1、山东省济宁市嘉祥一中2019-2020学年高一物理下学期5月期中试题（含解析）一、选择题1.某质点绕圆轨道做匀速圆周运动，下列说法中正确的是（）A. 因为它的速度大小始终不变，所以它做的是匀速运动B. 该质点速度大小不变，但方向时刻改变，是变速运动C. 该质点速度大小不变，处于平衡状态D. 该质点做的是匀变速运动，所受合外力不等于零【答案】B【解析】【详解】ABC匀速圆周运动的线速度大小不变，方向时刻改变，因此是变速运动，不处于平衡状态，选项AC错误，B正确；D质点做的是变速运动，故它所受合外力不等于零，具有加速度，但加速度的方向时刻在变化，不是匀变速运动，选项D错误。故选B。2.A、B两个质
2、点，分别做匀速圆周运动，在相等时间内它们通过的弧长之比sAsB=23，转过的圆心角之比AB=32。则下列说法正确的是（）A. 它们的线速度大小之比vAvB=32B. 它们的角速度之比AB=23C. 它们的周期之比TATB=32D. 它们的向心加速度之比aAaB=11【答案】D【解析】【详解】A根据线速度的定义得选项A错误；B根据角速度的定义得选项B错误；C根据周期得选项C错误；D由得选项D正确。故选D。3.如图所示，将一质量为m的摆球用细绳吊起，上端固定，使摆球在水平面内做匀速圆周运动，关于摆球A的受力情况，下列说法中正确的是（） A. 摆球受重力、拉力的作用B. 摆球受拉力和向心力的作用C.
3、 摆球受重力、拉力和向心力的作用D. 摆球受重力和向心力的作用【答案】A【解析】摆球在水平面内做匀速圆周运动，小球只受重力和绳的拉力作用，二者合力提供向心力，故A正确故选A点睛：本题要正确理解向心力：是效果力，它由某一个力或几个力的合力提供，它不是性质的力，分析物体受力时不能分析向心力4.通过观测冥王星卫星，可以推算出冥王星的质量假设卫星绕冥王星做匀速圆周运动，除了引力常量外，至少还需要两个物理量才能计算出冥王星的质量这两个物理量可以是A. 卫星的速度和角速度B. 卫星的质量和轨道半径C. 卫星的质量和角速度D. 卫星的运行周期和轨道半径【答案】AD【解析】试题分析：卫星围绕冥王星做匀速圆周运
4、动，万有引力提供向心力，已知卫星的速度和角速度，则轨道半径，根据即可求解冥王星质量M，故A正确；根据可知，卫星的质量可以约去，只知道半径不能求出冥王星质量，故B错误；根据可知，卫星的质量可以约去，只知道角速度不能求出冥王星质量，故C错误；根据可知，知道卫星的运行周期和轨道半径可求解冥王星质量M，故D正确；故选AD考点：万有引力定律的应用5.关于地球同步卫星，下列说法不正确的是（）A. 它的周期与地球自转周期相同B. 它的周期、高度、速度大小都是一定的C. 我国发射的同步通讯卫星可以通过北京上空D. 我国发射的同步通讯卫星必须定点在赤道上空【答案】C【解析】【详解】A同步卫星的周期与地球自转周期
5、相同，选项A正确；B根据万有引力提供向心力有其中R为地球半径，h为同步卫星离地面的高度。由于同步卫星的周期必须与地球自转周期相同，所以T为一定值，根据上面等式得出同步卫星离地面的高度h也为一定值。由于轨道半径一定，则线速度的大小也一定，选项B正确；CD它若在除赤道所在平面外的任意点，假设实现了“同步”，那它的运动轨道所在平面与受到地球的引力就不在一个平面上，这是不可能的。所以我国发射的同步通讯卫星必须定点在赤道上空，选项C错误，D正确。本题选不正确的，故选C。6.如图所示，B物体在拉力F的作用下向左运动，在运动的过程中，A、B之间有相互作用的摩擦力， 则对摩擦力做功的情况，下列说法中一定正确的
6、是（）A A、B都克服摩擦力做功B. 摩擦力对A不做功C. 拉力F与摩擦力对B做的总功为零D. 摩擦力对A、B都不做功【答案】B【解析】【详解】AB做功的两个必要因素是力和在力的方向上通过一段位移，当B向左移动时，A物体没有动，故AB之间的摩擦力对A没有做功，选项A错误，B正确；DB物体受到的摩擦力方向与运动方向相反，故摩擦力对B做负功，选项D错误；C由于不知拉力F与摩擦力的大小关系，因此不能判断拉力F与摩擦力对B做的总功情况，选项C错误。故选B。7.关于功率，下列说法正确的是（）A. 不同物体做相同的功，它们的功率一定相同B. 物体做功越多，它的功率就越大C. 物体做功越快，它的功率不一定越
7、大D. 发动机的额定功率与实际功率可能相等，也可能不相等【答案】D【解析】【详解】A不同物体做相同的功，但它们的功率不一定相同，还与所用时间有关，选项A错误；B物体做功越多，它的功率并不一定越大，还要看时间的多少，选项B错误；C物体做功越快，则它的功率就一定越大，因为功率是描述做功快慢的物理量，选项C错误；D发动机的额定功率与实际功率不一定相等，当处于正常工作时，两者相等，选项D正确。故选D。8.如图所示，重物A的质量为m，置于水平地面上，一根轻质弹簧原长为L，劲度系数为k，下端与重物A相连接。现将弹簧上端点P缓慢地竖直提起一段高度h，使重物A离开地面，这时重物A具有的重力势能为（以地面为零势
8、能面，重力加速度为g）（）A. B. C. D. 【答案】C【解析】【详解】物块刚A离开地面时，弹簧所受弹力等于物块的重力，根据胡克定律得弹簧伸长的长度为由弹簧上端P缓慢的竖直向上提起的距离h，则物块上升的高度为以地面为势能零点，这时物块A具有的重力势能为选项C正确，ABD错误。故选C。9.发射地球同步先将卫星发射至近地圆轨道1，然后点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3.轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，如图所示，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是（）A. 卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率B. 卫星在轨道3上的角速度小于在轨
9、道1上的角速度C. 卫星在轨道1上经过Q点时的加速度大于它在轨道2上经过Q点时的加速度D. 卫星在轨道2上经过P点时的加速度等于它在轨道3上经过P点时的加速度【答案】BD【解析】详解】AB根据万有引力提供向心力有解得，可知轨道半径越大，速率和角速度都越小，因此卫星在轨道3上的速率和角速度小于在轨道1上的速率和角速度，选项A错误，B正确；CD卫星圆周运动的向心力有万有引力提供，在同一点万有引力相等，则加速度也相等，因此卫星在轨道1上经过Q点时的加速度等于它在轨道2上经过Q点时的加速度，卫星在轨道2上经过P点时的加速度等于它在轨道3上经过P点时的加速度，选项C错误，D正确。故选BD。10.如图所示
10、，一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，有两个质量相等的小球A和B紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动，则以下说法中正确的是（）A. A球的线速度必定大于B球的线速度B. A球的角速度必定大于B球的线速度C. A球的运动周期必定小于B球的运动周期D. A球的向心加速度必定等于B球的向心加速度【答案】AD【解析】【详解】A小球做圆周运动的受力如图：由于A和B的质量相同，小球A和B在两处的合力相同，即它们做圆周运动时的向心力是相同的。由向心力的计算公式可知，由于球A运动的半径大于B球的半径，F和m相同时，半径大的线速度大，选项A正确；B由公式可知F和m相同时，半径大
11、的角速度小，A球的角速度必定小于B球的角速度，选项B错误；C根据知F和m相同时，半径大的周期大，A 球的运动周期必定大于B 球的运动周期，选项C错误；D两球的向心力相等，根据F=ma知两球的向心加速度相等，选项D正确。故选AD。11.如图所示，可视为质点的、质量为m的小球，在半径为R的竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，下列有关说法中正确的是（）A. 小球能够到达最高点时的最小速度为0B. 小球能够通过最高点时的最小速度为C. 如果小球在最低点时的速度大小为，则小球通过最低点时对管道的外壁的作用力为6mgD. 如果小球在最高点时的速度大小为2，则此时小球对管道的外壁的作用力为3mg【答案】AC
12、D【解析】【详解】A圆形管道内壁能支撑小球，小球能够通过最高点时的最小速度为0，选项A正确，B错误；C设最低点时管道对小球的弹力大小为F，方向竖直向上。由牛顿第二定律得将代入解得，方向竖直向上根据牛顿第三定律得知小球对管道的弹力方向竖直向下，即小球对管道的外壁有作用力为6mg，选项C正确；D小球在最高点时，重力和支持力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律有将代入解得，方向竖直向下根据牛顿第三定律知球对管道的外壁的作用力为3mg，选项D正确。故选ACD。12.如图所示，一根轻弹簧下端固定，竖立在水平面上其正上方A位置有一只小球小球从静止开始下落，在B位置接触弹簧的上端，在C位置小球所受弹力大小等于
13、重力，在D位置小球速度减小到零小球下降阶段下列说法中正确的是A. 在B位置小球动能最大B. 在C位置小球动能最大C. 从AC位置小球重力势能的减少大于小球动能的增加D. 从AD位置小球重力势能的减少等于弹簧弹性势能的增加【答案】BCD【解析】【详解】AB.当加速度为零时小球的速度达到最大，所以小球应该在C位置时动能达到最大，故A错误，B正确C.从AC位置动能增大，弹性势能增大，而重力势能减小，根据能量守恒可知重力势能的减少大于小球动能的增加，故C正确；D. 从AD位置小球重力势能减小，动能减小，弹性势能增大，根据能量守恒可知重力势能的减少等于弹簧弹性势能的增加，故D正确；二、实验题13.随着航
14、天技术的发展，许多实验可以搬到太空中进行。飞船绕地球做匀速圆周运动时，无法用天平称量物体的质量。假设某宇航员在这种环境下设计了如图所示装置（图中O为光滑的小孔）来间接测量物体的质量：给待测物体一个初速度，使它在桌面上做匀速圆周运动。设飞船中具有基本测量工具：(1)物体与桌面间的摩擦力可以忽略不计，原因是_；(2)实验时测得的物理量有弹簧秤示数F、圆周运动的周期T和圆周运动的半径R，则待测物体质量的表达式为M=_。【答案】 (1). 在太空中物体与桌面间几乎没有压力，物体与接触面间摩擦力几乎为零 (2). 【解析】【详解】1弹力是产生摩擦力的前提条件，没有摩擦力一定没有弹力。由于在太空中物体与桌
15、面间几乎没有压力，物体与接触面间摩擦力几乎为零，因此摩擦力可以忽略不计。2物体在桌面上做匀速圆周运动，物体与桌面间的摩擦力忽略不计，由弹簧秤的拉力提供物体的向心力。根据牛顿第二定律有解得14.额定功率为80kW的汽车，在平直的公路上行驶的最大速度是20m/s，汽车的质量是2000kg，如果汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度的大小是2m/s2，运动过程中阻力不变。则汽车受到的阻力为_N，汽车维持匀加速运动能维持的时间是_s。【答案】 (1). (2). 5【解析】【详解】1汽车达到最大速度做匀速直线运动，由平衡条件得，由功率P=Fv得阻力2由牛顿第二定律得代入数据解得汽车匀加速运动时的牵引力
16、为F=8000N根据汽车的功率P=Fv得匀加速结束的速度由v=at可知匀加速的时间三、计算题15.如图，已知绳长a=0.20m，水平杆长b=0.11m，小球质量m=0.3kg，整个装置可绕竖直轴转动。要使绳子与竖直方向成45角，试求该装置必须以多大的角速度旋转？此时绳子对小球的拉力为多大？（g取10m/s2，=1.4）【答案】，【解析】【详解】以小球为研究对象，其圆周运动的圆心在竖直轴上，设小球受绳子拉力为F，以竖直方向和指向圆心方向建立直角坐标系，将力F分解成水平方向和竖直方向两个分力，则可以得到：竖直方向水平方向由图中几何关系可得联立解得，16.在圆轨道上运动的质量为m的人造地球卫星，它到
17、地面的距离等于地球半径R，地面上的重力加速度为g，求：（1）卫星运动的线速度；（2）卫星运动的周期【答案】（1）卫星运动的速度v=，（2）卫星运动的周期T=4【解析】人造卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，设卫星的质量为m、轨道半径为r、地球质量为M，有，解得，根据万有引力等于重力得地球表面重力加速度为：根据题意得（1）卫星运动的速度，（2）卫星运动的周期17.如图所示，长为2L的轻杆中点有一转轴O，两端分别固定质量为3m和m的小球a和b，当两小球由静止开始从水平位置转到竖直位置时，求（不计一切摩擦与空气阻力影响）(1)小球b的速度是多少？(2)小球a受到杆的拉力是多少？【答案】
18、(1)；(2)6mg【解析】【详解】(1)对于整体，由动能定理得解得(2)取向上为正方向，对于a球，由牛顿第二定律得解得18.如图甲所示，长为4m的水平轨道AB与半径为R=0.6m的竖直半圆弧轨道BC在B处相连接，有一质量为1kg的滑块（大小不计），从A处由静止开始受水平向右的力F作用，F的大小随位移变化的关系如图乙所示，滑块与AB间的动摩擦因数为=0.25，与BC间的动摩擦因数未知，g取10m/s2，求：(1)滑块在水平轨道AB上运动前2m过程所用的时间；(2)滑块到达B处时的速度大小；(3)若到达B点时撤去力F，滑块沿半圆弧轨道内侧上滑，并恰好能到达最高点C，则滑块在半圆弧轨道上克服摩擦力所做的功是多少？【答案】(1)；(2)；(3)5J【解析】【详解】(1)在前2m内有且解得(2)滑块从A到B过程中，由动能定理有即解得(3)当滑块恰好能到达C点时，应有滑块从B到C的过程中，由动能定理有解得W=-5J即克服摩擦力做功为5J。
