1、北京市第四十三中学2019-2020学年度第二学期诊断性测试高一物理第一部分（选择题 共60分）一、单项选择题共20小题，每小题3分，共60分。在每小题列出的四个选项中，选出符合题目要求的一项。1. 关于物体做曲线运动的条件，以下说法中正确的是（）A. 物体在恒力作用下，不可能做曲线运动B. 物体在变力作用下，不可能做匀速圆周运动C. 物体在变力作用下，一定做曲线运动D. 物体在受到与速度不在同一直线上合外力的作用下，一定做曲线运动【答案】D【解析】【详解】A物体在受到与速度方向不在一条直线上的恒力作用下，做匀变速曲线运动，故A项错误；B物体做匀速圆周运动时，受到方向始终指向圆心的变力作用，故
2、B项错误；C物体在大小改变、方向始终与速度共线的力作用下，一定做直线运动，故C项错误；D物体在受到与速度不在同一直线上合外力的作用下，一定做曲线运动，故D项正确。故选D。2. 物体做匀速圆周运动时，下列说法正确的是（ ）A. 物体必须受到恒力的作用B. 物体所受合力必须等于零C. 物体所受合力的大小可能变化D. 物体所受合力的大小不变，方向不断改变【答案】D【解析】【分析】匀速圆周运动指速度大小不变的圆周运动，其周期和角速度都是不变的，但是线速度的方向不断改变，合外力指向圆心，大小不变，向时刻变化【详解】飞机在空中做匀速圆周运动表演时，由合外力提供向心力，向心力的方向始终指向圆心，时刻改变，大
3、小不变，故ABC错误，D正确.【点睛】矢量由大小和方向才能确定的物理量，所以当矢量大小变化、方向变化或大小方向同时变化时，矢量都是变化的3. 如图所示，水平桌面上有一个小钢球和一根条形磁铁，现给小钢球一个沿OP方向的初速度v，则小钢球的运动轨迹可能是A. 甲B. 乙C. 丁D. 丙【答案】D【解析】【详解】磁体对钢珠有相互吸引力，当磁铁放在图中的位置时，小钢珠运动过程中有受到磁体的吸引，小钢珠逐渐接近磁体做曲线运动，轨迹向合力方向弯曲，所以运动轨迹是丙，故D正确，ABC错误；4. 如图所示，有一长为80cm的玻璃管竖直放置，当红蜡块从玻璃管的最下端开始匀速上升的同时，玻璃管水平向右匀速运动经过
4、20s，红蜡块到达玻璃管的最上端，此过程玻璃管的水平位移为60cm不计红蜡块的大小，则红蜡块运动的合速度大小为A. 3cm/sB. 4cm/sC. 5cm/sD. 7cm/s【答案】C【解析】【详解】由题意可知，玻璃管水平向右匀速运动，则移动的速度为：；而在竖直方向的移动速度为：；由速度的合成法则，则有红蜡块运动的合速度大小为：故C正确，ABD错误；故选C5. 甲、乙两物体从同一高度处同时开始运动，甲从静止自由下落，乙水平抛出，不计空气阻力，两物体（）A. 同时落地B. 落地时速度大小相同C. 到达地面的时间不同D. 在相同时间内通过的位移相等【答案】A【解析】【详解】平抛运动物体的落地时间取
5、决于抛出的高度，甲、乙两物体从同一高度处同时开始运动，所以它们的落地时间是相同的。由于平抛水平匀速，则在相同时间内通过的位移不相等。故选A。6. 如图所示，一圆筒绕其中心轴匀速转动，圆筒内壁上紧靠着一个物体与圆筒一起运动，物体相对圆筒无滑动，物体的向心力来源是 （ ）A. 物体的重力B. 物体所受重力与弹力的合力C. 筒壁对物体的静摩擦力D. 筒壁对物体的弹力【答案】D【解析】【分析】做匀速圆周运动的物体合力等于向心力，向心力可以由重力、弹力、摩擦力中的任意一种力来提供，也可以由几种力的合力提供，还可以由某一种力的分力提供；本题中物体做匀速圆周运动，合力指向圆心，对物体受力分析，受重力、向上的
6、静摩擦力、指向圆心的支持力，合力等于支持力，提供向心力【详解】物体做匀速圆周运动，合力指向圆心；对物体受力分析，受重力、向上的静摩擦力、指向圆心的支持力，如图；其中重力G与静摩擦力f平衡，支持力N提供向心力，故选D7. 质量为m的物体做匀速圆周运动，轨道半径为r，角速度的大小为则该物体做圆周运动所需要的向心力大小为A. B. C. D. 【答案】D【解析】物体做圆周运动所需要的向心力大小为F=ma=m2r，故选D.8. 如图所示，地球可以视为一个球体，O点为地球球心，位于昆明的物体A和位于赤道上的物体B，都随地球自转做匀速圆周运动，则：（ ）A. 物体的周期B. 物体的周期C. 物体的线速度大
7、D. 物体的角速度大小【答案】A【解析】【详解】物体A和B分别静置地面上，共轴转动，周期相同，即TA=TB故A正确，B错误根据v=r，可知，B物体的轨道半径较大，因此B物体的线速度较大，即有vBvA故C错误；由=知角速度相同，即A=B故D错误故选A9. 下列现象与离心现象无关的是（）A. 汽车突然加速时，人向后倾B. 汽车转弯速度过大时，放在座位上的物品被甩出座位C. 下雨用伞后，收伞时将雨伞旋转几圈，雨滴被甩出D. 链球运动员使链球高速旋转后松手，链球沿切线方向飞出【答案】A【解析】【详解】A汽车突然加速时，乘客都向后倾倒，这是由于惯性的作用，不是离心现象，故A项符合题意；B汽车在转弯时，由
8、于汽车的速度快，需要的向心力大，乘客感觉往外甩，这是离心运动属于离心现象，故B项不符合题意；C下雨用伞后，收伞时将雨伞旋转几圈，雨滴做离心运动被从伞上甩掉，属于离心现象，故C项不符合题意；D链球运动员使链球高速旋转后松手，链球沿切线方向飞出，与离心现象有关故D项不符合题意10. 下列关于开普勒对于行星运动规律的认识的说法正确的是( )A. 所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆B. 所有行星绕太阳运动的轨道都是圆C. 所有行星的轨道的半长轴的二次方跟公转周期的三次方的比值都相同D. 所有行星的公转周期与行星的轨道的半径成正比【答案】A【解析】【详解】试题分析：开普勒第一定律，所有行星绕太阳运动的轨道
9、都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上开普勒第三定律，所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方跟公转周期的平方的比值都相等可判断A正确解：A、根据开普勒第一定律，所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上故A正确B、所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆而不是圆，故B错误C、根据开普勒第三定律，所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方跟公转周期的平方的比值都相等，故C错误D、与开普勒第三定律，所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方跟公转周期的平方的比值都相等矛盾，故D错误故选A11. 在经典力学的发展历程中，许多科学家做出了贡献下列说法正确的是A. 伽利略创立了“日心说”B. 牛顿提出了万有引力定律C.
10、 哥白尼提出了“地心说”D. 开普勒测出了引力常量【答案】B【解析】【详解】AC、地心说最初由米利都学派形成初步理念，后由古希腊学者欧多克斯提出，然后经亚里士多德、托勒密进一步发展而逐渐建立和完善起来；哥白尼提出了日心说，故选项A、C错误；B、牛顿提出了万有引力定律，故选项B正确；D、卡文迪许测出了万有引力常量，开普勒通过对天体运动的长期观察，发现了行星运动三定律，故选项D错误12. 两个质点之间万有引力大小为F，如果将这两个质点之间的距离变为原来的4倍，其他量不变，那么它们之间的万有引力变为A. B. C. 4FD. 16F【答案】A【解析】【分析】两个质点之间万有引力大小遵守万有引力定律，
11、根据万有引力定律公式进行判断【详解】根据万有引力定律公式可得将这两个质点之间的距离变为原来的4倍，则万有引力的大小变为原来的，故A正确，BCD错误故选A13. 2019年我国加大了“北斗”卫星的发射密度，于6月25日又成功发射了第46颗“北斗”导航卫星，“北斗”导航系统的精度远高于美国的GPS导航系统。若卫星绕地球做匀速圆周运动，已知地球的质量为M，卫星的质量为m，地球的半径为R，卫星离地心的距离为r，引力常量为G，则地球对卫星的万有引力大小为（）A. B. C. D. 【答案】D【解析】【详解】根据万有引力定律可知，地球对卫星的万有引力大小。故选D。14. 如图所示，在地面上发射一颗卫星，进
12、入椭圆轨道II运行，其发射速度A. 等于79km/sB. 大于167km/sC. 大于79km/s，小于112km/sD. 大于112km/s，小于167km/s【答案】C【解析】根据宇宙速度的意义可知，在地面上发射一颗卫星，要进入椭圆轨道运行，其发射速度大于7.9km/s，小于11.2km/s，故C正确15. 第24届冬季奥林匹克运动会将在2022年由北京市和张家口市联合举办，跳台滑雪是比赛项目之一。如图所示，运动员从跳台边缘的O点水平滑出（运动员可视为质点，忽略空气阻力的影响），落到斜坡CD上的E点。运动员滑出后，可以将他在空中的运动分解为水平方向和竖直方向的两个分运动。关于这两个分运动，
13、下列说法正确的是（）A. 水平方向和竖直方向均为匀速直线运动B. 水平方向和竖直方向均为匀加速直线运动C. 水平方向为匀速直线运动，竖直方向为匀加速直线运动D. 水平方向为匀加速直线运动，竖直方向为匀速直线运动【答案】C【解析】【详解】平抛运动的水平方向做匀速直线运动，竖直方向做匀加速直线运动，因此C正确，ABD错误。故选C。16. 第24届冬季奥林匹克运动会将在2022年由北京市和张家口市联合举办，跳台滑雪是比赛项目之一。如图所示，运动员从跳台边缘的O点水平滑出，落到斜坡CD上的E点。运动员可视为质点，忽略空气阻力的影响。若测得运动员在空中飞行的时间约为4s，O、E两点间的水平距离约为40m
14、，则运动员从O点滑出时的速度大小约为（）A 1m/sB. 2m/sC. 10m/sD. 20m/s【答案】C【解析】【详解】运动员在水平方向做匀速运动，则水平速度为故选C。17. 第 24 届冬季奥林匹克运动会将在 2022 年由北 京市和张家口市联合举办，跳台滑雪是比赛项目之 一。如图所示，运动员从跳台边缘的 O 点水平滑出，落到斜坡 CD上的 E点。运动员可视为质点，忽略空气阻力的影响。运动员从 O 点滑出后，在空中飞行的过程中，关于其重力所做的功，下列说法正确的是（）A. 一直做正功B. 一直做负功C. 一直不做功D. 先做负功后做正功【答案】A【解析】【详解】运动员所受重力竖直向下，运
15、动方向与重力的夹角为锐角，重力一直做正功，A正确，BCD错误。故选A。18. “北斗卫星导航系统”是中国自行研制的全球卫星导航系统，同步卫星是其重要组成部分。如图所示，发射同步卫星时，可以先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经过一系列的变轨过程，将卫星送入同步圆轨道2，A点在轨道1上，B、C两点在轨道2上。卫星在轨道1、轨道2上的运动均可视为匀速圆周运动。在该卫星远离地球的过程中，地球对卫星的引力（）A. 越来越大B. 越来越小C. 保持不变D. 先变大后变小【答案】B【解析】【详解】地球对卫星的引力等于万有引力，则由于r变大，则F减小，故选B。19. “北斗卫星导航系统”是中国自行研制的全球卫星
16、导航系统，同步卫星是其重要组成部分。如图所示，发射同步卫星时，可以先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经过一系列的变轨过程，将卫星送入同步圆轨道2，A点在轨道1上，B、C两点在轨道2上。卫星在轨道1、轨道2上的运动均可视为匀速圆周运动。卫星在轨道1上做匀速圆周运动的速度大小为v1，周期为T1；卫星在轨道2上做匀速圆周运动的速度大小为v2，周期为T2，下列关系正确的是（）A. v1v2，T1T2B. v1T2C. v1v2，T1T2D. v1v2，T1T2【答案】C【解析】【详解】根据万有引力提供向心力有可得因r1v2T1T2故ABD错误，C正确；故选C20. “北斗卫星导航系统”是中国自行研制的全
17、球卫星导航系统，同步卫星是其重要组成部分。如图所示，发射同步卫星时，可以先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经过一系列的变轨过程，将卫星送入同步圆轨道2，A 点在轨道1 上，B、C 两点在轨道2 上。卫星在轨道1、轨道2上的运动均可视为匀速圆周运动。关于同步卫星和近地卫星的的区别，以下说法正确的是（）A. 同步卫星的周期小于近地卫星的周期B. 卫星在轨道1上也可以与地球自转同步C. 近地卫星和同步卫星的轨道所在平面都必须是赤道平面D. 同步卫星的轨道高度是固定的【答案】D【解析】【详解】A根据可得同步卫星的轨道半径远大于近地卫星的轨道半径，可知同步卫星的周期大于近地卫星的周期，选项A错误；BD对同
18、步卫星的运动周期是固定的24h，则高度要满足即同步卫星的高度是固定不变的并且轨道半径大于地球的半径，则卫星在轨道1上不可以与地球自转同步，选项B错误，D正确；C近地卫星所在平面可以是过地心的任何平面，而同步卫星的轨道所在平面必须是赤道平面，选项C错误。故选D。第二部分（非选择题 共40分）二、实验题共3小题，每空1分，共12分。21. 如图是向心力演示仪的示意图，转动手柄1，可使变速塔轮2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动，槽内的小球就做匀速圆周运动。小球做圆周运动的向心力由横臂6的挡板对小球的压力提供，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆使弹簧测力套筒7下降，从而露出标尺8，标尺8上露出的红白相
19、间等分格子的多少可以显示出两个球所受向心力的大小。皮带分别套在塔轮2和3上的不同圆盘上，可改变两个塔轮的转速比，以探究物体做圆周运动向心力大小的影响因素。现将小球A和B分别放在两边的槽内，如图所示。要探究向心力与角速度的关系，应保证两球的质量和运动半径相同，使两球的角速度_（选填“相同”或“不同”）。皮带套的两个塔轮的半径分别为、。某次实验让，则A、B两球的角速度之比为_。【答案】 (1). 不同 (2). 1:2【解析】【详解】(1).1由控制变量法可知，要探究向心力与角速度的关系，应保证两球的质量和运动半径相同，使两球的角速度不同；(2).2因两球的线速度相同，由可知当时，则 。22. 物
20、体做匀速圆周运动时，向心力与哪些因素有关？某同学通过下面实验探究，获得体验如图甲，绳子的一端拴一个小沙袋，绳上离小沙袋l处打一个绳结A，2l处打另一个绳结B请一位同学帮助用秒表计时如图乙所示，做了四次体验性操作操作1：手握绳结A，使沙袋在水平面内做匀速圆周运动，每秒运动1周体验此时绳子拉力的大小操作2：手握绳结B，使沙袋在水平面内做匀速圆周运动，每秒运动1周体验此时绳子拉力的大小（1）操作2与操作1相比，体验到绳子拉力较大的是_；操作3：手握绳结A，使沙袋在水平面内做匀速圆周运动，每秒运动2周体验此时绳子拉力的大小（2）操作3与操作1相比，体验到绳子拉力较大的是_；操作4：手握绳结A，增大沙袋
21、的质量到原来的2倍，使沙袋在水平面内做匀速圆周运动，每秒运动1周体验此时绳子拉力的大小（3）操作4与操作1相比，体验到绳子拉力较大的是_；（4）总结以上四次体验性操作，可知物体做匀速圆周运动时，向心力大小与_有关若某同学认为“物体做匀速圆周运动时，半径越大，所受的向心力也越大”你认为这一说法是否正确？为什么？答：_【答案】（1）操作2，（2）操作3，（3）操作4，（4）质量、半径、角速度；不对，前提在角速度不变的情况下，半径越大，向心力越大【解析】【详解】（1）根据F=mr2知，操作2与操作1相比，操作2的半径大，小球质量和角速度相等，知拉力较大的是操作2（2）根据F=mr2知，操作3与操作1
22、相比，操作3小球的角速度较大，半径不变，小球的质量不变，知操作3的拉力较大（3）操作4和操作1比较，半径和角速度不变，小球质量变大，根据F=mr2知，操作4的拉力较大（4）由以上四次操作，可知向心力的大小与质量、半径、角速度有关物体做匀速圆周运动时，半径越大，所受的向心力不一定大正确的说法是角速度一定时，物体的半径越大，向心力越大23. (1)某同学想探究平抛物体的运动规律，他可通过_来探究。实验时，先在竖直放置的木板上固定坐标纸，让小球做平抛运动，描出小球的运动轨迹；再以竖直向下为y轴方向，水平为x轴建立直角坐标系，测出轨迹曲线上某一点的坐标（x、y），根据两个分运动的特点，利用公式y=_，
23、求出小球的飞行时间，再利用公式x=_，求出小球的水平分速度，表达式为_。(2)下面做法中可以减小实验误差的是（ ）A、使用密度大、体积小的钢球 B、尽量减小钢球与斜槽间的摩擦C、让小球每次都从同一高度由静止开始滚下 D、使斜槽末端的切线保持水平【答案】 (1). 描迹或拍照片等 (2). (3). (4). (5). ACD【解析】【详解】(1)1探究平抛物体的运动规律，他可通过描迹或拍照片等方法研究2平抛运动竖直方向做自由落体运动，则有3水平方向做匀速直线运动，则4小球的水平分速度，表达式为(2)5A为了减小空气阻力的影响，应使用密度大、体积小的钢球，故A正确；B小钢球与斜槽间的摩擦对实验无
24、影响，故B错误；C为保证小球每次做平抛运动的初速度相同，小球的运动轨迹相同，必须让小球每次都从同一高度由静止开始滚下，故C正确；D为使小球做平抛运动要使斜槽末端的切线保持水平，保证小球做平抛运动，故D正确。故选ACD。三、解答题共5小题，共28分。（第24 题、第25 题各5 分，第26 题、第27 题、第28 题各6 分）解题要求：写出必要的文字说明、方程式和结果。有数值计算的题，结果必须明确写。24. 如图所示，高速公路转弯处弯道圆半径R=50 m，汽车轮胎与路面间的动摩擦因数=0.2，最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，若路面是水平的（g=10 m/s2）(1)问汽车转弯时不发生径向滑动（离心
25、现象）所允许的最大速率vm为多大？(2)请你从道路设计者或驾驶员的角度，提出一条可避免汽车在弯道处侧滑的措施。【答案】(1)10m/s；(2)见解析【解析】【详解】(1)若路面是水平的，当汽车转弯恰不发生径向滑动时，有解得：汽车转弯时不发生径向滑动（离心现象）所允许的最大速率(2)从道路设计者角度，为避免汽车在弯道处侧滑，可将路面设计成外高内低，使重力、支持力、摩擦力的合力提供汽车转弯时所需的向心力。从驾驶员的角度，为避免汽车在弯道处侧滑，转弯时要减速。25. 某同学说：知道绕天体运行的卫星的周期T和卫星的轨道半径r及万有引力常量G即可估算天体的质量M。请你判断他的说法是否正确？通过公式推导说
26、明你的理由。【答案】该说法是正确，推导过程见解析【解析】【详解】该说法是正确的。卫星绕天体运行的，有解得：天体的质量26. 把一小球从离地面高h5m处，以v010m/s的初速度水平抛出，不计空气阻力(g10m/s2)，求：（1）小球在空中飞行的时间；（2）小球落地点离抛出点的水平距离；（3）小球落地时的速度。【答案】（1）1s；（2）10m；（3）14.1m/s，速度方向与水平方向的夹角为45【解析】【详解】(1)根据hgt2小球飞行的时间t1s(2)落地点离抛出点的水平距离为xv0t101m10m(3)小球落地时的竖直分速度为vygt10m/s则小球落地时的速度大小为v14.1m/s设落地时
27、速度方向与水平方向的夹角为，则tan1解得4527. 质量为1000kg的汽车，当它以5m/s的速度通过半径为50m的拱桥最高点时。问：(1)此时汽车对拱桥的压力是多大？(2)此时汽车处于超重还是失重状态？(3)设想一种情况，此汽车在地面的速度达到一定程度时会“离地而起”，这时，地面对车的支持力是多大？此时的车速会达到多少？（已知地球半径R=6400km，g=10 m/s2）【答案】(1)9500N；(2)失重；(3)0，8000m/s【解析】【详解】(1)当汽车通过拱桥最高点时，竖直方向的合力提供向心力，则解得：拱桥对汽车的支持力据牛顿第三定律可得，汽车对拱桥压力的大小为9500N。(2)汽
28、车对拱桥的压力小于汽车所受的重力，则此时汽车处于失重状态。(3)汽车刚好在地面“离地而起”时，地面对车的支持力是0，则有解得：此时车速28. 有人根据公式𝑣=𝜔𝑟说：人造地球卫星轨道半径变为原来的2倍，卫星的速度也变为原来的2倍。但由公式可知，轨道半径增大时，人造地球卫星的速度是减小的。应当怎样正确理解这个问题？【答案】见解析【解析】【详解】根据根据可知即当人造地球卫星的轨道半径变为原来的2倍时，角速度应该是减小的，则由𝑣=𝜔𝑟可知卫星的速度不能变为原来的2倍；根据可知，卫星的线速度应该减小为原来的倍。