安徽省黄山市八校联盟2020学年高一物理下学期期中试题（含解析）

PAGE黄山市八校联盟2020学年度第二学期期中考试高一物理试题一、单项选择题（本题共8小题，每小题4分，共32分。在每个小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。）1.做匀速圆周运动的物体，下列哪些量是不变的（）A.线速度B.角速度C.向心加速度D.向心力【 答案 八年级地理上册填图题岩土工程勘察试题省略号的作用及举例应急救援安全知识车间5s试题及答案 】B【解析】匀速圆周运动中线速度的方向时刻发生变化，A错；向心加速度、向心力时刻指向圆心，CD错；2.如图所示，一质点做减速曲线运动从M点到N点，当它通过P点时，其速度v和加速度a的方向可能正确的是()A.B.C.D.【答案】A【解析】试题分析：A、图中速度方向沿轨迹的切线方向，加速度指向轨迹的内侧，符合物体做曲线运动的条件；正确B、速度方向沿轨迹切线方向是正确的，而加速度不可能沿切线方向；错误C、加速度方向和速度方向一致物体做匀加速度直线运动；错误D、做曲线运动的物体加速度应指向轨迹的内侧；错误故选A考点：物体做曲线运动的条件点评：做曲线运动的物体速度方向是轨迹的切线方向、加速度或合外力方向指向轨迹的内侧。3.如图所示，人在岸上用轻绳拉船，若要使船匀速行进，则人拉的绳端将做（）A.减速运动B.匀加速运动C.变加速运动D.匀速运动【答案】A【解析】【详解】由题意可知，人匀速拉船，根据运动的分解与合成，则有速度的分解，如图所示：v1是人拉船的速度，v2是船行驶的速度，设绳子与水平夹角为θ，则有：v1=v2cosθ,随着θ增大，由于v2不变，所以v1减小，且非均匀减小;故A正确，B,C,D错误.故选A.4.如果认为行星围绕太阳做匀速圆周运动，下列说法中正确的是（）A.行星同时受到太阳的万有引力和向心力B.行星受到太阳的万有引力，行星运动不需要向心力C.行星受到太阳的万有引力与它运动的向心力不等D.行星受到太阳的万有引力，万有引力提供行星圆周运动的向心力【答案】D【解析】根据万有引力定律，行星受到太阳的万有引力；行星绕太阳做匀速圆周运动，合力总是指向圆心，又称向心力；万有引力提供行星圆周运动的向心力，向心力是效果力，行星受到太阳的万有引力与它运行需要的向心力相等；故ABC错误，D正确；故选D．点睛：行星与人造地球卫星类似，常常建立这样模型：行星绕太阳做匀速圆周运动，太阳对行星的万有引力提供行星的向心力．5.一质点沿螺旋线自外向内运动，已知其半径转过的圆心角θ与运动时间t成正比，则小球运动的()A.线速度不变B.加速度越来越大C.角速度不变D.小球所受的合外力越来越大【答案】C【解析】【详解】质点沿螺旋线自外向内运动，说明半径R不断减小.C、根据其半径转过的圆心角θ与运动时间t成正比，由，可知角速度大小不变，故C正确.A、由线速度可知，不变，R减小时，线速度变小；故A错误.B、根据可知，不变，R减小时，向心加速度变小；故B错误.D、由可知,不变，R减小时，则合外力变小；故D错误.故选C.6.弹簧秤用细线系两个质量都为m的小球,现让两小球在同一水平面内做匀速圆周运动,两球始终在过圆心的直径的两端,如图所示,此时弹簧秤读数()A.大于2mgB.等于2mgC.小于2mgD.无法判断【答案】B【解析】【详解】设小球与竖直方向的夹角为θ，两球都做匀速圆周运动，合外力提供向心力，所以竖直方向受力平衡，则有Tcosθ=mg。挂钩处于平衡状态，对挂钩处受力分析，得：F弹=2Tcosθ=2mg；故B正确，A，C，D错误.7.如图所示，一轻杆一端固定质量为m的小球，以另一端O为圆心，使小球在竖直面内做半径为R的圆周运动．以下说法不正确的是()A.小球通过最高点时，杆所受的弹力可以等于零B.小球能到达最高点时的最小速度为零C.小球通过最高点，杆对球的作用力可以与球所受重力方向相反，此时重力一定大于杆对球的作用力D.小球通过最高点，杆对球的作用力可以与球所受重力方向相反，此时重力一定小于杆对球的作用力【答案】D【解析】【详解】A、当小球在最高点恰好由重力作为它的向心力时，此时球对杆没有作用力，故A正确.B、轻杆带着物体做圆周运动，由于杆能够支撑小球，只要物体能够到达最高点就可以了，所以在最高点的最小速度可以为零，故B正确.CD、小球过最高点时，杆对球的作用力可以与球所受重力方向相反，因为合力提供向心力，合力的方向向下，则重力一定大于杆对球的作用力；故C正确，D错误.本题选不正确的故选D.8.金星、火星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行，由开普勒定律可知()A.两行星的周期相等B.两行星的速率均不变C.太阳位于金星椭圆轨道一个焦点上D.相同时间内，金星与太阳连线扫过的面积等于火星与太阳连线扫过的面积【答案】C【解析】【分析】开普勒行星运动三定律：第一定律：所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上．第二定律：对每一个行星而言，太阳行星的连线在相同时间内扫过的面积相等．第三定律：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等【详解】所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等，则轨道不同周期不同，则A错误；对每一个行星而言，太阳行星的连线在相同时间内扫过的面积相等，则近日点速度快，远日点速度慢，则B错误；所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上，则C正确；对每一个行星而言，太阳行星的连线在相同时间内扫过的面积相等，不是同一星体，太阳行星的连线在相同时间内扫过的面积不相等，则D错误；故选C。【点睛】正确理解开普勒的行星运动三定律是解答本题的关键．注意第三定律R3/T2=K中，R是半长轴，T是公转周期，K与中心体有关．二、多项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分。全部选对的，得4分；选对但不全的，得2分；有选错的，得0分。）9.一艘小船在静水中的速度是3m/s，一条河宽60m，河水流速为4m/s，下列说法正确的是（）A.小船在这条河中运动的最大速度是5m/sB.小船在这条河中运动最小速度是1m/sC.小船渡过这条河的最短时间是20sD.小船渡过这条河的最小距离是60m【答案】BC【解析】【详解】AB、当静水速与水流速同向，小船速度最大为7m/s，当静水速与水流速反向，小船速度最小为1m/s；故A错误，B正确.C、当静水速与河岸垂直时，渡河时间最短，为，故C正确.D、因为静水速小于水流速，可知合速度的方向不可能垂直于河岸，则小船不能垂直到对岸，最小距离一定大于60m；故D错误.故选BC.10.图示为某一皮带传动装置。主动轮的半径为rA，从动轮的半径为rB。主动轮上C点半径为rC。已知主动轮转速为n，转动过程中皮带不打滑。下列说法正确的是（）A.B点的转速为B.B点线速度为C.C点线速度为D.C点角速度为【答案】AD【解析】【详解】D、A和C两点为同轴转动的两点，则角速度相等有；故D正确.C、根据线速度和角速度关系可知故C错误.B、A点和B点为皮带传送的两点，则线速度相等，有；故B错误.A、由，解得：；故A正确.故选AD.11.如图所示，在水平转台上放一个质量M=3.0kg的木块，它与台面间的最大静摩擦力Fm=8.0N，绳的一端系住木块，另一端穿过转台的中心孔O(为光滑的)悬吊一质量m=1.0kg的小球，当转台以ω=4.0rad/s的角速度转动时，欲使木块相对转台静止，则它到O孔的距离可能是（）（g＝10m/s2）A.45cmB.40cmC.16cmD.32cm【答案】CD【解析】【详解】M在水平面内转动时，平台对M的支持力与Mg相平衡，拉力与平台对M的静摩擦力的合力提供向心力.设M到转台中心的距离为R，M以角速度ω转动所需向心力为Mω2R，若Mω2R=T=mg，此时平台对M的摩擦力为零.若R1＞R，Mω2R1＞mg，平台对M的摩擦力方向沿着绳子的拉力方向，由牛顿第二定律：Fm+mg=Mω2R1，当f为最大值Fm时，R1最大.所以，M到转台的最大距离为：.若R2＜R，Mω2R2＜mg，平台对M的摩擦力水平向右，由牛顿第二定律：mg-Fm=Mω2R2当f为最大值fm时，R2最小，最小值为:.故木块至O的距离R的范围为：0.042m≤R≤0.375m，所以A，B不可能，C，D可能.故选CD.12.如图所示，一个竖直放置的圆锥筒可绕其中心OO′转动，筒内壁粗糙，筒口半径和筒高分别为R和H，筒内壁A点的高度为筒高的一半。内壁上有一质量为m的小物块随圆锥筒一起做匀速转动，则下列说法正确的是（）A.当转动角速度时，小物块不受摩擦力作用B.当转动角速度时，小物块不受摩擦力作用C.当转动角速度时，小物块受摩擦力沿AO方向D.当转动角速度时，小物块受摩擦力沿AO方向【答案】BC【解析】【详解】A、B、当小球受到重力与支持力的合力指向圆心时，小球不受摩擦力；如图所示；合力F=mgtanθ；由几何关系可知，物体的半径为：；则由F=mRω2可知，；故当角速度时，小物块不受摩擦力作用；故A错误，B正确.C、D、当转动角速度时，小物块受到的向心力大于F，故物块有向外的运动趋势，故小物块受到沿AO方向的摩擦力；故C正确，D错误；故选BC.三．实验题（本题共12分。每空3分）13.在探究平抛运动的规律时，可以选用如图所示的各种装置图，则以下操作合理的是A.选用装置图甲研究平抛物体的竖直分运动时，可多次改变小球距地面的高度，但必须控制每次打击的力度不变B.选用装置图乙并要获得稳定的细水柱显示出平抛运动的轨迹，竖直管上端A一定要低于水面C.选用装置图丙并要获得钢球做平抛运动的轨迹，每次不一定从斜槽上同一位置由静止释放钢球D.选用装置图丙并要获得钢球做平抛运动的轨迹，要以槽口的端点为原点建立坐标【答案】B【解析】【详解】A、选用装置图甲研究平抛物体竖直分运动，应该是听声音的方法判断小球是否同时落地，与每次打击的力度无关，故A错误；B、竖直管内与大气相通，为外界大气压强，竖直管在水面下保证竖直管上出口处的压强为大气压强。因而另一出水管的上端口处压强与竖直管上出口处的压强有恒定的压强差，保证另一出水管出水压强恒定，从而水速度恒定。如果竖直管上出口在水面上，则水面上为恒定大气压强，因而随水面下降，出水管上口压强降低，出水速度减小；故B正确；C、选用装置图丙要获得钢球的平抛轨迹，每次一定要从斜槽上同一位置由静止释放钢球，这样才能保证初速度相同，故C错误；D、选用装置丙建立坐标系时，以斜槽末端端口上方小球球心处为坐标原点，故D错误.故选B.14.某物理兴趣小组在探究平抛运动的规律实验时，将小球做平抛运动，用频闪照相机对准方格背景照相，拍摄到了如图所示的照片，但照片上有一破损处．已知每个小方格边长9.8cm，当地的重力加速度为g=9.8m/s2．（结果均保留三位有效数字）(1)若以拍摄的第1个点为坐标原点，水平向右和竖直向下分别为X、Y轴正方向，则照片上破损处的小球位置坐标为 X=________cm，Y=_______cm。(2)小球平抛的初速度大小为__________.【答案】(1).58.8(2).58.8(3).1.96m/s【解析】试题分析：（1）小球在水平方向做匀速运动，相等时间内水平位移相等，故横坐标为x=6l=6×9.8cm=58.8cm；竖直方向做自由落体运动，则由可知，破损处的纵坐标为：y=6l=6×9.8cm=58.8cm；（2）时间间隔：，小球的初速度：。考点：研究平抛物体的运动.四、计算题（本题4小题，共40分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。）15.物体做平抛运动，经过2s后落地，落地速度与水平方向夹角为53°（sin53°=0.8,g＝10m/s2）求：(1)平抛运动的初速度v0；(2)平抛时的高度；(3)下落1s时速度与水平方向夹角的正切值。【答案】(1)(2)(3)【解析】【详解】(1)物体做平抛运动，落地时竖直速度为落地速度与水平初速度成53°，则(2)平抛运动竖直方向做自由落体运动，运动时间也为2s，则平抛时高度为：(3)下落1s时，竖直速度为此时速度与水平方向成的角度正切值：16.如图所示，质量分别为m1、m2的两个小球，用长度不等的细线拴在同一点，并在同一水平面内做匀速圆周运动，悬点离水平面间的高度为h，求两小球做匀速圆周运动的角速度之比.【答案】1:1【解析】【详解】小球所受合外力提供其做匀速圆周运动的向心力即又因为故，即与m、θ均无关所以两小球角速度之比为1:117.如图所示，一个固定在竖直平面上光滑半圆形管道，管道里有一个直径略小于管道内径的小球，小球在管道内做圆周运动，从B点脱离后做平抛运动，经过时间1s后又恰好垂直与倾角为45°的斜面相碰．已知半圆形管道的半径为R＝5m，小球可看作质点且其质量为m＝5kg，重力加速度为g(g＝10m/s2)。求：(1)小球在斜面上的相碰点C与B点的水平距离；(2)小球经过管道的B点时，小球对管道的作用力.【答案】(1)10m(2)50N方向竖直向上【解析】【详解】(1)根据平抛运动的规律：小球在C点的竖直分速度水平分速度则B点与C点的水平距离为(2)在B点设管道对小球的作用力方向向下，根据牛顿第二定律，有解得：，管道对小球的作用力方向竖直向下由牛顿第三定律：小球对管道的作用力大小为50N，方向竖直向上.18.如图所示是月亮女神、嫦娥号绕月亮做圆周运动时某时刻的图片，用、、、分别表示月亮女神和嫦娥号的轨道半径及周期，用表示月亮的半径．（）请用万有引力知识证明：它们遵循，其中是只与月球质量有关而与卫星无关的常量；（）再经多少时间两卫星第一次相距最远；（）请用嫦娥号所给的已知量，估测月球的平均密度．【答案】（）见解析；（）；（）【解析】试题分析：（1）设月球的质量为M，对任一卫星均有得＝＝常量。（2）两卫星第一次相距最远时有（3）对嫦娥1号有M＝πR3ρ考点：万有引力定律的应用【名师点睛】环绕天体圆周运动的向心力由万有引力提供，据此根据圆周运动的半径和周期可以求得中心天体的质量，掌握万有引力公式和球的体积公式是解题的关键。