2020-2021学年西藏拉萨中学高一下学期期中物理复习卷(有解析)

2020-2021学年西藏拉萨中学高一下学期期中物理复习卷
一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）
1.在光滑水平面上，一物体从静止开始运动，在前5s受一正东方向、大小是10N的恒力作用，从
第5s末开始改为正北方向大小为5N的恒力作用10s，以下说法正确的是()
①在第10s末向正北方向运动；
②从第5s末开始做曲线运动；
③在第10s末的加速度方向是正北；
④在第15s末的速度方向是向东偏北45°．
A. ②④
B. ②③
C. ②③④
D. ①③
2.2018年12月30日“嫦娥四号”探月卫星发射进入环月轨道，2019年1月3日，自主若陆在月
球背面实现人关探测器首次月背软右陆，“嫦娥四号”飞向月球的过程可简化为如下过程：由地面发射后进入近地圆轨道①，在A点加速后进入奔月轨道②，在月球背面的B点减速后进人近月圆轨道③，其中在轨道②上的P点地球与月球对“嫦娥四号”的引力大小正好相等。

已知月球表面的重力加速度小于地球表面的重力加速度，则下列说法正确的是()
A. “嫦娥四号”在轨道②上的P点的加速度为零
B. 在经过P点的轨道上，可以存在一颗环绕地球做匀速圆周运动的卫星
C. “嫦娥四号”在轨道①上的线速度小于在轨道③上的线速度
D. 若要使“嫦娥四号”从近月轨道③降落到月面，则应在该轨道上加速
3.如图所示，若忽略空气阻力，跳台滑雪运动员飞出平台后，在水平方向和竖直方向的分运动分
别是()
A. 匀速运动，匀速运动
B. 匀速运动，匀加速运动
C. 匀加速运动，匀速运动
D. 匀加速运动，匀加速运动
4.如图，用长为L的轻绳把一个小铁球悬挂在高2L的O点处，小铁球以O为圆
心在竖直平面内做圆周运动，到达最低点A处的速度V A=√5gL，此时轻绳在
A点断开，则下列说法正确的是()
A. 小球在A点角速度为√5g
L
B. 绳在A点受到的拉力为5mg
C. 绳在A点受到的拉力为6mg
D. 小球落地时速度为√6gL
5.如图质量相等的两个物体A和B用轻绳连接跨过定滑轮(不计绳与滑轮、
滑轮与轴之间的摩擦)。

当用水平变力F拉物体B沿水平方向向右做匀
速直线运动的过程中()
A. 物体A上升过程中处于平衡状态
B. 物体A上升过程中重力小于绳子的拉力
C. 由于B物体一侧的绳子与水平方向的夹角逐渐减小，所以物体B的速率小于物体A的速率
D. 地面对物体B的支持力逐渐减小
6.为了行驶安全和减少对铁轨的磨损，火车转弯处轨道平面与水平面会有一个夹角。

若火车以规
定的速度行驶，则转弯时轮缘与铁轨无挤压。

已知某转弯处轨道平面与水平面间夹角为α，转弯半径为R，规定行驶速率为v，重力加速度为g，则()
A. v=gRtanα
B. v=gRsinα
C. v=√gRsinα
D. v=√gRtanα
7.如图所示，质量均为m的两木块a与b叠放在水平面上，a受到
斜向上与水平面成θ角的力作用，b受到斜向下与水平成θ角的力
作用，两力大小均为F，两木块保持静止状态，则()
A. a、b之间可能没有静摩擦力
B. b与地面之间一定
存在静摩擦力
C. b对a的支持力一定小于mg
D. 地面对b的支持力一定大于2mg
二、多选题（本大题共3小题，共12.0分）
8.如图所示，一根不可伸长的轻绳两端分别系着小球A和物块B，
跨过固定于斜面体顶端的小滑轮O，倾角为30°的斜面体置于水平
地面上．A的质量为m，B的质量为3m.开始时，用手托住A，使
OA段绳恰处于水平伸直状态(绳中无拉力)，OB绳平行于斜面，此时B静止不动．将A由静止释放，在其下摆过程中，斜面体始终保持静止，下列判断中正确的是()
A. 小球A的机械能先增大后减小
B. 小球A所受重力的功率先增大后减小
C. 物块B受到的摩擦力先减小后增大
D. 地面对斜面体的摩擦力方向一直向左
9.已知地球自转周期为T0，有颗与同步卫星在同轨道平面的低轨道卫星，自西向东绕地球运行，
其运行半径为同步轨道半径的九分之一，该卫星两次在同一城市的正上方出现的时间间隔可能是
A. T0
13B. T0
7
C. 3T0
26
D. 3T0
7
10.如图所示，a、b两颗卫星在同一平面内绕地球做匀速圆周运动，其中b为
地球同步卫星(周期为1天)。

地球的质量为M，半径为R；引力常量为C。

下列说法正确的是()
A. 地球赤道上的重力加速度大小小于GM
R2
B. a所受地球引力大于b所受地球引力
C. a运行的周期小于1天
D. 根据开普勒第二定律可知，在相同时间内，a、b与地心连线扫过的面积相等
三、实验题（本大题共1小题，共9.0分）
11.在做“研究平抛运动”的实验中，为了测量小球平抛运动的初速度，实验用如图所示的装置。

实验操作的主要步骤如下：
(ⅰ)在一块平木板上钉上复写纸和白纸，将其竖直立于斜槽轨道末端槽口前，木板与槽口之间有一段初始距离d，并保持板面与轨道末端的水平段垂直。

(ⅰ)使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下，小球撞到木板在白纸上留下痕迹A
(ⅰ)将木板沿水平方向向右平移一段动距离x，再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下，小球撞到木板在白纸上留下痕迹B
(ⅰ)将木板再水平向右平移相同距离x，使小球仍从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下，再在白纸上得到痕迹C
(ⅰ)测得A、B、C三点距地面的高度为y1、y2、y3，已知当地的重力加速度为g。

请回答下列问题
(1)关于该实验，下列说法中正确的是______
A.斜槽轨道必须尽可能光滑
B.每次小球均须由静止释放
C.每次释放小球的位置可以不同
D.步骤(ⅰ)初始距离d必须与步骤(ⅰ)中距离x相等
(2)根据上述直接测量的量和已知的物理量可以得到小球平抛的初速度大小的表达式为v0=______。

(用题中所给字母表示)
(3)某同学做进一步的研究，改变小球释放的初始位置的高度h，每改变一次高度，重复上述步骤(ⅰ)−
(ⅰ)(其它条件不变)，并记录每次的h、y1、y2、y3.在同一坐标系中画出y1−1
ℎ、y2−1
ℎ
、y3−1
ℎ
图
象。

根据你的分析，下列哪个图最接近该同学的实验结果______(图中直线a表示y1−1
ℎ
图象，
直线b表示y2−1
ℎ图象，直线c表示y3−1
ℎ
图象)。

四、计算题（本大题共3小题，共30.0分）
12.民族运动会上有一个骑射项目，运动员骑在奔驰的马背上，弯弓放箭射击侧向的固定目标．假
设运动员骑马奔驰的速度为v1，运动员静止时射出的弓箭速度为v2，直线跑道离固定目标的最近距离为d，要想命中目标且射出的箭在空中飞行的时间最短，试求：
(1)箭射到靶的最短时间；
(2)运动员放箭处离目标的距离．
13.如图所示，竖直平面内的轨道ABCD由倾斜直轨道AB和光滑圆轨道BCD组成，AB和BCD相
切于B点，CD连线是圆轨道竖直方向的直径(C、D为圆轨道的最低点和最高点).已知∠BOC= 37°，圆轨道半径R=0.5m，可视为质点、m=1kg的小滑块从轨道AB上高H(H未知)处由静止滑下．(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(1)若倾斜直轨道AB段光滑，滑块恰好到达D点，则滑块到达D点时速度多大？此时H值为多少？
(2)若倾斜直轨道AB段光滑，是否存在某个H值，使得滑块经过最高点D后能直接落到直轨道AB
上的B点？若存在，请求出H值；若不存在，请说明理由；
(3)若倾斜直轨道AB段粗糙，滑块与斜面间动摩擦系数μ=0.375，滑块始终在轨道中运动，试求滑
块与轨道间产生热量Q的取值范围．
14.卡文迪许利用微小量放大法由实验测出了万有引力常量G的数值，因为由G的数值及其它已知
量，就可以计算出地球的质量，卡文迪许也因此被誉为第一个“称量”地球的人．
(1)若在某次实验中，卡文迪许测出质量分别为m1、m2相距为r的两个小球之间引力的大小为F，求
万有引力常量G；
(2)若已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g，万有引力常量为G，忽略地球自转的影响，请
推导出地球质量M．
【答案与解析】
1.答案：C
解析：解：根据题意知，物体前5秒有向东的加速度a1做匀加速直线运动，5秒后，物体具有正北方向的加速度a2，正东方向的速度做匀变速直线运动(类平抛运动)。

根据题意有：a1方向正东，a2方向正北，且a1=2a2
①、10秒末物体在正东方向上的速度v东=5a1，在正北方向的速度v北=5a2，根据平行四边形定则，10秒末速度方向不沿正北方向，故①错误；
②、第5秒末物体具有正东方向的速度，正北方向的加速度，根据物体做曲线运动的条件合外力的方向与速度的方向不在同一条直线上知，物体开始做曲线运动。

故②正确；
③、从第5秒末开始改变为正北方向的5N恒力作用10秒，故在第10秒末时物体受到正北方向的恒力，加速度方向为正北。

故③正确。

④、根据运动的合成与分解可知，15秒末物体在正东方向的分速度大小为v东=5a1，在正北方向的分速度大小为v北=10a2，又据牛顿第二定律知，a1=2a2，所以v东=v北，根据平行四边形定则可知，15秒末的速度方向是向东偏北45°，故④正确。

故C正确，ABD错误
故选：C。

本题考查力与加速度、速度的关系．根据牛顿第二定律和运动的合成与分解展开讨论即可．
本题着重考查：牛顿第二定律，运动的合成与分解和物体做曲线运动条件，掌握相应知识是解决本题的关键．
2.答案：A
解析：解：A、由于在轨道②上的P点上，地球与月球对“嫦娥四号”的引力大小正好相等，合力为零，加速度为零，故A正确；
B、由于卫星在P点所受合力为零，没有指向地心的向心力，故B错误；
C、由于月球表面的重力加速度小于地球表面的重力加速度，而月球的半径小于地球的半径，根据v=√gR可知，“嫦娥四号”在轨道①上的线速度大于在轨道③上的线速度，故C错误；
D、若要使“嫦娥四号”从近月轨道③降落到月面，则应在该轨道上减速，故D错误。

故选：A。

合力为零，加速度为零；
根据万有引力提供向心力确定卫星运动规律；
卫星降落需要减速做近心运动。

本题要建立卫星运动的模型，抓住万有引力充当向心力以及圆周运动的知识，同时应用离心变轨的规律进行求解。

3.答案：B
解析：解：空气阻力忽略，故人做平抛运动，水平方向不受外力，故水平方向做匀速运动，竖直方向只受重力作用，竖直方向为匀加速直线运动，故B正确，ACD错误。

故选：B。

明确人在空中做平抛运动，根据运动的合成和分解即可确定两个分运动。

本题考查对平抛运动的理解，要注意平抛运动的研究方向为运动的合成和分解，明确两个分运动的性质是解题的关键。

4.答案：C
解析：解：A、小球在A点的角速度ωA=v A
L =√5gL
L
=√5g
L
.故A错误．
B、根据牛顿第二定律得，F−mg=m v A2
L ，解得绳子拉力F=mg+m v A2
L
=6mg.故B错误，C正确．
D、根据动能定理得，mgL=1
2mv2−1
2
mv A2，解得v=√7gL.故D错误．
故选：C．
根据线速度与角速度的关系求出小球在A点的角速度，根据牛顿第二定律求出绳子的拉力．绳子断开后，小球做平抛运动，根据动能定理求出小球落地时的速度大小．
本题考查了圆周运动和平抛运动的综合，知道圆周运动向心力的来源是解决本题的关键，小球做平抛运动，求解落地时的速度可以运用动能定理求解，也可以根据平抛运动的规律求解．
5.答案：B
解析：解：A、B，将B物体的速度v B进行分解如图所示，则v A=v B cosθ，
θ减小，v B不变，则v A逐渐增大，说明A物体在竖直向上做加速运动，由
牛顿第二定律T−mg=ma，可知绳子对A的拉力T>mg，故A错误，
B正确。

C、由于v A=v B cosθ，知物体A的速率小于物体B的速率。

故C错误；
D、B在竖直方向上平衡，有：Tsinθ+N=mg，运用外推法：若绳子无限长，B物体距滑轮足够远，即当θ→0时，有v A→v B，这表明，物体A在上升的过程中，加速度必定逐渐减小，绳子对A物体的拉力逐渐减小，sinθ减小，则支持力增大。

故D错误。

故选：B。

将B物体的速度v B的进行分解，得到两个物体速度的关系式，分析A物体做什么运动，判断绳子拉力始终与物体A所受重力的关系。

运用外推法，分析A物体加速度如何变化，再分析绳子对A物体的拉力如何变化。

解决本题的关键得出A、B的速度关系，由牛顿第二定律分析绳子的拉力与重力的大小关系，运用外推法即极限法分析A物体的加速度如何变化是难点。

6.答案：D
解析：解：火车受力如图所示，
在转弯处火车按规定速度行驶时，
火车所需要的向心力由重力和支持力的合力提供，有：F合=mgtanα，
，
根据牛顿第二定律有：mgtanα=m v2
R
解得，火车规定行驶速度为：v=√gRtanα，故D正确、ABC错误。

故选：D。

火车拐弯时不侧向挤压车轮轮缘，靠重力和支持力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律求出火车拐弯时的速度大小。

本题主要是考查火车转弯问题，解决本题的关键理清向心力的来源，结合牛顿第二定律进行求解。

7.答案：C
解析：解：对整体受力分析可知，整体受重力、支持力、两个拉力，将拉力沿水平和竖直方向分解可知，其水平分量相等，故整体在水平方向受力平衡，故地面对b没有摩擦力；故B错误；
竖直方向，两分力相互抵消，故ab受地面的支持力等于2mg，故D错误；
对a受力分析，可知a受重力、支持力、拉力而处于平衡，由于F有水平方向的分力，故a有向右运动的趋势，故a应受到b向左的摩擦力，故A错误；F向上的分量，使a受到的支持力小于重力，故C正确；
故选C．
对整体受力分析可得出b与地面间的摩擦力；再对a分析可求得ab间的支持力及摩擦力．
整体法与隔离法是共点力平衡及牛顿第二定律中常用的方法，在解决连接题时要注意灵活应用．8.答案：BC
解析：解：A、小球A摆下过程，只有重力做功，机械能守恒，故A错误；
B、重力的功率P=mgv y；由于小球在摆动过程中，竖直分速度先增大后减小；故小球A受重力的功率先增大后减小；故B正确
C、有mgL=1
2mv2，在最低点，有F−mg=m v2
L
，解得F=3mg。

再对物体B受力分析，受重力、
支持力、拉力和静摩擦力，重力的下滑分量为F x=(4m)gsin30°=2mg，故静摩擦力先减小，当拉力大于2mg后反向变大。

故C正确。

D、对物体B和斜面体整体受力分析，由于A球向左下方拉物体B和斜面体整体，故一定受到地面对其向右的静摩擦力。

故D错误。

故选：BC。

小物体B一直保持静止，小球A摆下过程，只有重力做功，机械能守恒；根据功率公式可分析功率的变化；
再对物体B受力分析，根据平衡条件判断静摩擦力的变化情况．对B与斜面整体受力分析，判断地面对斜面体摩擦力的方向．
本题关键是先根据机械能守恒求出小球A最低点速度，再根据向心力公式得出球对细线的拉力，最后对滑块B受力分析后根据共点力平衡条件判断静摩擦力变化情况；同时要注意研究对象的灵活选择
9.答案：AC
解析：
通过万有引力提供向心力求出周期与轨道半径的关系，从而求出人造卫星的周期。

抓住转过的圆心角关系求出在同一城市的正上方出现的最小时间。

本题考查万有引力定律和圆周运动知识的综合应用能力。

要理解当卫星转过的角度与建筑物转过的角度之差等于2π时，卫星再次出现在城市上空。

解：设地球的质量为M，卫星的质量为m，运动周期为T，因为卫星做圆周运动的向心力由万有引力提供，则有：
GMm r2=
4π2mr
T2
解得：T=2π√r3
GM
同步卫星的周期与地球自转周期相同，即为T0.已知该人造卫星的运行半径为同步卫星轨道半径的九分之一，
所以该人造卫星与同步卫星的周期之比是：
T T 0=√r 3(9r)3=127
解得：T =127T 0。

设卫星至少每隔t 时间才在同一地点的正上方出现一次，根据圆周运动角速度与所转过的圆心角的关系θ=ωt 得：
2πT t =2π+2πT 0
t 解得：t =T 026，
因此卫星可能每隔T 026时间才在同一地点的正上方出现一次，
那么卫星两次在同一城市的正上方出现的时间间隔可能为T 026，T 013，3T
026，故AC 正确，BD 错误。

故选：AC 。

10.答案：AC
解析：解：A 、赤道上的物体随地球自转需要向心力，
GMm R −mg =mRω2，所以地球赤道上的重力
加速度大小小于GM R 2，故A 正确；
B 、由于卫星的质量大小关系不知道，无法比较卫星受到地球的万有引力大小，故B 错误；
C 、由开普勒第三定律可知，卫星的轨道半径越大，运行的周期越长，因b 运行的周期为1天，故a 运行的周期小于1天，故C 正确；
D 、根据开普勒第二定律知，对于绕地球运行的同一卫星而言，卫星与行地心的连线在相等时间内扫过的面积相等，在相同时间内，不同的卫星a 、b 与地心的连线扫过的面积不相等，故D 错误。

故选：AC 。

根据万有引力公式和牛顿第二定律求出地球赤道上的重力加速度大小；
由于卫星的质量大小关系不知道，圆心方向万有引力大小能否比较；
由开普勒第三定律分析a 运行的周期，根据开普勒第二定律分析a 、b 与地心连线扫过的面积是否相等。

本题考查万有引力定律和开勒普定律的应用，知道万有引力提供向心力是解题的前提。

要注意开普勒第三定律针对的是绕行星运行的同一卫星或绕恒星运行的同一行星。

11.答案：B x √g 2y 2−y 1−y 3 C
解析：
解决本题的关键知道实验的原理以及注意事项，知道平抛运动的规律，结合运动学公式和推论灵活求解，注意涉及图线问题，一般采用的思路是得出物理量的关系式，结合图线斜率或截距进行求解。

(1)根据实验的原理以及注意事项确定正确的操作步骤。

(2)根据竖直方向上连续相等时间内位移之差是一恒量求出相等的时间间隔，结合水平位移和时间间隔求出初速度。

(3)根据动能定理，以及平抛运动的规律得出y与1
ℎ
的关系式，结合关系式确定正确的图线。

解：(1)为了让小球平抛运动的初速度相等，每次让小球从斜槽的同一位置由静止释放，斜槽轨道不一定需要光滑，故A、C错误，B正确。

步骤(ⅰ)初始距离d不需要与步骤(ⅰ)中距离x相等，故D错误。

故选：B。

(2)在竖直方向上，△y=(y2−y3)−(y1−y2)，根据△y=gT2得，T=√△y
g ，则初速度v0=x
T
=
x√g
2y2−y1−y3。

(3)不考虑小球与斜槽间的摩擦，根据动能定理得，mgℎ=1
2
mv2，解得v=√2gℎ，平抛运动的时间
t=x
v ，则H−y=1
2
gt2，H为斜槽底端到地面的高度，解得y=H−x2
4ℎ
，y1、y2、y3对应的水平位移
逐渐增大，即斜率的绝对值逐渐增大，故C正确，A、B、D错误。

故选：C。

故答案为：(1)B，(2)x√g
2y2−y1−y3
，(3)C。

12.答案：解：(1)当放出的箭垂直于马运行方向发射，此时运行时间最短，所以最短时间t=d
v2
．
(2)因最短时间为t=d
v2，则箭在沿马运行方向上的位移为x=v1t=dv1
v2
，
所以放箭处距离目标的距离为s=√d2+(dv1
v2)2=d
v2
√v12+v22．
答：(1)箭射到靶的最短时间d
v2
；
(2)运动员放箭处离目标的距离d
v2
√v12+v22．
解析：运动员放出的箭既参与了沿马运行方向上的匀速直线运动，又参与了垂直于马运行方向上的
匀速直线运动，当放出的箭垂直于马运行方向发射，此时运行时间最短，根据t=d
v2
求出最短时间，
根据分运动和合运动具有等时性，求出箭在马运行方向上的距离，根据运动的合成，求出运动员放箭处离目标的距离．
解决本题的关键知道箭参与了沿马运行方向上的匀速直线运动和垂直于马运行方向上的匀速直线运动，知道分运动与合运动具有等时性．
13.答案：解：(1)滑块恰好到达D点，根据牛顿第二定律可得：mg=mv D2
R
解得：v D=√gR=√10×0.5m/s=√5m/s
从A到D，根据动能定理可得：mg(H−2R)=1
2
mv D2−0
解得H=1.25m
(2)设存在从D点平抛到B点的速度v′D，从D点到B点平抛
水平方向：x=v′D t，且x=Rsin37°
竖直方向：y=1
2
gt2，且y=R+Rcos37°
联立解得：v′D=0.75m/s<v D，故不存在这样的H值
(3)由于滑块始终在轨道中运动，那么滑块最多只能到达圆心等高处，设此时AB高度为h
由A点到圆心等高处，根据动能定理：mg(ℎ−Rcos37°)−μmgcos37°⋅ℎ
sin37∘
=0−0
解得：ℎ=0.8m
由于μ<tan37°，故滑块最终到B点速度为零，由Q=mgℎ=1×10×0.8J=8J
滑块与轨道间产生的热量Q的取值范围为Q≤8J
答：(1)若倾斜直轨道AB段光滑，滑块恰好到达D点，则滑块到达D点时速度为√5m/s，此时H值为1.25m；
(2)不存在，无法达到最高点D；
(3)若倾斜直轨道AB段粗糙，滑块与斜面间动摩擦系数μ=0.375，滑块始终在轨道中运动，试求滑块与轨道间产生热量Q的取值范围为Q≤8J．
解析：(1)在D点，根据牛顿第二定律求得速度，从A到D根据动能定理求得高度；
(2)假设能落到B点，从D点做平抛运动，求得D点的速度，判断出滑块能否到达D点即可；
(3)滑块始终在轨道中运动，滑块最多只能到达圆心等高处，根据动能定理求得滑块在斜面的最大高度，滑块最终到B点速度为零，根据功能关系判断．
本题考查了牛顿第二定律与动能定理的应用，分析清楚物体运动过程、抓住临界条件，应用牛顿第二定律与动能定理即可正确解题．
14.答案：解：(1)根据万有引力定律可得：F=Gm1m2
r2
所以，万有引力常量为：G=Fr 2
m1m2
；
(2)地球表面质量为m的物体重力等于万有引力，故有：GMm
R2
=mg
所以，地球质量为：M=gR2
G
；
答：(1)若在某次实验中，卡文迪许测出质量分别为m1、m2相距为r的两个小球之间引力的大小为F，
则万有引力常量G为Fr 2
m1m2
；
(2)若已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g，万有引力常量为G，忽略地球自转的影响，那
么地球质量M为gR2
G
．
解析：(1)由万有引力定律求解；
(2)根据地球表面物体重力等于万有引力求解．
万有引力问题的运动，一般通过万有引力做向心力得到半径和周期、速度、角速度的关系，然后通过比较半径来求解，若是变轨问题则由能量守恒来求解．。