2019-2020學(xué)年山東省濟(jì)寧市嘉祥一中高一物理下學(xué)期5月期中試題含解析

PAGE14-山東省濟(jì)寧市嘉祥一中2019-2020學(xué)年高一物理下學(xué)期5月期中試題（含解析）一、選擇題1.某質(zhì)點(diǎn)繞圓軌道做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法中正確的是（）A.因?yàn)樗乃俣却笮∈冀K不變，所以它做的是勻速運(yùn)動(dòng)B.該質(zhì)點(diǎn)速度大小不變，但方向時(shí)刻改變，是變速運(yùn)動(dòng)C.該質(zhì)點(diǎn)速度大小不變，處于平衡狀態(tài)D.該質(zhì)點(diǎn)做的是勻變速運(yùn)動(dòng)，所受合外力不等于零【答案】B【解析】【詳解】ABC．勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度大小不變，方向時(shí)刻改變，因此是變速運(yùn)動(dòng)，不處于平衡狀態(tài)，選項(xiàng)AC錯(cuò)誤，B正確；D．質(zhì)點(diǎn)做的是變速運(yùn)動(dòng)，故它所受合外力不等于零，具有加速度，但加速度的方向時(shí)刻在變化，不是勻變速運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選B。2.A、B兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)，分別做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，在相等時(shí)間內(nèi)它們通過(guò)的弧長(zhǎng)之比sA∶sB=2∶3，轉(zhuǎn)過(guò)的圓心角之比θA∶θB=3∶2。則下列說(shuō)法正確的是（）A.它們的線速度大小之比vA∶vB=3∶2B.它們的角速度之比ωA∶ωB=2∶3C.它們的周期之比TA∶TB=3∶2D.它們的向心加速度之比aA∶aB=1∶1【答案】D【解析】【詳解】A．根據(jù)線速度的定義得選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．根據(jù)角速度的定義得選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．根據(jù)周期得選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．由得選項(xiàng)D正確。故選D。3.如圖所示，將一質(zhì)量為m的擺球用細(xì)繩吊起，上端固定，使擺球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，關(guān)于擺球A的受力情況，下列說(shuō)法中正確的是（

）A.擺球受重力、拉力的作用B.擺球受拉力和向心力的作用C.擺球受重力、拉力和向心力的作用D.擺球受重力和向心力的作用【答案】A【解析】擺球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，小球只受重力和繩的拉力作用，二者合力提供向心力，故A正確．故選A．點(diǎn)睛：本題要正確理解向心力：是效果力，它由某一個(gè)力或幾個(gè)力的合力提供，它不是性質(zhì)的力，分析物體受力時(shí)不能分析向心力．4.通過(guò)觀測(cè)冥王星衛(wèi)星，可以推算出冥王星的質(zhì)量．假設(shè)衛(wèi)星繞冥王星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，除了引力常量外，至少還需要兩個(gè)物理量才能計(jì)算出冥王星的質(zhì)量．這兩個(gè)物理量可以是A.衛(wèi)星的速度和角速度B.衛(wèi)星的質(zhì)量和軌道半徑C.衛(wèi)星的質(zhì)量和角速度D.衛(wèi)星的運(yùn)行周期和軌道半徑【答案】AD【解析】試題分析：衛(wèi)星圍繞冥王星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，萬(wàn)有引力提供向心力，已知衛(wèi)星的速度和角速度，則軌道半徑，根據(jù)即可求解冥王星質(zhì)量M，故A正確；根據(jù)可知，衛(wèi)星的質(zhì)量可以約去，只知道半徑不能求出冥王星質(zhì)量，故B錯(cuò)誤；根據(jù)可知，衛(wèi)星的質(zhì)量可以約去，只知道角速度不能求出冥王星質(zhì)量，故C錯(cuò)誤；根據(jù)可知，知道衛(wèi)星的運(yùn)行周期和軌道半徑可求解冥王星質(zhì)量M，故D正確；故選AD．考點(diǎn)：萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用5.關(guān)于地球同步衛(wèi)星，下列說(shuō)法不正確的是（）A.它的周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同B.它的周期、高度、速度大小都是一定的C.我國(guó)發(fā)射的同步通訊衛(wèi)星可以通過(guò)北京上空D.我國(guó)發(fā)射的同步通訊衛(wèi)星必須定點(diǎn)在赤道上空【答案】C【解析】【詳解】A．同步衛(wèi)星的周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同，選項(xiàng)A正確；B．根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力有其中R為地球半徑，h為同步衛(wèi)星離地面的高度。由于同步衛(wèi)星的周期必須與地球自轉(zhuǎn)周期相同，所以T為一定值，根據(jù)上面等式得出同步衛(wèi)星離地面的高度h也為一定值。由于軌道半徑一定，則線速度的大小也一定，選項(xiàng)B正確；CD．它若在除赤道所在平面外的任意點(diǎn)，假設(shè)實(shí)現(xiàn)了“同步”，那它的運(yùn)動(dòng)軌道所在平面與受到地球的引力就不在一個(gè)平面上，這是不可能的。所以我國(guó)發(fā)射的同步通訊衛(wèi)星必須定點(diǎn)在赤道上空，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。本題選不正確的，故選C。6.如圖所示，B物體在拉力F的作用下向左運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，A、B之間有相互作用的摩擦力，則對(duì)摩擦力做功的情況，下列說(shuō)法中一定正確的是（）AA、B都克服摩擦力做功 B.摩擦力對(duì)A不做功C.拉力F與摩擦力對(duì)B做的總功為零 D.摩擦力對(duì)A、B都不做功【答案】B【解析】【詳解】AB．做功的兩個(gè)必要因素是力和在力的方向上通過(guò)一段位移，當(dāng)B向左移動(dòng)時(shí)，A物體沒(méi)有動(dòng)，故AB之間的摩擦力對(duì)A沒(méi)有做功，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；D．B物體受到的摩擦力方向與運(yùn)動(dòng)方向相反，故摩擦力對(duì)B做負(fù)功，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；C．由于不知拉力F與摩擦力的大小關(guān)系，因此不能判斷拉力F與摩擦力對(duì)B做的總功情況，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。故選B。7.關(guān)于功率，下列說(shuō)法正確的是（）A.不同物體做相同的功，它們的功率一定相同B.物體做功越多，它的功率就越大C.物體做功越快，它的功率不一定越大D.發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率與實(shí)際功率可能相等，也可能不相等【答案】D【解析】【詳解】A．不同物體做相同的功，但它們的功率不一定相同，還與所用時(shí)間有關(guān)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．物體做功越多，它的功率并不一定越大，還要看時(shí)間的多少，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．物體做功越快，則它的功率就一定越大，因?yàn)楣β适敲枋鲎龉炻奈锢砹?，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率與實(shí)際功率不一定相等，當(dāng)處于正常工作時(shí)，兩者相等，選項(xiàng)D正確。故選D。8.如圖所示，重物A的質(zhì)量為m，置于水平地面上，一根輕質(zhì)彈簧原長(zhǎng)為L(zhǎng)，勁度系數(shù)為k，下端與重物A相連接。現(xiàn)將彈簧上端點(diǎn)P緩慢地豎直提起一段高度h，使重物A離開(kāi)地面，這時(shí)重物A具有的重力勢(shì)能為（以地面為零勢(shì)能面，重力加速度為g）（）A. B.C. D.【答案】C【解析】【詳解】物塊剛A離開(kāi)地面時(shí)，彈簧所受彈力等于物塊的重力，根據(jù)胡克定律得彈簧伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度為由彈簧上端P緩慢的豎直向上提起的距離h，則物塊上升的高度為以地面為勢(shì)能零點(diǎn)，這時(shí)物塊A具有的重力勢(shì)能為選項(xiàng)C正確，ABD錯(cuò)誤。故選C。9.發(fā)射地球同步先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道1，然后點(diǎn)火，使其沿橢圓軌道2運(yùn)行，最后再次點(diǎn)火，將衛(wèi)星送入同步圓軌道3.軌道1、2相切于Q點(diǎn)，軌道2、3相切于P點(diǎn)，如圖所示，則當(dāng)衛(wèi)星分別在1、2、3軌道上正常運(yùn)行時(shí)，以下說(shuō)法正確的是（）A.衛(wèi)星在軌道3上的速率大于在軌道1上的速率B.衛(wèi)星在軌道3上的角速度小于在軌道1上的角速度C.衛(wèi)星在軌道1上經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)時(shí)的加速度大于它在軌道2上經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)時(shí)的加速度D.衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)的加速度等于它在軌道3上經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)的加速度【答案】BD【解析】詳解】AB．根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力有解得，可知軌道半徑越大，速率和角速度都越小，因此衛(wèi)星在軌道3上的速率和角速度小于在軌道1上的速率和角速度，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；CD．衛(wèi)星圓周運(yùn)動(dòng)的向心力有萬(wàn)有引力提供，在同一點(diǎn)萬(wàn)有引力相等，則加速度也相等，因此衛(wèi)星在軌道1上經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)時(shí)的加速度等于它在軌道2上經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)時(shí)的加速度，衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)的加速度等于它在軌道3上經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)的加速度，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。故選BD。10.如圖所示，一個(gè)內(nèi)壁光滑的圓錐形筒的軸線垂直于水平面，圓錐筒固定不動(dòng)，有兩個(gè)質(zhì)量相等的小球A和B緊貼著內(nèi)壁分別在圖中所示的水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則以下說(shuō)法中正確的是（）A.A球的線速度必定大于B球的線速度B.A球的角速度必定大于B球的線速度C.A球的運(yùn)動(dòng)周期必定小于B球的運(yùn)動(dòng)周期D.A球的向心加速度必定等于B球的向心加速度【答案】AD【解析】【詳解】A．小球做圓周運(yùn)動(dòng)的受力如圖：由于A和B的質(zhì)量相同，小球A和B在兩處的合力相同，即它們做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的向心力是相同的。由向心力的計(jì)算公式可知，由于球A運(yùn)動(dòng)的半徑大于B球的半徑，F(xiàn)和m相同時(shí)，半徑大的線速度大，選項(xiàng)A正確；B．由公式可知F和m相同時(shí)，半徑大的角速度小，A球的角速度必定小于B球的角速度，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．根據(jù)知F和m相同時(shí)，半徑大的周期大，A球的運(yùn)動(dòng)周期必定大于B球的運(yùn)動(dòng)周期，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．兩球的向心力相等，根據(jù)F=ma知兩球的向心加速度相等，選項(xiàng)D正確。故選AD。11.如圖所示，可視為質(zhì)點(diǎn)的、質(zhì)量為m的小球，在半徑為R的豎直放置的光滑圓形管道內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，下列有關(guān)說(shuō)法中正確的是（）A.小球能夠到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)的最小速度為0B.小球能夠通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)的最小速度為C.如果小球在最低點(diǎn)時(shí)的速度大小為，則小球通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)對(duì)管道的外壁的作用力為6mgD.如果小球在最高點(diǎn)時(shí)的速度大小為2，則此時(shí)小球?qū)艿赖耐獗诘淖饔昧?mg【答案】ACD【解析】【詳解】A．圓形管道內(nèi)壁能支撐小球，小球能夠通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)的最小速度為0，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；C．設(shè)最低點(diǎn)時(shí)管道對(duì)小球的彈力大小為F，方向豎直向上。由牛頓第二定律得將代入解得，方向豎直向上根據(jù)牛頓第三定律得知小球?qū)艿赖膹椓Ψ较蜇Q直向下，即小球?qū)艿赖耐獗谟凶饔昧?mg，選項(xiàng)C正確；D．小球在最高點(diǎn)時(shí)，重力和支持力的合力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律有將代入解得，方向豎直向下根據(jù)牛頓第三定律知球?qū)艿赖耐獗诘淖饔昧?mg，選項(xiàng)D正確。故選ACD。12.如圖所示，一根輕彈簧下端固定，豎立在水平面上．其正上方A位置有一只小球．小球從靜止開(kāi)始下落，在B位置接觸彈簧的上端，在C位置小球所受彈力大小等于重力，在D位置小球速度減小到零．小球下降階段下列說(shuō)法中正確的是A.在B位置小球動(dòng)能最大B.在C位置小球動(dòng)能最大C.從A→C位置小球重力勢(shì)能的減少大于小球動(dòng)能的增加D.從A→D位置小球重力勢(shì)能的減少等于彈簧彈性勢(shì)能的增加【答案】BCD【解析】【詳解】AB.當(dāng)加速度為零時(shí)小球的速度達(dá)到最大，所以小球應(yīng)該在C位置時(shí)動(dòng)能達(dá)到最大，故A錯(cuò)誤，B正確C.從A→C位置動(dòng)能增大，彈性勢(shì)能增大，而重力勢(shì)能減小，根據(jù)能量守恒可知重力勢(shì)能的減少大于小球動(dòng)能的增加，故C正確；D.從A→D位置小球重力勢(shì)能減小，動(dòng)能減小，彈性勢(shì)能增大，根據(jù)能量守恒可知重力勢(shì)能的減少等于彈簧彈性勢(shì)能的增加，故D正確；二、實(shí)驗(yàn)題13.隨著航天技術(shù)的發(fā)展，許多實(shí)驗(yàn)可以搬到太空中進(jìn)行。飛船繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，無(wú)法用天平稱量物體的質(zhì)量。假設(shè)某宇航員在這種環(huán)境下設(shè)計(jì)了如圖所示裝置（圖中O為光滑的小孔）來(lái)間接測(cè)量物體的質(zhì)量：給待測(cè)物體一個(gè)初速度，使它在桌面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。設(shè)飛船中具有基本測(cè)量工具：(1)物體與桌面間的摩擦力可以忽略不計(jì)，原因是___________________；(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)測(cè)得的物理量有彈簧秤示數(shù)F、圓周運(yùn)動(dòng)的周期T和圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R，則待測(cè)物體質(zhì)量的表達(dá)式為M=_____?！敬鸢浮?1).在太空中物體與桌面間幾乎沒(méi)有壓力，物體與接觸面間摩擦力幾乎為零(2).【解析】【詳解】[1]彈力是產(chǎn)生摩擦力的前提條件，沒(méi)有摩擦力一定沒(méi)有彈力。由于在太空中物體與桌面間幾乎沒(méi)有壓力，物體與接觸面間摩擦力幾乎為零，因此摩擦力可以忽略不計(jì)。[2]物體在桌面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，物體與桌面間的摩擦力忽略不計(jì)，由彈簧秤的拉力提供物體的向心力。根據(jù)牛頓第二定律有解得14.額定功率為80kW的汽車(chē)，在平直的公路上行駛的最大速度是20m/s，汽車(chē)的質(zhì)量是2000kg，如果汽車(chē)從靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度的大小是2m/s2，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中阻力不變。則汽車(chē)受到的阻力為_(kāi)____N，汽車(chē)維持勻加速運(yùn)動(dòng)能維持的時(shí)間是_____s。【答案】(1).(2).5【解析】【詳解】[1]汽車(chē)達(dá)到最大速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)，由平衡條件得，由功率P=Fv得阻力[2]由牛頓第二定律得代入數(shù)據(jù)解得汽車(chē)勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)的牽引力為F=8000N根據(jù)汽車(chē)的功率P=Fv得勻加速結(jié)束的速度由v=at可知?jiǎng)蚣铀俚臅r(shí)間三、計(jì)算題15.如圖，已知繩長(zhǎng)a=0.20m，水平桿長(zhǎng)b=0.11m，小球質(zhì)量m=0.3kg，整個(gè)裝置可繞豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)。要使繩子與豎直方向成45°角，試求該裝置必須以多大的角速度旋轉(zhuǎn)？此時(shí)繩子對(duì)小球的拉力為多大？（g取10m/s2，=1.4）【答案】，【解析】【詳解】以小球?yàn)檠芯繉?duì)象，其圓周運(yùn)動(dòng)的圓心在豎直軸上，設(shè)小球受繩子拉力為F，以豎直方向和指向圓心方向建立直角坐標(biāo)系，將力F分解成水平方向和豎直方向兩個(gè)分力，則可以得到：豎直方向水平方向由圖中幾何關(guān)系可得聯(lián)立解得，16.在圓軌道上運(yùn)動(dòng)的質(zhì)量為m的人造地球衛(wèi)星，它到地面的距離等于地球半徑R，地面上的重力加速度為g，求：（1）衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的線速度；（2）衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的周期．【答案】（1）衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的速度v=，（2）衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的周期T=4π．【解析】人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力，設(shè)衛(wèi)星的質(zhì)量為m、軌道半徑為r、地球質(zhì)量為M，有，解得，

根據(jù)萬(wàn)有引力等于重力得地球表面重力加速度為：根據(jù)題意得（1）衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的速度，（2）衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的周期．17.如圖所示，長(zhǎng)為2L的輕桿中點(diǎn)有一轉(zhuǎn)軸O，兩端分別固定質(zhì)量為3m和m的小球a和(1)小球b的速度是多少？(2)小球a受到桿的拉力是多少？【答案】(1)；(2)6mg【解析】【詳解】(1)對(duì)于整體，由動(dòng)能定理得解得(2)取向上為正方向，對(duì)于a球，由牛頓第二定律得解得18.如圖甲所示，長(zhǎng)為4m的水平軌道AB與半徑為R=0.6m的豎直半圓弧軌道BC在B處相連接，有一質(zhì)量為1kg的滑塊（大小不計(jì)），從A處由靜止開(kāi)始受水平向右的力