河北省石家庄市辛集市第二中学2019-2020学年高一物理下学期期中试题【含答案】

河北省石家庄市辛集市第二中学2019-2020学年高一物理下学期期
中试题
（满分100分，90分钟完卷）
一、选择题。

（本题共12个小题，每小题4分，共48分。

其中1—8题只有一个选项是正确的，9—12题有多个选项正确。

错选、多选不得分，少选得2分）。

1.许多科学家在物理学发展过程中作出了重要贡献，下列叙述中符合物理学史实的是（　）
A. 哥白尼提出了日心说并发现了行星沿椭圆轨道运行的规律
B. 天文学家开普勒对他导师第谷观测的行星数据进行了多年研究，得出了万有引力定律
C. 牛顿利用万有引力定律通过计算发现了彗星的轨道
D. 卡文迪许通过实验测出了万有引力常量
【答案】D
【解析】
【详解】A．哥白尼提出了日心说，开普勒发现了行星沿椭圆轨道运行的规律，故A错误；B．天文学家开普勒对他导师第谷观测的行星数据进行了多年研究，得出了行星运动定律，
不是万有引力定律，故B错误；
C．哈雷利用万有引力定律通过计算发现了彗星的轨道，故C错误；
D．英国的科学家卡文迪许通过实验测出了引力常量G，故D正确。

故选D。

2.下列现象中属于防止离心现象带来危害的是（）
A. 为使火车安全通过弯道，修建铁路时常把外轨道修得比内轨道高一些
B. 汽车在过弯道时，阴雨天气容易冲出轨道
C. 洗衣机脱水桶转动时可以将湿衣服上的水甩去
D. 公共汽车急刹车时，乘客容易向前倾倒
【答案】A
【解析】
在修筑铁路时，转弯处轨道的内轨要低于外轨，目的是由重力的分力提供一部分向心力，弥补向心力不足，防止车速过大，火车产生离心运动而发生侧翻，故A正确；汽车在过弯道时，阴雨天气时，因需要的向心力小于轮胎与地面的最大摩擦力而容易冲出轨道，这是离心现象带来的危害，不是离心现象的防止，选项B错误；洗衣机脱水桶高速旋转把附着在衣服上的水分，是利用离心作用将水从衣服甩掉，是利用的离心运动，故C错误．公共汽车急刹车时，
乘客都向前倾倒是由于惯性，与离心现象无关，故D 错误．故选A ．
3.“高分四号”卫星是我国首颗地球同步轨道高分辨率光学成像卫星，也是目前世界上空间分辨率最高、幅宽最大的地球同步轨道遥感卫星，它的发射和应用使我国天基对地遥感观测能力显著提升．关于“高分四号”，下列说法正确的是( )
A. “高分四号”卫星的空间分辨率很高，采取措施使它距地球更近一些，效果会好一些
B. “高分四号”卫星绕地球做圆周运动的线速度大于地球的第一宇宙速度7.9 km/s
C. “高分四号”卫星的向心加速度大于静止在赤道上物体的向心加速度
D. “高分四号”卫星的向心力与其他同步卫星的向心力的大小相等
【答案】B
【解析】
【详解】A．“高分四号”卫星是地球同步卫星，轨道半径是个定值，不能降低，故A 错误；
B ．第一宇宙速度是人造地球卫星运行的最大环绕速度，所以“高分四号”卫星绕地球做圆周运动的线速度小于地球的第一宇宙速度7.9km/s ，故B 错误；
C ．“高分四号”卫星和地球上的物体角速度相同，根据a=ω2r 可知，“高分四号”卫星的半径大，则向心加速度大．故C 正确；
D ．向心力，由于不知道“高分四号”卫星与其它同步卫星的质量关系，所以不2GMm F r 能判断向心力大小，故D 错误；
故选C ．
【点睛】本题考查第一宇宙速度的特点，内容简单，只要多读课本，熟记基本知识就能顺利解出．同步卫星要与地球的自转实现同步，就必须要角速度与地球自转角速度相等，这就决定了它的轨道高度和线速度．
4.某电视台举办了一期群众娱乐节目，其中有一个环节是让群众演员站在一个旋转较快的大平台的边缘上，向大平台圆心处的球筐内投篮球。

如果群众演员相对平台静止，则下面各俯视图中哪幅图中的篮球可能被投入球筐（图中箭头指向表示投篮方向） A.
B C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】如图所示，由于篮球和群众演员随大平台一起旋转，所以篮球抛出前有沿
方向的1v 初速度，要想篮球抛出后能沿虚线进入篮筐，则必须沿方向投出，
2
v 故B 正确，ACD 错误。

故选B 。

5.在水平地面上，关于平抛物体的运动，下列说法正确的是（ ）
A. 由知，物体平抛的初速度越大，飞行时间越短
0x t v =
B. 由
的高度越大，飞行时间越长
t =
C. 任意连续相等时间内，物体下落高度之比为1：3：5…
D. 任意连续相等时间内，物体运动速度改变量增加
【答案】B
【解析】
AB 、平抛运动水平方向做匀速运动：
0x v t =竖直方向做自由落体运动：
212h gt =平抛运动在空中运动的时间由竖直方向上的运动决定：
t =所以物体下落的高度越大，飞行时间越长，故A 错，B 对；
C 、在竖直方向上做了初速度为零的自由落体运动，物体下落高度之比为1：3：5，符合从一开始下落时计算，故C 错误；
D 、由 ，知任意连续相等时间内，物体运动速度改变量都相等，故D 错误；v gt ∆=综上所述本题答案是：B
6.如图所示，拖拉机后轮的半径是前轮半径的两倍，A 和B 是前轮和后轮边缘上的点，若车行进时轮与路面没有滑动，则( )
A. A 点和B 点的线速度大小之比为1∶2
B. 前轮和后轮的角速度之比为2∶1
C. 两轮转动的周期相等
D. A 点和B 点的向心加速度大小相等
【答案】B
【解析】
【详解】轮A 、B 分别为同一传动装置前轮和后轮边缘上的一点，所以
，故A 错误；A B v v =根据和，可知A 、B 两点的角速度之比为2∶1；由，所以转速也是
v r ω=A B v v =2n ωπ=
2∶1，故B 正确；据和前轮与后轮的角速度之比2∶1，求得两轮的转动周期为
2T πω=
1∶2，故C 错误；由
，可知，向心加速度与半径成反比，则A 与B 点的向心加速度不2
v a r =等，故D 错误．
7.日常生活中可以利用离心运动甩干衣物上的水分，如图已知甩干桶直径为0.5m ，工作时转速为r/s ，则甩干过程中衣物和桶壁之间的弹力与衣物所受重力的比值为（
g =10m/s 2）（ 20
π）
A. 80
B. 40
C. 20
D. 10
【答案】B
【解析】【详解】衣物转动的角速度
20rad/s 40rad/s π
22n ωππ===⨯
则对衣物受力分析，根据牛顿第二定律22
N 2d
F m r m ωω==衣物和桶壁之间的弹力与衣物所受重力的比值为
2N 0.54040224010
d F mg
g ω⨯⨯===ACD 错误，B 正确。

故选B 。

8.甲、乙两名滑冰运动员，m 甲=80kg ，m 乙=40kg ，面对面拉着弹簧秤都在光滑水平冰面上做匀速圆周运动的表演，如图所示，两人相距0.9m ，弹簧秤的示数为96N ，下列判断中正确的是（ ）
A. 两人的运动半径不同，甲为0.6m ，乙为0.3m
B. 甲做圆周运动的向心力大于乙
C. 两人的线速度相同，为2m/s
D. 两人的角速度相同，为2rad/s
【答案】D
【解析】
【详解】ABD．弹簧秤对甲、乙两名运动员的拉力提供向心力，即甲、乙两名运动员的向心力大小相等，根据牛顿第二定律得
2296N
M R M R ωω==甲甲乙乙甲乙由于甲、乙两名运动员面对面拉着弹簧秤做圆周运动的溜冰表演，绕共同转轴转动，所以
ωω=甲乙整理可以得到
R M
R M
甲乙乙甲=而且
0.9m R R +=甲乙
联立以上方程，带入数据整理可以得到
0.3m
R =甲0.6m
R =乙2rad/s
ωω==甲乙故AB 错误，D 正确；
C ．由于二人的角速度相同，根据公式而且由于，则可知v r ω=R R <甲乙
v v <甲乙
即二者的线速度大小不相同，故C 错误。

故选D 。

9．D 10．A 11．C 12．A 13．B 14．B
15.若河水的流速大小与水到河岸的距离有关，河中心水的流速最大，河岸边缘处水的流速最小．现假设河的宽度为120 m ，河中心水的流速大小为4 m/s ，船在静水中的速度大小为3 m/s ，要使船以最短时间渡河，则( )
A. 船渡河的最短时间是24 s
B. 在行驶过程中，船头始终与河岸垂直
C. 船在河水中航行的轨迹是一条直线
D. 船在河水中的最大速度为5 m/s
【答案】BD
【解析】
【分析】
将船的运动分解为沿河岸方向和垂直于河岸方向，当静水速的方向与河岸垂直时，渡河时间最短．根据两分运动的运动情况判断合运动的轨迹．
【详解】AB．当静水速的方向与河岸垂直时，渡河时间最短，则有s=40s
1203c d t v ==故A 错误，B 正确；
C ．船在垂直河岸方向做匀速直线运动，在沿河岸方向，由于水流速在变，做变速运动，两合运动的轨迹是曲线，故C 错误；
D ．根据运动的合成，可知船在河水中的最大速度为
m/s=5m/s
m v =故D 正确。

故选BD 。

16.在发射卫星的过程中，卫星首先从低轨道进入椭圆轨道Ⅰ，然后在 Q 点通过改变卫星速度，让卫星进入高轨道轨道Ⅱ．则（
）
A. 该卫星的发射速度必定小于 11.2km/s
B. 卫星在 Q 点通过加速实现由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ
C. 卫星在轨道Ⅱ上的运行速度大于 7.9km/s
D. 在轨道Ⅰ上，卫星在 P 点的速度大于在 Q 点的速度
【答案】ABD
【解析】
【详解】A、发射速度要大于等于第一宇宙速度小于第二宇宙速度，故选项A正确；
Q
B、通过在点加速使卫星由原来的向心运动变为圆周运动，由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ，故选项B正确；
C、第一宇宙速度为卫星的运行的最大速度，在轨道Ⅱ上的运行速度小于7.9km/s，故选项C 错误；
D、在轨道Ⅰ上，近地点速度大，远地点速度小，则卫星在P点的速度大于在Q点的速度，故选项D正确．
17.如图所示，物体A、B经无摩擦的定滑轮用细线连在一起，A物体受水平向右的力F的作用，此时B匀速下降，A水平向左运动，可知（ ）
A. 物体A做加速运动
B. 物体A做减速运动
C. 物体A所受摩擦力逐渐减小
D. 物体A所受摩擦力逐渐增大
【答案】AC
【解析】
【详解】AB．B匀速下降，A沿水平面向左做运动，如图所示：
根据运动的合成与分解有
B A cos v v θ
=解得
B
A cos v v θ=是恒定的，向左运动过程中增大，故减小，则增大，所以A 在水平方向上向左
B v θcos θA v 做加速运动，故A 正确，B 错误；
C ．因为B 匀速下降，所以B 受力平衡，B 所受绳拉力为
B
T G =A 受斜向上的拉力等于B 的重力，如图所示
在图中把拉力分解成竖着方向
和水平方向B 2sin G F θ=B 1cos G F θ
=在竖直方向上有N 2A
F F
G +=由于绳子与水平方向的夹角增大，所以增大，支持力减小，根据摩擦力公式
θ2F N F N
f F μ=可知摩擦力减小，故C 正确，D 错误。

故选AC 。

18.如图所示，倾角为θ的斜面体固定在水平面上，两个可视为质点的小球甲和乙分别沿水
平方向抛出，两球的初速度大小相等，已知甲的抛出点为斜面体的顶点，经过一段时间两球落在斜面上的A 、B 两点后不再反弹，落在斜面上的瞬间，小球乙的速度与斜面垂直．忽略空气的阻力，重力加速度为g .则下列选项正确的是(
)
A. 甲、乙两球在空中运动的时间之比为tan 2 θ∶1
B. 甲、乙两球下落的高度之比为4tan 4 θ∶1
C. 甲、乙两球的水平位移之比为tan θ∶1
D. 甲、乙两球落在斜面上瞬间的速度与水平面夹角的正切值之比为2tan 2 θ∶1
【答案】BD
【解析】
【详解】A.由小球甲的运动可知，
tan θ＝＝＝，
y x 22012gt v t 02gt v 解得t ＝，
02tan v g θ
落到斜面上的速度与竖直方向夹角的正切值为
tan θ＝，
00y v v v gt =''解得，
tan v t g θ'=则甲、乙两球在空中运动的时间之比为t ∶t ′＝2tan 2 θ∶1，故A 错误；
B.由h ＝gt 2可知甲、乙两球下落的高度之比为4tan 4 θ∶1，故B 正确；
1
2C.由x ＝v 0t 可知甲、乙两球的水平位移之比为2tan 2 θ∶1，故C 错误；
D. 甲球落在斜面上瞬间的速度与水平面夹角的正切值为
tan α甲＝＝2tan θ，
00y
v gt v v =乙球落到斜面上的速度与水平方向夹角的正切值为
tan α乙＝＝，
0v y v '1
tan θ甲、乙两球落在斜面上瞬间的速度与水平面夹角的正切值之比为
tan α甲：tan α乙=2tan 2 θ∶1，
故D 正确。

故选：BD
二、计算题。

（共3个小题，共38分，计算题必须书写过程，只写结果的不得分，所有答案请填写在答题卡规定的位置）。

19.长为L 的细线，拴一质量为m 的小球，一端固定于O 点．让其在水平面内做匀速圆周运动(
这种运动通常称为圆锥摆运动)，如图.求摆线L 与竖直方向的夹角为α时：
(1)线的拉力F ；
(2)小球运动的线速度的大小；
(3)小球运动的角速度及周期．
【答案】（1）
； （2）；（
3） ；cos mg
α
v
=ω
=2T =【解析】【详解】(1)做匀速圆周运动的小球受力分析如图所示
小球受重力mg 和绳子的拉力F .因为小球在水平面内做匀速圆周运动，
所以小球受到的合力指向圆心O ′，且沿水平方向．
由平行四边形定则得小球受到的合力大小为mgtanα，绳对小球的拉力大小为
cos mg F α
＝
(2)由牛顿第二定律得2
tan mv mg r
α＝由几何关系得
sin r L α
＝
所以小球做匀速圆周运动的线速度的大小为
v (3)
小球运动的角速度
v r ω=＝＝
小球运动的周期22T πω=
=20．（1）1.8m （2）3.6J （3）6W 17.如图所示，轨道 ABCD 的 AB 段为一半径 R =0.2 m 的光滑圆形轨道BC 段为高为 h 1
4=5 m 的竖直轨道，CD 段为水平轨道．一质量为 0.1 kg 的小球由 A 点从静止开始下滑到 B 点时速度的大小为 2 m /s ，离开 B 点做平抛运动（
g 取 10 m /s 2），求：
（1）小球离开 B 点后，在 CD 轨道上的落地点到 C 的水平距离；
（2）小球到达 B 点时对圆形轨道的压力大小？
（3）如果在 BCD 轨道上放置一个倾角θ＝45°的斜面（如图中虚线所示），那么小球离开 B 点后能否落到斜面上？如果能，求它第一次落在斜面上时下落的高度．
【答案】（1）2m （2）3N （3）能，0.8m
【解析】
【详解】解：(1)设小球离开点做平抛运动的时间为，落地点到点距离为B 1t
C s 竖直方向：
2112h gt =
解得：
11t s =
==水平方向：12B s v t m
=∙=(2)小球达受重力和向上的弹力作用，根据向心力公式和牛顿第二定律得：
B G F
2
mv F G R -=解得：3F N
=由牛顿第三定律知球对的压力，即小球到达点时对圆形轨道的压力大小为3N ，B F F '=-B 方向竖直向下
(3)如图，斜面的倾角，则有45θ=︒5tan 45h d m ==︒
因为，所以小球离开点后能落在斜面上，
d s >B 假设小球第一次落在斜面上点，长为，小球从点到点的时间为F BF L B F 2
t 则有：，2B Lcos v t θ=2212
Lsin gt θ=联立解得：20.4t s
=它第一次落在斜面上时下落的高度：2210.82h gt m ==。