力等于重力 得 ‎(2)第一宇宙速度为恒星表面附近卫星运行速度，有 则 或 得 ‎(3)行星做匀速圆周运动，则 由万有引力提供向心力得 解得 ‎ ‎