四川省雅安市雅安中学2018_2109学年高一物理下学期期中试题（含解析）.docx

四川省雅安市雅安中学2018-2109学年高一物理下学期期中试题（含解析）一、单项选择题（本大题共8小题，每小题4分，共32分）1.对于万有引力的表达式,下列说法中正确的是（ ）A. 只要m1和m2是球体,就可用上式求解出万有引力B. 当R趋于零时,万有引力将趋于无限大C. 两物体间的引力总是大小相等的,而与m1,m2是否相等无关D. 两物体间的引力总是大小相等、方向相反,是一对平衡力【答案】C【解析】【详解】A、万有引力公式适用于两质点间的万有引力计算，质量均匀的球体间的引力也可以通过此式计算，所以当和是质量均匀的球体时可以用此式计算两者间的万有引力，故选项A错误；B、当两物体间的距离趋向零时，两物体不能看成质点，万有引力定律不再适用，故选项B错误；CD、根据牛顿第三定律可知：和之间引力大小总是相等，与和是否相等无关，是一对作用力和反作用力，故选项C正确，D错误。2.如图所示，在水平地面上做匀速直线运动的汽车，通过定滑轮用绳子吊起一一个物体，若汽车和被吊物体在同一时刻的速度分别为v1和v2，则下面说法正确的是( )A. 物体做勾速运动，且v2=v1B. 物体做加速运动，且v2v1C. 物体做加速运动，且v2v1D. 物体做减述运动，且v2v1【答案】C【解析】试题分析：小车的运动可分解为沿绳方向和垂直于绳的方向两个运动，其中沿绳方向的运动与物体上升的运动速度相等将汽车的运动分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向, 设两段绳子夹角为，沿绳子方向的速度等于重物的速度大小重物的速度,所以,汽车向右匀速行驶,则增大,则增大,所以重物的速度增大,物体在做加速运动，故C正确.3.如图所示，电梯与水平地面成角，一人站在电梯上，电梯从静止开始匀加速上升，到达一定速度后再匀速上升若以表示水平梯板对人的支持力，为人受到的重力，为电梯对人的静摩擦力，则下列结论正确的是( )A. 加速过程中0，、都做功B. 加速过程中0，不做功C. 加速过程中0，、G都做功D. 匀速过程中0，、G都不做功【答案】A【解析】试题分析：加速过程中，人的加速度斜向上，将加速度分解到水平和竖直方向得：，方向水平向右；，方向竖直向上，水平方向受静摩擦力作用，水平向右，竖直方向上有位移，所以重力和支持力都做功，在水平方向上有位移，则摩擦力也做功故A正确，BC错误；匀速过程中，人受力平衡，水平方向不受摩擦力，但在竖直方向上有位移，所以重力和支持力都做功，故D错误；考点：考查了牛顿第二定律，功的计算【名师点睛】解决本题时可以把加速度进行分解，结合牛顿第二定律求解；然后再根据功的公式进行分析，注意功的正负的判断4.如图所示, a、b、c是在地球大气层外圆形轨道上运动的3颗卫星,下列说法正确的是( )A. b、c线速度大小相等且大于a的线速度B. b、c的向心加速度相等且小于a的向心加速度C. c加速可追上同一轨道上的b,b减速可等候同一轨道上的cD. 若卫星由于某原因,轨道半径缓慢减小,则其周期减小【答案】D【解析】根据 ，解得 ， ，b、c的轨道半径相等，线速度、向心加速度相等；轨道半径越大，线速度、向心加速度越小故A错误，B正确c加速，万有引力不够提供向心力，做离心运动，离开原轨道，b减速，万有引力大于所需向心力，卫星做近心运动，离开原轨道，所以不会与同轨道上的卫星相遇故C错误卫星由于某原因，轨道半径缓慢减小，万有引力做正功，动能增加，则线速度增大故D错误故选B点睛：解决本题的关键掌握线速度、相信加速度与轨道半径的关系，以及两卫星在同一轨道上，通过加速或减速是不会相遇的.5.某类地行星的质量是地球质量的8倍，半径是地球半径的2倍，宇航员在地球表面以初速度10m/s水平抛出一物体，其水平射程为10m，已知地球表面的重力加速度g=10m/s2，则下列说法正确的是A. 该类地行星表面的重力加速度5m/s2B. 该类地行星的平均密度与地球的平均密度相等C. 该类地行星的第一宇宙速度为地球的第一宇宙速度的2倍D. 宇航员在类地行星表面以相同的高度和水平初速度抛出一物体，其水平射程为5m【答案】BC【解析】A、在星球表面由重力等于万有引力,即 得： ，故A错；B、结合题中说给数据，根据 ，可知该类地行星的平均密度与地球的平均密度相等，故B对；C、第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度,由牛顿第二定律得: 可得： ，故C对；D、由于，所以下落相同高度所用时间为 ，即时间变为原来的 倍，所以水平位移也就变为原来的，故D错；故选BC点睛：由重力加速度的表达式及行星与地球的质量之比,半径之比求得重力加速度之比.由第一宇宙速度表达式及行星与地球的质量之比、半径之比求得第一宇宙速度.6.一水平抛出的小球落到一倾角为的斜面上时，其速度方向与斜面垂直，运动轨迹如图中虚线所示则下列说法正确的是（ ）A. 水平速度与竖直速度之比为B. 水平速度与竖直速度之比为C. 水平位移与竖直位移之比为 D. 水平位移与竖直位移之比为【答案】A【解析】【详解】AB、小球撞在斜面上，速度方向与斜面垂直，则速度方向与竖直方向的夹角为，则水平速度与竖直速度之比为，故选项A正确，B错误；CD、水平位移与竖直位移之比，故选项C、 D错误。7. 质量为 m 的汽车，启动后沿平直路面行驶，如果发动机的功率恒为P，且行驶过程中受到的摩擦阻力大小一定，汽车速度能够达到的最大值为v，那么当汽车的车速为v/4时，汽车的瞬时加速度的大小为A. P/mvB. 2P/mvC. 3P/mvD. 4P/mv【答案】C【解析】【分析】汽车速度达到最大后，将匀速前进，根据功率与速度关系公式和共点力平衡条件，可以先求出摩擦阻力；当汽车的车速为时，先求出牵引力，再结合牛顿第二定律求解即可【详解】当汽车匀速行驶时，有。根据，得，由牛顿第二定律得，故B正确，ACD错误；故选B。【点睛】本题关键结合功率与速度关系公式、共点力平衡条件以及牛顿第二定律联合求解8.如图所示，一个质量为M的人，站在台秤上，一长为R的悬线一端系一个质量为m的小球，手拿悬线另一端，小球绕悬线另一端点在竖直平面内做圆周运动，且小球恰好能通过圆轨道最高点，则下列说法正确的是： （ ）A. 小球运动到最低点时，台秤的示数最大B. 小球只有运动到最高点时，台秤的示数才最小C. 小球在a、b两个位置时，台秤的示数不相同D. 小球从最高点运动到最低点的过程中台秤的示数增大，小球处于超重状态。【答案】A【解析】【详解】A、小球恰好能通过圆轨道最高点，在最高点细线中拉力为零，小球速度，小球从最高点运动到最低点，由机械能守恒定律可得，在最低点由牛顿第二定律可得，联立解得细线中拉力，小球运动到最低点时台秤的示数最大且为，故选项A正确；B、小球运动到最高点时，细线中拉力为零，台秤的示数为，但不是最小，当小球处于如图所示状态时，设其速度为，由牛顿第二定律有：，由机械能守恒定律可得，解得悬线拉力，其分力，当即时，台秤的最小示数为，故选项B错误；C、小球在三个位置，小球均处于完全失重状态，台秤的示数相同，故选项C错误；D、有上述分析可知小球从最高点运动到最低点的过程中台秤的示数先减小后增大，小球在竖直方向分量的加速度的方向先向下后向上，小球先处于失重状态后超重状态，故选项D错误。二、多项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分，全对得4分，选对但不全得2分，错选或不选得0分）9.2013年12月2日1时30分，嫦娥三号探测器由长征三号乙运载火箭从西昌卫星发射中心发射，首次实现月球软着陆和月面巡视勘察,嫦娥三号的飞行轨道示意图如图所示。假设嫦娥三号在环月段圆轨道和椭圆轨道上运动时，只受到月球的万有引力,则以下说法正确的是 A. 若已知嫦娥三号环月段圆轨道的半径、运动周期和引力常量，则可以计算出月球的密度B. 嫦娥三号由环月段圆轨道变轨进入环月段椭圆轨道时，应让发动机点火使其减速C. 嫦娥三号在从远月点P向近月点Q运动的过程中,加速度变大D. 嫦娥三号在环月段椭圆轨道上P点的速度大于Q点的速度【答案】BC【解析】已知嫦娥三号环月段圆轨道的半径、运动周期和引力常量，根据，可以求出月球的质量，由于月球的半径未知，则无法求出月球的密度。故A错误。嫦娥三号由环月段圆轨道变轨进入环月段椭圆轨道时，需减速，使得万有引力大于向心力，做近心运动，而进入椭圆轨道。故B正确。嫦娥三号在从远月点P向近月点Q运动的过程中，万有引力逐渐增大，根据牛顿第二定律知，加速度变大。故C正确。从P点到Q点，万有引力做正功，根据动能定理，知道嫦娥三号的动能增加，则P点的速度小于Q点的速度，故D错误。故选BC。点睛：嫦娥三号在环月段圆轨道上做圆周运动万有引力等于向心力，要进入环月段椭圆轨道需要做近心运动知道变轨的原理是解决本题的关键10.如图是一汽车在平直路面上启动的速度-时间图象，若启动过程中汽车所受阻力恒定，由图象可知（）A. 0-t1时间内，汽车的牵引力增大，加速度增大，功率不变B. 0-t1时间内，汽车的牵引力不变，加速度不变，功率增大C. t1-t2时间内，汽车的牵引力减小，加速度减小，功率不变D. t1-t2时间内，汽车的牵引力不变，加速度不变，功率增大【答案】BC【解析】0t1时间内，汽车的速度是均匀增加的，是匀加速运动，所以汽车的牵引力不变，加速度不变，功率P=Fv增大，故AB错误。t1t2时间内，汽车的功率已经达到最大值，功率不能再增加，根据P=Fv可知汽车的牵引力随速度的增大而减小，加速度也要减小，故C正确，D错误。故选C。点睛：本题考查汽车的两种启动方式，恒定加速度启动和恒定功率启动以恒定加速度启动方式，由于牵引力不变，根据p=Fv可知随着汽车速度的增加，汽车的实际功率在增加，此过程汽车做匀加速运动11.国际研究小组借助于智利的甚大望远镜，观测到了一组双星系统，它们绕两者连线上的某点O做匀速圆周运动，如图所示此双星系统中体积较小成员能“吸食”另一颗体积较大星体表面物质，达到质量转移的目的，被吸食星体的质量远大于吸食星体的质量假设在演变的过程中两者球心之间的距离保持不变，则在最初演变的过程中（ ）A. 它们做圆周运动万有引力保持不变B. 它们做圆周运动角速度不断变大C. 体积较大星体圆周运动轨迹半径变大D. 体积较大星体圆周运动的线速度变大【答案】CD【解析】【详解】设体积较小的星体质量为，,轨道半径为，体积大的星体质量为，轨道半径为，双星间的距离为，转移的质量为A、它们之间的万有引力为，根据数学知识得知，随着的增大，先增大后减小，故选项A错误；B、根据万有应力提供向心力，对：，对：，联立解得，总质量不变，两者距离不变，则角速度不变，故选项B正确；CD、对：，可得，均不变，增大，则增大，即体积较大星体圆周运动轨迹半径变大，由得线速度也增大，故选项C、D正确。12.如图所示，质量分別为mA2kg、mBlkg的两小物块中间连接有劲度系数k200N/m的轻质弹簧，整个装置放在倾角为30的光滑斜面上，斜面底端有固定挡板。对物块A施加一个沿斜面向下的、大小F20N的力，整个装置处于静止状态。现撤去外力F，g取10m/s2，则A. 当弹簧恢复原长时，物块A沿斜面上升10cmB. 当物块B与挡板刚要分离时，物块A克服重力做功为1.75JC. 物块B离开挡板前，弹簧一直对物块A做正功D. 物块B刚要与挡板分离时，物块A的加速度大小为7.5m/s2【答案】BD【解析】开始时A、B处于静止状态，对A：F+mAgsin=kx1，解得：x1=0.15m=15cm，所以当弹簧恢复原长时，物块A沿斜面上升15cm故A错误；当B刚要离开挡板时，挡板的支持为0，对B：kx2=mBgsin；代入数据得：x2=0.025m；此时A向上的位移：x=x1+x2=0.15m+0.025m=0.175m；重力克服重力做的功：W=mgxsin，代入数据得：W=1.75J故B正确；B刚要离开挡板前B受到向上的拉力，则弹簧对A的拉力方向向下，所以在B要离开挡板前，弹簧先对A做正功，然后做负功故C错误；物块B刚要与挡板分离时，物块A受到重力、斜面的支持力和弹簧的拉力，沿斜面的方向：ma=mgsin+kx2；代入数据得加速度：a=7.5m/s2故D正确；故选BD.点睛：对于含有弹簧的问题，往往要研究弹簧的状态，分析物块的位移与弹簧压缩量和伸长量的关系是常用思路；例如本题中开始的弹簧的压缩状态和最后的拉伸状态三、实验题（13题10分，14题8分，共18分）13.图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图(1)实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线_每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛_(2)图乙是正确实验取得的数据，其中O为抛出点，则此小球做平抛运动的初速度为_m/s(g9.8 m/s2)(3)在另一次实验中将白纸换成方格纸，每个格的边长L5 cm，通过实验，记录了小球在运动途中的三个位置，如图丙所示，则该小球做平抛运动的初速度为_m/s；B点的竖直分速度为_m/s(g10 m/s2)【答案】 (1). 水平 (2). 初速度相同 (3). 1.6 (4). 1.5 (5). 2.0【解析】【详解】实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线水平，目的是保证小球的初速度水平，从而做平抛运动，每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛初速度相同，从而保证画出的为一条抛物线轨迹；根据得，则小球平抛运动的初速度为：；在竖直方向上，根据得：，则小球平抛运动的初速度为：B点的竖直分速度为：。14.一宇航员站在某质量分布均匀的星球表面的斜坡上的 P 点沿水平方向以初速度 抛出一个小球，测得小球经时间 t 落到斜坡上另一点 Q，斜面的倾角为 ，已知该星球半径为 R，万有引力常量为 G，求：（1）该星球表面的重力加速度为_；（2）该星球的密度_；（3）该星球的第一宇宙速度_；（4）人造卫星绕该星球表面做匀速圆周运动的最小周期_。【答案】 (1). (2). (3). (4). 【解析】【详解】解：(1)设该星球表现的重力加速度为，根据平抛运动规律：水平方向：竖直方向：平抛位移与水平方向的夹角的正切值：解得：(2)在星球表面有：解得：该星球的密度：(3) 根据万有应力提供向心力，万有应力等于重力，则有：可得：该星球的第一宇宙速度：(4)绕星球表面运行的卫星具有最小的周期，即：四、计算题（3个小题，共34分。要求写出必要的步骤和文字说明。）15.若地球绕太阳公转周期及公转轨道半径分别为T和R,某近地人造卫星（忽略高度h）绕地球转动周期为t，（提醒：引力常量为：G；球体积V=）求：（1）太阳质量M？ （2）地球密度？【答案】（1）； （2）【解析】【详解】地球绕太阳公转，由太阳的万有引力提供地球的向心力，则得：解得太阳的质量为：人造卫星绕地球运动，由地球的万有引力提供人造卫星的向心力，则得：解得地球的质量为：地球密度：16.如图所示,一小球从平台边缘水平抛出,恰好落在临近平台一倾角=53的粗糙斜面顶端,并刚好沿斜面加速下滑.已知动摩擦