陕西省延安市黄陵中学2018-2019学年高一物理下学期期中试题(含解析)

陕西省延安市黄陵中学2018-2019学年高一物理下学期期中试题（含
解析）
一、单项选择题（本题共12小题，每小题3分，共36分）
1. 发现万有引力定律和首次比较精确地测出引力常量的科学家分别是（）
A. 卡文迪许、牛顿
B. 牛顿、卡文迪许
C. 牛顿、伽利略
D. 开普勒、伽利略
【答案】B
【解析】
试题分析：发现万有引力定律的是牛顿，卡文迪许通过扭秤实验首次比较精确地测出引力常量的值，开普勒发现了开普勒三定律，伽利略通过理想斜面实验推出了力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动的原因，故B正确
考点：考查了物理学史
2.做曲线运动的物体，在运动过程中，一定变化的物理量是( )
A. 速率
B. 速度
C. 加速度
D. 合外力
【答案】B
【解析】
【详解】A、物体既然做曲线运动，那么它的速度方向肯定是不断变化的，但是速率不一定变化，所以速度一定在变化，故A错误，B正确；
C、平抛运动也是曲线运动，但是它的合力为重力，加速度是重力加速度，是不变的，故CD 错误。

3.一汽船载客渡河，若其在静水中的速度一定，河水的流速也不变，且v船> v水，则：[ ]
A. 使船身方向垂直于河岸，渡河路程最短
B. 使船身方向垂直于河岸，渡河最省时
C. 船沿垂直于河岸的路线到达对岸，渡河最省时
D. 不管船向什么方向行驶，船都无法垂直到达正对岸
【答案】B
【解析】
试题分析：使船身方向垂直于河岸，渡河时间最短，A 错误，B 正确；因为v v >船水，所以当船的合速度垂直河岸时，渡河位移最短，CD 错误 故选B
考点：考查了小船渡河问题
点评：需要知道当v v >船水时小船能垂直渡河，如果v <v 船水则不能垂直渡河
4.关于匀速圆周运动的说法正确的是（ ） A. 匀速圆周运一定是匀速运动 B. 匀速圆周运动是变加速运动 C. 匀速圆周运动是匀加速运动
D. 做匀速圆周运动的物体所受的合外力可能为恒力 【答案】B 【解析】
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
AC 错误，B 正确；做匀速圆周运动的物体所受的合外力提供向心力，方向始终指向圆心，是变力，故D 错误。

所以B 正确，ACD 错误。

5.如图所示，水平转台上放着一枚硬币，当转台匀速转动时，硬币没有滑动，关于这种情况下硬币的受力情况，下列说法正确的是（ ）
A. 受重力和台面的持力
B. 受重力、台面的支持力和向心力
C. 受重力、台面的支持力、向心力和静摩擦力
D. 受重力、台面的支持力和静摩擦力 【答案】D 【解析】
【详解】当转台匀速转动时，硬币受重力、台面向上的支持力和指向圆心的静摩擦力作用，故选D.
【点睛】注意向心力是物体所受所有力的合力，不是物体所受的力；静摩擦力与物体的相对运动趋势的方向相反，表明物体相对于转台有向外滑动的趋势。

6.一个物体以初速度v 0水平抛出，落地时速度为v ，那么物体运动时间是：（ ） A. 0()/v v g -
B. 0()/v v g +
/g
D.
g
【答案】C 【解析】
分析】
根据速度的分解，运用平行四边形定则求出竖直方向上的分速度，根据y v gt =求出运动的时间；
【详解】将落地的速度分解为水平方向和竖直方向，水平方向的速度等于0v ，则竖直方向
上的速度
y v =
y v gt =得，t =
，故C
正确，ABD 错误。

【点睛】解决本题的关键掌握平抛运动的规律，知道平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动。

7.如图所示，A 、B 两小球从相同高度同时水平抛出，经过时间t 在空中相遇，若两球的抛出速度都变为原来的2倍，则两球从抛出到相遇经过的时间为
A. t
B.
2
C.
2
t D.
4
t 【答案】C 【解析】
设第一次抛出时A球的速度为v1，B球的速度为v2，则A、B间的水平距离x=(v1+v2)t，第二次两球的速度为第一次的2倍，但两球间的水平距离不变，则x=2(v1+v2)T，联立得T=t∕2，所以C正确；ABD错误．
【名师点睛】本题的关键信息是两球运动时间相同，水平位移之和不变．
8.2016年10月17日“神舟十一号”载人飞船发射成功．关于该飞船绕地球做圆周运动的速率，下列数据可能正确的是（）
A. 7.7km/s
B. 9.0km/s
C. 11.2km/s
D.
16.7km/s
【答案】A
【解析】
【详解】根据第一宇宙速度的意义知，飞船绕地球做圆周运动的最大运行速度是7.9km/s，所以7.7km/s是可能的，其他值不可能，故A正确，BCD错误。

9.银河系中有两颗行星绕某恒星运行，从天文望远镜中观察到它们的运转周期之比为27:1，则它们的轨道半径的比为（）
A. 3:1
B. 9:1
C. 27:1
D. 1:9
【答案】B
【解析】
根据开普勒第三定律
3
2
r
k
T
=可得
33
12
23
12
r r
T T
=，所以1
2
9
1
r
r
=选B
10. 如图所示的皮带传动中，两轮半径不等，下列说法正确的是（）
A. 两轮角速度相等
B. 两轮边缘线速度的大小相等
C. 同一轮上各点的向心加速度跟该点与中心的距离成正比
D. 大轮边缘一点的向心加速度大于小轮边缘一点的向心加速度 【答案】BC 【解析】
两轮子是共线，线速度相等，B 对；由
，同一轮上各点角速度相同，向心加
速度与该点到中心的距离成正比，C 对；两轮子的线速度相同，向心加速度与半径成反比，大轮边缘一点的向心加速度小于小轮边缘一点的向心加速度
11.某个行星的质量是地球质量的一半，半径也是地球半径的一半，则此行星表面上的重力加速度是地球表面上重力加速度的（ ） A. 0.25倍 B. 0.5倍
C. 4倍
D. 2倍
【答案】D 【解析】
【详解】根据万有引力等于重力得：
2GMm mg R =，解得：2
GM
g R
= ；故2
2
21==2=22
g M R g M R ⨯⨯行行地地地行；即此行星上的重力加速度是地球上的2倍。

故ABC 错误，D 正确.
12.有a 、b 、c 、d 四颗地球卫星，a 还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动，b 处于地面附近近地轨道上正常运动，c 是地球同步卫星，d 是高空探测卫星，设地球自转周期为24 h ，所有卫星均视为匀速圆周运动，各卫星排列位置如图所示，则有( )
A. a 的向心加速度等于重力加速度g
B. b 在相同时间内转过弧长最长
C. c 在4 h 内转过的圆心角是
6
π D. d 的
运动周期有可能是23 h 【答案】B 【解析】
A 项，地球表面的重力加速度为g ，此时有
2
GMm
mg R = ，但对于a 来说，由于地球自转的作用，万有引力的一部分提供了圆周运动的向心力，所以a 的向心加速度小于重力加速度g ，故A 错误；
B 项，由22
GMm v m r r
= 可得b c d v v v >> ，根据v r ω= 可知c a v v > ，所以线速度b 的最大，则在相同时间内转过的弧长也就最长，故B 正确；
C 项，c 是同步卫星，所以c 的周期是24h ，则c 在4h 内转过的圆心角是42=243
π
π⨯ ，故C 项错误。

D 项，由
2
22=()GMm m r r T
π 可知，半径越大，周期越长，则d 的运动周期一定大于c 的运动周期，即大于24h ，故D 项错误。

故选B
点睛：利用万有引力提供向心力找到线速度、角速度、周期之间的关系。

二、多项选择题（本题共5小题，每小题4分，共20分．每题有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
13.下列哪幅图能正确描述质点运动到P 点时的速度v 和加速度a 的方向关系
A.
B.
C.
D.
【答案】C 【解析】
根据牛顿第二定律可知加速度的方向和合外力的方向相同，而物体做曲线运动时，受到的合
力指向轨迹的内侧，故C 正确。

14.如图所示，小球以5m/s 的速度水平抛开，经过0.8s 落地，取g=10m/s ，不计空气阻力．下列说法正确的有
( )
A. 小球在水平方向的位移大小是3.2m
B. 小球在竖直方向的位移大小是3.2m
C. 小球落地时在水平方向的速度大小是5m/s
D. 小球落地时在竖直方向的速度大小是5m/s 【答案】BC 【解析】
水平方向匀速运动：x=vt=4m ，故A 错误；落地时水平方向速度不变还是5m/s ，C 正确；竖直位移2
1h 3.22
gt m ==，故B 正确；竖直方向速度vy=gt=8 m/s ，故D 错误。

15.地球的质量为M ，半径为R ，自转角速度为ω，万有引力常量为G ，地球表面的重力加速度为g ，同步卫星距地面的距离为h ，则同步卫星的线速度大小为（ ） A. ω（R +h ）
【答案】AB 【解析】
【详解】同步卫星与地球同步，做匀速圆周运动，则线速度定义可得：
22()
()
2r R h v R h T
ππωπω
+=
==+；由于地球的引力提供向心力，让同步卫星做匀速圆周运动，则有：2
2()GMm v m R h R h
=++
；解之得：v =
；当忽略地球自转时，由黄金代换式：2GM g R =
，可得：v =AB 正确，CD 错误；
16.最近在某地区一路段发生了一起离奇的交通事故．家住公路拐弯处的李先生家在三个月内连续遭遇了七次大卡车侧翻在自家门口的场面，第八次有辆卡车冲进李先生家，造成严重的惨案．经公安部门和交通部门协力调查，画出的现场示意图如图所示．交警根据图示作出以下判断，你认为正确的是（）
A. 公路在设计上可能外（西）高内（东）低
B. 公路在设计上可能内（东）高外（西）低.
C. 由图可知汽车在拐弯时发生侧翻是因为车做向心运动.
D. 由图可知汽车在拐弯时发生侧翻是因为车做离心运动.
【答案】BD
【解析】
根据物体做离心运动的条件可知，汽车在拐弯时发生侧翻，可能是由于公路设计时内（东）高外（西）低，由于车速过大，所需要的向心力过大，外界不足以提供所需要的向心力而做离心运动．故A错误，B正确．由图可知，汽车在拐弯时向外发生侧翻，离转弯处的圆心越来越远，是因为车做离心运动，而不是做向心运动．故C错误，D正确．故选BD.
点睛：离心运动是生活中常用的现象，做圆周运动的物体，当外力突然消失或外界提供的向心力不够时物体会做离心运动．
17.发射地球同步卫星时，先将卫星发射到近地圆轨道1，之后在Q点经点火使卫星沿椭圆轨道2运行，待卫星到椭圆轨道2上距地球最远点P处，再次点火，将卫星送入同步圆轨道3，如图所示，则卫星在轨道1、2和3上正常运行时，下列说法正确的是（）
A. 卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率
B. 在轨道2上的运行周期大于在轨道1上的运行周期
C. 卫星在轨道1上经Q 点的加速度等于它在轨道2上经Q 点的加速度
D. 卫星在轨道2上运行时经过P 点的机械能大于经过Q 点的机械能 【答案】BC 【解析】
研究卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，根据2
2Mm v G m r r
=，解得
v =
3上的速率小于在轨道1上的速率，A 错误；椭圆轨道2的半长轴大于圆轨道1的半径，根据开普勒第三定律3
2 a k T
=，
知卫星在轨道2上运行的周期大于在轨道1上运行的周期，B 正确；根据2
Mm
G
ma r =得2
GM
a r =
，所以卫星在轨道2上经过Q 点的加速度等于在轨道1上经过Q 点的加速度，C 正确；卫星在轨道2上运行时，从P 到Q 只有万有引力做功，故机械能守恒，即经过P 点的机械能等于经过Q 点的机械能，D 错误．
三、实验题（本题共2小题，6个空，每空2分，共12分）
18.平抛物体的运动规律可概括为两条：第一条，水平方向做匀速直线运动；第二条，竖直方向做自由落体运动。

为了研究平抛物体的运动。

可做下面的实验，如图所示，用小锤打击弹性金属片，A 球水平飞出，同时B 球被松开，两球同时落到地面，则这个实验（）
A. 只能说明上述规律中的第一条
B. 只能说明上述规律中的第二条
C. 不能说明上述规律中的任何一条
D. 能同时说明上述两条规律 【答案】B 【解析】
【详解】A 球做平抛运动，B 球做自用落体运动，两球同时落地只能说明平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，并不能说明水平方向的运动特点，故B 项正确,ACD 错误；
19.（1）在做“研究平抛运动”的
实验时，让小球多次从同一高度释放沿同一轨道运动，通过描点法画出小球做平抛运动的轨迹。

为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，正确的选项是____。

A ．调节斜槽末端保持水平 B ．每次释放小球的位置必须不同 C ．每次必须由静止释放小球
D ．将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线
（2）如图所示，在研究平抛物体的运动的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长为L ，若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a 、b 、c 、d 所示，则由图可知小球从a 运动到b 和b 运动到c 的时间是________（填”相等”或”不相等”）的，小球平抛的初速度的计算式为v 0＝______（用L 、g 表示），小球在b 点的速率是v b ＝________（用L 、g 表示），a 点__________抛出点（填“是”或“不是”）。

【答案】 (1). AC (2). 相等
(3).
(4). 不是 【解析】
【详解】（1）为了保证小球的初速度水平，应调节斜槽的末端水平，故A 正确。

为了保证每
次小球平抛运动的初速度相等，则每次要从斜槽的同一位置由静止释放小球，故B 错误，C 正确。

将球的位置记录在纸上后，取下纸，用平滑的曲线连成曲线，故D 错误。

故选AC 。

（2）平抛运动水平方向匀速直线运动，由于小球从a 运动到b 和b 运动到c 的水平位移相等，因此运动时间相等；根据平抛运动规律得：竖直方向：小球做自由落体运动，因各段时间相等，由△h =7L ﹣5L ＝5L ﹣3L ＝2L ＝gt 2
可得：t =
水平方向：匀速运动，则有：x ＝4L ＝v 0t ，所以解得：04L v t =
=
小球抛到b 点的竖直方向速度为： 3542by L L L v t t
+===
所以b 点的速度为 b v ==
因为从a 点开始，各段相等时间内竖直分位移之比不是1：3：5，所以a 点不是抛出点。

四、计算题（本题共3小题，共32分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写最后答案不得分．有数值计算的题，答案应明确写出数值和单位）．
20.某人造地球卫星沿圆轨道运行，轨道半径为r ，周期为T ，地球半径为R ，万有引力常量为G ，求：
（1）地球的质量
（2）地球的密度
【答案】（1）地球的质量2324r GT π（2）地球的密度3
233r GT R
π 【解析】
【详解】（1）地球对卫星的万有引力提供卫星绕地球做圆周运动的向心力，有： 公式：2
224mM G m r r T
π＝ 得 地球的质量 23
24r M GT
π= （2）密度公式=
M V ρ 又体积34
3
V R π=
联立得地球的密度
3
23
3r
GT R
π
ρ=
21.有一根细绳系着装有水的水桶，在竖直平面内做圆周运动，木桶的质量m1＝0.6kg，水的质量m2＝0.4kg，绳长L＝40cm，求：（g＝10m/s2）
（1）最高点水不流出的最小速率
（2）若水在最高点速率v＝4m/s，绳子对木桶的拉力是多少.
【答案】（1）最高点水不流出的最小速率为2m/s；（2）若水在最高点速率v＝4m/s，绳子对木桶的拉力是30N。

【解析】
【详解】（1）当桶底对水压力为零时，速度最小。

水的重力提供向心力，由牛顿第二定律可得：
mg＝m
2 v L
解得：v=2m/s。

（2）在最高点，对水和水桶整体，根据牛顿第二定律得：T+（m1g+m2g）＝（m1+m2）
2 v L
解得：T＝（m1+m2）
2
v
L
﹣（m1g+m2g）＝（0.6+0.4）×
2
4
0.4
﹣（0.6×10+0.4×10）＝30N。

22.如图所示，一个人用一根长1 m，只能承受59 N拉力的绳子，拴着一个质量为1kg的小球，在竖直平面内做圆周运动.已知圆心O离地面h=6 m，转动中小球在最低点时绳子断了.（g取10 m/s2）求：
（1）绳子断时小球运动的角速度多大？
（2）绳断后，小球落地点与抛出点间的水平距离.
【答案】(1)7/w rad s = (2)7X m =
【解析】
解：(1)在最低点,根据牛顿第二定律得: 2
v F mg m R -= 绳子断时小球运动的角速度v R ω=
代入解得7/rad s ω=
(2)绳断后，小球做平抛运动 212
h R gt -= x vt =
绳断后，小球落地点与抛出点间的水平距离7x m =。