1、山西省应县第一中学2019-2020学年高一物理4月线上测试试题（含解析）一、选择题1.我国“嫦娥一号”探月卫星经过无数人的协作和努力，终于在2007年10月24日晚6点多发射升空如图所示，“嫦娥一号”探月卫星在由地球飞向月球时，沿曲线从M点向N点飞行的过程中，速度逐渐减小在此过程中探月卫星所受合力方向可能的是（ ）A. B. C. D. 【答案】A【解析】【详解】“嫦娥一号”探月卫星从M点运动到N，曲线运动，必有力提供向心力，向心力是指向圆心的；“嫦娥一号”探月卫星同时减速，所以沿切向方向有与速度相反的合力；向心力和切线合力与速度的方向的夹角要大于90，BCD错误，A正确。故选A。2.一艘小
2、船在静水中的速度为 3 m/s，渡过一条宽 150 m，水流速度为 4 m/s 的河流，则该 小船（）A. 能到达正对岸B. 渡河的时间可能少于 50 sC. 以最短位移渡河时，位移大小为 200 mD. 以最短时间渡河时，沿水流方向的位移大小为 240 m【答案】C【解析】【详解】A因为船在静水中的速度小于河水的流速，由平行四边形法则求合速度不可能垂直河岸，小船不可能垂直河岸正达对岸，选项A错误；B船以最短时间渡河时，渡河时间所以渡河的时间不可能少于50 s，选项B错误；D以最短时间渡河时，沿河岸的位移即到对岸时被冲下200m，选项D错误；C因为船在静水中的速度小于河水的流速，由平行四边形法
3、则求合速度不可能垂直河岸，小船不可能垂直河岸正达对岸。所以最短位移时船的速度与合速度的方向垂直，设合速度与河岸之间的夹角，有设对应的最短位移为s，则所以选项C正确故选C。3.下列说法正确的是( )A. 曲线运动是变速运动，变速运动一定是曲线运动B. 抛体运动在某一特殊时刻的加速度可以为零C. 平抛运动是速度越来越大的曲线运动D. 匀速圆周运动合外力方向可以不指向圆心【答案】C【解析】【详解】A曲线运动过程中，速度方向时刻在变化着，所以曲线运动一定是变速运动，但变速运动，如匀变速直线运动，不属于曲线运动，A错误；B平抛运动过程中恒受重力作用，加速度恒为g，B错误；C平抛运动的速度为水平方向与竖直
4、方向上的和速度，即，恒定，所以随着时间增大，则速度越来越大，C正确；D匀速圆周运动的合力时刻指向圆心，D错误；故选C.【名师点睛】物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，合外力方向不一定变化；既然是曲线运动，它的速度的方向必定是改变的，所以曲线运动一定是变速运动要掌握曲线运动的两个特殊运动，匀速圆周运动，过程中速率大小恒定，加速度方向大小恒定，但时刻指向圆心，平抛运动，过程中，受力恒定，为匀变速曲线运动4.下列关于向心加速度的说法中正确的是()A. 向心加速度表示做圆周运动的物体速率改变的快慢B. 向心加速度表示角速度变化的快慢C. 向心加速度描述线速度方向变化的快慢D. 匀速圆周运
5、动的向心加速度不变【答案】C【解析】【详解】ABC向心加速度表示做圆周运动的物体速度方向改变的快慢，选项AB错误，C正确；D匀速圆周运动向心加速度大小不变方向不断变化，选项D错误；故选C.5.变速自行车靠变换齿轮组合来改变行驶速度如图是某一变速车齿轮转动结构示意图，图中A轮有48齿，B轮有42齿，C轮有18齿，D轮有12齿，则A. 该车可变换两种不同挡位B. 该车可变换五种不同挡位C. 当A轮与D轮组合时，两轮的角速度之比D. 当A轮与D轮组合时，两轮的角速度之比【答案】C【解析】A轮通过链条分别与C、D连接，自行车可有两种速度，B轮分别与C、D连接，又可有两种速度，所以该车可变换4种挡位，故
6、A B错误；同缘传动边缘点线速度相等，前齿轮齿数与转动圈数的乘积等于后齿轮齿数与转动圈数的乘积，当A与D组合时，两轮边缘线速度大小相等，得：，解得：，故C正确，D错误，故选C.【点睛】A轮分别与C、D连接，B轮分别与C、D连接，共有4种不同的挡位；抓住线速度大小相等，结合齿轮的齿数之比可以得出轨道半径之比，从而求出角速度之比.6.如图所示，长为r的细杆一端固定一个质量为 m 的小球，使之绕另一光滑端点 O 在竖直面内做圆周运动，小球运动到最高点时的速度 v=， 则下列说法不正确的 是（）A. 小球在最高点时对细杆的压力是B. 小球在最高点时对细杆的拉力是 C. 若小球运动到最高点速度为，小球对
7、细杆的弹力是零D. 若小球运动到最高点速度为 2，小球对细杆的拉力是 3mg【答案】B【解析】【详解】AB在最高点，根据牛顿第二定律得解得根据牛顿第三定律知，小球在最高点对细杆的压力为，选项A正确，B错误；C在最高点，若细杆弹力为零，根据牛顿第二定律得解得选项C正确；D若在最高点速度为，根据牛顿第二定律得解得选项D正确。本题选不正确的，故选B。7.宇航员乘飞船前往 A星球，其中有一项任务是测该星球的密度。已知该星球的半径为 R，引力常量为G 。结合已知量有同学为宇航员设计了以下几种测量方案。你认为不正确的是 （）A. 当飞船绕星球在任意高度运行时测出飞船的运行周期 TB. 当飞船绕星球在任意高
8、度运行时测出飞船的运行周期 T和飞船到星球表面的距离 hC. 当飞船绕星球表面运行时测出飞船的运行周期TD. 当飞船着陆后宇航员测出该星球表面的重力加速度 g【答案】A【解析】【详解】AB星球的质量飞船绕星球在任意高度运行时，万有引力提供向心力，即：联立解得从公式中可以判定，需测出飞船绕星球在任意高度运行时测出飞船的运行周期T和飞船到星球的距离h，选项A错误，B正确；C当飞船绕星球表面运行时有h=0，则选项C正确；D着陆后，重力等于万有引力，即结合得从公式中可以知道，密度与星球表面的重力加速度有关，选项D正确。本题选不正确的选项，故选A。8.已知地球的质量约为火星质量的16倍，地球的半径约为火
9、星半径的4倍，已知地球第一宇宙速度为7.9km/s，则航天器在火星表面附近绕火星做匀速圆周运动的速率约为( )A. 3.95km/sB. 15.8km/sC. 17.7km/sD. 5.0km/s【答案】A【解析】第一宇宙速度即为近地卫星的运行速度，设地球质量为M，火星质量为M；地球半径为R，火星半径为R；地球第一宇宙速度为v，航天器速度为v；那么由万有引力做向心力可得：，；所以，则，则，故选A. 点睛：万有引力的应用问题一般由重力加速度求得中心天体质量，或由中心天体质量、轨道半径、线速度、角速度、周期中两个已知量，根据万有引力做向心力求得其他物理量9.如图所示，假设月球半径为R，月球表面的重
10、力加速度为g0，飞船在距月球表面高度为3R 的圆形轨道上运动，到达轨道的A 点点火变轨进入椭圆轨道，到达轨道的近月点B 次点火进入近月轨道绕月球做圆周运动。则（）A. 飞船在轨道上的运行速度为B. 飞船在轨道上绕月球运行一周所需的时间为 2C. 飞船在轨道上运行时通过 A 点的加速度大于在轨道上运行时通过 A 点的加速度D. 飞船在 A 点处点火时，速度增加【答案】B【解析】【详解】A飞船在轨道I上运行时，根据万有引力等于向心力得在月球表面上，根据万有引力等于重力，得联立得飞船在轨道上的运行速度为选项A错误；B飞船在轨道绕月球运行，有得选项B正确；C在轨道上通过A点和在轨道上通过A点时，其加速
11、度都是由万有引力产生的，而万有引力相等，故加速度相等，选项C错误。B飞船在A点处点火时，是通过向行进方向喷火，做减速运动，向心进入椭圆轨道，所以点火瞬间是速度减小的，选项D错误。故选B。10.平抛一物体，当抛出s后它的速度与水平方向成30角，落地时速度方向与水平方向成45角，重力加速度g=10m/s2，则下列说法中正确的是（ ）A. 初速度为20m/sB. 落地速度为30m/sC. 开始抛出时距地面的高度为45mD. 水平射程为40m【答案】C【解析】【详解】A末物体的竖直方向的分速度为故有所以A错误；B落地时速度为所以B错误；C落地时竖直速度飞行时间抛出时高度所以C正确；D水平射程所以D错误
12、故选C。点睛：解决本题的关键知道平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动知道分运动和合运动具有等时性，掌握竖直方向和水平方向上的运动学公式11.如图所示，物块在水平圆盘上，与圆盘一起绕固定轴匀速运动，下列说法中正确的是 ()A. 物块处于平衡状态B. 物块受三个力作用C. 在角速度一定时，物块到转轴的距离越远，物块越容易脱离圆盘D. 在物块到转轴距离一定时，物块运动周期越小，越容易脱离圆盘【答案】BCD【解析】【详解】A.物块在做匀速圆周运动，合力提供向心力，不是平衡状态，A错误B.对物块受力分析，重力支持力竖直平衡，静摩擦力提供向心力，所以共受三个力作用，B正确C.根据
13、向心力方程得，到转轴的距离越远，所需摩擦力越大，物块越容易脱离圆盘，C正确D.根据向心力方程得物块到转轴距离一定时，物块运动周期越小，所需摩擦力越大，越容易脱离圆盘，D正确12.据报道，我国数据中继卫星“天链一号0l星”于2008年4月25日在西昌卫星发射中心发射升空，经过4次变轨控制后，于5月1日成功定点在东经770赤道上空的同步轨道关于成功定点后的“天链一号01星”，下列说法正确的是A. 运行速度大于7.9 kmsB. 离地面高度一定，相对地面静止C. 绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大D. 向心加速度与静止在赤道上物体的向心加速度大小相等、【答案】BC【解析】【详解】同步卫星在
14、轨道上运动时，由万有引力提供它做圆周运动的向心力，根据牛顿第二定律，可以得出，其中是卫星的轨道半径，说明轨道半径越大，线速度越小所以可得同步卫星的线速度小于第一宇宙速度第一宇宙速度是最小的发射速度，最大的轨道速度同步卫星的特点就是相对地面静止，所以它离地面的高度是确定不变的即同步卫星有五定，这是必须掌握的根据万有引力定律和牛顿第二定律及向心力公式，可以得出，说明轨道半径越大，角速度越小所以绕 地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大也可能通过常识来分析：月球绕地球一周需要27天，而同步卫星绕地球一周是一天，所以角速度不同但在地球赤道上相对地球静止的物体和同步卫星具有相同的角速度，根据向心加速
15、度的公式得，同步卫星的向心加速度大所以答案为BC13.如图为哈勃望远镜拍摄的银河系中被科学家成为“罗盘座T星”系统的照片，最新观测标明“罗盘座T星”距离太阳系只有3 260光年，比天文学家此前认为的距离要近得多该系统是由一颗白矮星和它的类日伴星组成的双星系统，由于白矮星不停地吸收由类日伴星抛出的物质致使其质量不断增加，科学家预计这颗白矮星在不到1 000万年的时间内会完全“爆炸”，从而变成一颗超新星，并同时放出大量的射线，这些射线到达地球后会对地球的臭氧层造成毁灭性的破坏现假设类日伴星所释放的物质被白矮星全部吸收，并且两星间的距离在一段时间内不变，两星球的总质量不变，则下列说法正确的是（）A.
16、 两星间的万有引力不变B. 两星的运动周期不变C. 类日伴星的轨道半径增大D. 白矮星的轨道半径增大【答案】BC【解析】【详解】A依题意两星间距离在一段时间内不变，由万有引力定律可知，两星的质量总和不变而两星质量的乘积必定变化，则万有引力必定变化，A错误；B图片下面的中间的亮点即为白矮星，上面的部分为类日伴星（中央的最亮的为类似太阳的天体），组成的双星系统的周期T相同，设白矮星与类日伴星的质量分别为M1和M2，圆周运动的半径分别为R1和R2，由万有引力定律可得，两式相加可得G(M1M2)T2=42L3 M1R1M2R2 由式可知白矮星与类日伴星的总质量不变，则周期T不变，B正确；CD由式可知双
17、星运行半径与质量成反比，类日伴星的质量逐渐减小，故其轨道半径增大，C正确，D错误。故选BC。14.有关圆周运动的基本模型，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，外轨对轮缘会有挤压作用【答案】CD【解析】【详解】A汽车过凸桥最高点时，加速度的方向向下，处于失重状态，选项A错误；B小球受到重力和绳
18、的拉力作用，二者合力提供向心力。如图由牛顿第二定律得解得角速度可知保持圆锥摆高度不变，则角速度不变，选项B错误；C小球靠重力和支持力的合力提供向心力，重力不变，根据平行四边形定则知，支持力相等，向心力相等，但半径不等，所以角速度大小不等，选项C正确；D火车转弯超过规定速度行驶时，重力和支持力的合力不够提供向心力，外轨受到挤压，选项D正确。故选CD。二、实验题15.在“探究平抛运动的运动规律”的实验中，可以描绘出小球平抛运动的轨迹,某次实验中在坐标纸上描出了a、b、c、d四个点（1）关于该实验，下列说法正确的是_A应使小球每次从斜槽上相同的位置由静止滑下B斜槽轨道必须光滑C斜槽轨道末端可以不水平
19、D要使描出的轨迹更好地反映真实运动，记录的点应适当多一些E为了比较准确地描出小球的运动轨迹，应用一条曲线把所有的点连接起来（2）已知图中小方格的边长L=10cm，小球平抛的初速度为v=_（用L、g表示），b点的速度大小为_m/s（3）图中的a点_(填是或否)是抛出点，如不是，抛出点的坐标是_(以a点为坐标原点)（取g =10m/s2）【答案】 (1). AD (2). (3). (4). 否 (5). （-10cm,1.25cm)【解析】【详解】（1）1为了能画出平抛运动轨迹，首先保证小球做的是平抛运动，所以斜槽轨道不一定要光滑，但斜槽轨道末端必须是水平的，同时要让小球总是从同一位置释放，这样
20、才能找到同一运动轨迹上的几个点，不需要把所有的点都连接起来，而是让更多的点分布在曲线两边要使描出的轨迹更好地反映真实运动，记录的点应适当多一些故AD正确，BCE错误；（2）23在竖直方向上，根据得初速度b点的竖直分速度根据矢量的合成法则，则b点的速度大小为（3）45则知a不是抛出点；根据b点的竖直分速度，可知，抛出点到b点的时间那么从抛出点到b点的水平位移为从抛出点到b点的竖直位移为因ab的水平位移为，而竖直位移为；所以抛出点坐标为：；点睛：对于研究平抛运动的实验不要只是从理论上理解，一定动手实验才能体会每步操作的具体含义，解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学
21、公式和推论灵活求解三、计算题16.今年6月13日，我国首颗地球同步轨道高分辨率对地观测卫星高分四号正式投入使用，这也是世界上地球同步轨道分辨率最高的对地观测卫星如图所示，A是地球的同步卫星，已知地球半径为R，地球自转的周期为T，地球表面的重力加速度为g,求： （1）同步卫星离地面高度h（2）地球的密度(已知引力常量为G)【答案】（1） （2）【解析】【详解】（1）设地球质量为M，卫星质量为m，地球同步卫星到地面的高度为h，同步卫星所受万有引力等于向心力为 在地球表面上引力等于重力为故地球同步卫星离地面的高度为（2）根据在地球表面上引力等于重力结合密度公式为17.如图所示,半径为R的半球形陶罐,
22、固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上,转台转轴与过陶罐球心O的对称轴OO重合转台以一定角速度匀速旋转,一质量为m的小物块落入陶罐内,经过一段时间后,小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止,它和O点的连线与OO之间的夹角为60.重力加速度大小为g.求：(1)若=0,小物块受到的摩擦力恰好为零,求0；(2)若=，此时小物块仍随陶罐一起转动且相对静止求小物块受到的摩擦力的大小和方向【答案】(1) (2) 方向：沿着切线斜向左下【解析】【详解】(1)对m受力分析：解得：(2)对m受力分析：正交分解得：解得： 方向：沿着切线斜向左下18.如图所示，宇航员站在某质量分布均匀的星球表面沿水平方向以初速度 v0抛出
23、 一个小球，经时间 t 落地，落地时速度与水平地面间的夹角为，已知该星球半径为 R，万有引力常量为 G，求：(1)该星球表面的重力加速度 g；(2)该星球的第一宇宙速度 v；(3)人造卫星绕该星球表面做匀速圆周运动的最小周期 T。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）设该星球表现的重力加速度为g，根据平抛运动规律得水平方向竖直方向速度偏转角的正切值所以（2）第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，则解得（3）近地卫星的周期最小，故有解得19.如图所示，平台上的小球从 A 点水平抛出，恰能无碰撞地进入光滑的斜面 BC， 经 C点进入光滑水平面 CD 时速率不变，最后进入悬挂在 O点并与水
24、平面等高的弧形轻 质筐内。已知小球质量为 m，A、B 两点高度差为 h，BC 斜面高 2h，倾角45，悬挂 弧形轻质筐的轻绳长为 3h，小球可看成质点，弧形轻质筐的重力忽略不计，且其高度远 小于悬线长度，重力加速度为 g，试求：(1)B 点与抛出点 A的水平距离 x；(2)小球运动至 C点速度 vC的大小；(3)小球进入轻质筐后瞬间，轻质筐所受拉力 F 的大小。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）小球至B点时速度方向与水平方向夹角为45，设小球抛出的初速度为v0，A点至B点时间为t。则得得又解得则水平距离（2）设小球至B点时速度为vB，在斜面上运动的加速度为a，则小球由B点到C点有联立以上几式得（3）小球进入轻筐后做圆周运动，由牛顿第二定律得解得小球所受拉力