2020-2021学年江西省上饶市某校高一（下）期中考试理A物理试卷

这是一份2020-2021学年江西省上饶市某校高一（下）期中考试理A物理试卷，共7页。试卷主要包含了选择题，多选题，填空题，解答题等内容，欢迎下载使用。


1. 关于平抛运动，下列说法中不正确的是（ ）
A.平抛运动是曲线运动
B.做平抛运动的物体，在任何时间内，速度改变量的方向都是竖直向下的
C.平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动
D.平抛运动是非匀变速曲线运动

2. 某人游珠江如图所示，他以恒定速度始终垂直河岸向对岸游去，江中各处水流速度相等，他游过的路程、过河所用的时间与水速的关系是（ ）

A.水流速度大时，路程长，时间长
B.水流速度大时，路程长，时间短
C.路程、时间与水流速度无关
D.水流速度大时，路程长，时间不变

3. 如图，当汽车通过拱桥顶点的速度为6m/s时，车对桥顶的压力为车重的34，如果要使汽车在桥面行驶至桥顶时，对桥面的压力为零，则汽车通过桥顶的速度应为（ ）

A.3m/sB.10m/sC.12m/sD.24m/s

4. 如图所示，质量相等的汽车甲和汽车乙，以相等的速率沿同一水平弯道做匀速圆周运动，汽车甲在汽车乙的外侧．两车沿半径方向受到的摩擦力分别为f甲和f乙，则下列说法中正确的是（ ）
A.f甲>f乙B.f甲=f乙C.f甲
5. 嫦娥二号卫星已成功发射，这次发射后卫星直接进入近地点高度200公里、远地点高度约38万公里的地月转移轨道直接奔月．当卫星到达月球附近的特定位置时，卫星就必须“急刹车”，也就是近月制动，以确保卫星既能被月球准确捕获，又不会撞上月球，并由此进入近月点100公里、周期12小时的椭圆轨道a，再经过两次轨道调整，进入100公里的近月圆轨道b，轨道a和b相切于P点，如图所示．下列说法正确的是（ ）

A.嫦娥二号卫星的发射速度大于7.9km/s，小于11.2m/s
B.嫦娥二号卫星的发射速度大于11.2km/s
C.嫦娥二号卫星在a、b轨道经过P点的速度va=vb
D.嫦娥二号卫星在a、b轨道经过P点的加速度分别为aa、ab，则aa>ab

6. 有两颗质量均匀分布的行星A和B，它们各有一颗靠近表面的卫星a和b，若这两颗卫星a和b的周期相等，由此可知（ ）
A.卫星a和b的线速度一定相等
B.行星A和B的质量一定相等
C.行星A和B的密度一定相等
D.行星A和B表面的重力加速度一定相等

7. “嫦娥一号”于2009年3月1日下午4时13分成功撞月，从发射到撞月历时433天，标志我国一期探月工程圆满结束．其中，卫星发射过程先在近地圆轨道绕行3周，再长途跋涉进入近月圆轨道绕月飞行．若月球表面的重力加速度为地球表面重力加速度的16，月球半径为地球半径的14，根据以上信息得（ ）
A.绕月与绕地飞行速率之比为1:2
B.绕月与绕地飞行周期之比为3:2
C.绕月与绕地飞行向心加速度之比为6:1
D.月球与地球质量之比为96:1

8. 关于功的概念，下列说法中正确的是（ ）
A.力对物体做功多，说明物体的位移一定大
B.力对物体做功小，说明物体的受力一定小
C.力对物体不做功，说明物体一定没有移动
D.物体发生了位移，不一定有力对它做功
二、多选题

做曲线运动的物体，在其轨迹上某一点的加速度方向（ ）
A.为通过该点的曲线的切线方向
B.与物体在这一点时所受的合外力方向相同
C.与物体在这一点的速度方向一致
D.与物体在这一点的速度方向的夹角一定不为零

如图所示，A、B是地球表面上两点，它们随地球一起转动的（ ）

A.角速度相同B.线速度相同
C.周期相同D.向心加速度相同

关于行星绕太阳运动中太阳引力对行星做功问题，下列说法正确的是（ ）
A.沿圆轨道运动时，太阳引力对行星不做功
B.沿椭圆轨道运动时，由近日点向远日点运动过程中引力做正功
C.沿椭圆轨道运动时，由近日点向远日点运动过程中引力做负功
D.沿椭圆轨道运动时，任意时刻引力都做功

物体受到几个力作用而做匀速直线运动，若突然撤去其中的一个力，它可能做（ ）
A.匀速直线运动B.匀加速直线运动
C.匀减速直线运动D.曲线运动
三、填空题

如图，三个质点a、b、c质量分别为m1、m2、M(M≫m1，M≫m2)，在c的万有引力作用下，a、b在同一平面内绕c沿逆时针方向做匀速圆周运动，轨道半径之比为ra:rb=1:4，则它们的周期之比Ta:Tb=________，从图示位置开始，在b运动一周的过程中，a、b、c共线了________次．

四、解答题

如图所示，有一条渡船正在渡河，河宽为300m，渡船在静水中的速度为v1=3m/s，水的流速是v2=1m/s，分别求出：

（1）以最短的时间过河的渡河时间；

（2）以最短的位移过河的渡河时间是

如图所示，A，B两轮同绕轴O转动，A和C两轮用皮带传动（皮带不打滑），A，B，C三轮的半径之比为2:3:3，a，b，c为三轮边缘上的点．求：

（1）三点的线速度之比；

（2）三点转动的周期之比；

（3）三点的向心加速度之比．

如图所示，一根长0.1m的细线，一端系着一个质量为0.18kg的小球，拉住线的另一端，使小球在光滑的水平桌面上作匀速圆周运动，使小球的转速很缓慢地增加，当小球的转速增加到开始时转速的3倍时，细线断开，线断开前的瞬间线的拉力比开始时大40N，求：

（1）线断开前的瞬间，线受到的拉力大小；

（2）线断开的瞬间，小球运动的线速度大小；

（3）如果小球离开桌面时，速度方向与桌边的夹角为60∘，桌面高出地面0.8m，求小球飞出后的落地点距桌边的水平距离．

图示为宇宙中一恒星系的示意图，A为该星系的一颗行星，它绕中央恒星O的运行轨道近似为圆．已知引力常量为G，天文学家观测得到A行星的运行轨道半径为R0，周期为T0．

（1）中央恒星O的质量是多大？

（2）长期观测发现A行星每隔t0时间其运行轨道便会偏离理论轨道少许，天文学家认为出现这种现象的原因可能是A行星外侧还存在着一颗未知的行星B（假设其运行的圆轨道与A在同一平面内，且与A的绕行方向相同）．根据上述现象和假设，试估算未知行星B的运动周期和轨道半径．
参考答案与试题解析
2020-2021学年江西省上饶市某校高一（下）期中考试理A物理试卷
一、选择题
1.
【答案】
D
【考点】
平抛运动的概念
【解析】
平抛运动为初速度方向为水平方向上，加速度为重力加速度的匀变速曲线运动．
【解答】
解：AD．平抛运动是只在重力的作用下，水平抛出的物体做的运动，既然物体只受到重力的作用，所以物体做的就是匀变速曲线运动，故A正确，D错误；
B．做平抛运动的物体，速度改变量为Δv=at=gt，则知Δv与g方向相同，竖直向下，故B正确；
C．由于水平方向不受力，又有初速度，由于惯性，平抛运动在水平方向是匀速直线运动，在竖直方向是自由落体运动，故C正确．
本题选择错误的，故选D．
2.
【答案】
D
【考点】
运动的合成与分解
小船渡河问题
【解析】
由于过河时间等于河岸的宽度除以垂直河岸方向的速度大小；所以水速对于过河时间没有影响，但是由于合速度随水速变大导致合位移和路程也会变大。
【解答】
解：游泳者相对于岸的速度为他相对于水的速度和水流速度的合速度，水流速度越大，其合速度与岸的夹角越小，路程越长，但过河时间t=dvA与水速无关．
故选D．
3.
【答案】
C
【考点】
竖直面内的圆周运动-弹力
【解析】
根据牛顿第二定律得：mg−FN=mv2r
即14mg=mv2r
当支持力为零，有：mg=mv2r
解得：v=2v=12m/s．故C正确，ABD错误．故选C．
【解答】
解：根据牛顿第二定律得：mg−FN=mv2r，
即14mg=mv2r，
当支持力为零，有：mg=mv12r，
解得：v1=2v=12m/s，故C正确，ABD错误．
故选C．
4.
【答案】
C
【考点】
水平面内的圆周运动-摩擦力
【解析】
汽车做匀速圆周运动，由指向圆心的静摩擦力提供向心力，根据牛顿第二定律列方程分析两车沿半径方向受到的摩擦力的大小．
【解答】
解：设两汽车的质量为m，速率为v，半径分别为r甲和r乙，根据摩擦力提供向心力得：
f甲=mv甲2r甲，f乙=mv乙2r乙，
由题r甲>r乙，则得到：f甲故选C．
5.
【答案】
A
【考点】
万有引力定律及其应用
第一宇宙速度
第二宇宙速度和第三宇宙速度
【解析】
A、B嫦娥二号发射出去后绕地球做椭圆运动，知嫦娥二号的发射速度大于7.9km/s，小于11.2km/s．
C、嫦娥二号在椭圆轨道的P点进入圆轨道需减速，使得万有引力等于需要的向心力，做圆周运动．
D、根据牛顿第二定律比较嫦娥二号卫星在a、b轨道经过P点的加速度．
【解答】
解：AB．嫦娥二号发射出去后绕地球做椭圆运动，未彻底摆动地球的引力作用，知嫦娥二号的发射速度大于7.9km/s，小于11.2km/s，故A正确，B错误．

C．嫦娥二号在椭圆轨道的P点是近月点，速度比较大，要进入圆轨道，需减速，使得万有引力等于所需要的向心力，所以在a轨道P点的速度大于在b轨道P点的速度，故C错误．
D．嫦娥二号卫星在a、b轨道经过P点，所受的万有引力相等，根据牛顿第二定律，知加速度相等，故D错误．
故选：A．
6.
【答案】
C
【考点】
万有引力定律及其应用
【解析】
根据万有引力提供向心力，得到两个卫星的线速度和行星质量的表达式，再分析卫星线速度和行星质量的大小．得出密度的表达式，判断密度是否相等．
由万有引力等于重力得出行星表面的重力加速度，从而得出重力加速度之比．
【解答】
解：A．由v=2πRT，T相同，但两颗行星的半径不一定相等，卫星的轨道半径R不一定相同，则线速度不一定相等，故A错误．
B．对于任一卫星和行星系统，由万有引力提供向心力，得：GMmR2=m4π2T2R，则得行星的质量为M=4π2R3GT2，因为行星的半径不一定相等，则行星的质量不一定相等，故B错误．
C．行星的密度ρ=MV=4π2R3GT243πR3=3πGT2，T相同，则行星的密度相同，故C正确．
D．行星A和B表面的重力加速度g=4π2T2R，两个卫星的周期相等，但行星的半径不一定相等，则行星表面的重力加速度不一定相等，故D错误．
故选：C．
7.
【答案】
B
【考点】
万有引力定律及其应用
随地、绕地问题
【解析】
抓住2点展开讨论：1、地球表面的重力加速度等于有引力加速度即重力和万有引力相等；2、近地绕月飞行和近月绕月飞行时重力提供圆周运动的向心力．
【解答】
解：A．根据重力提供向心力：mg=mv2R，解得：v=gR，绕月与绕地飞行速率之比为：1:26，故A错误；
B．根据近地（近月）飞行时，重力提供圆周运动的向心力可得：mg=mR2πT2可得：周期T=4π2Rg所以周期之比3:2，故B正确；
C．根据近地（近月）飞行时，重力提供圆周运动的向心力可得：a向=g，所以a月a地=g月g地=16，故C错误；
D．在星球表面重力和万有引力相等可知： 所以GMmR2=mg, 以月球和地球的质量之比为：M月M地=g月R月2g地R地2=196 ，故D错误；
故选B．
8.
【答案】
D
【考点】
功的概念
【解析】
做功包含的两个必要因素是：作用在物体上的力，物体在力的方向上通过一定的位移．根据W=Flcsα求解．
【解答】
解：A．力对物体做功多，根据W=Flcsα，如果力很大，那么物体的位移不一定大，故A错误；
B．力对物体做功小，根据W=Flcsα，如果力位移很小，那么物体的受力不一定小，故B错误；
C．力对物体不做功，根据W=Flcsα，可能α=90∘，所以物体不一定没有移动，故C错误；
D．物体发生了位移，如果力的方向与位移方向垂直，那么力对它不做功，故D正确．
故选：D．
二、多选题
【答案】
B,D
【考点】
物体做曲线运动的条件
曲线运动的概念
【解析】
物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，加速度方向与合外力方向相同，速度的方向与该点曲线的切线方向相同．
【解答】
解：做曲线运动的物体，所受合力方向与速度方向不在同一条直线上，而加速度方向与合外力方向相同，速度的方向与该点曲线的切线方向相同，所以加速度方向与速度方向不在同一直线上．
故选：BD．
【答案】
A,C
【考点】
线速度、角速度和周期、转速
【解析】
共轴转动的物体具有相同的角速度，从图中可以看出a的半径比b大，再根据v＝rω、a＝rω2、去比较线速度、加速度和向心力
【解答】
解：地球自转绕地轴转动，地球上除两级各点具有相同的角速度，角速度相同则周期也相同，
在A和B两地的物体随地球自转的轨道半径不同，根据v＝rω、a＝rω2知线速度、加速度不同．
故选AC．
【答案】
A,C
【考点】
开普勒定律
万有引力定律及其应用
做功的判断及功的正负
【解析】
A．在行星沿圆轨道运动时，任何时刻引力方向都与速度方向垂直，所以引力不做功；
BC．在行星沿椭圆轨道运动时，由近日点向远日点运动过程中，引力方向与速度方向夹角是钝角，引力对行星是做负功的；
D．在行星沿椭圆轨道运动时，当行星处在近日点和远日点两个位置时，引力方向与速度垂直，此时引力不做功的．
【解答】
解：A．在行星沿圆轨道运动时，任何时刻引力方向都与速度方向垂直，所以引力不做功，A正确；
BC．在行星沿椭圆轨道运动时，由近日点向远日点运动过程中，引力方向与速度方向夹角是钝角，引力对行星是做负功的，选项B错误，C正确；
D．在行星沿椭圆轨道运动时，当行星处在近日点和远日点两个位置时，引力方向与速度垂直，此时引力不做功的，选项D错误．
故选AC．
【答案】
B,C,D
【考点】
曲线运动的概念
物体做曲线运动的条件
【解析】
物体受到几个力的作用，物体做匀速直线运动，这几个力是平衡力，如果其中一个力突然消失，剩余的几个力的合力与撤去的力等值、反向、共线，是非平衡力，物体在非平衡力的作用下一定改变了物体的运动状态；曲线运动的条件是合力与速度不共线．
【解答】
解：A．其余几个力的合力恒定，所以物体不可能做匀速直线运动，故A错误；
B．有一个作匀速直线运动的物体受到几个力的作用，这几个力一定是平衡力，如果其中的一个力突然消失，剩余的几个力的合力与撤去的力等值、反向、共线，这个合力恒定不变，若物体的速度方向与此合力方向相同，则物体将匀加速直线运动，故B正确；
C．若剩余的几个力的合力与物体的速度方向相反，则物体做匀减速直线运动，故C正确；
D．曲线运动的条件是合力与速度不共线，当其余几个力的合力与速度不共线时，物体做曲线运动，若由于合力恒定，故加速度恒定，即物体做匀变速曲线运动，剩余的几个力的合力方向与原来速度方向垂直，则物体做类似于平抛运动，故D正确．
故选：BCD．
三、填空题
【答案】
1:8,14
【考点】
线速度、角速度和周期、转速
万有引力定律及其应用
【解析】
质点a、b均在c点的万有引力的作用下绕c做圆周运动，由F引=F向，可求出周期比，每多转半圈，三质点共线一次，可先求出多转半圈的时间，与总时间相比，得出三点共线次数．
【解答】
解：万有引力提供向心力，则有：GMm1ra2=m1ra4π2Ta2，GMm2rb2=m2rb4π2Tb2；
所以Ta:Tb=1:8；
设每隔时间t，a、b共线一次，则(ωa−ωb)t=π，所以t=πωa−ωb；
故b运动一周的过程中，a、b、c共线的次数为：n=Tbt=Tb(ωa−ωb)π=Tb(2Ta−2Tb)．
四、解答题
【答案】
（1）以最短的时间过河的渡河时间是100s；
（2）以最短的位移，过河时间是752s．
【考点】
运动的合成与分解
小船渡河问题
【解析】
船航行时速度为静水中的速度与河水流速二者合速度，当以静水中的速度垂直河岸过河的时候渡河时间最短．由矢量合成的平行四边形定则得知小船的合速度，小船实际以合速度做匀速直线运动，进而求得位移的大小；小船以最短距离过河时，则静水中的速度斜着向上游，合速度垂直河岸．
【解答】
解：（1）当以静水中的速度垂直河岸过河的时候渡河时间最短，则知：tmin=dvc=3003s=100s．
（2）小船以最短距离过河时，则静水中的速度斜着向上游，合速度垂直河岸，
且合速度的大小v=32−12m/s=22m/s，
因渡河的最短位移为300m，则有：渡河时间t=dv合=30022s=752s．
【答案】
（1）三点的线速度之比为2:3:2；
（2）三点转动的周期之比为2:2:3；
（3）三点的向心加速度之比为6:9:4．
【考点】
线速度、角速度和周期、转速
【解析】
两轮子靠传送带传动，轮子边缘上的点具有相同的线速度；共轴转动的点，具有相同的角速度；结合公式v=ωr和a=v2r=ω2r
【解答】
解：（1）因A、B两轮同绕轴O转动，所以有ωa=ωb，由公式v=ωr知，va:vb=ωara:ωbrb=ra:rb=2:3，
又因为A和C两轮用皮带传动，所以有va=vc，综上所述可知三轮上a、b、c三点的线速度之va:vb:vc=2:3:2．
（2）因为ωa=ωb，所以有Ta=Tb，因为va=vc，根据T=2πrv得Ta:Tc=ra:rc=2:3，所以三点转动的周期之比：Ta:Tb:Tc=2:2:3．
（3）根据向心加速度公式a=v2r，可得三点的向心加速度之比 aa:ab:ac=6:9:4．
【答案】
（1）线断开前的瞬间，线的拉力大小为45N；
（2）小球运动的线速度大小5m/s；
（3）小球飞出后的落地点距桌边的水平距离为1.73m．
【考点】
圆周运动中的临界问题
向心力
平抛运动基本规律及推论的应用
【解析】
（1）根据拉力提供向心力，结合牛顿第二定律，求出线断开前的瞬间，线的拉力大小；
（2）根据拉力的大小，结合牛顿第二定律求出线速度的大小．
（3）根据平抛运动的规律求出水平位移，结合几何关系求出抛出点到桌边的水平距离．
【解答】
解：（1）线的拉力等于向心力，设开始时角速度为ω0，向心力是F0，线断开的瞬间，角速度为ω，线的拉力是F，
根据牛顿第二定律得：F0=mω02R①
F=mω2R②
由①②得FF0=ω2ω02=91③
又因为F=F0+40N④
由③④得F=45N⑤
（2）设线断开时速度为v，
由F=mv2R得，v=FRm=45×．
（3）设桌面高度为h，落地点与飞出桌面点的水平距离为s，t=2hg=0.4s，
s=vt=5×0.4m=2m，
则抛出点到桌边的水平距离为l=ssin60∘=2×32≈1.73m．
【答案】
（1）中央恒星O的质量为4π2R03GT02．
（2）未知行星B的运动周期为t0T0t0−T0，轨道半径为3(t0t0−T0)2R0．
【考点】
开普勒第三定律
万有引力定律及其应用
【解析】
（1）研究行星绕恒星做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式带有周期表达式，再根据已知量解出恒星质量；
（2）先根据多转动一圈时间为t0，求出卫星的周期；然后再根据开普勒第三定律解得轨道半径．
【解答】
解：（1）设中央恒星质量为M，A行星质量为m，
由万有引力提供向心力得：GMmR02=m4π2T02R0，
解得：M=4π2R03GT02，
故中央恒星O的质量为4π2R03GT02．
（2）由题意可知：A、B相距最近时，B对A的影响最大，且每隔时间t0发生一次最大的偏离，说明A、B相距最近，设B行星的周期为T，则有：
(2πT0−2πT)t0=2π，
解得：T=t0T0t0−T0，
据开普勒第三定律：R3R03=T2T02，
得：R=3(t0t0−T0)2R0，
故未知行星B的运动周期为t0T0t0−T0，轨道半径为3(t0t0−T0)2R0．