2019-2020学年湖南省长沙市天心区明德中学高一(下)期中物理试卷

2019-2020学年湖南省长沙市天心区明德中学高一（下）期中物理试卷
一、选择题（本大题共15小题，每小题4分，共60分）
1．（4分）发现万有引力定律的科学家是（）
A．牛顿B．开普勒C．卡文迪许D．焦耳
2．（4分）物体经过位置A时，速度v的方向和它受到合力F的方向如图所示，则物体的运动轨迹可能是（）
A．轨迹①B．轨迹②
C．轨迹③D．轨迹①、②、③都有可能
3．（4分）如图所示是行星m绕恒星M运动情况的示意图，行星速度最大的位置是（）
A．A点B．B点C．C点D．D点
4．（4分）在一次投球游戏中，将球水平抛向放在地面的小桶中，小刚同学调整好力度，结果球沿弧线飞到小桶的右方．不计空气阻力，则下次再投时，球投出方向不变，他可能做出的调整为（）
A．初速度大小不变，降低抛出点高度
B．初速度大小不变，提高抛出点高度
C．抛出点高度不变，增大初速度
D．以上方向都可行
5．（4分）如图所示，地球可以看作一个球体，O点为地球圆心，位于长沙的物体A和位于赤道上的物体B，都随地球自转做匀速圆周运动，则（）
A．物体的周期T A＝T B
B．物体的周期T A＞T B
C．物体的线速度大小v A＝v B
D．物体的角速度大小ωA＞ωB
6．（4分）如图所示，下列轨道中不可能是卫星绕地球运行的轨道的是（）
A．轨道A B．轨道B C．轨道C D．轨道D
7．（4分）如图所示，把一个小球放在玻璃漏斗中，晃动漏斗，可以使小球沿光滑的漏斗壁在某一水平面内做匀速圆周运动．此时小球所受到的力有（）
A．重力、支持力
B．重力、支持力，向心力
C．重力、支持力，离心力
D．重力、支持力、向心力、沿漏斗壁的下滑力
8．（4分）探索宇宙的奥秘，一直是人类孜孜不倦的追求．下列关于宇宙及星体运动的说法正确的是（）A．地球是宇宙的中心，太阳、月亮及其它行星都绕地球运动
B．太阳是静止不动的，地球和其它行星都绕太阳运动
C．地球是绕太阳运动的一颗行星
D．日心说是正确的，地心说是错误的
9．（4分）“套圈圈”是老少皆宜的游戏，如图，大人和小孩在同一竖直线上的不同高度处分别以水平速度v1、v2抛出铁丝圈，都能套中地面上同一目标。

设铁丝圈在空中运动时间分别为t1、t2，则（）
A．v1＝v2B．v1＞v2C．t1＝t2D．t1＞t2
10．（4分）如图所示，某行星围绕太阳运动的轨道为椭圆，该行星在近日点A时，太阳对它的万有引力为F A，在远日点B时，太阳对它的万有引力为F B，则F A、F B的大小关系为（）
A．F A＜F B B．F A＝F B C．F A＞F B D．无法确定
11．（4分）关于铁路弯道的设计及火车安全通过弯道时，下列说法正确的是（）
A．内、外轨一样高B．内轨略低于外轨
C．火车转弯时应当减速D．火车转弯时应当加速
12．（4分）下列情况不适用于经典力学的是（）
A．宏观B．低速C．弱引力D．高速
13．（4分）环绕地球做匀速圆周运动的卫星，离地面越高，则卫星（）
A．线速度越大B．角速度越大
C．向心加速度越大D．周期越大
14．（4分）若已知某行星绕太阳公转的半径为r，公转的周期为T，万有引力常量为G，则由此可求出（）A．行星的质量B．太阳的质量C．行星的密度D．太阳的密度
15．（4分）关于地球同步卫星，下列说法错误的是（）
A．它可能在长沙的上方
B．它运行方向必须与地球自转方向相同
C．它的周期是24h，且轨道平面与赤道平面重合
D．每一个地球同步卫星离开地面的高度是一样的
二、（本大题共8小题，每空2分，共32分）
16．（4分）如图所示，跷跷板的支点位于板的中点，A、B两个小孩距离支点一远一近，在翘动的某一时刻，A、B 两小孩重心的角速度大小（选填“相等”或“不相等”），线速度大小（选填“相等”或“不相等”）。

17．（4分）对于做平抛运动的物体，水平方向做（选填“匀速”或“变速”）直线运动，运动轨迹是一条。

（选填“直线”或“曲线”）
18．（4分）利用图所示的实验装置研究“平抛运动”的规律。

用小锤打击弹性金属片后，小球A沿水平方向弹出，同时小球B被松开，自由落下。

A，B两球同时开始运动，可以观察到小球A与小球B（选填“同时”
或“不同时”）落到水平地面上；改变打击力度，重复这个实验，可以观察到小球A与小球B（选填“同时”或“不同时”）落到水平地面上。

19．（4分）汽车通过拱形桥的最高点时对桥面的压力重力（填“大于”、“小于”或“等于”），汽车通过凹形桥的最低点时对桥面的压力重力（填“大于”、“小于”或“等于”）．
20．（4分）当物体的运动速度接近光速时，经典力学（填“不再”或“仍然”）适用，可见，经典力学（填“有”或“没有”）局限性．
21．（4分）太阳对行星的引力大小与行星的质量（选填“正比”或“反比”），与它们的距离的平方成（选填“正比”或“反比”）
22．（4分）利用如图所示的装置研究平抛运动。

为了画出一条钢球做平抛运动的轨迹，要求斜槽末端的切线调成（选填“水平”或“倾斜”），钢球每次必须从斜槽上（选填“相同”或“不同”）的位置滚下。

23．（4分）第一宇宙速度是发射卫星的（填最大或最小）发射速度，是卫星绕地球运行的（填最大或最小）环绕速度．
三、计算题（本题8分）
24．（8分）2019年1月3日，嫦娥四号实现人类历史上在月球背面首次软着陆，揭开月球探索的新篇章。

登月前嫦娥四号飞船仅在月球引力作用下绕贴近月球表面的圆轨道飞行。

若已知飞船的质量为m，月球的质量为M，月球半径为R，引力常量为G，求：
（1）飞球做圆周运动的线速度v；
（2）月球表面的重力加速度g月。

2019-2020学年湖南省长沙市天心区明德中学高一（下）期中物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题（本大题共15小题，每小题4分，共60分）
1．【解答】解：根据物理学史可知，牛顿发现万有引力定律。

故A正确，BCD错误
故选：A。

2．【解答】解：物体做曲线运动时，轨迹夹在速度方向和合力方向之间，合力大致指向轨迹凹的一向，轨迹可能为
③，不可能为①②。

故选：C。

3．【解答】解：A、根据开普勒第二定律知：在相等时间内，恒星M和运动着的m行星的连线所扫过的面积都是相等的；据此，行星运行在靠近恒星位置时，与恒星连线距离短，故运行速度大，在远离恒星位置，恒星与行星连线长，故运行速度小，即在行星运动中，距离恒星最远的位置速度最小，距离恒星最近的位置速度最大，所以速度最大点是A点，速度最小点是B点，故A正确，BCD错误；
故选：A。

4．【解答】解：小球做平抛运动，水平方向上做匀速直线运动，竖直方向上做自由落体运动，则有水平方向上：x＝v0t
竖直方向上：h＝，
可得x＝，
小球落在桶的右方，说明水平位移偏大，所以在初速度大小不变的情况下，降低抛出点高度可以使球落在桶中，或者是在抛出点高度不变的情况下，减小初速度，也可以使球落在桶中，故A正确，B、C、D错误。

故选：A。

5．【解答】解：A、由题可知，A、B两点属于共轴转动，所以它们具有相等的周期，故A正确，B错误；
C、由于A、B两点属于共轴转动，则角速度相等，所以ωA＝ωB，根据v＝rω，可知，B物体的轨道半径较大，
因此B物体的线速度较大，即有：v B＞v A．故C错误，D错误
故选：A。

6．【解答】解：地球卫星围绕地球做匀速圆周运动，圆心是地球的地心，所以凡是人造地球卫星的轨道平面必定经过地心，轨道A卫星赤道平面，轨道B位于极地平面，轨道C为倾斜轨道，都可以是卫星绕地球运行的轨道，而轨道D与某一纬度圈重合，圆心为纬度圈的圆心，万有引力的一个分力提供向心力，另一个分力使卫星向赤
道平面偏移，不可能是卫星的运行轨道，故ABC正确，D错误。

本题选错误的，故选：D。

7．【解答】解：小球受到重力和支持力，由于小球在水平面内做匀速圆周运动，所以小球的向心力由重力和支持力的合力提供，故A正确，BCD错误。

故选：A。

8．【解答】解：开普勒定律可知，所有行星绕太阳做椭圆运动，太阳不是宇宙的中心，太阳围绕银河系中心旋转而银河系不过是宇宙中千亿个星系中微不足道的一个。

故ABD错误，C正确
故选：C。

9．【解答】解：C、D、圈圈做平抛运动，竖直分运动是自由落体运动，根据h＝，有：t＝，故t1＞t2，故C错误，D正确；
A、B、水平分位移相同，由于t1＞t2，根据x＝v0t，有：v1＜v2；故AB均错误；
故选：D。

10．【解答】解：根据万有引力定律可得F＝，该行星在近日点A时距离太阳的距离小于在远日点B时距离太阳的距离，故F A＞F B，故C正确、ABD错误。

故选：C。

11．【解答】解：AB、火车通过弯道时，为了使火车的重力和支持力的合力提供向心力，内、外轨不受侧压力，应该内轨略低于外轨，故A错误，B正确；
CD、火车以速度v0通过弯道时，内、外轨均不受侧压力作用，其所受的重力和支持力的合力提供向心力，由图可以得出：
F合＝mgtanθ（θ为轨道平面与水平面的夹角）
合力等于向心力，由牛顿第二定律得：
mgtanθ＝m
解得：v0＝，
当火车转弯速度v＞v0时，火车所受的重力和支持力的合力不足以提供所需的向心力，火车有离心趋势，故外轨对外侧车轮轮缘有挤压；
当火车转弯速度v＜v0时，火车所受的重力和支持力的合力大于所需的向心力，火车有近心运动的趋势，故内轨对内侧车轮轮缘有挤压；
因此火车应该以规定速度v0通过弯道，故CD错误。

故选：B。

12．【解答】解：ABD．经典力学，对于宏观低速运动的物体都适用，而对于微观高速运动的物体，不适用，故D 错误，AB正确；
C．万有引力是弱引力，从爱因斯坦理论可知，引力趋于无穷大发生在半径接近引力半径时，当天体的实际半径接近引力半径时天体间的引力很强，由爱因斯坦理论和牛顿引力理论计算出的力的差异非常大，此时牛顿引力理论不再适用，只有在天体的实际半径远大于它们的引力半径时，也就是在弱引力的情况下，由爱因斯坦理论和牛顿引力理论计算出的力的差异才很小，经典力学才是适用的，因此弱引力适用经典力学，故C正确。

本题选错误的，故选：D。

13．【解答】解：设人造卫星的质量为m，轨道半径为r，线速度为v，公转周期为T，地球质量为M，由于人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，
由万有引力提供向心力得：
A、线速度，卫星离地面越高，则卫星的线速度越小，故A错误；
B、角速度，卫星离地面越高，则卫星的角速度越小，故B错误；
C、向心加速度，卫星离地面越高，则向心加速度越小，故C错误；
D、周期，卫星离地面越高，则周期越长，故D正确；
故选：D。

14．【解答】解：设太阳的质量为M，行星的质量为m。

行星绕太阳做圆周运动的向心力由太阳的万有引力提供，则有：
G＝m r
解得：M＝，已知r和T，可求出太阳的质量M，但不能求出行星的质量m和行星的密度。

由于太阳的半径未知，也不能求出太阳的密度，故B正确，ACD错误。

故选：B。

15．【解答】解：AC、地球同步卫星与地球相对静止，绕地球运动的周期等于地球自转的周期，即为24小时，轨道平面必须位于赤道平面，不可能在长沙的上空，故A错误，C正确；
B、同步卫星与地球同步，因此其运行方向与地球自转方向相同，故B正确；
D、根据万有引力提供向心力，＝m，解得轨道半径：r＝，同步卫星的周期相等，则轨道
半径相等，离地面的高度相等，故D正确。

本题选错误的，故选：A。

二、（本大题共8小题，每空2分，共32分）
16．【解答】解：A与B均绕翘翘板的中点做圆周运动，在相同的时间转过的角度相等，由角速度的定义式ω＝，故A、B两小孩重心的角速度大小相等；
A、B两小孩距离支点一远一近，由角速度与线速度关系公式v＝ωr，两人的转动半径不相同，故两人的线速度
大小不相等。

故答案为：相等，不相等。

17．【解答】解：做平抛运动的物体只受重力，故其水平方向没有外力作用，故水平方向上为匀速直线运动；
竖直方向上为自由落体运动，故合运动是曲线运动，故其运动轨迹一定是曲线。

故答案为：匀速；曲线。

18．【解答】解：用小锤打击弹性金属片后，小球A沿水平方向弹出，小球B自由落下，则两球同时落地；不论力度如何，由于下落高度相同，AB两球均同时落地。

故答案为：同时；同时。

19．【解答】解：在拱形桥的最高点，根据牛顿第二定律得：
则压力等于支持力，有：N＝
可知压力小于重力．
在凹形桥的最低点，根据牛顿第二定律得：
则压力等于支持力，有：N＝
可知压力大于重力．
故答案为：小于；大于
20．【解答】解：根据相对论知识可知，当当物体的运动速度接近光速时，经典力学不再适用；这说明经典力学具有一定的局限性；
故答案为：不再；有
21．【解答】解：行星围绕太阳做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力，根据万有引力定律F＝G知，这个向心力大小与行星到太阳的距离的平方成反比，与太阳质量和行星质量的乘积成正比，因太阳质量一定，故太阳对行引的引力大小与行星的质量成正比。

故答案为：正比，反比。

22．【解答】解：为了保证小球水平飞出，则斜槽的末端切线保持水平，为了保证小球平抛运动的初速度相同，每次从同一高度由静止释放小球。

故答案为：水平；相同。

23．【解答】解：第一宇宙速度是发射卫星的最小的发射速度，
根据v＝，第一宇宙速度也是卫星绕地球运行的最大的环绕速度；
故答案为：最小，最大．
三、计算题（本题8分）
24．【解答】解：（1）由万有引力提供向心力得：，解得飞船的线速度：；
（2）月球表面，物体所受的重力等于物体的万有引力，即，解得：g月＝；
答：（1）飞球做圆周运动的线速度v为；
（2）月球表面的重力加速度g月为。