河南省周口市陈州高级中学2019-2020学年高一下学期摸底考试物理试题
陈州高级中学2019-2020学年高一下学期摸底考试
物理试卷
一．选择题（本题共14小题，每小题4分，共56分．1—8题为单选题，每题只有一个选项是正确的。9—14为多选题，在每小题给出的四个选项中，至少有两个选项是完全正确的，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有错选或不选的得0分）。
1．下列说法正确的是（ ）
A．做匀速圆周运动的物体，所受合外力是恒力
B．匀速运动和自由落体运动的合运动一定是曲线运动
C．做曲线运动的物体所受合外力可能为恒力
D．火车超过限定速度转弯时，车轮轮缘将不会挤压铁轨的轨壁
2．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，下列表述中正确的是（ ）
A．第谷发现了行星运动三定律
B．伽利略发现了万有引力定律
C．开普勒第三行星运动定律中的k值只与地球质量有关
D．卡文迪许通过扭秤实验测量出了万有引力常量
3．如图所示，在同一平台上的O点水平抛出的三个物体，分别落到a、b、c三点，则三个物体运动的初速度va、vb、vc的关系和二个物体运动的时间ta、tb、tc的关系分别是（ ）
A．va>vb>vc，ta>tb>tc
B．va
vb>vc，tatb>tc
4．用跨过定滑轮的绳把湖中小船拉靠岸，如图，已知拉绳的速度v不变，则船速
A．逐渐增大 B．不变 C．逐渐减小 D．先增大后减小
5．“嫦娥四号”探测器成功登陆月球，创造了人类历史上三个第一：人类的探测器首次在月球背面实现软着陆，人类第一次成功完成了月球背面与地球之间的中继通信，人类第一次近距离拍摄到月背影像图。“嫦娥四号”登陆月球前环绕月球做圆周运动，轨道半径为r，周期为T，已知月球半径为R，引力常量为G，根据以上信息可得出（ ）
A．月球的质量为 B．月球的平均密度为
C．月球表面的重力加速度为 D．月球的第一宇宙速度为
6．如图所示，一个物体放在水平面上，在跟竖直方向成θ角的斜向下的推力F的作用下沿平面移动了距离s，若物体的质量为m，物体与地面之间的摩擦力大小为f，则在此过程中（ ）
A．摩擦力做的功为fs B．力F做的功为Fscosθ
C．力F做的功为Fssinθ D．重力做的功为mgs
7．质量为m的汽车在平直路面上启动，启动过程的速度图像如图所示，段为直线，从时刻起汽车保持额定功率不变，整个运动过程中汽车所受阻力恒为f，则( )
A．时间内，汽车的牵引力等于
B．时间内，汽车牵引力做功为
C．时间内，汽车的功率等于
D．时间内，汽车的功率等于
8．从地面竖直上抛一物体，初速度为v0，不计空气阻力，取地面为参考平面，当物体的重力势能为动能的4倍时，物体离地面的高度为（ ）
A． B． C． D．
9．下列说法正确的是（ ）
A．力很大，位移也很大，这个力做的功可能为零
B．一对作用力与反作用力对相互作用的系统做功之和一定为零
C．静摩擦力对物体一定不做功，滑动摩擦力对物体一定做负功
D．重力势能与参考面的选择有关，重力势能的变化量与参考面的选择无关
10．如图所示，一连接体一端与一小球相连，可绕过O点的水平轴在竖直平面内做圆周运动，设轨道半径为r.图中P、Q两点分别表示小球轨道的最高点和最低点，则下列说法中正确的是（ ）
A．若连接体是轻质细绳时，小球到达P点的速度可以为零
B．若连接体是轻质细杆时，小球到达P点的速度可以为零
C．若连接体是轻质细绳时，小球在P点受到绳的拉力可能为零
D．若连接体是轻质细杆时，小球在P点受到细杆的作用力为拉力，在Q点受细杆的作用力为推力
11．如图所示，a、b、c是地球大气层外圆形轨道上运行的三颗人造卫星，a和b的质量相等，且小于c的质量，则( )
A．b所需向心力最小
B．b、c的向心加速度大小相等，且大于a的向心加速度
C．b、c的周期相等且大于a的周期
D．b、c的线速度大小相等，且小于a的线速度
12．一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直水平面，圆锥筒固定，有质量相等的小球A和B沿着筒的内壁在水平面内做匀速圆周运动，如图所示，则（ ）
A．球A的角速度等于球B的角速度
B．球A的线速度大于球B的线速度
C．球A的运动周期小于球B的运动周期
D．球A与球B对筒壁的压力相等
13．如图所示，航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后，在A点从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ，B为轨道Ⅱ上的一点，如图所示，关于航天飞机的运动，下列说法中正确的有（ ）
A．在轨道Ⅱ上经过A的速度小于经过B的速度
B．在轨道Ⅱ上经过A的速度大于在轨道Ⅰ上经过A的速度
C．在轨道Ⅱ上运动的周期小于在轨道Ⅰ上运动的周期
D．在轨道Ⅱ上经过A的加速度小于在轨道Ⅰ上经过A的加速度
14．某人将1kg的物体由静止向上匀加速提起1m，这时物体的速度为2m/s（），则下列说法正确的是( )
A．物体重力势能增加10J
B．物体所受的合外力做功2J
C．物体所受的合外力做功12J
D．人对物体做功10J
二、实验题（每空2分，共10分）
15．（4分）如图所示，在研究平抛运动时，小球A沿轨道滑下，离开轨道末端（末端水平）时撞开轻质接触式开关S，被电磁铁吸住的小球B同时自由下落．改变整个装置的高度H做同样的实验，发现位于同一高度的A、B两球总是同时落地，
（1）该实验现象说明了A球在离开轨道后__________
A．水平方向的分运动是匀速直线运动．
B．水平方向的分运动是匀加速直线运动．
C．竖直方向的分运动是自由落体运动．
D．竖直方向的分运动是匀速直线运动．
（2）在“研究平抛物体的运动”的实验中，得到的轨迹如图所示，其中O点为平抛运动的起点，根据平抛运动的规律及图中给出的数据，可计算出小球平抛的初速度v0=________m/s，（）
16．（6分）用如图所示的装置，探究功与物体速度变化的关系．实验时，先适当垫高木板，然后由静止释放小车，小车在橡皮条弹力的作用下被弹出，沿木板滑行．小车滑行过程中通过打点计器的纸带，记录其运动规律．观察发现纸带前面部分点迹疏密不匀，后面部分点迹均匀分布，回答下列问题：
（1）实验前适当垫高木板是为了____________
（2）在用做“探究功与速度关系”的实验时，下列说法正确的是_________．
A．通过控制橡皮筋的伸长量不变，改变橡皮筋条数来分析拉力做功的数值
B．通过改变橡皮筋的长度来改变拉力做功的数值
C．实验过程中木板适当垫高就行，没有必要反复调整
D．通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的平均速度即可.
（3）实验结束后，为了更直观的研究功与速度变化的关系，利用所得的数据，画出的正确图像应该是图中的图_______
三、解答题（34分）
17（10分）．如图所示，用轻绳系住质量为m的小球，使小球在竖直平面内绕点O做园周运动。小球做圆周运动的半径为L。小球在最高点A的速度大小为v，不计空气阻力，重力加速度为g，求：
(1)小球在最高点A时，绳子上的拉力大小；
(2)小球在最低点B时，绳子上的拉力大小。
18（10分）．如图所示，宇航员站在某质量分布均匀的星球表面一斜坡上P点沿水平方向以初速度v0抛出一个小球，测得小球经时间t落到斜坡上另一点Q，斜面的倾角为α，已知该星球半径为R，万有引力常量为G，求：
(1)该星球表面的重力加速度；
(2)该星球的质量。
19（14分）．用一台额定功率为P0=60kW的起重机，将一质量为m=500kg的工件由地面竖直向上吊起，不计摩擦等阻力，取g= 10m/s2．求：
（1）工件在被吊起的过程中所能达到的最大速度vm；
（2）若使工件以a=2m/s2的加速度从静止开始匀加速向上吊起，则匀加速过程能维持多长时间？
（3）若起重机在始终保持额定功率的情况下从静止开始吊起工件，经过t= 1.14s工件的速度vt= 10m/s，则此时工件离地面的高度h为多少？
物理答案
1．C【解析】A．做匀速圆周运动的物体所受的合外力始终指向圆心，方向不断变化，不是恒力，是变力，A错误；
B．如果匀速运动和自由落体运动两个分运动在一条直线上，合运动是直线运动，B错误；
C．曲线运动的物体所受合外力可能为恒力，比如平抛运动就只受重力，C正确；
D．当火车超过限定的速度转弯，重力和支持力的合力不够提供向心力，此时车轮轮缘会挤压铁轨的外轨，D错误。故选C。
2．D【解析】A．开普勒提出行星运动规律，A错误；
BD．牛顿发现了万有引力定律，万有引力常量是卡文迪许在实验中测量并计算得出的，B错误D正确；
C．开普勒第三行星运动定律中的k值，与太阳的质量有关，与地球的质量无关，C错误。
故选D。
3．D【解析】三个物体都做平抛运动，在竖直方向上是自由落体运动，由，得，可以知道下落的距离最大的物体的运动时间最长，所以运动时间的关系为，以c点所在的平面为水平面，画一条水平线，三个球的竖直位移相同，所以它们的运动时间t相同，由可以知道，水平位移大的物体的初速度大，所以初速度的关系为．故本题正确答案选D．
4．A【解析】试题分析：设某时刻船速v1,绳子方向和船速夹角为а，则，所以当小船靠岸时，随а增大，船速逐渐增大，选项A正确。
5．C【解析】A.根据月球对卫星的外有引力等于向心力可得：
解得月球的质量为
选项A错误；
B. 月球的平均密度为
选项B错误；
C.由 可得月球表面的重力加速度
选项C正确；
D. 月球的第一宇宙速度是指绕月球表面运行的卫星的速度，则月球的第一宇宙速度不等于，选项D错误。
6．C【解析】A、物体与地面之间的摩擦力大小为f，物体的位移的大小为s，由功的公式可得：，A错误；
B、力F与竖直方向成θ角，所以在水平方向的分力为Fsinθ，所以F做的功为Fs•sinθ，B错误；C、由B的分析可知C正确；
D、重力在竖直方向上，物体在竖直方向的位移是零，所以重力的功为零，D错误；故选C．
7．D【解析】0～t1时间内，汽车做匀加速直线运动，加速度a=，根据牛顿第二定律得，F-Ff=ma，解得牵引力F=Ff+m，故A错误。根据动能定理，在时间内，汽车合外力做功为，选项B错误；汽车的额定功率P=Fv1=（Ff+m）v1，故C错误。当牵引力等于阻力时，速度达到最大，故t1～t2时间内，汽车已达到额定功率，则P=fv2，故D正确。故选D。
8．A【解析】设物体离地面的高度为H，且速度为v，由题意知
再由匀变速直线运动规律得
解得：
故A正确，BCD错误。 故选A。
9．AD【解析】试题分析：如果这个力与位移方向垂直，则力做功为0，A正确；只要系统单方做功不为0，则系统做功不为0，B错误；静止的物体在摩擦力的作用下运动，则摩擦力做功为正，C错误；D选项描述的是参考系的性质，D正确
10．BC【解析】AB.若连接体是轻质细绳时，无法给小球支持力，小球到达P点的最小速度对应重力提供向心力时的速度 ， 。因为轻杆可以给支持力，所以连接体是轻质细杆时，小球到达P点的速度可以为零。故A错误B正确。
C.若连接体是轻质细绳时，小球在P点受到绳的拉力可能为零，即重力提供向心力，故C正确。
D.若连接体是轻质细杆时，若小球在P点速度大于，小球在P点受到细杆的作用力为拉力，若小球在P点速度小于，小球在P点受到细杆的作用力为推力；在Q点重力和杆作用力的合力提供向心力，所以在Q点，一定是拉力，故D错误。
11．ACD【解析】向心力有万有引力提供， ，因为a、b质量相同，且小于c的质量，可知b所需向心力最小，A正确；根据可得，可知，轨道半径越大，加速度越小．故b、c的向心加速度相等，小于a的向心加速度，B错误；根据公式可得，可知，轨道半径越大，周期越大．故b、c的周期相同，大于a的周期，C正确；根据可得，轨道半径越大，线速度越小，故b、c的线速度大小相等，且小于a的线速度，D正确．
12．BD【解析】小球A和B紧贴着内壁分别在水平面内做匀速圆周运动． 由于A和B的质量相同，小球A和B在两处的合力相同，即它们做圆周运动时的向心力是相同的．
由公式，由于球A运动的半径大于B球的半径，F和m相同时，半径大的角速度小，球A的角速度小于球B的角速度，故A错误．
由向心力的计算公式，由于球A运动的半径大于B球的半径，F和m相同时，半径大的线速度大，球A的线速度大于球B的线速度，故B正确；
由周期公式，所以球A的运动周期大于球B的运动周期，故C错误．
球A对筒壁的压力等于球B对筒壁的压力，所以D正确．
13．AC【解析】A. 轨道Ⅱ上由A点运动到B点，引力做正功，动能增加，所以经过A的速度小于经过B的速度，故A项与题意相符；
B. 从轨道Ⅰ的A点进入轨道Ⅱ需减速，使万有引力大于所需要的向心力，做近心运动。所以轨道Ⅱ上经过A的速度小于在轨道Ⅰ上经过A的速度，故B项与题意不相符；
C. 根据开普勒第三定律可知，椭圆轨道的半长轴小于圆轨道的半径，所以在轨道Ⅱ上运动的周期小于在轨道Ⅰ上运动的周期，故C项与题意相符；
D. 在轨道Ⅱ上和在轨道Ⅰ通过A点时所受的万有引力相等，根据牛顿第二定律，加速度相等，故D项与题意相符。
14．AB【解析】重力做的功为WG=mgh=-10×1=-10J，所以物体克服重力做功10J，故A正确；分析物体的运动的情况可知，物体的初速度的大小为0，位移的大小为1m，末速度的大小为2m/s，由速度位移关系公式v2-v02=2ax，可得加速度：a=2m/s2；由牛顿第二定律可得：F-mg=ma；所以F=mg+ma=12N，合力的大小为ma=2N，所以合力做的功为2×1=2J，所以合外力做功为2J，故B正确，C错误；手对物体做功W=FL=12×1J=12J，故D错误；故选AB．
15．(1)C (2)1.6 【解析】（1）由于AB两球同时从同一高度开始下落，并且同时到达地面，故在竖直方向两球遵循相同的运动规律：即速度加速度总是相同．由于B球做自由落体运动，故A球在平抛过程中在竖直方向也做自由落体运动，故C正确，D错误．而A球在水平方向的运动没有可以参照的物体，故无法确定平抛运动的物体在水平方向的运动所遵循的规律．故AB无法判定．故选C．
（2）小球做平抛运动，在水平方向上：x=v0t，在竖直方向上：y=gt2，解得v0=x；
由图示实验数据可得：；
16．（1）平衡摩擦阻力 （2）A （3）乙
【解析】试题分析：（1）小车下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，则应该用重力的下滑分量来平衡摩擦力，故可以将长木板的一段垫高；
（2）橡皮筋拉小车时的作用力是变力，我们不能求变力做功问题，但选用相同的橡皮筋，且伸长量都一样时，橡皮条数的关系就是做功多少的关系，因此用不同条数的橡皮筋且拉到相同的长度，这样橡皮筋对小车做的功才有倍数关系，故A正确；橡皮筋拉小车时的作用力是变力，我们不能根据公式W=FL求变力做功问题，因此实验中并非通过改变橡皮筋的长度改变拉力做功的数值，故B错误；实验过程中木板适当垫高就行，反复调整使得小车沿木板向下的重力与摩擦力平衡才行，故C错误．橡皮条做功完毕，速度最大，通过研究纸带，得到小车的最大速度，故D错误．
（3）根据甲图，得到，式子中a为常系数，n为指数；当n=1时，图线为直线；当时，图线向下弯曲；当时，图线向上弯曲；甲图图线向上弯曲，故表达式中n为大于1的任意数值，而乙图中，W与v2成正比，故乙图正确．
17．（1）；（2）
【解析】（1）小球在A点受力如图1所示。
重力与绳子拉力F1的合力提供小球向心力，有
所以拉力
（2）小球从A点到B点运动过程遵循机械能守恒，有
所以
小球在B点受力如图2所示。
重力与绳子拉力F2的合力提供小球向心力，有
所以
18．（1） （2）
【解析】(1)根据平抛运动知识可得
解得
(2)根据万有引力等于重力，则有
解得
19．（1）12m/s；（2）5s；（3）8.68m
【解析】（1）当工件达到最大速度时，功率达到额定功率且加速度为零，即F=mg，P=P0=60kW
故
（2）工件被匀加速向上吊起时，a不变，v变大，P也变大，当P=P0时匀加速过程结束，根据牛顿第二定律得F-mg=ma ，
此时的瞬时功率为：P0=Fv
代入数据a=2m/s2，P0=60kW
解得匀加速过程结束时工件的速度为：
匀加速过程持续的时间为： ；
（3）在该过程中重力做负功，牵引力做正功，根据动能定理，
代入数据解得： h=8.68m．
