2019-2020学年安徽省肥东县第二中学高一下学期期中考试物理试题(共建班) (解析版)

安徽省肥东县第二中学2019-2020学年
高一（下）期中物理试题（共建班）
一、选择题
1.下列说法正确的是（ ）
A. 物体在恒力作用下不可能做曲线运动
B. 做曲线运动的物体受到的合外力可能为零
C. 物体做曲线运动时，速度一定在改变
D. 做曲线运动的物体在某一时刻加速度可能与速度同方向
『答案』C
『解析』
『详解』ABD ．物体做曲线运动的条件是所受合外力（不为零）方向与速度不共线，即加速度方向与速度方向不共线，与恒力或变力无关，ABD 错误；
C ．物体做曲线运动，速度方向一定改变，所以速度一定在改变，C 正确。

2.如有两艘轮船，质量都是1.0×106 kg ，相距10 km ，已知引力常量G =6.67×10-11 N·m 2/kg 2，则它们之间的万有引力的大小为（ ）
A. 6.67×10-5 N ，相比于船自身的重力，该引力可忽略
B. 6.67×10-5 N ，相比于船自身的重力，该引力不能忽略
C. 6.67×106 N ，相比于船自身的重力，该引力可忽略
D. 6.67×106 N ，相比于船自身的重力，该引力不能忽略
『答案』A
『解析』
『详解』根据万有引力定()
1177
52246.6710 1.010 1.010N 6.6710N 10GMM F r --⨯⨯⨯⨯⨯===⨯ 相比自身重力66
1.0109.8N 9.810N G Mg ==⨯⨯=⨯，该引力完全可以忽略，
A 正确，BCD 错误。

3.设空中的雨滴从静止开始下落，遇到水平方向吹来的风，下列说法中正确的是( )
A. 风速越大，雨滴下落的时间越长
B. 雨滴下落时间与风速无关
C. 风速越大，雨滴着地时的速度越小
D. 雨滴着地速度与风速无关
『答案』B
『解析』
『详解』AB．将水滴的运动沿水平方向和竖直方向正交分解，水平方向随风一起飘动，竖直方向同时向下落．由于水平方向的分运动对竖直分运动无影响，故落地时间与水平分速度无关，故A错误，B正确；
CD．两分运动的速度合成可得到合速度，故风速越大，落地时合速度越大，故CD错误。

4.关于地球上的物体随地球自转的角速度、线速度的大小，下列说法正确的是（）
A. 在赤道上的物体线速度最大
B. 在两极的物体线速度最大
C. 在赤道上的物体角速度最大
D. 在北京和广州的物体角速度不一样大
『答案』A
『解析』
『详解』在地球上各点角速度相等，即有：ωA=ωB，所以由v=ωr知转动半径越大，线速度越大，在地球上赤道上线速度最大，两极最小，故A正确，BCD错误。

5.如图所示的传动装置中，B、C两轮固定在一起绕同一轴转动，A、B两轮用皮带传动，三轮半径关系是R A=R C=2R B。

若皮带不打滑，则下列说法正确的是（）
A. A点和B点的角速度大小之比为2:1
B. B点和C点的线速度大小为2:1
C. A点和C点的线速度大小之比为1:1
D. B点和C点的向心加速度大小之比为1:2
『答案』D
『解析』
『详解』A．由于A轮和B轮是皮带传动，皮带传动的特点是两轮与皮带接触点的线速度的
大小与皮带的线速度大小相同，故v A ：v B =1：1；由角速度和线速度的关系式v =ωR 可得 :=1:2A B B A R R ωω=： ，选项A 错误；
B ．由于B 轮和
C 轮共轴，故两轮角速度相同，即ωB ：ωC =1：1，由角速度和线速度的关系式v=ωR 可得v B ：v C =R B ：R C =1：2，选项B 错误；
C ．由AB 的分析可知，A 点和C 点的线速度大小之比为1:2，选项C 错误；
D ．根据a=ω2r 可知，B 点和C 点的向心加速度大小之比为，a B ：a C =R B ：R C =1：2，选项D 正确。

6.火车以某一速度v 通过某弯道时，内、外轨道均不受侧压力作用，下面分析正确的是（ ）
A. 轨道半径2v R g
= B. 若火车速度大于v 时，外轨将受到侧压力作用，其方向平行轨道平面向外
C. 若火车速度小于v 时，外轨将受到侧压力作用，其方向平行轨道平面向内
D. 当火车质量改变时，安全速率也将改变 『答案』B
『解析』
『详解』AD ．火车以某一速度v 通过某弯道时，内、外轨道均不受侧压力作用，其所受的重力和支持力的合力提供向心力由图可以得出（θ为轨道平面与水平面的夹角）
tan F mg θ=合
合力等于向心力，故2
tan v mg m R
θ=，解得tan v gR θ=AD 错误； B ．当转弯实际速度大于规定速度时，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，故其外侧车轮轮缘会与铁轨相互挤压，外轨受到侧压力作用方向平行轨道平面向外，B 正确；
C ．当转弯的实际速度小于规定速度时，火车所受的重力和支持力的合力大于所需的向心力，
火车有向心趋势，故其内侧车轮轮缘会与铁轨相互挤压，内轨受到侧压力作用方向平行轨道平面向内，C错误。

7.两个质量相同的小球a、b用长度不等的细线拴在天花板上的同一点并在空中同一水平面内做匀速圆周运动，如图所示则a、b两小球具有相同的（）
A. 向心力
B. 角速度
C. 线速度
D. 向心加速度
『答案』B
『解析』
对其中一个小球受力分析，如图，受重力，绳子的拉力，由于小球做匀速圆周运动，故合力提供向心力；
将重力与拉力合成，合力指向圆心，由几何关系得，合力：F=mgtanθ ；由向心力公式得到，
F=mω2r ；设球与悬挂点间的高度差为h，由几何关系，得：r=htanθ ；联立三式得，ω=g h
与绳子的长度和转动半径无关，故B正确；由F=mω2r，两球转动半径不等，向心力不等，故A错误；由v=ωr，两球转动半径不等，线速度不等，故C错误；由a=ω2r，两球转动半径不等，向心加速度不等，故D错误；故选B.
点睛:解题关键要对球受力分析，找向心力来源，求角速度；同时要灵活应用角速度与线速度、周期、向心加速度之间的关系公式.
8.地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，若高空中某处的重力加速度为/2
g，则该处距地球表面的高度为（）
A. )
21R B. R C. 2R D. 2R
『答案』A
『解析』
『详解』设地球的质量为M ，某个物体的质量为m ，则在地球表面有：2g Mm G m R = ① 在离地面h 高处轨道上有：()22
Mm
g G m R h =+ ② 由 ①②联立得：h =（2-1）R
A ．(21)R -，与结论相符，选项A 正确；
B ．R ，与结论不相符，选项B 错误；
C ．2R ，与结论不相符，选项C 错误；
D ．2R ，与结论不相符，选项D 错误；
9.下列关于地球同步卫星的说法正确的是（ ）
A. 同步卫星的周期、高度、速度的大小都是相同的
B. 同步卫星的速率相同，加速度大小不同
C. 各国发射的同步卫星都在赤道平面内的不同轨道上
D. 所有的
同步卫星所受的向心力都相同
『答案』A
『解析』
『详解』ABC ．同步卫星位于地球赤道上空，与地球的周期和角速度相同，万有引力提供
向心力22
2224πMm v G m m r m r ma r r T
ω====，周期T 和角速度ω相同，所以同步卫星的轨道半径、线速度大小、加速度大小相同，A 正确，BC 错误；
D ．不同的同步卫星质量可能不同，根据万有引力定律2Mm F G
r =可知，不同的同步卫星所受向心力大小也可能不同，D 错误。

故选A 。

10.如图所示A 、B 、C 是在地球大气层外，圆形轨道上运行的三颗人造卫星，B 、C 离地面
的高度小于A 离地面的高度，A 、B 的质量相等且大于C 的质量．下列说法中正确的是（ ）
A. B 、C 的线速度大小相等，且大于A 的线速度
B. B 、C 的向心加速度大小相等，且小于A 的向心加速度
C. B 、C 运行周期相同，且大于A 的运行周期
D. B 的向心力大于A 和C 的向心力
『答案』AD
『解析』
『详解』人造卫星绕地球做匀速圆周运动，设卫星的质量为m 、轨道半径为r 、地球质量为
M ．根据万有引力提供向心力，有：22
2224Mm v G ma m r m m r r r T
πω====. A 、因GM v r
=，由图可以知道，r A ＞r B =r C ，所以B 、C 的线速度大小相等，且大于A 的线速度，故A 正确；
B 、因2
GM a r =，由图可以知道，r A ＞r B =r C ，所以B 、C 的向心加速度大小相等，且大于A 的向心加速度，故B 错误；
C 、因234r T GM
π=，由图可以知道，r A ＞r B =r C ，所以B 、C 运行周期相同，且小于A 的运行周期，故C 错误；
D 、因2
n Mm F G r =，A 、B 的质量相等且大于C 的质量，所以B 的向心力大于A 和C 的向心力，故D 正确；
故选AD.
11.如图，从半径为R ＝1 m 的半圆AB 上的A 点水平抛出一个可视为质点的小球，经t ＝0.4 s 小球落到半圆上，已知当地的重力加速度g ＝10 m/s 2，则小球的初速度v 0可能为( )
A. 1 m/s
B. 2 m/s
C. 3 m/s
D. 4 m/s 『答案』AD
『解析』
『详解』小球下降的高度
h=1
2
gt2=
1
2
×10×0.42=0.8（m）．
若小球落在左边四分之一圆弧上，根据几何关系有：R2=h2+（R-x）2，
解得水平位移
x=0.4m
则初速度
0.4
1m/s
0.4
x
v
t
===．
若小球落在右边四分之一圆弧上，根据几何关系有：R2=h2+x′2
解得
x′=0.6m
则水平位移
x=1.6m
初速
1.6
4m/s
0.4
x
v
t
===．
A．1 m/s，与结论相符，选项A正确；
B．2 m/s，与结论不相符，选项B错误；
C．3 m/s，与结论不相符，选项C错误；
D．4 m/s，与结论相符，选项D正确；
故选AD．
点睛：解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式和几何关系灵活求解．
12.如图甲所示，轻杆一端固定在O点，另一端固定一小球，现让小球在竖直平面内做半径为R的圆周运动，小球运动到最高点时，杆与小球间弹力大小为F，小球在最高点的速度大小为v，其2
F v-图像如乙图所示，则（）
A. 当地的重力加速度大小为b R
B. 小球的质量为ab
R C. 22v b =时，小球受到的弹力与重力大小相等
D. 2v c =时，杆对小球的
弹力方向向上
『答案』AC
『解析』
『详解』AB ．由图象知，当20v =时，F a =，故有F mg a ==，由图象知，当2v b =时，
0F =，杆对小球无弹力，此时重力提供小球做圆周运动的向心力，有2
v mg m R =，解得 b g R
=，aR m b ，故A 正确，B 错误； D ．由图象可知，当2v b <时，杆对小球的弹力方向向上，当2v b >时，杆对小球的弹力方向向下，当2v c =时，2v b >，则有杆对小球的弹力方向向下，故D 错误；
C ．由图象可知，当22v b =时，由2
v F m R
=合，故有222mb aR b F mg a R b R +==⨯=，解得 F mg =，故C 正确。

故选AC 。

二、实验题 13.采用如图所示的实验装置做“研究平抛运动”的实验 (1)实验时需要下列哪个器材_______。

A.弹簧秤 B.重锤线 C.打点计时器
期中考试试题
(2)做实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画出小球平抛运动的轨迹。

下列的一些操作要求，正确的是_______。

A.每次必须由同一位置静止释放小球
B.每次必须严格地等距离下降记录小球位置
C.小球运动时不应与木板上的白纸相接触
D.记录的点应适当多一些(3)若用频闪摄影方法来验证小球在平抛过程中水平方向是匀速运动，记录下如图所示的频闪照片，在测得1x，2x，3x，4x后，需要验证的关系是1234x x x x :::__________，已知频闪周期为T，用下列计算式求得的水平速度，误差较小的是_______。

A.1x
T B.2
2
x
T
C.3
3
x
T
D.4
4
x
T
(4)若用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长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，则小球平抛的初速度的计算式为v0=________（用L、g表示）。

『答案』(1). B (2). ACD (3). 1∶2∶3∶4 D (4). 2gL
『解析』
『详解』(1)实验时需要重锤线保证木板与白纸是在竖直平面，确保与小球运动的平面平行，不需要计时工具打点计时器和弹簧测力计，AC错误，B正确。

故选B。

(2) A．每次必须由同一位置静止释放小球，保证小球每次平抛初速度相等，A正确；B．记录小球的落点位置适当多一点，使描绘的轨迹更接近真实运动，不必严格地等距离下降记录小球位置，B错误，D正确；
期中考试试题
C ．小球若与白纸接触，运动过程中受到阻力，会产较大实验误差，所以小球运动时不应与木板上的白纸相接触，C 正确。

故选ACD 。

(3)频闪的时间间隔相同，小球在水平方向上做匀速直线运动，根据x vt =可知 1234:::1:2:3:4x x x x = 水平长度越长，计算水平速度误差越小，所以选择44x T ，即D 。

(4)根据2x at ∆=可知2bc ab h h L gt -==
水平方向满足02x L v t ==
解得02v gL =
三、计算题
14.如图所示，在光滑水平面上，一质量为m ＝0.20 kg 的小球在绳的拉力作用下做半径为r ＝1.0 m 的匀速圆周运动．已知小球运动的线速度大小为v ＝2.0 m/s ，求：
（1）小球运动的周期．
（2）小球做匀速圆周运动时，绳对它的拉力大小．
『答案』
（1）3.14s （2）0.80N 『解析』
『详解』（1）根据周期公式可知小球运动的周期：2 3.14v
r T s π==； （2）设小球做匀速圆周运动时，细绳对它的拉力为T F ，拉力充当向心力，则根据牛顿第二定律有：20.80T r
F m N v ==． 15.如图所示，有一辆质量为m =1.0×103kg 的小汽车驶上半径为R =50m 的圆弧形拱桥，g 取10m/s 2．求：
(1)汽车到达桥顶的速度为v 1=10m/s 时对桥的压力F N 有多大？
(2)汽车以多大的速度v 2经过桥顶时恰好对桥没有压力作用而腾空？
『答案』(1)3810N N
F '=⨯ (2)2v = 『解析』
『详解』(1)汽车经过凸形桥最高点时，受重力和支持力提供向心力， 根据牛顿第二定律得，21N v mg F m R
-= 解得：3810N N F =⨯
根据牛顿第三定律知N N
F F '= 可得汽车对桥的压力为3810N N
F =⨯'． (2)汽车即将腾空飞起时，桥面的支持力为零，只有重力提供向心力， 有：22v mg m R
=
解得：2v ．
16.宇航员站在一星球表面上的某高处，以初速度v 0沿水平方向抛出一个小球，经过时间t ，球落到星球表面，小球落地时的速度大小为v ，已知该星球质量均匀，半径为R ，引力常量为G ，求：
（1）小球落地时竖直方向的速度v y 的值；
（2）该星球的质量M 的值。

『答案』（1（2『解析』
『分析』
『详解』（1）小球做平抛运动，则落地时水平速度为v 0，则y v = （2）小球竖直方向上v y =gt
则 220y
v v v g t
星球表面万有引力等于重力，则有 2
Mm G mg R =
解得2
2
20R v v M
17.北京赢得了2022年第二十四届冬季奥林匹克运动会的举办权，引得越来越多的体育爱好者参加滑雪运动．如图所示，某滑雪场的雪道由倾斜部分AB 段和水平部分BC 段组成，其中倾斜雪道AB 的长L ＝25m ，顶端高H ＝15m ，滑雪板与雪道间的动摩擦因数μ＝0.25．滑雪爱好者每次练习时均在倾斜雪道的顶端A 处以水平速度飞出，落到雪道时他靠改变姿势进行缓冲，恰好可以使自己在落到雪道前后沿雪道方向的速度相同．不计空气阻力影响，取重力加速度g =10m/s 2．
(1)第一次滑雪爱好者水平飞出后经t 1=1.5s 落到雪道上的D 处（图中未标出），求水平初速度v 1及A 、D 之间的水平位移x 1．
(2)第二次该爱好者调整水平初速度，落到雪道上的E 处（图中未标出），已知A 、E 之间的水平位移为x 2，且12:3x x =E 处之后的滑行距离s ．
(3)该爱好者在随后的几次练习中都落在雪道的AB 段，他根据经验得出如下结论：在A 处水平速度越大，落到雪道前瞬时的速度越大，速度方向与雪道的夹角也越大．他的观点是否正确，请你判断并说明理由．
『答案』(1)110m/s v =,115m x = (2)s ＝45m (3)在A 处水平速度越大，落到雪道前瞬时速度越大，而速度方向与雪道夹角相同
『解析』
『详解』滑雪爱好者自 A 处以水平速度飞出后，可能落在AB 段，也可能落在BC 段．
(1)设滑雪爱好者落在雪道的水平部分 BC 段所用时间为 t 0，根据平抛规律212
H gt = 解得:03s t
由此可知，滑雪爱好者水平飞出后经t 1=1.5s 落在雪道的倾斜部分AB 段．
21221112gt v t L H =- 解得:110m/s v =
A 、D 之间的水平位移111x v t =
解得:115m x =
(2)设此次爱好者水平初速度v 2
，由12:x x =
可知2x =，由此可判断此次滑雪爱好者水平飞出后落在雪道的水平部分BC 段． 由平抛规律220x v t =
解得: 215m/s v =
之后爱好者在水平雪道上匀减速滑行，由动能定理有:22102
mgs mv μ-=-
解得该爱好者落到雪道上的E 处之后的滑行距离s ＝45m
(3)他的观点不正确．正确观点是：在A 处水平速度越大，落到雪道前瞬时速度越大，而速度方向与雪道夹角相同． 设爱好者水平初速度0v ,由平抛规律知落到AB 段均满足200
12tan 2gt gt v t v θ== 解得:02tan v t g
θ= 由此可知：0v 越大，运动时间t 越长
落到雪道前瞬时速度大小v v ==0v 越大，落点速度越大
速度方向与水平方向夹角为α，0
tan 2tan gt v αθ==，速度方向与0v 无关．。