吉林省吉林名校高中2018-2019学年高一下学期期中物理试卷 Word版含解析

吉林省吉林名校高中2018-2019学年高一下学期期中物理试卷Word版含解析一、选择题（共13题，每题4分，共52分1-10题只有一项符合题目要求，11-13题有多项符合题目要求．全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分．）1．下列说法符合史实的是（）A．牛顿发现了行星的运动规律B．开普勒发现了万有引力定律C．伽利略发现了海王星和冥王星D．卡文迪许第一次在实验室测出了万有引力常量2．我国“嫦娥一号”探月卫星经过无数人的协作和努力，终于在2007年10月24日晚6点多发射升空．如图所示，“嫦娥一号”探月卫星在由地球飞向月球时，沿曲线从M点向N点飞行的过程中，速度逐渐减小．在此过程中探月卫星所受合力方向可能的是（）A．B．C．D．3．下列关于匀速圆周运动的说法，正确的是（）A．匀速圆周运动是一种平衡状态B．匀速圆周运动是一种匀速运动C．匀速圆周运动是一种匀变速运动D．匀速圆周运动是一种速度和加速度都不断改变的运动4．一小球被细线拴着做匀速圆周运动，其半径为2m，角速度为1rad/s，则（）A．小球的线速度为1.5 m/sB．小球在3 s的时间内通过的路程为6 mC．小球做圆周运动的周期为5 sD．以上说法都不正确5．如图所示，小物体A与圆盘保持相对静止跟着圆盘一起做匀速圆周运动，则A受力情况是（）A．重力、支持力B．重力、向心力C．重力、支持力、指向圆心的摩擦力D．重力、支持力、向心力、摩擦力6．一颗小行星环绕太阳做匀速圆周运动的半径是地球公转半径的4倍，则这颗小行星的运转周期是（）A．4年 B．6年 C．8年 D．9年7．在地球上的P点和Q点分别放有质量相等的物体，P、Q到地心的距离相等，则放在P点的小球（）A．线速度大B．角速度大C．所受重力大D．所需向心力大8．已知某星球的平均密度是地球的m倍，半径是地球的n倍，地球的第一宇宙速度是v，该星球的第一宇宙速度为（）A．v B．m v C．n v D．9．如图所示，某同学用硬塑料管和一个质量为m的铁质螺丝帽研究匀速圆周运动，将螺丝帽套在塑料管上，手握塑料管使其保持竖直并在水平方向做半径为r 的匀速圆周运动，则只要运动角速度合适，螺丝帽恰好不下滑，假设螺丝帽与塑料管间的动摩擦因数为μ，认为最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力．则在该同学手转塑料管使螺丝帽恰好不下滑时，下述分析正确的是（）A．螺丝帽受的重力与最大静摩擦力平衡B．螺丝帽受到杆的弹力方向水平向外，背离圆心C．此时手转动塑料管的角速度ω=D．若杆的转动加快，螺丝帽有可能相对杆发生运动10．物体做平抛运动时，描述物体在竖直方向的分速度v y（取向下为正）随时间变化的图线是图中的（）A．B．C．D．11．如图所示，用长为l的细绳拴着质量为m的小球在竖直平面内做圆周运动，则下列说法中正确的是（）A．小球在圆周最高点时所受的向心力一定为重力B．小球在最高点时绳子的拉力不可能为零C．若小球刚好能在竖直平面内做圆周运动，则其在最高点的速率为D．小球过最低点时绳子的拉力一定大于小球重力12．在下列条件中，引力常量已知，能求出地球质量的是（）A．已知卫星质量和它离地的高度B．已知卫星轨道半径和运动周期C．已知近地卫星的周期和它的向心加速度D．已知地球绕太阳运转的轨道半径和地球表面的重力加速度13．两颗靠得很近而与其它天体相距很远的天体称为双星，它们以两者连线上的某点为圆心做匀速圆周运动，如果二者质量不相等，则下列说法正确的是（）A．它们做匀速圆周运动的周期相等B．它们做匀速圆周运动的向心加速度大小相等C．它们做匀速圆周运动的向心力大小相等D．它们做匀速圆周运动的半径与其质量成正比二、填空题.实验题（每空3分、共18分）14．在距地面高为19.6m处水平抛出一物体，物体着地点和抛出点之间的水平距离为80m，则物体抛出时的初速度为，物体落地时的竖直分速度为．（g取9.8m/s2）15．长度为1m的轻质细杆OA，A端有一质量为4kg的木球，以O点为圆心，在竖直面内作圆周运动，如图所示，小球通过最高点的速度为3m/s，取g=10m/s2，则此时球对轻杆的力大小是，方向向．16．在研究平抛运动的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长L=1.25cm，若小球在平抛运动途中的几个位置如图a、b、c、d所示，则小球平抛的初速度的计算式为v0=（用L、g表示），其值是（取g=9.8m/s2）三、计算题（共30分，17题8分，18题10分，19题12分）17．某太空探测器绕火星做匀速圆周运动，离火星表面的高度为h，环绕n圈所用时间为t，已知火星半径为R，求（1）该探测器的环绕线速度v；（2）火星表面重力加速度g．18．在光滑水平转台上开有一小孔O，一根轻绳穿过小孔，一端拴一质量为0.1kg 的物体A，另一端连接质量为1kg的物体B，如图所示，已知O与A物间的距离为25cm，开始时B物与水平地面接触，设转台旋转过程中小物体A始终随它一起运动g=10m/s2．问：（1）当转台以角速度ω=4rad/s旋转时，物B对地面的压力多大？（2）要使物B开始脱离地面，则转台旋的角速度至少为多大？19．如图所示，半径为R，内径很小的光滑半圆管竖直放置，两个质量均为m的小球A、B以不同速率进入管内，A通过最高点C时，对管壁上部的压力为3mg，B通过最高点C时，对管壁下部的压力为0.75mg．求A、B两球落地点间的距离．参考答案与试题解析一、选择题（共13题，每题4分，共52分1-10题只有一项符合题目要求，11-13题有多项符合题目要求．全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分．）1．下列说法符合史实的是（）A．牛顿发现了行星的运动规律B．开普勒发现了万有引力定律C．伽利略发现了海王星和冥王星D．卡文迪许第一次在实验室测出了万有引力常量【考点】1U：物理学史．【分析】开普勒发现行星运动规律．牛顿发现万有引力定律．海王星一般认为是亚当斯和勒威耶；美国亚利桑那州的Lowell天文台的Clyde W．Tombaugh首次观测到冥王星．卡文迪许第一次在实验室测出了万有引力常量．【解答】解：A、开普勒最早发现行星的运动规律，并提出开普勒三定律，故A错误．B、牛顿提出万有引力定律，并给出表达式，故B错误．C、海王星一般认为是亚当斯和勒威耶；美国亚利桑那州的Lowell天文台的Clyde W．Tombaugh首次观测到冥王星．故C错误．D、引来了常量的常量是很困难的，牛顿虽然给出万有引力表达式，但是他无法测得引力常量，而是卡文迪许第一次在实验室测出了万有引力常量，故D正确．故选：D2．我国“嫦娥一号”探月卫星经过无数人的协作和努力，终于在2007年10月24日晚6点多发射升空．如图所示，“嫦娥一号”探月卫星在由地球飞向月球时，沿曲线从M点向N点飞行的过程中，速度逐渐减小．在此过程中探月卫星所受合力方向可能的是（）A．B．C．D．【考点】41：曲线运动．【分析】“嫦娥一号”探月卫星做的运动为曲线运动，故在半径方向上合力不为零且是指向圆心的；又是做减速运动，故在切线上合力不为零且与瞬时速度的方向相反，分析这两个力的合力，即可看出那个图象是正确的．【解答】解：“嫦娥一号”探月卫星从M点运动到N，曲线运动，必有力提供向心力，向心力是指向圆心的；“嫦娥一号”探月卫星同时减速，所以沿切向方向有与速度相反的合力；向心力和切线合力与速度的方向的夹角要大于90°，所以选项ABD错误，选项C正确．故答案为C．3．下列关于匀速圆周运动的说法，正确的是（）A．匀速圆周运动是一种平衡状态B．匀速圆周运动是一种匀速运动C．匀速圆周运动是一种匀变速运动D．匀速圆周运动是一种速度和加速度都不断改变的运动【考点】47：匀速圆周运动；48：线速度、角速度和周期、转速；49：向心加速度．【分析】匀速圆周运动速度大小不变，方向变化，是变速运动．加速度方向始终指向圆心，加速度是变化的，是变加速运动．【解答】解：A、匀速圆周运动速度大小不变，方向变化，速度是变化的，是变速运动，受力不平衡，故AB错误；C、匀速圆周运动加速度大小不变，方向始终指向圆心，加速度是变化的，是变加速运动，故C错误，D正确．故选：D．4．一小球被细线拴着做匀速圆周运动，其半径为2m，角速度为1rad/s，则（）A．小球的线速度为1.5 m/sB．小球在3 s的时间内通过的路程为6 mC．小球做圆周运动的周期为5 sD．以上说法都不正确【考点】48：线速度、角速度和周期、转速．【分析】根据圆周运动的角速度与线速度、周期的关系式即可求解．利用路程与线速度的关系求出路程．【解答】解：A、v=ωr=1×2m/s=2m/s，故A错误；B、小球在3 s的时间内通过的路程为s=vt=2×3m=6m，故B正确；C、根据周期与角速度关系得小球做圆周运动的周期为，故C错误；D、由上面分析可知B正确，所以D错误；故选：B．5．如图所示，小物体A与圆盘保持相对静止跟着圆盘一起做匀速圆周运动，则A受力情况是（）A．重力、支持力B．重力、向心力C．重力、支持力、指向圆心的摩擦力D．重力、支持力、向心力、摩擦力【考点】47：匀速圆周运动．【分析】向心力是根据效果命名的力，只能由其它力的合力或者分力来充当，不是真实存在的力，不能说物体受到向心力．【解答】解：物体在水平面上，一定受到重力和支持力作用，物体在转动过程中，有背离圆心的运动趋势，因此受到指向圆心的静摩擦力，且静摩擦力提供向心力，故ABD错误，C正确．故选C．6．一颗小行星环绕太阳做匀速圆周运动的半径是地球公转半径的4倍，则这颗小行星的运转周期是（）A．4年 B．6年 C．8年 D．9年【考点】4H：人造卫星的加速度、周期和轨道的关系．【分析】研究行星绕太阳做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式表示出周期，再根据地球与行星的轨道半径关系找出周期的关系．【解答】解：根据万有引力提供向心力得：=m rT=2π，小行星环绕太阳做匀速圆周运动的半径是地球公转半径的4倍，所以这颗小行星的运转周期是8年，故选：C．7．在地球上的P点和Q点分别放有质量相等的物体，P、Q到地心的距离相等，则放在P点的小球（）A．线速度大B．角速度大C．所受重力大D．所需向心力大【考点】4A：向心力；48：线速度、角速度和周期、转速．【分析】地球上的物体随地球自转，绕地轴转动，向心加速度的方向垂直指向地轴，角速度相等，随着纬度升高，重力加速度增大，根据v=rω比较线速度大小，根据F=mω2r比较向心力．【解答】解：A、地球上的物体随地球自转，角速度相等，根据v=rω知，P点的半径小，所以P点的线速度小，故AB错误；C、随着纬度升高，重力加速度增大，则P点的重力加速度比Q点大，根据G=mg 可知，P点的小球所受重力大，故C正确；D、根据F=mω2r可知，P点的半径小，所以P点的向心力小，故D错误．故选：C8．已知某星球的平均密度是地球的m倍，半径是地球的n倍，地球的第一宇宙速度是v，该星球的第一宇宙速度为（）A．v B．m v C．n v D．【考点】4I：第一宇宙速度、第二宇宙速度和第三宇宙速度．【分析】根据密度和体积求出质量之比，根据万有引力提供向心力求出第一宇宙速度，从而得出第一宇宙速度之比，求出星球的第一宇宙速度．【解答】解：根据G=m，得第一宇宙速度v=，根据M=πr3ρ知，星球和地球的质量之比为mn3．则第一宇宙速度之比为．所以星球的第一宇宙速度v′=v=n v．故选：C．9．如图所示，某同学用硬塑料管和一个质量为m的铁质螺丝帽研究匀速圆周运动，将螺丝帽套在塑料管上，手握塑料管使其保持竖直并在水平方向做半径为r 的匀速圆周运动，则只要运动角速度合适，螺丝帽恰好不下滑，假设螺丝帽与塑料管间的动摩擦因数为μ，认为最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力．则在该同学手转塑料管使螺丝帽恰好不下滑时，下述分析正确的是（）A．螺丝帽受的重力与最大静摩擦力平衡B．螺丝帽受到杆的弹力方向水平向外，背离圆心C．此时手转动塑料管的角速度ω=D．若杆的转动加快，螺丝帽有可能相对杆发生运动【考点】4A：向心力；37：牛顿第二定律．【分析】分析螺丝帽的受力情况，根据牛顿第二定律研究重力与最大静摩擦力的关系，并判断弹力的方向．螺丝帽做匀速圆周运动，由弹力提供向心力，由牛顿第二定律求出角速度．【解答】解：A、螺丝帽受到竖直向下的重力、水平方向的弹力和竖直向上的最大静摩擦力，螺丝帽在竖直方向上没有加速度，根据牛顿第二定律得知，螺丝帽的重力与最大静摩擦力平衡．故A正确．B、螺丝帽做匀速圆周运动，由弹力提供向心力，所以弹力方向水平向里，指向圆心．故B错误．C、根据牛顿第二定律得：N=mω2r，f m=mg，又f m=μN，联立得到ω=．故C 错误．D、若杆的转动加快，角速度ω增大，螺丝帽受到的弹力N增大，最大静摩擦力增大，螺丝帽不可能相对杆发生运动．故D错误．故选：A10．物体做平抛运动时，描述物体在竖直方向的分速度v y（取向下为正）随时间变化的图线是图中的（）A．B．C．D．【考点】43：平抛运动．【分析】物体做平抛运动时，只受重力，所以在竖直方向做自由落体运动，根据匀变速直线运动速度﹣时间关系即可求解．【解答】解：物体做平抛运动时，在竖直方向做自由落体运动，故其竖直方向速度﹣时间图象为一条通过原点的倾斜直线．故选D．11．如图所示，用长为l的细绳拴着质量为m的小球在竖直平面内做圆周运动，则下列说法中正确的是（）A．小球在圆周最高点时所受的向心力一定为重力B．小球在最高点时绳子的拉力不可能为零C．若小球刚好能在竖直平面内做圆周运动，则其在最高点的速率为D．小球过最低点时绳子的拉力一定大于小球重力【考点】4A：向心力；37：牛顿第二定律．【分析】对小球在不同位置时分析向心力的，利用牛顿第二定律列方程即可解答【解答】解：A、小球在圆周最高点时，向心力可能等于重力也可能等于重力与绳子的拉力之和，取决于小球的瞬时速度的大小，故A错误；B、小球在圆周最高点时，满足一定的条件可以使绳子的拉力为零，故B错误；C、小球刚好能在竖直面内做圆周运动，则在最高点，重力提供向心力，v=，故C正确；D、小球在圆周最低点时，具有竖直向上的向心加速度，处于超重状态，拉力一定大于重力，故D正确．故选CD12．在下列条件中，引力常量已知，能求出地球质量的是（）A．已知卫星质量和它离地的高度B．已知卫星轨道半径和运动周期C．已知近地卫星的周期和它的向心加速度D．已知地球绕太阳运转的轨道半径和地球表面的重力加速度【考点】4F：万有引力定律及其应用．【分析】要求解天体的质量我们应该从两个角度求解：1、研究卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式求出中心体的质量2、忽略地球自转的影响，根据万有引力等于重力列出等式求解．【解答】解：A、根据G=mr，得地球的质量为：M=，可得已知地球卫星质量和它离地面的高度，不能得到卫星的轨道半径，也不知道卫星的周期，所以无法求出地球质量．故A错误．B、已知地球卫星轨道半径和运动周期，研究卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，由上可知可求得地球质量，故B正确．C、已知地球近地卫星的周期和它的向心加速度，根据圆周运动知识得：a=r=…①研究卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式：G=ma…②由①②可求得地球质量，故C正确．D、根据万有引力提供向心力，列出等式只能求出中心体的质量，所以已知地球绕太阳运动的轨道半径和地球表面的重力加速度无法求出地球质量．故D错误．故选：BC．13．两颗靠得很近而与其它天体相距很远的天体称为双星，它们以两者连线上的某点为圆心做匀速圆周运动，如果二者质量不相等，则下列说法正确的是（）A．它们做匀速圆周运动的周期相等B．它们做匀速圆周运动的向心加速度大小相等C．它们做匀速圆周运动的向心力大小相等D．它们做匀速圆周运动的半径与其质量成正比【考点】48：线速度、角速度和周期、转速；4A：向心力．【分析】在双星系统中，双星之间的万有引力提供各自做圆周运动的向心力，即向心力相同，同时注意：它们的角速度相同，然后根据向心力公式列方程即可求解．【解答】解：在双星问题中它们的角速度相等，设两星之间的距离为L，质量分别为m1、m2，则有：T=，所以周期相等，故A正确；根据万有引力提供向心力得：①②联立①②可得：m1r1=m2r2，即轨道半径和质量成反比，故D错误；质量不等，半径也不等，根据a=ω2r得：向心加速度不等，故B错误；由万有引力公式可知向心力大小相等，故C正确．故选AC．二、填空题.实验题（每空3分、共18分）14．在距地面高为19.6m处水平抛出一物体，物体着地点和抛出点之间的水平距离为80m，则物体抛出时的初速度为40m/s，物体落地时的竖直分速度为19.6m/s．（g取9.8m/s2）【考点】43：平抛运动．【分析】根据平抛运动的高度求出平抛运动的时间，结合水平位移和时间求出初速度．根据速度时间公式求出物体落地时的竖直分速度．【解答】解：根据h=得物体平抛运动的时间为：t=，则物体的初速度为：．物体落地时的竖直分速度为：v y=gt=9.8×2m/s=19.6m/s．故答案为：40m/s，19.6m/s．15．长度为1m的轻质细杆OA，A端有一质量为4kg的木球，以O点为圆心，在竖直面内作圆周运动，如图所示，小球通过最高点的速度为3m/s，取g=10m/s2，则此时球对轻杆的力大小是4N，方向向竖直向下．【考点】4A：向心力．【分析】小球运动到最高点时受到重力与轻杆的弹力，根据合力提供向心力列出牛顿第二定律解得结果．【解答】解：小球运动到最高点时受到重力与轻杆的弹力，假设杆子对球的弹力方向向上为F N，根据合力提供向心力为：mg﹣F N=m代入数据解得：F N=4 N根据牛顿第三定律可知，球对杆的作用力也是4N，方向竖直向下故答案为：4N，竖直向下16．在研究平抛运动的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长L=1.25cm，若小球在平抛运动途中的几个位置如图a、b、c、d所示，则小球平抛的初速度的计算式为v0=2（用L、g表示），其值是0.7m/s（取g=9.8m/s2）【考点】MB：研究平抛物体的运动．【分析】平抛运动的水平方向做匀速直线运动，从图中可以看出：a、b、c、d 4个点间的水平位移均相等为2L，因此这4个点是等时间间隔点，v0=，而竖直方向是自由落体运动，两段相邻的位移之差是一个定值△y=gT2=L，联立方程即可解出．【解答】解：从图中看出，a、b、c、d 4个点间的水平位移均相等，是x=2L，因此这4个点是等时间间隔点．竖直方向两段相邻位移之差是个定值，即△y=gT2=L，再根据v0=解出v0=2代入数据得v0=0.70m/s．故答案为：=2；0.70m/s三、计算题（共30分，17题8分，18题10分，19题12分）17．某太空探测器绕火星做匀速圆周运动，离火星表面的高度为h，环绕n圈所用时间为t，已知火星半径为R，求（1）该探测器的环绕线速度v；（2）火星表面重力加速度g．【考点】4F：万有引力定律及其应用．【分析】（1）先求出周期T，由半径与周期可确定出线速度．（2）由由万有引力等于重力可确定加速度g．【解答】解：（1）周期T=则v==（2）由万有引力等于向心力：又万有引力等于重力：可得：g==答：（1）该探测器的环绕线速度为；（2）火星表面重力加速度为．18．在光滑水平转台上开有一小孔O，一根轻绳穿过小孔，一端拴一质量为0.1kg 的物体A，另一端连接质量为1kg的物体B，如图所示，已知O与A物间的距离为25cm，开始时B物与水平地面接触，设转台旋转过程中小物体A始终随它一起运动g=10m/s2．问：（1）当转台以角速度ω=4rad/s旋转时，物B对地面的压力多大？（2）要使物B开始脱离地面，则转台旋的角速度至少为多大？【考点】4A：向心力；37：牛顿第二定律．【分析】（1）对A分析，根据拉力提供向心力，结合牛顿第二定理求出绳子的拉力，隔离对B分析，抓住B的合力为零，结合共点力平衡求出支持力的大小，从而得出物体B对地面的压力．（2）要使物B开始脱离地面，结合平衡得出绳子拉力，对A分析，根据牛顿第二定理求出转台旋转的最小角速度大小．【解答】解：（1）对A，运用牛顿第二定律得，绳子的拉力T=mrω2=0.1×0.25×16N=0.4N，对B受力分析有：Mg=T+F支T=10﹣0.4N=9.6N解得F支=Mg﹣所以F压=9.6N．（2）当B受的支持力为零时，其将要离开地面，根据mg=T′可知，T′=10N对A有：T′=mrω′2，代入数据解得ω=20rad/s．答：（1）当转台以角速度ω=4rad/s旋转时，物B对地面的压力为9.6N；（2）要使物B开始脱离地面，则转台旋的角速度至少为20rad/s．19．如图所示，半径为R，内径很小的光滑半圆管竖直放置，两个质量均为m的小球A、B以不同速率进入管内，A通过最高点C时，对管壁上部的压力为3mg，B通过最高点C时，对管壁下部的压力为0.75mg．求A、B两球落地点间的距离．【考点】4A：向心力；43：平抛运动．【分析】对两个球分别受力分析，根据合力提供向心力，由牛顿第二定律求出两球通过C点的速度，此后球做平抛运动，正交分解后，根据运动学公式列式求解即可．【解答】解：两个小球在最高点时，受重力和管壁的作用力，这两个力的合力作为向心力，离开轨道后两球均做平抛运动，A、B两球落地点间的距离等于它们平抛运动的水平位移之差．对A球：3mg+mg=m解得：v A=2对B球：mg﹣0.75mg=m解得：v B=由平抛运动规律可得落地时它们的水平位移分别为：s A=v A t=v A=2×2=4Rs B=v B t=v B=×2=R则有：s A﹣s B=3R即A、B两球落地点间的距离为3R．答：A、B两球落地点间的距离为3R．。