2019-2020学年湖南省衡阳一中高一(下)入学物理试卷

2019-2020学年湖南省衡阳一中高一（下）入学物理试卷
一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分．在每小题给出的四个选择中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分．）
1．（4分）一质点做匀速直线运动。

现对其施加一恒力，且原来作用在质点上的力不发生改变，则以下说法错误的是（）
A．质点可能做匀变速曲线运动
B．质点速度的方向不可能总是与该恒力的方向垂直
C．质点加速度的方向总是与该恒力的方向相同
D．质点可能做圆周运动
2．（4分）木块A、B分别重50N和60N，它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.2．夹在A、B之间的轻弹簧被压缩了2cm，弹簧的劲度系数为400N/m。

系统置于水平地面上静止不动。

现用F＝2N的水平拉力作用在木块B 上，如图所示。

则在力F作用后（）
A．木块A所受摩擦力大小是12N
B．木块A所受摩擦力大小是10N
C．木块B所受摩擦力大小是10N
D．木块B所受摩擦力大小是12N
3．（4分）多少水球可以挡住一颗子弹？不同的人被问到这个问题时，答案可能各不相同。

国家地理频道为此特地做了一个实验，把10颗水球排在一条直线上，找来专家对着这排水球开枪，没想到结果让不少人出乎意料，仅四个水球就可以挡住子弹了！已知每个水球的直径为15cm，子弹以800m/s的初速度在水中做匀减速直线运动，且恰好穿出第四个水球，忽略水球之间的距离。

根据以上数据不能确定的是（）
A．子弹的加速度B．子弹的平均速度
C．子弹受到的阻力D．子弹的运动时间
4．（4分）如图所示，在水平地面上做匀速直线运动的小车，通过定滑轮用绳子吊起一个物体，若小车和被吊的物
体在同一时刻的速度分别为v1和v2，绳子对物体的拉力为T，物体所受重力为G，则下列说法正确的是（）
A．物体做匀速运动，且v1＝v2
B．物体做加速运动，且T＞G
C．物体做加速运动，且v2＞v1
D．物体做匀速运动，且T＝G
5．（4分）如图所示，在水平面上有P、Q两点，A、B点分别在P、Q点的正上方，距离地面的高度分别为h1＝20m 和h2＝10m。

某时刻在A点以速度v1＝2m/s水平抛出一小球，经一段时间后又在B点以速度v2＝4m/s水平抛出另一小球，结果两球同时落在P、Q线上的O点，则有（）
A．PO：OQ＝1：1B．PO：OQ＝1：C．PO：OQ＝：1D．PO：OQ＝1：2
6．（4分）单车共享是目前中国规模最大的校园交通代步解决方案，为广大高校师生提供了方便快捷、低碳环保、经济实用的共享单车服务。

如图所示是一辆共享单车，A、B、C三点分别为单车轮胎和齿轮外沿上的点，其中R A＝2R B＝5R C，下列说法中正确的是（）
A．B 点与C 点的角速度，ωB＝ωC
B．A 点与C 点的线速度，v C＝v A
C．A 点与B 点的角速度，2ωA＝5ωB
D．A 点和B 点的线速度，v A＝2v B
7．（4分）如图所示，用长为L＝1m的轻质杆连着质量为m＝1kg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可能为重力
B．小球在最高点时轻杆受到作用力不可能为零
C．小球过最低点轻杆对小球的拉力可能小于小球的重力
D．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1m/s
8．（4分）为查明四川九寨沟地区的地质灾害，在第一时间紧急调动了8颗卫星参与搜寻。

“调动”卫星的措施之一就是减小卫星环绕地球运动的轨道半径，降低卫星运行的高度，以有利于发现地面（或海洋）目标。

下面说法正确的是（）
A．轨道半径减小后，卫星的环绕速度减小
B．轨道半径减小后，卫星的向心加速度减小
C．轨道半径减小后，卫星的环绕周期减小
D．轨道半径减小后，卫星的环绕角速度减小
9．（4分）如图所示，一条细线一端与地板上的物体B（m B＝2kg）相连，另一端绕过质量不计的定滑轮与小球A （m A＝1kg）相连，定滑轮用另一条细线悬挂在天花板上的O′点，细线与竖直方向所成角度为α＝30o，整个系统处于静止。

则（）（其中g取10m/s2）
A．地面对B的支持力为15N
B．地面与B之间的动摩擦因数可能等于0.5
C．当减小小球A的质量，α角会增加
D．悬挂定滑轮的细线的拉力等于10N
10．（4分）如图所示，三颗质量均为m的地球同步卫星等间隔分布在半径为r的圆轨道上，设地球质量为M，半径为R．下列说法正确的是（）
A．地球对一颗卫星的引力大小为
B．一颗卫星对地球的引力小于
C．两颗卫星之间的引力大小为
D．三颗卫星对地球引力的合力大小为
11．（4分）有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（）
A．如图a，汽车通过拱桥的最高点处于失重状态
B．如图b所示是一圆锥摆，增大θ，但保持圆锥的高不变，则圆锥摆的角速度不变
C．如图c，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别做匀速圆周运动，则在A、B两位置小球的角速度相等
D．如图d，轨道平面与水平面夹角为θ，火车转弯时弯道半径为r，当火车以速度v＞通过弯道，则车轮对外轨有侧挤压
12．（4分）质量为m＝1000kg的汽车在平直路面上启动，启动过程的速度图象如图所示，0～t1段为直线（其中t1＝2.5s），从t1时刻起汽车保持额定功率P＝6×104W不变，整个运动过程中汽车所受阻力恒为f＝2000N，则（）
A．0～t1时间内，汽车的牵引力等于4000N
B．0～t1时间内，汽车牵引力做功为7.5×104J
C．2s时汽车的功率等于P＝6×104W
D．当汽车速度为20m/s时，汽车的加速度为1m/s2
二、实验题（本题共2小题，共13分．把答案填在答题卡的横线上）
13．（8分）为了探究“合力做功与速度变化的关系”，某学习小组在实验室组装了如图所示的装置。

他们称量滑块的质量为M、沙和小桶的总质量为m。

要完成该实验，请回答下列问题：
（1）实验时为保证滑块受到的合力与沙、小桶的总重力大小基本相等，沙和小桶的总质量应满足的实验条件是，实验时为保证细线拉力等于滑块所受的合外力，首先要做的步骤是。

（2）接通电源，释放小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，将打下的第一个点标为O．在纸带上依次取A、
B、C……若干个计数点，已知相邻计数点间的时间间隔为T，测得A、B、C……各点到O点的距离为x1，x2，
x3……，如图所示。

实验中，可认为滑块所受的拉力大小为mg，从打O点到打B点的过程中，拉力对小车做的功W＝，打B点时小车的速度v＝。

14．（5分）如图所示，在研究平抛运动时，小球A沿轨道滑下，离开轨道末端（末端水平）时撞开轻质接触式开关S，被电磁铁吸住的小球B同时自由下落。

改变整个装置的高度H做同样的实验，发现位于同一高度的A、B 两球总是同时落地。

（1）该实验现象说明了A球在离开轨道后
A．水平方向的分运动是匀速直线运动。

B．水平方向的分运动是匀加速直线运动。

C．竖直方向的分运动是自由落体运动。

D．竖直方向的分运动是匀速直线运动。

（2）在“研究平抛物体的运动”的实验中，得到的轨迹如图所示，其中O点为平抛运动的起点，根据平抛运动的规律及图中给出的数据，可计算出小球平抛的初速度v0＝m/s，（g＝9.8m/s2）
三．计算题（本题共4小题，共39分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
15．（8分）质量为2kg的物体从距地面高20m处以10m/s的初速度水平抛出，在下落的头1s内重力对物体做的功是多少？刚要落地时重力对物体做功的瞬时功率是多少？（重力加速度g取10m/s2）
16．（8分）如图，有一水平传送带以8m/s的速度匀速运动，现将一质量为1kg的物体轻轻放在传送带的左端上，若物体与传送带间的动摩擦因数为0.4，已知传送带左、右端间的距离为10m，求（g取10m/s2）
（1）传送带将该物体传送到传送带的右端所需时间。

（2）物体从左端运动到右端，传送带对物体做了多少功？
17．（11分）如图所示，位于竖直平面上的四分之一光滑圆弧轨道固定于水平地面，且半径为R＝0.8m，OB沿竖直方向，上端A距水平地面高度为H＝1.6m，现将质量为m＝1kg的小球从A点释放，到达B点时速度v B＝4m/s，最后落在地面上C点处，已知重力加速度为g，不计空气阻力，求：
（1）小球刚运动到B点时对轨道的压力；
（2）小球落地点C与B点的水平距离。

18．（12分）如图所示，宇航员在某质量分布均匀的星球表面，从一斜坡上的P点沿水平方向以初速度v0抛出一小球，测得小球经时间t落到斜坡上另一点Q，斜面的倾角为α，已知该星球半径为R，万有引力常量为G，求：（1）该星球质量；
（2）人造卫星绕该星球表面做匀速圆周运动的周期T。

2019-2020学年湖南省衡阳一中高一（下）入学物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分．在每小题给出的四个选择中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分．）
1．【解答】解：A、施加的恒力与初速度方向不在同一条直线上，质点做曲线运动，施加的恒力F，根据F＝ma，加速度a恒定，质点做匀变速曲线运动，故A正确；
B、若施加的恒力与初速度方向成一定夹角，沿恒力方向做初速度为零的匀加速直线运动，这个分速度随时间不
断增加，与初速度合成后的合速度大小方向也将不断变化，故B正确；
C、施加的恒力即为质点所受的合外力，根据F＝ma，加速度方向与合外力方向一致，故C正确；
D、圆周运动向心力方向时刻变化，不是恒力，与题干恒力矛盾，故D错误。

本题选择错误的，故选：D。

2．【解答】解：最大静摩擦力可以近似的认为和木块受到的滑动摩擦力的大小相等，
所以木块A受到的滑动摩擦力为：f＝μF N＝0.2×50N＝10N，
木块B受到的滑动摩擦力为：f′＝μF N'＝0.2×60N＝12N，
此时弹簧的弹力的大小为：F＝kx＝400×0.02N＝8N，
弹簧的弹力的大小均小于木块受到的最大静摩擦力的大小，木块处于静止状态，
根据平衡条件：A受到的摩擦力大小是8N，方向向右，B受到的摩擦力大小也是8N，方向向左，
当在B上施加向右的拉力F后，B受到的摩擦力的大小为10N，方向向左；施加F后弹簧的形变量未改变则A 受力情况不变，A受到的摩擦力大小仍为8N，方向向右，故ABD错误，C正确。

故选：C。

3．【解答】解：由题意可知，x＝4×15cm＝0.6m
v0＝800m/s、v＝0m/s
A、根据即可求子弹的加速度，故A正确；
B、根据可求子弹得平均速度，故B正确；
C、根据牛顿第二定律得：f＝ma，由于不知子弹质量，无法求解子弹受到的阻力，故C错误；
D、根据v＝v0+at可求得子弹运动时间，故D正确；
本题选不能确定的，
故选：C。

4．【解答】解：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，设两段绳子夹角为θ，由几何关系可得：v2＝v1sinθ，所以v1＞v2，而θ逐渐变大，故v2逐渐变大，物体有向上的加速度，处于超重状态，T＞G，故ACD 错误，B正确。

故选：B。

5．【解答】解：设A球落地时间为t1，有：
代入数据解得：t1＝2s
由平抛运动规律得：PO＝v1t1＝4m
B球落地时间为t2，
代入数据解得：
由平抛运动规律得：
所以：，故B正确，ACD错误。

故选：B。

6．【解答】解：A、大齿轮与小齿轮是同缘传动，边缘点线速度相等，即v B＝v C①，根据v＝ωR及R A＝2R B＝5R C 可得：
②，故A错误；
B、车轮和小齿轮同轴转动，角速度相同，即ωA＝ωC③，根据v＝ωR及R A＝2R B＝5R C可得：
④，故B错误；
C、由②③可得：，即A 点与B 点的角速度，2ωA＝5ωB，故C正确；
D、由①④可得：，A 点和B 点的线速度，v A＝5v B，故D错误；
故选：C。

7．【解答】解：AB、当小球在最高点，速度为v＝，F＝m＝mg，此时小球靠重力提供向心力，轻杆的作用力为零，故A正确，B错误；
C、在最低点，小球靠拉力和重力的合力提供向心力，合力向上，则拉力大于重力，故C错误；
D、轻杆在最高点可以表现为拉力，可以表现为支持力，在最高点的最小速度为零，可知小球刚好能在竖直平面
内做圆周运动，最高点的速率为零，故D错误；
故选：A。

8．【解答】解：人造卫星绕地球做圆周运动时，由万有引力提供向心力，则有
G＝m＝ma＝m r＝mω2r
得v＝，a＝，T＝2π，ω＝
由此可知，轨道半径减小后，卫星的环绕速度、向心加速度和角速度都增大，只有卫星的环绕周期减小，故ABD 错误，C正确。

故选：C。

9．【解答】解：对小球A受力分析可知连接AB的细线拉力等于物体A的重力，再对定滑轮受力分析可知悬挂定滑轮的细线的拉力等于OA、OB两段细绳的合力，因为OA、OB两段细绳的拉力都为小球A的重力，故根据力的平行四边形法则可知OO′为∠AOB的平分线，又因为α＝30°，故∠AOB＝60°，OB与水平方向上的夹角为θ＝30°，如图
A．对B受力分析可知，根据平衡条件：
f＝m A gcos30°
m B g＝F N+m A gsin 30°
代入数据解得F N＝15N，f＝5N，故A正确；
B．当地面与B之间的动摩擦因数等于0.5时，滑动摩擦力为：
f′＝μF N＝0.5×15N＝7.5N
由于f＞f′，故地面与B之间的动摩擦因数不可能等于0.5，故B错误；
C．减小小球A的质量，细线在定滑轮两侧的拉力大小仍旧相同，方向不变，那么，合力方向不变，故根据受力平衡可得α角不变，故C错误；
D．对定滑轮受力分析，根据力的平行四边形法则可知，悬挂定滑轮的细线的拉力为：
T＝2m A gcosα＝2×1×10×N＝10N，故D正确。

故选：AD。

10．【解答】解：A、地球对一颗卫星的引力F＝，则一颗卫星对地球的引力为．故A错误，B错误。

C、根据几何关系知，两颗卫星间的距离l＝r，则两卫星的万有引力．故C正确。

D、三颗卫星对地球的引力大小相等，三个力互成120度，根据合成法，知合力为零。

故D错误。

故选：C。

11．【解答】解：A、汽车通过拱桥的最高点时，其所受合力方向指向圆心，所以汽车有竖直向下的加速度，则汽车处于失重状态，故A正确；
B、摆球做圆周运动的半径为R＝htanθ，摆球受到重力和细绳拉力作用，由其合力提供向心力，即mgtanθ＝mRω2，
则圆锥摆的角速度为，因为圆锥的高h不变，所以圆锥摆的角速度不变，故B正确；
C、小球在两位置做匀速圆周运动，由其合力提供向心力，设圆锥的倾角为α，则由牛顿第二定律可得：mgtanθ
＝mRω2，因为在两位置的半径不同，R A＞R B，所以ωA＜ωB，故C错误；
D、火车转弯时，刚好由重力和支持力的合力提供向心力时，有，解得：．当
时，重力和支持力的合力不足以提供向心力，则火车有离心的趋势，所以车轮对外轨有侧挤压，故D正确。

故选：ABD。

12．【解答】解：A、0～t1时间内，汽车做匀加速直线运动，在t1时刻获得的速度为v1＝at1，根据牛顿第二定律得：F﹣f＝ma，解得：F＝f+ma，在t1时刻达到额定功率，则有：P＝Fv1
联立解得：a＝4m/s2，F＝6000N，故A错误；
B、在前2.5s内通过的位移为：x＝，拉力做功为：W＝Fx＝7.5×104J，故B
正确；
C、在2s时，汽车做匀加速运动，故此时的牵引力为：F＝60000N，2s时的速度为：v′＝at＝8m/s，故此时的
功率为：P′＝Fv′＝6000×8W＝4.8×104W，故C错误；
D、汽车匀加速运动时达到的最大速度为：v1＝at1＝10m/s，在20m/s运动时，此时的牵引力为：
，根据牛顿第二定律可知：F′﹣f＝ma′，解得：a′＝1m/s2，故D正确；
故选：BD。

二、实验题（本题共2小题，共13分．把答案填在答题卡的横线上）
13．【解答】解：（1）当沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量时，绳子拉力才近似等于沙和沙桶的重力，所以沙和沙桶应满足的实验条件是沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量，由受力分析可知，为保证细线拉力为木块的合外力，首先要做的是平衡摩擦力。

（2）从打O点到打B点的过程中，拉力大小为：F≈mg
拉力对小车做的功为：W＝Fx2＝mgx2
打B点时小车的速度为：v B＝
故答案为：（1）沙和小桶的总质量远小于滑块的质量，平衡摩擦力；（2）mgx2，。

14．【解答】解：（1）球A与球B同时释放，同时落地，时间相同；A球做平抛运动，B球做自由落体运动。

将球A的运动沿水平方向和竖直方向正交分解，两个分运动同时发生，具有等时性，因而A球的竖直分运动与B球时间相等，改变整个装置的高度H做同样的实验，发现位于同一高度的A、B两个小球总是同时落地，说明在任意时刻在两球同一高度，即A球的竖直分运动与B球完全相同，说明了平抛运动的竖直分运动是自由落体运动。

故C正确，ABD错误。

（2）小球做平抛运动，
在水平方向上有：x＝v0t，
在竖直方向上有：y＝gt2，
解得：v0＝x；
由图示实验数据可得：v0＝0.32×＝1.6m/s；
故答案为：（1）C；（2）1.6。

三．计算题（本题共4小题，共39分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
15．【解答】解：物体在竖直方向做自由落体运动，下落的高度为：h′＝
重力做功为：W＝mgh′＝2×10×5J＝100J
刚落地时竖直方向的速度为v，则2gh＝v2，解得：v＝20m/s
重力的瞬时功率为：P＝mgv y＝2×10×20W＝400W
答：在下落的头1s内重力对物体做的功是100J，刚要落地时重力对物体做功的瞬时功率是400W。

16．【解答】解：（1）物体置于传动带左端时，先做加速直线运动，受力分析如图所示，由牛顿第二定律得：f＝μmg＝ma
代入数据得：a＝μg＝0.4×10m/s2＝4m/s2
当物体加速到速度等于传送带速度v＝8m/s时，运动的时间为：
t1＝＝s＝2s
运动的位移为：s1＝＝m＝8m＜10m
则物体接着做匀速直线运动，匀速直线运动所用时间：
t2＝s＝0.25s
所以物体传送到传送带的右端所需时间为：
t＝t1+t2＝2s+0.25s＝2.25s；
（2）根据动能定理可得物体从左端运动到右端，传送带对物体做的功为：
W＝＝J＝32J。

答：（1）传送带将该物体传送到传送带的右端所需时间为2.25s；
（2）物体从左端运动到右端，传送带对物体做了32J的功。

17．【解答】解：（1）小球到达B点时速度v B＝4m/s，在B点，根据牛顿第二定律得：N﹣mg＝m，
代入数据解得：N＝30N，
根据牛顿第三定律知，小球刚运动到B点时对轨道的压力为30N，方向竖直向下。

（2）小球离开B点后，做平抛运动，竖直方向上，H﹣R＝
则落地点C与B点的水平距离为：x＝v B t
联立解得：x＝1.6m。

答：（1）小球刚运动到B点时对轨道的压力为30N，方向竖直向下。

（2）小球落地点C与B点水平距离为1.6m。

18．【解答】解：（1）设该星球表面的重力加速度为g，根据平抛运动规律：水平方向：x＝v0t
竖直方向：y＝gt2
小球落到斜面上，位移方向与水平方向的夹角等于斜面倾角，正切值：tanα＝＝，解得星球表面的重力加速度：g＝，
小球在星球表面的重力等于万有引力，＝mg
解得该星球的质量：M＝。

（2）由人造卫星绕星球表面做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，
＝m
其中＝mg
联立解得，T＝。

答：（1）该星球质量为。

（2）人造卫星绕该星球表面做匀速圆周运动的周期为。