2021新疆昌吉教育共同体高一下学期期中考试物理试题含答案

昌吉教育共同体2020－2021学年第二学期

高一年级物理学科期中质量检测试卷

考试时间:90分钟   分值：100分

一、单选题（1-8题为单选，9-12题为多选题，4*12=48分）

1．对于质量分别为m1和m2的两个物体间的万有引力的表达式F=G，下列说法正确的是(　　)

A．公式中G是引力常量，它是由实验测得的，而不是人为规定的

B．当两物体间的距离r趋于零时，万有引力趋于无穷大

C．当有第三个物体放在m1、m2之间时，m1和m2间的万有引力将增大

D．m1和m2所受的引力性质可能相同，也可能不同

2．如图，一硬币（可视为质点）置于水平圆盘上，硬币与竖直转轴的距离为r，已知硬币与圆盘之间的动摩擦因数为（最大静摩擦力等于滑动摩擦力），重力加速度大小为g。若硬币与圆盘一起轴匀速转动，则圆盘转动的最大角速度为（    ）

A． B． C． D．

3．如图所示是一个玩具陀螺，a、b是陀螺上的两点，当陀螺绕垂直于地面的轴线以角速度ω稳定旋转时，下列表述正确的是（　　）

A．a、b两点的线速度相等 B．a、b两点的向心加速度相等

C．a、b两点的角速度相同 D．a点的线速度小于b点的线速度

4．如图所示的四幅图表示的是有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（　　）

A．如图a，汽车通过拱桥的最高点时处于失重状态

B．图b所示是一圆锥摆，增大θ，但保持圆锥的高度不变，则圆锥摆的角速度减小

C．如图c，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后做匀速圆周运动，则在A、B两位置小球的角速度及所受筒壁的支持力大小均相等

D．如图d，火车转弯超过规定速度行驶时，内轨对内轮缘会有挤压作用

5．如图所示，某人用绳通过定滑轮拉小船，设人匀速拉绳的速度为，小船水平向左运动，绳某时刻与水平方向夹角为α，则此时刻小船的速度为（　　）

A． B． C． D．

6．如图所示，一轻杆一端固定质量为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，以下说法正确的是(　 　)

A．小球过最高点时，杆所受的弹力不能等于零

B．小球过最高点时，速度至少为

C．小球过最高点时，杆对球的作用力一定随速度增大而增大

D．若把题中的轻杆换为轻绳，其他条件不变，小球过最高点时，速度至少为

7．位于贵州的“中国天眼”（FAST）是目前世界上口径最大的单天线射电望远镜，通过FAST可以测量地球与木星之间的距离。当FAST接收到来自木星的光线传播方向恰好与地球公转线速度方向相同时，测得地球与木星的距离是地球与太阳距离的k倍。若地球和木星绕太阳的运动均视为匀速圆周运动且轨道共面，则可知木星的公转周期为（　　）

A．年 B．年 C．年 D．年

8．一人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，假如该卫星变轨后仍做匀速圆周运动，速度减小为原来的，不考虑卫星质量的变化，则变轨前后卫星的（   ）

A．向心加速度大小之比为4∶1      B．角速度之比为2∶1

C．周期之比为1∶4                D．轨道半径之比为1∶4

9．已知地球的第一宇宙速度为7.9km/s，第二宇宙速度为11.2km/s，第三字宙速度为16.7km/s。下列叙述正确为是（　　）

A．第一宇宙速度是物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度

B．第一宇宙速度是成为地球卫星的最小发射速度

C．所有地球卫星环绕地球的运行速度都介于7.9km/s和11.2km/s之间

D．要发射土星探测器速度要大于第三宇宙速度

10．某人用手将1kg物体由静止竖直向上提起1m，物体运动的加速度大小为2m/s2，则下列说法正确的是（　　）    

A．手对物体做功10J                     B．合外力对物体做功2J  

C．人对物体做功的平均功率为2W          D．克服重力对物体做功10J

11．一条河宽100m，水流速度为，一条小船在静水中的速度为，关于船过河的过程，下列说法正确的是（　　）      

A．船过河的最短时间是20s                B．船不可能垂直河岸过河

C．船要垂直河岸过河需用25s的时间        D．只要不改变船的行驶方向，船过河一定走一条直线

12．如图是“嫦娥三号”飞行轨道示意图。假设“嫦娥三号”运行经过P点第一次通过近月制动使“嫦娥三号”在距离月面高度为100 km的圆形轨道Ⅰ上运动，再次经过P点时第二次通过近月制动使“嫦娥三号”在距离月面近地点为Q、高度为15 km，远地点为P、高度为100 km的椭圆轨道Ⅱ上运动，下列说法正确的是（　　）

A．“嫦娥三号”在距离月面高度为100 km的圆轨道Ⅰ上运动时速度大小可能变化

B．“嫦娥三号”在距离月面高度为100 km的圆轨道Ⅰ上运动的周期一定大于在椭圆轨道Ⅱ上运动的周期

C．“嫦娥三号”在椭圆轨道Ⅱ上运动经过Q点时的加速度一定大于经过P点时的加速度

D．“嫦娥三号”在椭圆轨道Ⅱ上运动经过Q点时的速率可能小于经过P点时的速率

二、实验题（10分）

13．某同学用如图甲所示装置做“研究平抛运动”的实验，根据实验结果在坐标纸上描出了小球水平抛出后的运动轨迹，但不慎将画有轨迹图线的坐标纸丢失了一部分，剩余部分如图乙所示。图乙中水平方向与竖直方向每小格的长度均为，、和是轨迹图线上的3个点，和、和之间的水平距离相等。完成下列填空：（重力加速度g取）

（1）设、和的横坐标分别为、和，纵坐标分别为、和，从图乙中可读出_______m，_________m，________m（保留两位小数）。

（2）若已知抛出后小球在水平方向上做匀速运动，在竖直方向做自由落体运动。利用（1）中读取的数据，求出小球从运动到所用的时间为______s，小球抛出后的水平速度为______m/s。

三、计算题（要有必要的文字说明和解题过程，只有答案不给分，共42分）

14（8分）．将一个质量且可视为质点的石块，从离地面高处以初速度水平抛出，不计石块受到空气阻力，重力加速度g取，求：

（1）石块落地时的速度大小及重力对石块做的功；

（2）整个过程中重力对石块做功的平均功率和落地时重力的瞬时功率．

15（10分）．某型号汽车质量为1.6×103kg发动机的额定功率为60kW，在某平直路面上行驶时受到的阻力恒为1800N。重力加速度取g=10m/s2，求：

(1)汽车以额定功率从静止开始启动，速度为72km/h时加速度大小；

(2)发动机在额定功率下汽车行驶的最大速度；

(3)若汽车从静止开始以a=2m/s2的加速度在该路面上匀加速行驶，3s末时发动机输出的实际功率。

16（12分）．在2049年的某一天，一位交大附中的校友乘坐中国航天集团的飞行器，成功的降落火星上。他在离地高h处无初速释放一小球，并测得小球落地时速度为v（不计阻力），已知引力常量为G，火星半径为R，他出了下列三个问题，请你利用学过的知识解答：

（1）求火星表面的重力加速度；

（2）求火星的质量；

（3）假设火星可视为质量均匀分布的球体，求火星的密度。

17（12分）．如图所示摩托车做腾跃特技表演，沿曲面冲上高0.8m顶部水平高台，接着以4m/s水平速度离开平台，落至地面时，恰能无碰撞地沿圆弧切线从A点切入光滑竖直圆弧轨道,并沿轨道下滑.A、B为圆弧两端点,其连线水平.已知圆弧半径为2m，人和车的总质量为200kg，特技表演的全过程中，空气阻力不计.(计算中取g=10m/s2.求:

(1)从平台飞出到A点，人和车运动的水平距离s.

(2)从平台飞出到达A点时速度大小及圆弧对应圆心角θ.

(3)若已知人和车运动到圆弧轨道最低点O速度为6m/s,求此时人和车对轨道的压力.

参考答案

1．A

【详解】

A．公式中G是引力常量，它是由实验测得的，而不是人为规定的，故A正确；

B．当物体间距离趋于零时，物体就不能看成质点，因此万有引力表达式不再适用，物体间的万有引力不会变得无穷大，故B错误；

C．物体间万有引力的大小只与两物体的质量m1、m2和两物体间的距离r有关，与是否存在其他物体无关，故C错误；

D．物体间的万有引力是一对作用力与反作用力，是同种性质的力，且始终等大反向共线，故D错误；

故选A。

2．B

【详解】

硬币做圆周运动的向心力由静摩擦力提供，则：，解得，即圆盘转动的最大角速度为，故选B.

3．C

【详解】

AD． a、b点是同轴转动，角速度相同，a点的半径大于b点的半径，根据知，则a点的线速度大于b点的线速度，A、D错误；

B．a、b两点的角速度相同，根据可知，a、b的半径不等，则向心加速度的大小不相等，B错误；

C． a、b点是同轴转动，角速度相同，C正确。

故选C。

4．A

【详解】

A．在题图a中，汽车通过拱桥的最高点时，向心力方向向下，桥对车的支持力小于车的重力，车处于失重状态，故A正确；

B．在题图b中，由牛顿第二定律可得

mgtanθ=mω2htanθ

圆锥摆的角速度

ω=

所以若保持圆锥的高度不变，则角速度不变，故B错误；

C．在题图c中，在A、B两位置时小球所受筒壁的支持力大小相等，则向心力相等，但在B位置时的轨迹半径小，根据

Fn=mω2r

可知，B位置时角速度大，故C错误；

D．在题图d中，火车转弯超过规定速度行驶时，应是外轨对外轮缘有挤压作用，故D错误。

故选A。

5．C

【详解】

船的速度等于沿绳子方向和垂直于绳子方向速度的合速度，根据平行四边形定则，有

vxcosα=v0

则

故选C。

6．D

【详解】

A. 当小球在最高点所需向心力恰好等于重力时，此时球对杆没有作用力，故A错误；

B. 轻杆固定的小球做圆周运动，由于杆能支撑小球，只要小球能够到达最高点就可以了，所以在最高点的速度可以为零，故B错误；

C. 小球在最高点时，如果速度恰好为，则此时恰好只有重力作为它的向心力，杆和球之间没有作用力；如果速度小于，重力大于所需要的向心力，杆对球有向上的支持力，方向与重力的方向相反．速度越大，向心力越大，杆对球的作用力一定随速度增大而减小，故C错误；

D. 若把轻杆换为轻绳，其他条件不变，小球过最高点时，向心力最小为mg，根据，速度至少为，故D正确．

故选D

7．A

【详解】

设地球与太阳距离为r，根据题述可知木星与太阳的距离为

R=

设木星的公转周期为T年，根据开普勒定律，则有

解得

年

选项A正确；BCD错误；

故选A。

8．D

【详解】

D．该卫星变轨后仍做匀速圆周运动，速度减为原来的，根据

G = m

可得

r =

可知变轨后轨道半径变为原来的4倍，D正确；

A．根据

G = man

得

an =

则变轨后的向心加速度变为原来的，A错误；

B．根据

ω =

可知变轨后角速度变为原来的，B错误；

C．根据

T =

可知，变轨后周期变为原来的8倍，C错误。

故选D。

9．AB

【详解】

A．第一宇宙速度是物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度，A正确；

B．第二宇宙速度是摆脱地球引力束缚的最小发射速度，B错误；

C．所有地球卫星发射速度都介于7.9km/s和11.2km/s之间，C错误；

D．要发射土星探测器速度要大于第二宇宙速度，小于第三宇宙速度，D错误。

故选AB。

10．BD

【详解】

A．由牛顿第二定律可得

得

手对物体做功为

A错误；

B．合外力对物体做功

B正确；

C．根据

解得物体运动时间为

人对物体做功的平均功率为

C错误；

D．物体重力做功

D正确。

故选BD。

11．ACD

【详解】

A．当静水速的方向与河岸垂直时，渡河的时间最短，则最短时间

故A正确；

BC．当合速度与河岸垂直时，船将垂直河岸过河，根据平行四边形定则知

则渡河的时间

故B错误，C正确；

D．因为两个分运动是匀速直线运动，则合运动是匀速直线运动，不改变船的行驶方向，船过河一定走一条直线，故D正确。

故ACD。

12．BC

【详解】

A．“嫦娥三号”在距离月面高度为100 km的圆轨道Ⅰ上的运动是匀速圆周运动，速度大小不变

故A错误；

B．由于圆轨道Ⅰ的轨道半径大于椭圆轨道Ⅱ的半长轴，根据开普勒第三定律，“嫦娥三号”在距离月面高度为100 km的圆轨道Ⅰ上运动的周期一定大于在椭圆轨道Ⅱ上运动的周期

故B正确；

C．由于在Q点“嫦娥三号”所受的万有引力比在P点大，所以“嫦娥三号”在椭圆轨道Ⅱ上运动经过Q点时的加速度一定大于经过P点时的加速度

故C正确；

D．根据开普勒第二定律可知，“嫦娥三号”在椭圆轨道Ⅱ上运动经过Q点时的速率一定大于经过P点时的速率

故D错误。

故选BC。

13．                   

【详解】

(1)[1][2]由题图乙可知与两点在竖直方向的间隔为6格，与两点在竖直方向的间隔为16格，所以有

[3]与两点在水平方向的间隔为6格，则有

(2)[4][5]由水平方向的运动特点可知到与到的时间相等，根据

解得，则有

14．（1）3s，；（2）；；（3）；

【详解】

（1）石块落地时的竖直分速度为

则石块落地时的速度大小为

重力做功为

（2）平均功率为

重力的瞬时功率为

解得

15．(1)；(2)；(3)

【详解】

(1)由

 得

由

 得

(2)由

得

(3)由

 得

由

 得

由

 得

因

3s末时汽车仍在匀加速运动，故3s末时实际功率为

16．（1）；（2）；（3）

【详解】

（1）设火星表面的重力加速度为g，由题意根据运动学规律有

解得

（2）设火星的质量为M，则在火星表面一质量为m的物体所受的重力近似等于万有引力，即

联立解得

（3）火星的体积为

联立可得火星的密度为

17．(1)1.6m  (2)m/s，90°  (3)5600N

【详解】

(1)车做的是平抛运动，很据平抛运动的规律可得：

竖直方向上：

水平方向上：

可得：

.

(2)摩托车落至A点时其竖直方向的分速度：

到达A点时速度：

设摩托车落地时速度方向与水平方向的夹角为，则：

即，所以：

(3)对摩托车受力分析可以知道，摩托车受到的指向圆心方向的合力作为圆周运动的向心力，所以有：

当时，计算得出.

由牛顿第三定律可以知道人和车在最低点O时对轨道的压力为5600 N.

答：(1)从平台飞出到A点，人和车运动的水平距离.

(2)从平台飞出到达A点时速度，圆弧对应圆心角.

(3)当最低点O速度为6m/s，人和车对轨道的压力5600 N.