【物理】山东省滕州市第一中学2019-2020学年高一下学期4月试卷 （解析版）

【物理】山东省滕州市第一中学2019-2020学年高一下学期4月试卷 （解析版）

山东省滕州市第一中学2019-2020学年高一下学期4月试卷 第 I 卷（选择题 共 48 分）‎ 一、本题包括 12 小题，每小题 4 分，共 48 分。在每小题给出的四个选项中， 第 1-8 题只有一项符合题目要求，第 9~12 题有多项符合题目要求。全部选对 的得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分。‎ ‎1.下列符合物理学史的是（　　）‎ A. 开普勒在第谷的行星观测数据基础上发现了行星的运动规律 B. 牛顿发现了万有引力定律并给出了万有引力常量的数值 C. 海王星被称为“笔尖下发现的行星”，卡文迪许根据万有引力定律计算出了它的轨道 D. 托勒密的“地心说”是错误的，后来哥白尼给出“日心说”才是符合客观事实的规律 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A.开普勒在第谷的行星观测数据基础上发现了行星运动的三大定律，故A正确； B.牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许发现了万有引力常量的数值，故B错误；‎ C. “海王星”是凭借万有引力定律，通过计算在笔尖下发现的行星，但不是卡文迪许根据万有引力定律计算出了它的轨道，故C错误；‎ D. 哥白尼提出了“日心说”推翻了束缚人类思想很长时间的“地心说”，现在发现“日心说”也是错误的，太阳不是宇宙的中心，太阳也不是静止不动的，可以知道，日心说比地心说先进，但是也不是完全正确的，故D错误；‎ 故选A。‎ ‎2.下列说法中正确的是（　　）‎ A. 质点做曲线运动时受的合力一定是变力 B. 曲线运动是变速运动，所以物体的动能也一定是变化的 C. 两个不共线的匀变速直线运动的合运动不可能是直线运动 D. 质点做曲线运动时加速度与速度方向不在同一条直线上 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 物体做曲线运动的条件是合力的方向与速度方向不在同一条直线上，即加速度与速度方向不在同一条直线上，但合外力即加速度不一定变化，如平抛运动，故A错误，D正确；‎ B. 曲线运动的速度方向为在该点的切线方向，故曲线运动的速度方向时刻发生变化，而曲线运动的速度大小不一定时刻发生变化，可以变化也可以大小不变，故其动能也可以是不变的，故B错误；‎ C. 根据平行四边形定则知，两个不共线的匀变速直线运动的合运动，若合加速度与合初速度的方向共线，则是直线运动，若两者方向不共线，则可能是曲线运动，故C错误；‎ 故选D。‎ ‎3.关于做匀速圆周运动的物体线速度、角速度、周期和向心加速度的关系，下列说法中正确的是：‎ A. 角速度大向心加速度一定大 B. 线速度大的向心加速度一定大 C. 线速度与角速度乘积大的向心加速度一定大 D. 周期小的向心加速度一定大 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】本题考查线速度、加速度、周期、角速度关系 向心加速度可知 角速度大的物体转动半径可能很小导致加速度不是很大，A错误 线速度大的转动半径大导致加速度小，B错误 线速度与角速度乘积大的向心加速度一定大，C正确 周期小的转动半径小也会导致加速度小，D错误 ‎4.一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方高台下落，到最低点时距水面还有数米距离。假定空气阻力可忽略，运动员可视为质点，则该过程中（　　）‎ A. 蹦极绳张紧前动能一直增加，之后动能一直减小 B. 蹦极绳张紧后下落过程中，弹力做正功，等于弹性势能增加 C. 合外力做的总功为零 D. 重力势能的改变与重力势能零点的选取有关 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 从自由下落到弹力与重力等大反向的过程中，做加速运动，其动能一直在增加，从平衡位置到速度为零处，一直做减速运动，故A错误；‎ B.在蹦极绳张紧后运动员受到的弹力的方向与其位移方向相反，所以弹力做负功，根据功能关系可知，克服弹力做功等于弹性势能的增加，故B错误；‎ C.根据动能定理可知，合外力的功等于动能的变化，由于初、末动能均为零，则合外力做的总功为零，故C正确；‎ D. 重力势能的改变与重力做功有关，取决于初末位置的高度差，与重力势能零点的选取无关，故D错误；‎ 故选C。‎ ‎5.如图所示，河宽 ‎480m，水流的速度为‎5.0m/s，小船从M处开出后沿直线MN到达对岸下游N点，若直线MN与河宽成 53°角，小船在静水中的速度大小也为‎5.0m/s，已知sin53°=0.8，cos53°=0.6则小船从 M 点沿直线 MN 到达对岸所经历的时间为（　　）‎ A. 100s B. 96s C. 80s D. 48s ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】设船头与航线MN之间的夹角为，船速、水速与船在水中的合速度如图所示：‎ ‎ 由几何知识得，则船在水中的合速度大小为：‎ 方向沿MN； 则航线MN的长度为：‎ 故小船从M点沿直线MN到达对岸所经历的时间为：‎ 故A正确，BCD错误；‎ 故选A。‎ ‎6.如图所示，从倾角为θ的足够长的斜面顶端P以速度v0抛出一个小球，落在斜面上某处Q点，小球落在斜面上的速度与斜面的夹角为α，若把初速度变为3v0，小球仍落在斜面上．则以下说法正确的是（ ）‎ A. 夹角α与初速度大小无关 B. 夹角α将变大 C. 小球在空中的运动时间不变 D. P、Q间距是原来间距的3倍 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A、根据平抛规律有：，在末端进行速度分解有：，所以，斜面倾角为定值，所以落在斜面上的速度与斜面的夹角为定值，与初速度无关，故A正确，B错误；‎ C、根据方程：可知，，则初速度越大，时间越长，故C错误；‎ D、PQ间的间距，初速度变为原来的3倍，则PQ间距变为原来的9倍，故D错误．‎ ‎7.一轻杆一端固定一质量为m的小球，以另一端O为圆心，使小球在竖直平面内做半径为R的圆周运动，以下说法错误的是（　　）‎ A. 小球过最高点时，杆所受的弹力可以为零 B. 小球过最高点时最小速度为 C. 小球过最高点时速度为 2，杆对球的作用力方向向下，大小为 3mg D. 小球过最高点时速度为 0.5，杆对球的作用力方向向上，大小为 0.75mg ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 当小球在最高点恰好只有重力作为它的向心力的时候，此时球对杆没有作用力，即此时杆所受的弹力为零，A正确，故A不符合题意；‎ B. 轻杆带着小球做圆周运动，在最高点小球受到的支持力竖直向上且和重力大小相等时，小球的速度最小，且为零，B错误，故B符合题意；‎ C. 小球过最高点的速度为时，根据牛顿第二定律有：,则杆对小球的作用力大小为：,方向竖直向下，C正确，故C不符合题意；‎ D. 当小球过最高点的速度为时，根据牛顿第二定律有：，则杆对小球作用力大小为：，方向竖直向上，D正确，故D不符合题意；‎ 故选B。‎ ‎8.如图，把质量为 m的小物体置于半径为r的水平圆盘边缘B处随圆盘一起转动，物体与圆盘之间的动摩擦因数为μ，若圆盘转动的角速度为时，物体与圆盘之间刚好要发生相对滑动，以下说法正确的是（　　）‎ A. 物体在运动过程中受到重力、支持力、摩擦力、向心力的作用 B. 若将物体的质量变为‎2m，只有当圆盘转动的角速度增加为2ω时 物体才会和圆盘发生相对滑动 C. 物体运动到如图位置时，A点外侧固定玩具气枪沿AB直径方向射击物块，若子弹速度为，则一定能击中物块 D. 若圆盘是从静止开始缓慢加速，则到即将相对滑动时，摩擦力做功为 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A.物体在运动过程中受到重力、支持力、摩擦力的作用，受力分析时不能将向心力当做单独的力分析出，故A错误； B.若圆盘转动的角速度为时，物体与圆盘之间刚好发生相对滑动，此时最大静摩擦力充当向心力，则：，若物体的质量变为，则：，可以得到：‎ ‎，可见圆盘转动的角速度仍然是为时物体与圆盘发生相对滑动，故B错误；‎ C.飞出的子弹沿着直径方向做匀速直线运动，若圆盘以角速度匀速圆周运动时，若子弹能击中物块，则有：，其中，则整理可以得到子弹的速度大小为：‎ ‎，当时即物块从B点转过两个周期及一个周期时，能击中物块，但是由于题中没有明确说圆盘做匀速圆周运动，故C错误；‎ D.当物块即将发生相对滑动时，则根据牛顿第二定律有：，根据动能定理可知，圆盘从静止到即将相对滑动时，摩擦力做功为：，故D正确；‎ 故选D。‎ ‎9.一辆汽车在平直公路上以速度 v0 开始加速行驶，经过一段时间 t，前进距离 l，此时恰好达到其最大速度 vm，设此过程中汽车发动机始终以额定功率 P工作，汽车所受阻力恒为 f， 则在这段时间里，发动机所做的功为（　　）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】ABC ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．根据汽车发动机始终以额定功率 P工作，则速度最大时有，，再根据功率的定义式可得，发动机所做功，故AB正确；‎ C．再由动能定理可知，所以发动机所做功还可以表示为 ‎，故C正确；‎ D．由于汽车发动机始终以额定功率 P工作做的是加速度减小的加速运动，牵引力和位移都不能按照匀加速直线运动计算，故D错误。‎ 故选ABC。‎ ‎10.如图所示，在某次发射卫星的过程中，卫星由近地圆形轨道进入椭圆轨道，图中O点为地心，地球半径为R，A点是近地圆形轨道和椭圆轨道的切点，远地点B离地面高度为6R，设卫星在近地圆形轨道运动的周期为T．下列说法正确的是（ ）‎ A. 卫星由近地圆形轨道的A点进入椭圆轨道需要使卫星减速 B. 卫星在椭圆轨道上通过A点时的速度大于通过B点时的速度 C. 卫星在椭圆轨道上通过A点时的加速度是通过B点时加速度的6倍 D. 卫星在椭圆轨道上由A点经4T的时间刚好能到达B点 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．卫星在A点只受万有引力作用，在圆轨道万有引力等于向心力，卫星做匀速圆周运动；在椭圆轨道，万有引力小于所需的向心力，卫星做离心运动；又有向心力F＝，所以，卫星在椭圆轨道上通过A点时的速度大于卫星在圆轨道上通过A点时的速度，故卫星由近地圆形轨道的A点进入椭圆轨道需要使卫星加速，故A错误；‎ B．卫星在运动过程中只有万有引力做功，故卫星机械能守恒；又有卫星在椭圆轨道上通过A点时的势能小于通过B点时的势能，所以卫星在椭圆轨道上通过A点时的动能大于通过B点时的动能，那么卫星在椭圆轨道上通过A点时的速度大于通过B点时的速度，故B正确；‎ C．卫星在椭圆轨道上只受万有引力作用，又有F万＝，所以，加速度a＝，所以通过A点时的加速度是通过B点时加速度的＝49倍，故C错误；‎ D．由开普勒三定律可知：＝k，椭圆轨道（半长轴为4R）和圆轨道（半径为R）围绕的中心天体都是地球，故k相等，那么椭圆轨道周期T1与圆轨道周期T关系如下 ，所以T1=8T，所以卫星在椭圆轨道上由A点经T1＝4T的时间刚好能到达B点，故D正确；‎ 故选BD．‎ ‎11.如图所示，有一半径为R的粗糙半圆轨道，处处粗糙程度相同，A、C与圆心O等高，有一质量为m的物块（可视为质点），从A点以初速度滑下，滑至最低点B时， 对轨道的压力为，下列说法正确的是（　　）‎ A. 物块在 AB 段克服摩擦力做功为 0.5mgR B. 物块在 AB 段克服摩擦力做功为 1.0mgR C. 物块刚好能到达 C 点 D. 物块能到达 C 点，且还要从 C 点竖直上抛一段距离 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 设小物块到达最低点B时的速度大小为，在B点，根据牛顿第二定律得：‎ ‎ ，据题有，联立得：，在AB段根据动能定理可知：，整理可以得到物块在 AB 段克服摩擦力做功为：‎ ‎，故A正确，B错误；‎ C.根据上面分析可知，在B点物块具有的动能为：，物块从B点向C点运动过程中速度逐渐减小，从而对轨道的压力逐渐减小，从BC段克服摩擦力的功小于，根据动能定理可知到达C点时其动能大于零，即物块能到达C 点，且还要从C 点竖直上抛一段距离，故C错误，D正确；‎ 故选AD。‎ ‎12.如图所示，物体受到水平推力F的作用在粗糙水平面上做直线运动，监测到推力F、物体速度v随时间t变化的规律如图所示，取，则（　　）‎ A. 物体的质量为‎1kg B. 这3 s内物体克服摩擦力做的功为W=6.0 J C. 第1.5 s时推力 F的功率为1.5 W D. 后2 s内推力 F做功的平均功率 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 物体在内做匀速直线运动，滑动摩擦力等于推力，则：，在内做匀加速直线运动，加速度为：，根据牛顿第二定律得：，解得：，故A错误；‎ B.由上面分析可知，物体受到滑动摩擦力大小为，根据图像的面积代表位移的大小可知在内物体的位移大小为：，则在内摩擦力的功为：‎ ‎，即这3 s内物体克服摩擦力做的功为，故B正确；‎ C. 根据图像可知，在时刻物体的速度为，则时刻推力的瞬时功率为：‎ ‎，故C错误；‎ D.由图像可知，在推力大小为：，位移大小为：，则在内推力的功为：，在推力大小为：，位移大小为：‎ ‎，则在内推力功为：，则后内推力 F做功的平均功率为：，故D正确；‎ 故选BD。‎ 第 II 卷（非选择题 共 52 分）‎ 注意事项：第 II 卷共 5 小题。第 II 卷所有题目的答案，须用 0.5 毫米黑色签 字笔答在作业纸上，然后拍照上传。电子输入答题不得分。‎ ‎13.“嫦娥二号”探月卫星的成功发射，标志着我国航天又迈上了一个新台阶。假设我国宇航员乘坐探月卫星登上月球，如图所示是宇航员在月球表面水平抛出小球的闪光照片的一部分，已知照片上方格的实际边长为a，闪光周期为T，据此分析：‎ ‎（1）小球平抛的初速度为_______；‎ ‎（2）月球上的重力加速度为______；‎ ‎（3）若宇航员在月球表面用轻绳栓一质量为m的小铁球，在竖直平面内做圆周运动，则运动过程中绳上最大、最小拉力之差 ∆F=________________。‎ ‎【答案】 (1). (2). (3). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）平抛运动水平方向为匀速运动，故小球的初速度为：‎ ‎（2）平抛运动竖直方向为自由落体运动，则根据竖直方向运动规律可知有：‎ 则月球表面的重力加速度为：‎ ‎（3）当在最高点只有重力提供向心力时，拉力最小为零，则根据牛顿第二定律：‎ 可知此时最小速度为：‎ 设在最低点时速度为，则根据动能定理：‎ 此时最低点的拉力最大，根据牛顿第二定律有：‎ 则绳上最大、最小拉力之差为：‎ ‎14.课外学习兴趣小组要验证“动能定理”的正确性，他们在实验室组装了一套如图所示的装置水平轨道上安装两个光电门，小车上固定有力传感器和挡光板，细线一端与力传感器连接另一端跨过定滑轮挂上砝码盘，实验时，调整轨道的倾角正好能平衡小车所受的摩擦力（图中未画出）。‎ ‎ ‎ ‎（1）该实验中小车实际所受的合力_____（填“等于”或“不等于”）力传感器的示数；‎ ‎（2）实验获得以下测量数据：小车、传感器和挡光板的总质量M，挡光板的宽度，光电 门1、2的中心距离为s。某次实验过程：力传感器的读数为F，小车通过光电门1和2的当光时间分别为 t1、t2（小车通过光电门 2后，砝码盘才落地），小车通过光电门2时速度v2_____。已知重力加速度为g，则该实验要验证的式子是______（用题中所给已知量符号表示）。‎ ‎【答案】 (1). 等于 (2). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）由于题中已经平衡摩擦力了，则绳子的拉力即为小车的合力，而且传感器能够测出绳子拉力大小，即小车实际所受的合力等于力传感器的示数；‎ ‎（2）由于光电门的宽度很小，所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度，则小车通过光电门2的瞬时速度为：‎ 小车通过光电门1的瞬时速度为：‎ 根据动能定理可以得到：‎ 带入整理可以得到该实验要验证的式子是：‎ ‎15.如图所示，半径R=‎0.25m的粗糙大圆环上套有一质量为m=‎1kg的小环，大、小环间动摩擦因数为μ。当大圆环绕着过环心的竖直轴匀速旋转，且转速为n=120r/min 时，小环与大园环间刚好没有相对运动趋势，求小环偏离圆环最低点的高度。‎ ‎ ‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】设如图示的圆心角为，则有，对小球受力分析如图所示：‎ 根据牛顿第二定律可知：‎ 而且竖直方向：‎ 根据几何知识：‎ 角速度为：‎ 联立以上方程可以得到：‎ ‎16.‎2007年10月24日18时05分，我国自主研制的第一个月球探测器——“嫦娥一号”卫星，在西昌卫星发射中心顺利发射升空，为实现中华民族几千年的奔月梦想迈出了重要的一步；截止目前，共发射了4颗嫦娥系列卫星，由轨道器、返回器、着陆器等组成的“嫦娥五号”也即将在今年发射；中国人的探月工程，为人类和平使命月球做出了新的贡献。已知“嫦娥一号”绕月飞行轨道近似为圆形，距月球表面高度为H，飞行周期为T，月球的半径为R，引力常量为G，求：‎ ‎（1）“嫦娥一号”绕月飞行时的线速度大小；‎ ‎（2）月球的质量；‎ ‎（3）若发射一颗绕月球表面做匀速圆周运动的飞船，则其绕月运行的线速度应为多大。‎ ‎【答案】（1）；（2）；（3）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）“嫦娥一号”绕月飞行时的线速度大小为：‎ ‎（2）设月球质量为M，“嫦娥一号”的质量为m，根据牛二定律得：‎ ‎ ‎ 解得：‎ ‎（3）设绕月飞船运行的线速度为，飞船质量为，则：‎ ‎ 又 联立得：‎ ‎17.如图所示，位于竖直平面上的圆弧轨道，半径为R，OB 沿竖直方向，上端 A 距地面高度为H，质量为m的小球从A点由静止释放，最后落在水平地面上C 点处，不计空气阻力。已知小球到达B点时对圆弧轨道的压力为2mg，求：‎ ‎（1）小球到达B点时的速度大小；‎ ‎（2）AB圆弧上摩擦力所做的功；‎ ‎（3）若H恒定，R可变，求小球落地点C与 B点的水平距离s的最大值。‎ ‎【答案】（1）；（2）；（3）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）小球在B点时，根据牛顿第二定律得：‎ ‎ ‎ 将代入解得小球到达B点时的速度大小为：‎ ‎（2）从A到B根据动能定理可以得到：‎ 则可以得到：‎ ‎（3）小球从B点开始做平抛运动，竖直方向：‎ 水平方向：‎ 联立可以得到：‎ 根据数学关系可知，当时，有最大值，即：‎ ‎ ‎