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文檔簡介
1、內(nèi)蒙古北京八中烏蘭察布分校2020學(xué)年高一物理下學(xué)期期中試題(含解析) 一、選擇題1.如圖所示為質(zhì)點做勻變速曲線運動軌跡的示意圖,且質(zhì)點運動到D點(D點是曲線的拐點)時速度方向與加速度方向恰好互相垂直,則質(zhì)點從A點運動到E點的過程中,下列說法中正確的是A. 質(zhì)點經(jīng)過C點的速率比D點的大B. 質(zhì)點經(jīng)過A點時的加速度方向與速度方向的夾角小于90C. 質(zhì)點經(jīng)過D點時的加速度比B點的大D. 質(zhì)點從B到E的過程中加速度方向與速度方向的夾角先增大后減小【答案】A【解析】【詳解】A.由題意,質(zhì)點運動到D點時速度方向與加速度方向恰好互相垂直,速度沿D點軌跡的切線方向,則知加速度方向向上,合外力也向上,質(zhì)點做勻
2、變速曲線運動,合外力恒定不變,質(zhì)點由C到D過程中,合外力做負功,由動能定理可得,C點的速度比D點速度大,故A正確;B.由A的分析可知,A點處的受力方向與速度方向夾角大于90度;故B錯誤;C.質(zhì)點做勻變速曲線運動,則有加速度不變,所以質(zhì)點經(jīng)過D點時的加速度與B點相同,故C錯誤;D.點從B到E的過程中加速度方向與速度方向的夾角一直減小,故D錯誤。2.把甲物體從2h高處以速度v0水平拋出,落地點與拋出點的水平距離為L,把乙物體從h高處以速度2v0水平拋出,落地點與拋出點的水平距離為s,則L與s的關(guān)系為A. B. C. D. 【答案】C【解析】【詳解】根據(jù)2h=gt12,得則同理由,得則所以A ,與結(jié)
3、論不相符,選項A錯誤;B. ,與結(jié)論不相符,選項B錯誤;C. ,與結(jié)論相符,選項C正確;D. ,與結(jié)論不相符,選項D錯誤。3.木星至少有16顆衛(wèi)星,1610年1月7日伽利略用望遠鏡發(fā)現(xiàn)了其中的4顆.這4顆衛(wèi)星被命名為木衛(wèi)1、木衛(wèi)2、木衛(wèi)3和木衛(wèi)4.他的這個發(fā)現(xiàn)對于打破“地心說”提供了重要的依據(jù).若將木衛(wèi)1、木衛(wèi)2繞木星的運動看做勻速圓周運動,已知木衛(wèi)2的軌道半徑大于木衛(wèi)1的軌道半徑,則它們繞木星運行時A. 木衛(wèi)2的周期大于木衛(wèi)1的周期B. 木衛(wèi)2的線速度大于木衛(wèi)1的線速度C. 木衛(wèi)2的角速度大于木衛(wèi)1的角速度D. 木衛(wèi)2的向心加速度大于木衛(wèi)1的向心加速度【答案】A【解析】【詳解】研究衛(wèi)星繞木星
4、表面做勻速圓周運動,根據(jù)萬有引力提供圓周運動所需的向心力得出:A.由上式可得:已知木衛(wèi)2的軌道半徑大于木衛(wèi)1的軌道半徑,木衛(wèi)2的周期大于木衛(wèi)1的周期,故A正確;B.由已知木衛(wèi)2的軌道半徑大于木衛(wèi)1的軌道半徑,所以木衛(wèi)2的線速度小于木衛(wèi)1的線速度,故B錯誤;C.由已知木衛(wèi)2的軌道半徑大于木衛(wèi)1的軌道半徑,所以木衛(wèi)2的角速度小于木衛(wèi)1的角速度,故C錯誤;D.由因木衛(wèi)2的軌道半徑大于木衛(wèi)1的軌道半徑,所以木衛(wèi)2的向心加速度小于木衛(wèi)1的向心加速度,故D錯誤。4.如圖所示,汽車車廂頂部懸掛一個輕質(zhì)彈簧,彈簧下端拴一個質(zhì)量為m的小球,當(dāng)汽車以某一速度在水平地面上勻速行駛時彈簧長度為L1;當(dāng)汽車以同一速度勻
5、速率通過一個橋面為圓弧形凸形橋的最高點時,彈簧長度為L2,下列答案中正確的是( )A. B. C. D. 前三種情況均有可能【答案】A【解析】當(dāng)汽車在水平面上做勻速直線運動時,設(shè)彈簧原長為L0,勁度系數(shù)為k,根據(jù)平衡得:,解得 ,當(dāng)汽車以同一速度勻速率通過一個橋面為圓弧形凸形橋的最高點時,由牛頓第二定律得:,解得: ;兩式比較可得:L1L2;故選A.【點睛】本題中關(guān)鍵要結(jié)合物體的運動情況進行受力分析,才能得到明確的結(jié)論5.“嫦娥一號”探月衛(wèi)星沿地月轉(zhuǎn)移軌道到達月球,在距月球表面200km的P點進行第一次“剎車制動”后被月球捕獲,進入橢圓軌道繞月飛行,如圖所示之后,衛(wèi)星在P點經(jīng)過幾次“剎車制動”
6、,最終在距月球表面200km的圓形軌道上繞月球做勻速圓周運動用T1、T2、T3分別表示衛(wèi)星在橢圓軌道、和圓形軌道上運動的周期,用a1、a2、a3分別表示衛(wèi)星沿三個軌道運動到P點的加速度,則下面說法正確的是()A. a1a2a3B. T1T2T3C. T1T2T3D. a1a2a3【答案】C【解析】【詳解】衛(wèi)星從軌道的P處制動后進入軌道,在軌道的P處再制動,最后進入軌道。在不同軌道的P處,衛(wèi)星受到的萬有引力相同,根據(jù)牛頓第二定律可知加速度相同,AD錯誤;根據(jù)開普勒第三定律可知,衛(wèi)星在不同軌道上繞月球運動時的周期的平方與軌道半長軸的三次方之比相同,顯然軌道的半長軸最大,軌道的半徑最小,則衛(wèi)星在軌道
7、的周期最大,在軌道的周期最小,故B錯誤,C正確。故選C。6.如圖所示,小球m在豎直放置光滑圓形管道內(nèi)做圓周運動,管道內(nèi)側(cè)壁半徑為R,小球半徑為r,則下列說法中正確的是A. 小球通過最高點時最小速度是B. 小球通過最高點時的最小速度為零C. 小球在水平線ab以下的管道中運動時,外側(cè)管壁對小球一定無作用力D. 小球在水平線ab以上的管道中運動時,內(nèi)側(cè)管壁對小球一定有作用力【答案】B【解析】【詳解】AB.在最高點,由于外管或內(nèi)管都可以對小球產(chǎn)生彈力作用,當(dāng)小球的速度等于0時,內(nèi)管對小球產(chǎn)生彈力,大小為mg,故最小速度為0故A錯誤,B正確;C.小球在水平線ab以下管道運動,由于沿半徑方向的合力提供做圓
8、周運動的向心力,所以外側(cè)管壁對小球一定有作用力,內(nèi)側(cè)管壁一定沒有作用力,故C錯誤;D.小球在水平線ab以上管道中運動時,當(dāng)速度非常大時,內(nèi)側(cè)管壁沒有作用力,此時外側(cè)管壁有作用力。當(dāng)速度比較小時,內(nèi)側(cè)管壁有作用力,故D錯誤。7.如圖所示,在“嫦娥”探月工程中,設(shè)月球半徑為R,月球表面的重力加速度為g0。飛船在半徑為4R的圓型軌道上運動,到達軌道的A點時點火變軌進入橢圓軌道,到達軌道的近月點B時,再次點火進入近月軌道繞月做圓周運動,則( )A. 飛船在軌道的運行速率大于B. 飛船在軌道上運行速率小于在軌道上B處的速率C. 飛船在軌道上的重力加速度小于在軌道上B處重力加速度D. 飛船在軌道、軌道上運
9、行的周期之比TI:TIII=4:1【答案】BC【解析】試題分析:飛船在軌道上,由萬有引力提供向心力可知,又在月球表面萬有引力等于重力,所以,解得:v,選項A錯誤;飛船要由軌道進入軌道,必須在B點處減速,故飛船在軌道上B處的運行速率大于飛船在軌道上的運行速率,而飛船在軌道上的運行速率小于飛船在軌道上的運行速率,故飛船在軌道上運行速率小于在軌道上B處的速率,選項B正確;加速度是由萬有引力提供的,由可知選項C正確;由可得,故飛船在軌道、軌道上運行的周期之比TI:TIII=8:1,選項D錯誤。考點:萬有引力定律及其應(yīng)用,衛(wèi)星的加速度、周期和軌道的關(guān)系,衛(wèi)星的變軌原理8.如圖1所示,輕桿一端固定在O點,
10、另一端固定一小球,現(xiàn)讓小球在豎直平面內(nèi)做半徑為R的圓周運動小球運動到最高點時,桿與小球間彈力大小為F,小球在最高點的速度大小為v,其圖象如圖2所示則A. 小球的質(zhì)量為B. 當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮镃. 時,小球?qū)U的彈力方向向上D. 時,小球受到的彈力與重力大小相等【答案】ACD【解析】【詳解】AB.在最高點,若v=0,則N=mg=a;若N=0,則解得,故A正確,B錯誤;C.由圖可知:當(dāng)v2b時,桿對小球彈力方向向上,當(dāng)v2b時,桿對小球彈力方向向下,所以當(dāng)v2=c時,桿對小球彈力方向向下,所以小球?qū)U的彈力方向向上,故C正確;D.若v2=2b,則解得N=a=mg故D正確。9.宇宙中,兩顆靠得比
11、較近的恒星,只受到彼此之間的萬有引力作用互相繞轉(zhuǎn),稱之為雙星系統(tǒng),設(shè)某雙星系統(tǒng)繞其連線上的O點做勻速圓周運動,轉(zhuǎn)動周期為T,軌道半徑分別為RA、RB且RARB,引力常量G已知,則下列說法正確的是A. 星球A所受的向心力大于星球B所受的向心力B. 星球A的線速度一定大于星球B的線速度C. 星球A和星球B的質(zhì)量之和為D. 雙星的總質(zhì)量一定,雙星之間的距離越大,其轉(zhuǎn)動周期越大【答案】D【解析】【詳解】A.雙星靠相互間的萬有引力提供向心力,知向心力大小相等,故A錯誤;B.雙星的角速度相等,根據(jù)v=r知,星球A的線速度一定小于星球B的線速度。故B錯誤;C.對于A,有:對于B,有:L=RA+RB,聯(lián)立解得
12、故C錯誤;D.根據(jù),雙星之間的距離增大,總質(zhì)量不變,則轉(zhuǎn)動的周期變大,故D正確。10.如圖所示,放于豎直面內(nèi)的光滑金屬細圓環(huán)半徑為R,質(zhì)量為m的帶孔小球穿于環(huán)上,同時有一長為R的細繩一端系于球上,另一端系于圓環(huán)最低點,繩能承受的最大拉力為2mg重力加速度的大小為g,當(dāng)圓環(huán)以角速度繞豎直直徑轉(zhuǎn)動時,下列說法正確的是A. 圓環(huán)角速度小于時,小球受到2個力的作用B. 圓環(huán)角速度等于時,細繩恰好伸直C. 圓環(huán)角速度等于2時,細繩將斷裂D. 圓環(huán)角速度大于時,小球受到2個力的作用【答案】ABD【解析】【詳解】AB.設(shè)角速度在01范圍時繩處于松弛狀態(tài),球受到重力與環(huán)的彈力兩個力的作用,彈力與豎直方向夾角為
13、,則有:mgtan=mRsin2,即為:,當(dāng)繩恰好伸直時有:=60,對應(yīng),故AB正確;CD.設(shè)在12時繩中有張力且小于2mg,此時有:FNcos60=mg+FTcos60FNsin60+FTsin60=m2Rsin60當(dāng)FT取最大值2mg時代入可得:即當(dāng)時繩將斷裂,小球又只受到重力、環(huán)的彈力兩個力的作用,故C錯誤,D正確。二填空題11.在做“研究平拋運動”的實驗時,讓小球多次沿同一斜槽軌道滑下,通過描點法畫出小球做平拋運動的軌跡(1)為了能較準(zhǔn)確地描繪運動軌跡,下面列出一些操作要求,將你認為正確選項的前面字母填在橫線上:_。A通過調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平B每次釋放小球的位置必須相同C每次必須由
14、靜止釋放小球D記錄小球位置用的鉛筆每次必須嚴(yán)格地等距離下降E小球運動時不應(yīng)與木板上的白紙相接觸F將球的位置記錄在紙上后,取下紙,用直尺將點連成折線(2)在做該實驗時某同學(xué)只記錄了物體運動的軌跡上的A、B、C三點并以A點為坐標(biāo)原點建立了直角坐標(biāo)系,得到了如圖所示的圖像。試根據(jù)圖像求出物體平拋運動的初速度大小為_m/s。(3)物體運動到B點時的速度大小為_m/s;拋出點的坐標(biāo)為( )。(g=10m/s2,且所有結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)【答案】 (1). ABCE (2). 20 (3). 2.8 (4). (-20cm,-5.0cm)【解析】【詳解】(1)1. A.斜槽的末端需調(diào)成水平,以保證小球
15、做平拋運動,故A正確BC.每次使小球從同一固定位置由靜止釋放,以保證小球的初速度相同,故B、C正確D. 記錄小球位置用的鉛筆每次不一定必須嚴(yán)格地等距離下降,選項D錯誤;E.小球在運動的過程中不能與木板接觸,防止改變軌跡,故E正確;F.描點連線時用平滑曲線連接,故F錯誤(2)2.在豎直方向上,根據(jù)y=gT2得,則初速度(3)3.物體運動到B點的豎直分速度根據(jù)平行四邊形定則知,B點的速度4.拋出點到B點的時間則拋出點到B點的水平位移xB=v0t=20.2m=0.4m=40cm,拋出點的橫坐標(biāo)x=20 cm -40cm=-20cm拋出點到B點的豎直位移yBgt2100.04m0.2m20cm,則拋出
16、點的縱坐標(biāo)y=15 cm -20cm=-5.0cm即拋出點的坐標(biāo)(-20cm,-5.0cm)三計算題12.宇航員在某星球表面以初速度v0豎直向上拋出一個物體,物體上升的最大高度為h.已知該星球的半徑為R,且物體只受該星球的引力作用.求:(1)該星球表面的重力加速度;(2)從這個星球上發(fā)射衛(wèi)星第一宇宙速度.【答案】(1)(2) 【解析】本題考查豎直上拋運動和星球第一宇宙速度的計算。(1) 設(shè)該星球表面的重力加速度為g,物體做豎直上拋運動,則解得,該星球表面的重力加速度(2) 衛(wèi)星貼近星球表面運行,則解得:星球上發(fā)射衛(wèi)星的第一宇宙速度13.如圖所示,小明站在水平地面上,手握不可伸長的輕繩一端,繩的
17、另一端系有質(zhì)量為m的小球,甩動手腕,使球在豎直平面內(nèi)做圓周運動。當(dāng)球某次運動到最低點時,繩突然斷掉,球飛行水平距離d后落地。已知握繩的手離地面高度為d,手與球之間的繩長為,重力加速度為g。忽略手的運動半徑和空氣阻力。(1)若想小球在豎直平面內(nèi)做完整的圓周運動,其通過最高點的速度至少應(yīng)為多少?(2)求繩斷時球的速度大小和球落地時的速度大小。(3)輕繩能承受的最大拉力多大?【答案】(1) (2) , (3)【解析】試題分析:若想小球在豎直平面內(nèi)做完整的圓周運動,其在最高點時重力提供向心力即可求出速度;根據(jù)平拋運動的高度求出平拋運動的時間,結(jié)合水平位移和時間求出繩斷時球的速度,根據(jù)動能定理求出球落地
18、的速度大小;在最低點,根據(jù)牛頓第二定律求出最大拉力的大小。(1)若想小球在豎直平面內(nèi)做完整的圓周運動,其在最高點時,滿足,解得:;(2)設(shè)繩斷后球飛行時間為t,由平拋運動規(guī)律,知,在水平和豎直兩方向上分別有:豎直:,水平:,解得:,落地時其豎直分速度為:,落地時速度為:;(3)設(shè)繩子承受的最大拉力為,這也是球受到繩的最大拉力球做圓周運動的半徑為:,在最低點時球受到的合力提供向心力,即:解得:點睛:本題主要考查了圓周運動和平拋運動的綜合,知道平拋運動在水平方向和豎直方向上的運動規(guī)律和圓周運動向心力的來源是解決本題的關(guān)鍵。14.中國自行研制,具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的“神舟號”飛船,目前已經(jīng)達到或優(yōu)于國際第三代載人飛船技術(shù),其發(fā)射過程簡化如下:飛船在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射,由長征運載火箭送入近地點為A、遠地點為B的橢圓軌道上,A點距地面的高度為h1,飛船飛行五周后進行變軌,進入預(yù)定圓軌道,如圖所示,設(shè)飛船在預(yù)定圓軌道上飛行n圈所用時間為t,若
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