1、山西省太原市第五中学2019-2020学年高一物理下学期5月开学摸底考试试题（含解析）一、选择题1. 关于曲线运动和圆周运动，以下说法中正确的是（ ）A. 变速运动一定是曲线运动B. 匀速圆周运动是匀速运动C. 做曲线运动的物体所受的合外力一定不为零D. 做圆周运动的物体受到的合外力方向一定指向圆心【答案】C【解析】试题分析：变速运动不一定是曲线运动，也可能是直线运动，选项A错误；匀速圆周运动的速度大小不变，方向不断变化，故匀速圆周运动不是匀速运动，选项B错误；做曲线运动的物体速度不断变化，故有加速度，所受的合外力一定不为零，选项C正确；只有做匀速圆周运动的物体受到的合外力方向才一定指向圆心，
2、选项D错误；故选C考点：曲线运动和圆周运动2.如图所示，一物体在外力F作用下，从A到E做匀变速曲线运动，已知在B点时的速度与加速度相互垂直，则下列说法中正确的是（）A. 物体在A点处的速度最小B. 物体在B点处的速度最大C. 物体从A到D的运动过程中速率先减小后增大D. 物体从A到D的运动过程中外力F做功的功率一直增大【答案】C【解析】【详解】AB.根据做功公式可知，质点由A到B过程中，合外力做负功，由动能定理可得，A点的速度比B点速度大，质点由B到D过程中，合外力做正功，由动能定理可得，D点的速度比B点速度大，所以质点在B点的速度最小。故AB错误；C.结合前面的分析可知，物体从A到D的运动过
3、程中速率先减小后增大，故C正确；D.根据功率公式可知，物体从A到D的运动过程中功率先减小后增大，故D错误。故选C。3.某辆汽车在同样路况下以恒定的加速度或恒定的额定功率启动，司机根据速度计记录下各时刻汽车的速度，并描绘出了v-t图线，如图所示，图乙中0t1时间内的v-t图线是直线，则关于汽车启动过程的下列说法中正确的是（）A. 甲图反映的是汽车以恒定加速度启动的过程，乙图反映的是汽车以恒定功率启动的过程B. 甲图中t2时刻的牵引力功率大于t1时刻的功率C. 乙图中t2时刻的牵引力功率等于t1时刻的功率D. 甲图中vm不等于乙图中的vm【答案】C【解析】【详解】A 在v-t图象中，斜率代表加速度
4、，在甲图中，斜率逐渐减小，加速度减小，根据F-f=ma，v=at及P=Fv可知，甲图以恒定的功率启动，而乙图开始斜率不变，加速度不变，以恒定的加速度启动，故A错误；B 甲图始终以恒定功率启动，在任意时刻牵引力的功率都等于额定功率，故B错误；C 乙图恒定的加速度启动，到达t1时刻，汽车达到额定功率，此后在额定功率下做变加速运动，故t2时刻的牵引力功率等于t1时刻的功率，故C正确；D 当牵引力等于阻力时，速度达到最大，甲乙两图受到阻力相同，最大功率相同，故达到的最大速度相同，故D错误。故选C4.很多国家发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆形轨道1运行，然后在Q点点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后
5、在P点再次点火，将卫星送入同步圆形轨道3运行，如图所示。已知轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点若只考虑地球对卫星的引力作用，则卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，下列说法正确的是（）A. 若卫星在1、2、3轨道上正常运行时的周期分别为T1、T2、T3，则有T1T2T3B. 卫星沿轨道2由Q点运动到P点时引力做负功C. 根据公式v=r可知，卫星在轨道3上的运行速度大于在轨道1上的运行速度D. 根据可知，卫星在轨道2上任意位置的速度都小于在轨道1上的运行速度【答案】B【解析】【详解】A由开普勒第三定律可得，可知轨道长半轴越大，周期越大，所以周期关系应为，故A错误；B卫星由Q点运动到P点，
6、地球引力做负功，势能增加，动能减少，总机械能不变，故B正确；C根据可得可知卫星的轨道半径越大，线速度越小，所以卫星在轨道3上的速度小于在轨道1上的速度，故C错误；D由轨道1运动到轨道2需要外力做正功，即在轨道2上的机械能大于在轨道1上的机械能，在Q点时重力势能相等，所以在Q点轨道2上的卫星动能大于轨道1上卫星的动能，即在Q点卫星在轨道2上的速度大于在轨道1上的运行速度，故D错误。故选B。5.在游乐园质量为的人乘坐如图所示的过山车，当过山车从高度释放之后，在竖直平面内通过了一个光滑的圆周轨道（车的轨迹如图所示的虚线），下列说法正确的是（）A. 车在最高点时人处于倒坐状态，全靠保险带拉住，若没有保
7、险带，人一定会掉下去B. 人在最低点时对座位的压力大于mgC. 人在最高点和最低点时的向心加速度大小相等D. 人在最高点时对座位仍可能产生压力，但压力一定小于mg【答案】B【解析】【详解】A当人与保险带间恰好没有作用力时，由重力提供向心力得解得临界速度为当速度时，没有保险带，人也不会掉下来。选项A错误；B人在最低点时，加速度方向竖直向上，根据牛顿第二定律分析可知，人处于超重状态，人对座位的压力大于mg，选项B正确；C在最高点和最低点速度大小不等，根据向心加速度公式可知，人在最高点和最低点时的向心加速度大小不相等，选项C错误；D当人在最高点的速度时人对座位就产生压力。当速度增大到时，压力为3mg
8、，选项D错误。故选B。6.一探照灯照射在云层底面上，云层底面是与地面平行的平面，如图所示，云层底面距地面高h，探照灯以角速度在竖直平面内转动，当光束转到与竖直方向夹角为时，云层底面上光点的移动速度是() A. hB. C. D. htan 【答案】C【解析】当光束转到与竖直方向夹角为时，云层底面上光点转动的线速度为设云层底面上光点的移动速度为v，则有vcos=，解得云层底面上光点的移动速度v=，选项C正确7.如图甲所示，质量为4kg的物体在水平推力作用下开始运动，推力F的大小随位移x变化的情况如图乙所示，物体与地面间的动摩擦因数为，g取10m/s2则（） A. 物体先做加速运动，推力撤去后才开
9、始做减速运动B. 运动过程中推力做的功为200JC. 物体在运动过程中的加速度先变小后不变D. 因推力是变力，无法确定推力做的功【答案】B【解析】【详解】AC滑动摩擦力当推力大于20N时，物体做加速度减小的加速运动，当推力减小到20N时，加速度为零；当推力小于20N时，物体做加速度增大的减速运动，当推力减小为零后，物体做匀减速运动直至停止，选项AC错误；BDF-x图线与横轴所围图形的面积表示推力做的功，则选项B正确，D错误。故选B8.如图为某双星系统A、B绕其连线上的O点做匀速圆周运动的示意图，若A星的轨道半径大于B星的轨道半径，双星的总质量M，双星间的距离为L，其运动周期为T，则不正确的是（
10、）A. A的加速度一定大于B的加速度B. L一定时，m越小，r越大C. L一定时，A的质量减小m而B的质量增加m，它们的向心力减小D. A的质量一定大于B的质量【答案】D【解析】【详解】A双星系统中两颗恒星间距不变，是同轴转动，角速度相等，根据，因为所以A正确；BD 双星靠相互间的万有引力提供向心力，所以向心力相等，故有所以其中所以L一定时，m越小，r越大；因为所以B正确，D错误；C双星的向心力由它们之间的万有引力提供，有A的质量mA小于B的质量mB，L一定时，A的质量减小m而B的质量增加m，根据数学知识可知，它们的质量乘积减小，所以它们的向心力减小，C正确。本题选不正确的，故选D。9.有关圆
11、周运动的基本模型，下列说法正确的是（）A. 如图a，汽车通过拱桥的最高点处于超重状态B. 如图b所示是一圆锥摆，增大，但保持圆锥的高不变，则圆锥摆的角速度不变C. 如图c，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别做匀速圆周运动，则在A、B两位置小球的角速度大小不等，但所受筒壁的支持力大小相等D. 如图d，火车转弯超过规定速度行驶时，内轨对轮缘会有挤压作用【答案】BC【解析】【详解】A汽车在最高点由牛顿第二定律有得则处于失重状态，故A错误；B如图b所示是一圆锥摆，重力和拉力的合力提供向心力有得故增大，但保持圆锥的高不变，角速度不变，故B正确；C对小球受力分析，小球受到重力和支持力，它们
12、的合力提供向心力，如图所示，根据牛顿第二定律，有即两球所受合力大小相同。两小球所受合力提供圆周运动向心力有知，轨道半径大的角速度小，故A球角速度小于B球角速度，在A、B两位置所受筒壁的支持力为所以在A、B两位置所受筒壁的支持力大小相等，故C正确；D火车转弯超过规定速度行驶时，则所需向心力变大，即外轨对轮缘会有挤压作用，故D错误。故选BC。10.如图所示，在某次自由式滑雪比赛中，一运动员从弧形雪坡上沿水平方向飞出后，又落回到斜面雪坡上，如图所示，若斜面雪坡的倾角为，飞出时的速度大小为，不计空气阻力，运动员飞出后在空中的姿势保持不变，重力加速度为g，则A. 如果不同，则该运动员落到雪坡时的速度方向
13、也就不同B. 不论多大，该运动员落到雪坡时的速度方向都是相同的C. 运动员落到雪坡时速度大小是D. 运动员在空中经历的时间是【答案】BD【解析】【详解】AB如果不同，则落地位置不同，但位移方向均沿斜面方向，即与水平方向的夹角为，所以根据可得速度方向与水平方向的夹角均为，故A错误，B正确；CD设在空中飞行时间为t，运动员在竖直方向做自由落体运动，水平方向做匀速直线运动，则两方向位移关系则有飞行的时间因此竖直方向的速度大小为落回雪坡时的速度大小故C错误，D正确；故选BD。11.质量为的小球由轻绳和分别系于一轻质细杆的点和点，如图所示。当轻杆绕轴以角速度匀速转动时，小球在水平面内做匀速圆周运动，绳与
14、水平方向成角，绳沿水平方向且长为，则下列说法正确的是（ ）A. 绳的张力不可能为零B. 角速度越大，绳的张力越大C. 当角速度时，绳将出现弹力D. 若绳突然被剪断，则绳的弹力一定发生变化【答案】AC【解析】【详解】A小球做匀速圆周运动，在竖直方向上的合力为零，水平方向上的合力提供向心力，所以a绳在竖直方向上的分力与重力相等，可知a绳的张力不可能为零，故A正确。B根据竖直方向上平衡得Fasin=mg解得可知a绳拉力不变，故B错误。C当b绳拉力为零时，有解得可知当角速度 时，b绳出现弹力。故C正确。D由于b绳可能没有弹力，故b绳突然被剪断，a绳的弹力可能不变，故D错误。故选AC。12.如图所示，在
15、水平圆盘上沿半径方向放置用细线相连的质量均为m的A、B两个物块（可视为质点）。A和B距轴心O的距离分别为rAR，rB2R，且A、B与转盘之间的最大静摩擦力都是fm，两物块A和B随着圆盘转动时，始终与圆盘保持相对静止。则在圆盘转动的角速度从0缓慢增大的过程中，下列说法正确的是（）A. B所受合力一直等于A所受合力B. A受到的摩擦力一直指向圆心C. B受到的摩擦力先增大后不变D. A、B两物块与圆盘保持相对静止的最大角速度m 【答案】CD【解析】【详解】当圆盘角速度比较小时，由静摩擦力提供向心力。两个物块的角速度相等，由可知半径大的物块B所受的合力大，需要的向心力增加快，最先达到最大静摩擦力，之
16、后保持不变。当B的摩擦力达到最大静摩擦力之后，细线开始提供拉力，根据 可知随着角速度增大，细线的拉力T增大，A的摩擦力将减小到零然后反向增大，当A的摩擦力反向增大到最大，即时，解得 角速度再继续增大，整体会发生滑动。由以上分析，可知AB错误，CD正确。故选CD。二、实验题13.在做“探究平抛物体的运动”实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画出小球平抛运动的轨迹。(1)为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出一些操作要求，你认为正确选项是（ ）A实验所用的斜槽要尽量的光滑，以减小摩擦B通过调节使斜槽的末端保持水平C每次释放小球的位置必须相同D将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线
17、E每次必须由静止释放小球F小球运动时不应与木板上的白纸相碰撞G记录小球位置用的木条（或凹槽）每次必须严格地等距离下降(2)如图是实验中记录小球的轨迹，图中背景方格的边长表示实际长度0.1m，如果取g=10m/s2，那么：由图可知小球从a运动到b的时间_小球平抛运动的初速度为_小球在b点的速度大小为_小球从抛出点运动到c点时间为_【答案】 (1). BCEF (2). 0.1s (3). 2.0 m/s (4). 2.5 m/s (5). 0.25s【解析】【详解】(1)1ACE因为要画同一运动的轨迹，必须每次释放小球的位置相同，且由静止释放，以保证获得相同的初速度，但斜槽不一定光滑，故A错误，
18、CE正确；B通过调节使斜槽末端保持水平，是为了保证小球做平抛运动，故B正确；D将球经过不同高度的位置记录在纸上后，取下纸，平滑的曲线把各点连接起来，故D错误；F做平抛运动的物体在同一竖直面内运动，固定白纸的木板必须调节成竖直，小球运动时不应与木板上的白纸（或方格纸）相接触，故F正确；G因平抛运动的竖直分运动是自由落体运动，在相同时间里，位移越来越大，因此木条（或凹槽）下降的距离不应是等距的，故G错误。故选BCEF(2)2由图可知，小球在竖直方向上各点间的距离差是个定值，说明相邻两点间的时间相等，在竖直方向上则3小球平抛运动的初速度4b在竖直方向上分速度小球经过b点时的速度5从抛出到b点所用的时
19、间为则小球从抛出点运动到c点时间为三、计算题14.如图所示，质量为m=3kg的物体静止在水平地面上，受到与水平地面夹角为=，大小F=20N的拉力作用，物体移动的距离=5m物体与地面间的动摩擦因数=0.3，g取10m/s2。求：（sin=0.6，cos=0.8）(1)拉力F所做的功W1；(2)摩擦力Ff所做的功W2；【答案】(1)80J；(2)27J【解析】【详解】(1)根据功的定义可知拉力的功(2)对物体受力分析可知地面对物体的支持力根据牛顿第三定律可知物体对地面的压力为18N；所以滑动摩擦力故摩擦力所做功15.在检测某款电动车性能的某次实验中，质量为8102kg的电动车由静止开始沿平直公路行
20、驶，达到的最大速度为15m/s。利用传感器测得此过程中不同时刻电动车的牵引力F与对应的速度v，并描绘出图像，如图所示（图中AB、BO均为直线）。假设电动车行驶中所受阻力恒定，求此过程中： (1)电动车的额定功率；(2)电动车由静止开始运动，速度达到10m/s时，加速度为多大。【答案】(1)6000W；(2)【解析】【详解】(1)当车达到最大速度时，车的牵引力其中表示地面对车的阻力，所以车的额定功率(2)车匀加速行驶过程中的加速度车刚达到额定功率时其速度之后它将做加速度减小的变加速运动。故当车的速度时，已处于变加速阶段，但这一过程车的功率已达额定功率，所以设此时的牵引力为，有得设此时车的加速度为
21、，有得16.假设某星球可视为质量分布均匀的球体由于星球自转的影响，该星球表面的重力加速度会随纬度的变化而变化已知星球表面两极处的重力加速度大小为g0，在赤道处的重力加速度大小为g，星球自转的周期为T，引力常量为G，求：(1)该星球的半径R；(2)该星球的第一宇宙速度v1；(3)该星球的密度【答案】（1） (1) （3） 【解析】【分析】质量为m的物体在两极所受地球的引力等于其所受的重力根据万有引力定律和牛顿第二定律，在赤道的物体所受地球的引力等于其在两极所受的重力联立求半径，根据密度公式求出该星球的密度解：（1）设地球的质量为M，半径为R，在赤道处随地球做圆周运动物体的质量为m物体在赤道处随地
22、球自转做圆周运动的周期等于地球自转的周期，根据万有引力定律和牛顿第二定律有在两极处解得(2) 根据万有引力定律和牛顿第二定律有该星球的第一宇宙速度(3)因为，所以又因地球的体积，所以17.晓明站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为m的小球，甩动手腕，使球在竖直平面内做圆周运动，当球某次运动到最低点时，绳突然断掉。球飞离水平距离d后落地，如图所示，已知握绳的手离地面高度为d，手与球之间的绳长为，重力加速度为g，忽略手的运动半径和空气阻力。(1)求绳断时球的速度大小v1和球落地时的速度大小v2(2)问绳能承受的最大拉力多大？(3)改变绳长，使球重复上述运动。若绳仍在球运动到最
23、低点时断掉，要使球抛出的水平距离最大，绳长应为多少？最大水平距离为多少？【答案】(1)v1=，v2=；(2)T=mg；(3)当l时，x有极大值xmaxd【解析】【详解】(1)设绳断后球飞行时间为t，由平抛运动规律，竖直方向有：水平方向有：联立解得从小球飞出到落地，根据机械能守恒定律有：解得(2)设绳能承受的最大拉力大小为F，这也是球受到绳的最大拉力大小。球做圆周运动的半径为，根据牛顿第二定律有：解得(3)设绳长为l，绳断时球的速度大小为v3，绳承受的最大拉力不变，根据牛顿第二定律有：得绳断后球做平抛运动，竖直位移为，水平位移为x，时间为，根据平抛运动规律，竖直方向有：竖直方向有：联立解得根据一元二次方程的特点，当时，x有极大值，为xmaxd
