吉林省长春市东北师大附中2019-2020学年高一下学期阶段考试物理试题含解析

东北师大附中2019-2020学年高一年级（物理）下学期阶段考试一、单项选择题：（本题共7小题，每小题5分，共35分。

每小题只有一个选项正确）1.如图所示，一个大轮通过皮带拉着小轮转动，皮带和两轮之间无相对滑动，大轮的半径是小轮半径的2倍，大轮上的一点S离转动轴的距离是大轮半径的13。

P、Q分别为两轮边缘上的点，则P、Q、S三点的（）A. 线速度之比为1：1：3B. 角速度之比为1：3：1C. 转动周期之比为2：1：1D. 向心加速度之比为3：6：1【答案】D【解析】【详解】A．大轮半径为1r，小轮半径为2r，P、Q两点传动转动，所以11PQvv=P、S两点同轴转动，则P Sωω=根据线速度与角速度关系v rω=，可知线速度关系为113113P PSSv rv rωω==⋅所以三点的线速度之比为3：3：1，A错误；B．P、Q两点角速度关系2112P PQ Qv rv rωω=⋅=所以三点的角速度之比为1：2：1，B错误；C．根据2Tπω=可知周期之比为2：1：2，C错误；D．根据2a rω=可知P、S两点向心加速度之比21213113P P S S a r a r ωω=⋅=根据2v a r=可知P 、Q 两点向心加速度之比222112P P Q Q a v r a v r =⋅= 所以三点向心加速度之比为3：6：1，D 正确。

故选D 。

2.一个质量为4kg 的物体在半径为2m 的圆周上以4m/s 的速率做匀速圆周运动，则（ ） A. 物体做匀速圆周运动的角速度8rad/s B. 物体做匀速圆周运动的转速为πr/s C. 物体做匀速圆周运动的向心加速度为8m/s 2D. 物体做匀速圆周运动所需的向心力为8N 【答案】C 【解析】【详解】A ．根据线速度与角速度的关系4rad/s 2rad/s 2v r ω===A 错误；B ．根据角速度和转速的关系可知21r/s r/s 22n ωπππ=== B 错误；C ．根据向心加速度和线速度的关系22224m/s 8m/s 2v a r ===C 正确；D ．向心力大小为28N 16N F ma ==⨯=D 错误。

3.用相同材料做成质量均匀分布的三个实心球1、2、3，其半径分别为r1=r2=r，r3=2r，当1、2两个球单独接触时，二者之间的万有引力为F12；当2、3两个球单独接触时，二者之间的万有引力为F23，则F12与F23的大小之比为（）A. 1：2B. 9：32C. 1：16D. 1：4【答案】B【解析】【详解】1、2两个球的质量均为343m rρπ=⋅3球的质量为34(2)3M rρπ=⋅1、2两个球单独接触时，二者之间的万有引力为122(2)mm F G r=2、3两个球单独接触时，二者之间的万有引力为223(3)Mm G r F=解得212223(3)9919(2)44832F Gmm r m r GMm M F=⋅=⋅=⋅=ACD错误，B正确。

故选B。

4.“牛顿大炮”是指牛顿曾经设想在高山上架起一门可以水平发射炮弹的大炮，如果发射速度达到某个数值，炮弹便可以恰好绕着地球做圆周运动而不再掉到地面上来，山的高度相对于地球半径很小，则下面关于牛顿大炮的说法中正确的是（）A. 炮弹的发射速度是发射一颗人造地球卫星的最大速度B. 由于炮弹速度很大，炮弹绕地球做圆周运动的向心加速度大于地球表面的重力加速度C. 炮弹的发射速度是各种绕地球做匀速圆周运动的卫星的最大速度D. 如果发射速度更大一些，炮弹绕地球一周的时间可以更短【解析】【详解】A ．炮弹的发射速度为第一宇宙速度，是人造卫星发射的最小速度，A 错误； B ．炮弹恰好绕着地球做圆周运动，运动半径约为地球半径，万有引力提供向心加速度（不考虑地球自转）2MmGma mg R == 可知炮弹绕地球做圆周运动的向心加速度等于地球表面的重力加速度，B 错误； C ．万有引力提供向心力22Mm v G m R R= 解得GMv R=炮弹的绕行半径最小为地球半径R ，所以炮弹的发射速度是各种绕地球做匀速圆周运动的卫星的最大速度，C 正确；D ．发射速度变大，绕行半径变大，根据开普勒第三定律32a k T=可知周期变大，D 错误。

故选C 。

5.如图所示，A 、B 、C 三个完全相同的小球，先后悬在同一个悬点O 上，绕竖直轴做水平匀速圆周运动，其中OA 和OC 与竖直方向夹角均为45°，OB 与竖直方向夹角为30°，且A 与B 位于同一水平高度。

稳定旋转时，三根绳的拉力大小分别为F A ，F B 和F C ，三个小球转动的周期分别为T A ，T B 和T C 。

关于拉力和周期的大小关系，排序正确的是（ ）A. A C B F F F =<B. A C B F F F >>C. A B C T T T >>D. A B C T T T =>【答案】D 【解析】【详解】AB ．假设绳子和竖直方向的夹角为θ，小球在竖直方向上受力平衡，绳子拉力大小为cos mgF θ=根据题意可知绳子拉力大小关系A CB F F F =>AB 错误；CD ．假设悬点到圆周运动平面的竖直高度为h ，根据牛顿第二定律224tan tan mg m h Tπθθ=⋅解得2h T gπ= 根据图示高度可知周期关系A B C T T T =>C 错误，D 正确。

故选D 。

6.在国际天文学联合会的年会中有一项草案是2006年对行星和卫星重新定义，草案明确定义卫星的条件是，系统的重心，必须在主要的天体内部。

而冥王星和卡戎星由于质量相差不大，他们的共同重心位于宇宙空间里，并不位于冥王星内部，所以冥王星与卡戎星更像是一个双星系统，彼此是平等的伴星关系，而不是行星与卫星的关系，如图所示。

已知地月距离大约为地球半径的60倍，地球质量大约为月球质量的80倍，地球半径约为6400公里。

按照上述标准，对地月系统描述正确的是（ ）A. 重心位于地球内部，距离地表大约1600公里，是行星与卫星系统B.重心位于地球外部，距离地表大约1600公里，是双星系统 C. 重心位于地球内部，距离地表大约4800公里，是行星与卫星系统 D. 重心恰位于地球表面，无法归类 【答案】A 【解析】【详解】假设地月系统的重心距离地球球心距离为x ，地球半径为R ，万有引力提供向心力，对地球22(60)Mm GM x R ω= 对月球22(60)(60)MmGm R x R ω=- 两式相比(60)Mx m R x =-解得606060606400km 4741km 6400km 81811m R R R x R M M m m⋅⨯====≈<=++ 系统重心在地球内部，距离地球表面约6400km 4741km 1659km -=，所以地月系统属于行星与卫星的关系，A 正确，BCD 错误。

故选A 。

7.如图所示，长为L 的轻质细长物体一端与小球（可视为质点）相连，另一端可绕O 点使小球在竖直平面内运动。

设小球在最高点的速度为v ，重力加速度为g ，不计空气阻力，则下列说法正确的是（ ）A. vB. v 若增大，此时小球所需的向心力将减小C. 若物体为轻杆，则当v 逐渐增大时，杆对球的弹力也逐渐增大D. 若物体为细绳，则当v逐渐增大时，绳对球的弹力从0开始逐渐增大 【答案】D 【解析】【详解】A ．若物体为轻杆，通过最高点的速度的最小值为0，物体所受重力和支持力相等，A 错误；B ．v 增大，根据2vF m r=向可知向心力将增大，B 错误；C ．若物体为轻杆，在最高点重力提供向心力20v mg m L=解得0v =2v mg N m L-=随着速度v 增大，杆对球的弹力在逐渐减小，C 错误；D 0，当v 增大时，根据牛顿第二定律2v T mg m L+=可知绳子对球的拉力从0开始逐渐增大，D 正确。

故选D 。

二、多项选择题：（本题共5小题，每小题6分，共30分。

每小题有多个选项正确，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

） 8.关于圆周运动，下列说法正确的是（ ）A. 速率变化的圆周运动是变加速运动，而匀速圆周运动是匀加速运动B. 当转速一定时，向心加速度与半径成正比C. 做圆周运动的物体，所受的合外力一定指向圆心D. 物体在始终与速度垂直的力作用下，可能做匀速圆周运动 【答案】BD 【解析】【详解】A ．匀速圆周运动所受合外力指向圆心，所以速度大小不变，方向时刻变化，所以匀速圆周运动和速率变化的圆周运动均为变加速运动，A 错误； B ．转速一定时，根据2n ωπ=可知角速度一定，根据2a r ω=可知向心加速度和半径成正比，B 正确；C ．做匀速圆周运动的物体合外力完全提供向心力，做非匀速圆周运动的物体，指向圆心的合力改变速度的方向，切向的合力改变速度的大小，C 错误；D ．如果物体所受合力大小一定，方向始终与速度垂直，物体可能做匀速圆周运动，D 正确。

故选BD 。

9.我国即将在绕月轨道上建造月球空间站，设想如图所示，航天飞机在关闭动力后，正在月球引力作用下向月球靠近，并将与空间站在S 处对接。

已知空间站绕月轨道半径为r ，运行周期为T 。

下列说法中正确的是（ ）A. 根据题中条件可以算出月球质量B. 根据题中条件不能算出空间站受到月球引力大小 C .关闭发动机后航天飞机将减速飞向S 处D. 航天飞机在S 处由椭圆轨道进入空间站轨道必须点火减速 【答案】BD 【解析】【详解】A ．万有引力提供向心力2224Mm G m r r Tπ= 万有引力常量G 未知，所以无法求出月球质量，A 错误； B ．根据万有引力定律2MmF Gr =，万有引力常量和空间站的质量未知，所以无法求出空间站受到月球引力大小，B 正确；C ．关闭发动机，月球对航天飞机的万有引力做正功，所以航天飞机将加速飞向S 处，C 错误；D ．航天飞机在靠近S 处过程中做加速运动，到达S 处向心力大于万有引力，所以需要减速进入空间站的圆轨道，D 正确。

故选BD 。

10.地球同步卫星即地球同步轨道卫星，又称对地静止卫星，常用于通讯、气象、广播电视、导弹预警、数据中继等方面，设地球半径为R ，卫星离地面的高度为h ，不计自转影响时地球表面的重力加速度为g 。

有关地球同步卫星，下列说法正确的是（ ） A. 长春正上空的同步卫星与北京正上空的的同步卫星的周期相同B. C. 同步卫星的速率可以与某极地卫星的速率相等 D. 所有同步卫星的向心加速度一定相同 【答案】BC 【解析】【详解】A ．同步卫星在赤道上空，相对地球静止，长春和北京不在赤道，A 错误； B ．万有引力提供向心力2224()()Mm G m R h R h Tπ=++ 在地表的物体满足2Mm Gm g R'=' 联立方程解得22T ===B 正确；C ．若同步卫星和极地卫星圆周运动的轨道半径相同，根据22Mm v G m r r= 可知二者速率就相同，C 正确；D ．同步卫星的角速度相同，向心加速度大小相同，即2()a R h ω=+方向不同，D 错误。