1、河南省郑州市巩义中学2019-2020学年高一物理下学期期中试题（含解析）一、选择题（本题共15小题；每小题4分，共60分。在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项是正确的，有的小题有多个选项正确，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分。）1.关于曲线运动，下列说法正确的是（）A. 曲线运动一定是变速运动B. 速度变化的运动必定是曲线运动C. 加速度恒定的运动不可能是曲线运动D. 加速度变化的运动必定是曲线运动【答案】A【解析】【详解】A曲线运动速度方向时刻在变化着，所以曲线运动一定是变速运动，A正确；B速度变化的运动不一定是曲线运动，如匀变速直线运动，B错误；C平抛运动
2、是曲线运动，但其加速度恒定不变，C错误；D加速度变化的运动不一定是曲线运动，如变加速直线运动，D错误。故选A。2.从同一高度以不同的速度水平抛出两个质量不同的石子，不计空气阻力，下列说法正确的是( )A. 初速度大的先落地B. 两个石子同时落地C. 质量大的先落地D. 无法判断【答案】B【解析】【详解】平抛运动竖直分运动是自由落体运动，与物体的质量和初速度无关，因下落的高度相同，故两个石子的竖直分运动完全相同，因而两个石子同时落地，B正确3.如图所示，从倾角为斜面上某点先后将同一小球以不同的初速度水平抛出，小球均落在斜面上当抛出的速度为时，小球到达斜面时速度方向与斜面的夹角为；当抛出速度为时，
3、小球到达斜面时速度方向与斜面的夹角为，则( )A. 无论v1、v2关系如何，均有1=2B. 当v1v2时，12C. 当v1v2时，12D. 1、2的关系与斜面倾角有关【答案】A【解析】【详解】如图所示，由平抛运动的规律知，则得：；由图知：，可得：，所以与抛出速度无关，故，、的大小与斜面倾角有关，但1、2的关系与斜面倾角无关，一定相等故选项A正确，B、C、D错误4.关于匀速圆周运动，下列说法中正确的有（ ）A. 做匀速圆周运动的物体，在任何相等的时间内，通过的位移都相同B. 做匀速圆周运动的物体，在任何相等的时间内，通过的路程都相等C. 做匀速圆周运动的物体的加速度恒定D. 做匀速圆周运动的物体
4、的加速度方向不一定指向圆心【答案】B【解析】【详解】做匀速圆周运动的物体，在任何相等的时间内，通过的位移大小都相同，但是方向不同，选项A错误；做匀速圆周运动的物体，在任何相等的时间内，通过的路程都相等，选项B正确；做匀速圆周运动的物体的加速度大小不变，但是方向不断变化，选项C错误；做匀速圆周运动的物体的加速度方向一定指向圆心，选项D错误.5.火车铁轨转弯处外轨略高于内轨的原因是（）A. 为了使火车转弯时外轨对轮缘的压力提供圆周运动的向心力B. 为了使火车转弯时的向心力由重力和铁轨对车的弹力的合力提供C. 以防列车倾倒造成翻车事故D. 为了减小火车轮缘与外轨的压力【答案】BD【解析】【详解】AB
5、火车转弯时，为了保护铁轨，应避免车轮边缘与铁轨间的摩擦，故火车受到重力和支持力的合力完全提供向心力，则有解得故A错误，B正确；CD当铁轨转弯处外轨略高于内轨就能保证重力和支持力的合力提供向心力，外轮不产生侧压力，保证安全，故C错误，D正确。故选BD。6.关于离心运动，下列说法正确的是（）A. 物体一直不受外力作用时，可能做离心运动B. 沿半径方向合外力突然变大时，原来做匀速圆周运动的物体将做离心运动C. 只要向心力的数值发生变化，原来做匀速圆周运动的物体就将做离心运动D. 沿半径方向合外力突然消失或数值变小时，原来做匀速圆周运动的物体将做离心运动【答案】D【解析】【详解】A物体一直不受外力的作
6、用，物体将静止或匀速直线运动，而不是离心运动，所以A错误；B沿半径方向合外力突然变大时，合力大于了物体需要的向心力，物体要做向心运动，所以B错误；C合力大于需要的向心力时，物体要做向心运动，合力小于所需要的向心力时，物体就要远离圆心，做的就是离心运动，所以向心力的数值发生变化也可能做向心运动，故C错误；D沿半径方向合外力突然消失或数值变小时，物体受到的合力的大小不足以提供物体所需要的向心力的大小，物体就要远离圆心，此时物体做的就是离心运动，所以D正确。故选D。7.如图所示，一轻杆一端固定一质量为m的小球，以另一端O为圆心，使小球在竖直面内做圆周运动以下说法正确的是：（ ）A. 小球过最高点时，
7、杆受力可以是零B. 小球过最高点时的最小速率为C. 小球过最高点时，杆对球的作用力可以竖直向上，此时球受到的重力一定大于杆对球的作用力D. 小球过最高点时，杆对球的作用力一定竖直向下【答案】AC【解析】【详解】A.小球过最高点时，速度为时，则有：由重力完全提供向心力，杆所受的弹力为零，故A正确；B.由于杆能支撑小球，所以小球过最高点时的最小速度为零，故B错误； CD.在最高点，根据牛顿第二定律可知，当小球的速度小于时，则有：知杆对球的作用力竖直向上，与重力方向相反，重力一定大于杆对球的作用力，故C正确，D错误8.在科学的发展历程中，许多科学家做出了杰出的贡献。下列叙述符合物理学史实的是（）A.
8、 牛顿总结出了行星运动的三大规律B. 开普勒测出了万有引力常量C. 爱因斯坦发现了万有引力定律D. 以牛顿运动定律为基础的经典力学只适用于宏观物体的低速运动问题【答案】D【解析】【详解】A开普勒利用第谷的行星运动数据总结出了行星运动的三大规律，故A错误；B卡文迪许利用扭称实验测出了万有引力常量，故B错误；C牛顿发现了万有引力定律，故C错误；D根据爱因斯坦的相对论理论可知，以牛顿运动定律为基础的经典力学只适用于宏观物体的低速运动问题，故D正确。故选D。9.一探月卫星的轨道是圆形的，且贴近月球表面，已知月球的质量约为地球质量的，月球半径约为地球半径的，地球上的第一宇宙速度约为，则该探月卫星绕月运行
9、的速率约为（ ）A. B. C. D. 【答案】B【解析】【详解】对于环绕地球或月球的人造卫星，其所受万有引力即为它们做圆周运动所需向心力，即，所以，第一宇宙速度指的是最小发射速度，同时也是近地卫星的环绕速度，对于近地卫星来说，其轨道半径近似等于中心天体半径，所以，所以A. ，选项A不符合题意；B. ，选项B符合题意；C. ，选项C不符合题意；D. ，选项D不符合题意；10.因“光纤之父”高锟的杰出贡献，早在1996年中国科学院紫金山天文台就将一颗于1981年12月3日发现的国际编号为“3463”的小行星命名为“高锟星”。假设高锟星为均匀的球体，其质量为地球质量的倍，半径为地球半径的倍，则“高
10、锟星”表面的重力加速度是地球表面的重力加速度的（ ）A. 倍B. 倍C. 倍D. 倍【答案】C【解析】【详解】根据，得，因为高锟星的质量为地球质量的，半径为地球半径的，则“高锟星”表面的重力加速度是地球表面的重力加速度的，故C正确，ABD错误11.a、b、c、d四颗地球卫星，a还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动，向心加速度为a1，b处于地面附近近地轨道上正常运动角速度为，c是地球同步卫星离地心距离为r，运行的角速度为，加速度为a2，d是高空探测卫星，各卫星排列位置如图，地球的半径为R。则有（）A. a的向心加速度等于重力加速度gB. d的运动周期有可能是20小时C. D. 【答案】D【解
11、析】【详解】A地球同步卫星c的周期必须与地球自转周期相同，角速度相同，则知a与c的角速度相同，根据a=2r知，c的向心加速度大。对公转的卫星由得卫星的轨道半径越大，向心加速度越小，则同步卫星c的向心加速度小于b的向心加速度，而b的向心加速度约为g，故知a的向心加速度小于重力加速度g，故A错误；B由开普勒第三定律知，卫星的轨道半径越大，周期越大，所以d的运动周期大于c的周期24h，故B错误；Ca、c的角速度相同，由a=2r得故C错误；D由得则近地卫星和同步卫星的角速度比值为故D正确。故选D。12.宇宙飞船在一个星球表面附近做匀速圆周运动，宇航员要想估测该星球密度，他只需要测定出下面的哪个量（）A
12、. 环绕半径B. 环绕速度C. 飞船的向心加速度D. 环绕周期【答案】D【解析】【详解】设星球的质量为M，半径为R，对于星球表面附近飞行的飞船，其轨道半径，由万有引力充当向心力，有可得星球的质量则该星球的密度为故只需要测定飞船的环绕周期，即可估算出星球的密度，故D正确，ABC错误。故选D。13.关于地球同步通讯卫星，下列说法正确的是（）A. 它一定在赤道上空运行B. 各国发射的这种卫星轨道半径都一样C. 它运行的线速度一定小于第一宇宙速度D. 它运行的线速度介于第一和第二宇宙速度之间【答案】ABC【解析】【详解】A因地球自转时水平自西向东转，则同步卫星运行轨道为位于地球赤道平面上空圆形轨道，轨
13、道固定不变，它一定在赤道上空运行，故A正确；B因为同步卫星要和地球自转同步，即同步卫星周期T为一定值，根据因为T一定值，所以 r 也为一定值，故B正确；CD第一宇宙速度是近地卫星环绕速度，也是最大的圆周运动的环绕速度，而同步卫星的轨道半径要大于近地卫星的轨道半径，根据线速度的表达式可以发现，同步卫星运行的线速度一定小于第一宇宙速度，故C正确；D错误。故选ABC。14.我国第五颗北斗导航卫星是一颗地球同步轨道卫星如图所示，假若第五颗北斗导航卫星先沿椭圆轨道飞行，后在远地点P处由椭圆轨道变轨进入地球同步圆轨道下列说法正确的是（）A. 卫星在轨道运行时的速度大于7.9km/sB. 卫星在轨道运行时不
14、受地球引力作用C. 卫星在椭圆轨道上的P点处减速进入轨道D. 卫星在轨道运行时的向心加速度比在赤道上相对地球静止的物体的向心加速度大【答案】D【解析】7.9km/s即第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，也是最大的圆周运动的环绕速度而同步卫星的轨道半径要大于近地卫星的轨道半径，根据v的表达式可以发现同步卫星运行的线速度一定小于第一宇宙速度，故A错误；卫星在轨道运行时仍受地球引力作用，选项B错误；卫星在椭圆轨道上的P点处加速实现提供的力小于需要的向心力，进入轨道故C错误；同步卫星的角速度与赤道上物体的角速度相等，根据a=r2，同步卫星的向心加速度大于赤道上物体的向心加速度，故D正确；故选D.点睛：本
15、题考查了地球卫星轨道相关知识点，地球卫星围绕地球做匀速圆周运动，圆心是地球的地心，万有引力提供向心力，轨道的中心一定是地球的球心；同步卫星有四个“定”：定轨道、定高度、定速度、定周期本题难度不大，属于基础题15.宇宙中，两颗靠得比较近的恒星，只受到彼此之间的万有引力作用互相绕转，称之为双星系统，设某双星系统绕其连线上的O点做匀速圆周运动，如题图所示。若AOOB，则（）A. 双星总质量一定，转动周期越小，双星之间的距离就越小B. 星球A的向心力一定大于B的向心力C. 星球A的质量一定大于B的质量D. 星球A的线速度一定大于B的线速度【答案】AC【解析】【详解】A根据万有引力提供向心力公式得解得周
16、期为由此可知双星的总质量一定，转动周期越小，双星之间的距离就越小，故A正确；B双星靠相互间的万有引力提供向心力，所以向心力相等，故B错误；C根据万有引力提供向心力公式得因为r1r2，所以m1m2，即A的质量一定大于B的质量，故C正确；D双星系统角速度相等，根据v=r，且AOOB，可知，A的线速度小于B的小速度，故D错误。故选AC。二、实验题（12分）16.如图甲所示，竖直放置两端封闭的玻璃管中注满清水，内有一个红蜡块能在水中以0.3m/s的速度匀速上浮现当红蜡块从玻璃管的下端匀速上浮的同时，使玻璃管水平匀速向右运动，测得红蜡块实际运动的方向与水平方向的夹角为37，则（sin37=0.6；cos
17、37=0.8）（1）根据题意可知玻璃管水平方向的移动速度为_m/s（2）若玻璃管的长度为0.6m，则当红蜡块从玻璃管底端上浮到顶端的过程中，玻璃管水平运动的距离为_m（3）如图乙所示，若红蜡块从A点匀速上浮的同时，使玻璃管水平向右作匀加速直线运动，则红蜡块实际运动的轨迹是图中的_A直线PB曲线QC曲线RD无法确定【答案】 (1). 0.4 (2). 0.8 (3). B【解析】【详解】解：(1)根据平行四边形定则，有：则有：(2)在竖直方向上运动的时间为：则玻璃管在水平方向上运动的距离为：(3)根据运动的合成与分解，运动的轨迹偏向合外力的方向，则有Q，故选项B正确，A、C、D错误17.某同学在
18、“探究平抛运动的规律”时做了以下操作。(1)先采用图甲所示装置，用小锤打击弹性金属片，金属片把球A沿水平方向弹出，同时B球被松开自由下落，观察到两球同时落地。改变小锤打击力的大小，即可改变球A被弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明_。(2)接着他用频闪照相机得到小球做平抛运动的闪光照片，图乙是照片的一部分，正方形小方格每边长L=10cm，则照相机每间隔_s拍一张照片；小球运动中水平分速度的大小是_m/s。(g=10m/s2)【答案】 (1). 平抛运动竖直方向分运动是自由落体运动 (2). 0.1 (3). 2【解析】【详解】(1)1改变小锤打击力的大小，即可改变球A被弹出时的速度，两球仍然
19、同时落地，说明平抛运动在竖真方向上就是自由落体运动；(2)2在竖直方向上，根据得3小球平抛运动的初速度为三、计算题：（28分）18.如图示，一个质量为M的匀质实心球，半径为R，如果从球上挖去一个直径为R的球，放在相距为d的地方。那么挖去部分与剩余部分的万有引力为多大？（引力常量为G）【答案】【解析】【详解】根据知，挖去部分的小球是整个实心球质量的，即挖去部分的质量，设没挖去前，对小球的引力挖去部分对小球的引力为则挖去部分与剩余部分的万有引力大小为19.2014年10月8日，月全食带来的“红月亮”亮相天空，引起人们对月球的关注我国发射的“嫦娥三号”探月卫星在环月圆轨道绕行n圈所用时间为t，如图所
20、示已知月球半径为R，月球表面处重力加速度为g月，引力常量为G试求：月球质量M_；月球的第一宇宙速度v1_；“嫦娥三号”卫星离月球表面高度h_【答案】 (1). (2). (3). 【解析】【详解】（1）月球表面处引力等于重力，Gmg月得M=（2）第一宇宙速度为近月卫星运行速度，由万有引力提供向心力得所以月球第一宇宙速度（3）卫星做圆周运动，由万有引力提供向心力得： 卫星周期轨道半径r=R+h解得h=R【点睛】本题要掌握万有引力提供向心力和重力等于万有引力这两个重要的关系，要能够根据题意选择恰当的向心力的表达式20.如图所示，小球沿光滑的水平面冲上一个光滑的半圆形轨道，已知轨道的半径为R，小球到达轨道的最高点时对轨道的压力大小恰好等于小球的重力请求出：（1）小球到达轨道最高点时的速度为多大；（2）小球落地时距离A点多远；落地时速度多大？【答案】（1）（2），【解析】【详解】（1）根据牛顿第三定律，小球到达轨道的最高点时受到轨道的支持力N等于小球对轨道的压力N，则N=mg，由题意可知小球在最高点时，有，解得小球到达轨道最高点时的速度大小为（2）小球离开轨道平面做平抛运动，即平抛运动时间，所以小球落地时与A点的距离落地时竖直方向分速度，有落地时水平方向分速度，有所以小球落地时速度大小为