1、甘肃省天水一中2019-2020学年高一物理下学期第一阶段考试试题 理（含解析）一、选择题（1-8为单选，9-12为多选）1.如图,在某一峡谷的两侧存在与水平面成相同角度的山坡,某人站在左侧山坡上的P点向对面山坡上水平抛出三个质量不等的石块,分别落在A、B、C三处,不计空气阻力,A、C两处在同一水平面上,则下列说法正确的是( )A. 落在C处的石块在空中运动的时间最长B. 落在A、B两处的石块落地速度方向相同C. 落在A、B、C三处石块落地速度方向相同D. 落在B、C两处的石块落地速度大小一定不同【答案】B【解析】【分析】三个不同的石块均做平抛运动，A、B落点在同一斜面上，A、C落点高度相同，
2、抓住它们的共同点进行比较【详解】A、根据平抛运动的规律，时间由竖直高度决定，B下落高度最大时间最长；所以A错误.B、A、B两石块都落在斜面，两小球的竖直位移与水平位移的比值等于斜面倾角的正切值 落地速度与水平方向的夹角设为， 联立式知：tan=2tan，是斜面倾角是定值，也是定值，与初速度无关，所以落在A、B两处的速度方向相同，所以B正确.C、A、C两处的石块的下落高度相同，时间相同，vy=gt得竖直方向的速度相同，x=v0t，C的水平位移大，所以C的初速度大，由知C速度与水平方向的夹角小，结合B分析知A、B、C落地速度方向不同，所以C错误.D、B、C竖直方向位移B大，由知，B的竖直分速度大，
3、经过图中虚线位置时，时间相同，C的水平位移大，C的初速度大，合速度无法比较，D错误.故选B.【点睛】本题以平抛运动为背景，考查平抛运动的规律，关键是要注意落点均在斜面上的位移方向、速度方向相同，不同的下落高度比较初速度时可作一水平辅助线，比较相同高度时的水平位移来比较初速度，同学们做题要多做总结2.如图所示，一圆环以直径AB为轴做匀速转动，P、Q是环上的两点，则下列说法正确的是（）A. 向心加速度的大小关系为B. 任意时刻P、Q两点向心加速度的方向不相同C. 线速度D. 任意时刻P、Q两点的线速度方向均不同【答案】C【解析】【详解】A.圆环上各点角速度相等，根据公式，向心加速度与到转动轴AB的
4、距离成正比A错误；B.两点向心加速度方向均是水平指向AB轴的，可以看出任意时刻P、Q两点向心加速度的方向相同，B错误；C.由可以知道，线速度C正确；D.线速度的方向为该点的切线方向，任意时刻P、Q两点的线速度方向均相同，D错误。故选C。3.在距河面高度h20 m的岸上有人用长绳拴住一条小船，开始时绳与水面的夹角为30，人以恒定的速率v3 m/s拉绳，使小船靠岸，那么()A. 5 s时绳与水面的夹角为60B. 5 s后小船前进了15 mC. 5 s时小船的速率为4 m/sD. 5 s时小船到岸边的距离为15 m【答案】D【解析】【详解】A人以恒定速率v3 m/s拉绳，所以5s后滑轮左侧绳子伸长1
5、5m，右侧缩短15m，设5s后绳子与水平方向的夹角为，根据几何关系可得：，解的=53故A项错误B由几何关系得，5 s后小船前进的距离为：故B项错误C5s后绳子与水平方向的夹角为53，将船速分解为沿绳和垂直于绳方向可得，则：5 s时小船的速率：故C项错误D由几何关系得，5 s时小船到岸边的距离为，D正确4.小明撑一雨伞站在水平地面上，伞面边缘点所围圆形的半径为R，现将雨伞绕竖直伞杆以角速度匀速旋转，伞边缘上的水滴落到地面，已知伞边缘到地面的高度为h，重力加速度的大小为g，根据以上数据可推知雨滴落地点到伞中心的水平距离为（）A. B. C. D. 【答案】A【解析】【详解】水滴离开伞边缘时的速度为
6、此后水滴由于只受重力的作用而做平抛运动，俯视图如图所示：由图可知，水滴平抛的水平距离为由平抛运动竖直方向的自由落体可知联立以上方程可知雨滴落地点到伞中心水平距离为可以得到故A正确，BCD错误。故选A。5.某人划船横渡一条河流，已知船在静水中的速率恒为v1，水流速率恒为v2，且v1v2.他以最短时间方式过河用时T1，以最短位移方式过河用时T2.则T1与T2的比值为（）A. B. C. D. 【答案】D【解析】【详解】河水流速处处相同大小为v2，船速大小恒为v1，且v1v2。设河宽为d，以最短位移过河时，所用时间为T2，则有以最短时间T1过河时，有联立解得选项D正确，ABC错误。故选D。6.假设地
7、球是一半径为R、质量分布均匀的球体。一矿井深度为d（矿井宽度很小）。已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零。矿井底部的重力加速度为（）A. B. C. D. 【答案】A【解析】【详解】令地球的密度为，则在地球表面，重力和地球的万有引力大小相等，有由于地球的质量为所以重力加速度的表达式可写成根据题意有，质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零，则在深度为d的井底，受到地球的万有引力即为半径等于（R-d）的球体在其表面产生的万有引力，故井底的重力加速度为所以有即所以选项A正确，BCD错误。故选A。7.两个行星的质量分别为m1和m2，绕太阳运行的轨道半径分别是r1和r2，若它们只受太阳引力的作用，
8、那么这两个行星的向心力之比为（）A. 1B. C. D. 【答案】C【解析】【详解】对m1和m2由万有万有引力提供向心力可得联立解得故C正确，ABD错误。故选C。8.中子星是恒星演化过程的一种可能结果，它的密度很大。现有一可视为均匀球体的中子星，观测到它的自转周期为T=s，要维持该星体的保持稳定，不致因自转而瓦解的最小密度约是（引力常量G=6.671013m3/kgs2）（）A. =1.271012kg/m3B. =1.271014kg/m3C. =1.271015kg/m3D. =1.271016kg/m3【答案】A【解析】【详解】不因自转而瓦解时，赤道上的物体受到的万有引力恰好全部做为圆周
9、运动的向心力，则而该星球的密度整理得代入数据，得A正确，BCD错误。故选A。9.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（）A. A的质量一定大于B的质量B. A的加速度一定大于B的加速度C. L一定时，M越小，T越大D. 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【答案】BCD【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，双星靠相互间的万有引力提供向心力，所以向心力相等，故有因为，所以，选项A错误；B根据，因为，所以，选项B正确；C根据牛顿第二
10、定律，有其中联立解得L一定，M越小，T越大，选项C正确；D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，选项D正确。故选BCD。10.如图所示，有a、b、c、d四颗地球卫星，a还未发射，在地球赤道上随地球一起转动，b是近地卫星，c是地球同步卫星，d是高空探测卫星，下列说法正确的是（）A. 卫星a放在此位置时受到的重力比放在南极时大B. 卫星b的线速度是四颗卫星中最大的C. 卫星c的发射速度大于卫星b的发射速度D. 卫星d的角速度是四颗卫星中最大的【答案】BC【解析】【详
11、解】A卫星a处于赤道位置随地球自转，万有引力提供向心力和重力，而两极的向心力最小为零，则两极处的重力加速度最大，故卫星a放在此位置时受到的重力比放在南极时小，故A错误；B对b、c、d三颗公转的卫星，根据万有引力提供向心力，则有解得线速度，半径越小，线速度越大，则有，而对于a与c两个具有相同的角速度，根据半径越大，线速度越大，则有，故四颗卫星中b的线速度最大，故B正确；C卫星要到达离地球越远的高度，需要克服引力做功越多，则需要的初动能越大，则卫星c的发射速度大于卫星b的发射速度，故C正确；D对b、c、d三颗公转的卫星，根据万有引力提供向心力，则有其角速度满足，半径越大，角速度越大，而对于a与c两
12、个具有相同的角速度，有，故四颗卫星中b的角速度最大，故D错误。故选BC。11.如图所示，倾角为=37的斜面放在水平地面上，小球从斜面顶端P点以初速度v0水平抛出，刚好落在斜面中点处。现将小球以初速度2v0水平抛出，不计空气阻力，小球下落后均不弹起，sin37=0.6，cos37=0.8，重力加速度为g，则小球两次在空中运动过程中（）A. 时间之比为1：2B. 时间之比为1：C. 水平位移之比为1：4D. 竖直位移之比为1：2【答案】BD【解析】【详解】第一次落到斜面中点，假设第二定落到水平面上，根据可知水平方向做匀速直线运动，根据代入数据可知 由于第一次恰好落到斜面中点处，因此第二定一定落到水
13、平面上，假设成立。因此运动时间之比 ；水平位移之比为 ；竖直位移之比为1：2。BD正确，AC错误。故选BD。12.如图所示，水平圆盘可绕竖直轴转动，圆盘上放有小物体A、B、C，质量分别为m、2m、3m，A叠放在B上，C、B离圆心O距离分别为2r、3r。C、B之间用细线相连，圆盘静止时细线刚好伸直无张力。已知C、B与圆盘间动摩擦因数为，A、B间摩擦因数为3，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，现让圆盘从静止缓慢加速，则（）A. 当时，A、B即将开始滑动B. 当时，细线张力C. 当时，C受到圆盘的摩擦力为0D. 当时剪断细线，C将做离心运动【答案】BC【解析】【详解】A. 当A开始滑动时
14、有：解得：当时，AB未发生相对滑动，选项A错误；B. 当时，以AB为整体，根据可知B与转盘之间的最大静摩擦力为：所以有：此时细线有张力，设细线的拉力为T，对AB有：对C有：解得，选项B正确；C. 当时，AB需要的向心力为：解得此时细线的拉力C需要的向心力为：C受到细线的拉力恰好等于需要的向心力，所以圆盘对C的摩擦力一定等于0，选项C正确；D. 当时，对C有：剪断细线，则所以C与转盘之间的静摩擦力大于需要的向心力，则C仍然做匀速圆周运动。选项D错误。故选BC。二、实验题13.图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图(1)下列说法正确的是_A通过调节使斜槽的末端保持水平B每次释放小球的位置可以不同
15、C应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滑下D记录小球位置用的铅笔每次必须严格地等距离下降E斜槽必须光滑(2)图乙是正确实验取得的数据，其中O点为抛出点，则此小球做平抛运动的初速度为_m/s（g=9.8m/s2）。(3)在另一次实验中将白纸换成方格纸，每个格的边长L=5cm，通过实验，记录了小球在运动途中的三个位置，如图丙所示，则抛出点距A点的竖直距离_cm（g=10m/s2）。【答案】 (1). AC (2). 1.6 (3). 5【解析】【详解】(1)1A研究平抛运动时，斜槽的末端必须调节水平，A正确；BC每次释放小球的必须从同一位置由静止自由下滑，B错误，C正确；D记录小球位置用的铅笔不需要
16、严格地等距离下降，D错误；E由于每次从同一位置由静止下滑，斜槽不必光滑，到达斜槽末端时的速度也相同，E错误。故选AC。(2)2 由于在竖直方向上是自由落体运动，因此代入数据，可得(3)3由于AB与BC水平距离相等，因此时间间隔相等，在竖直方向上，根据代入数据可得，相邻两点间的时间间隔因此打B点的竖直速度等于竖直方向上AC段的平均速度因此抛出点到B点的竖直距离则，抛出点到A点的竖直距离14.小杨做用圆锥摆粗略验证向心力的表达式的实验，细线下面悬挂一个钢球（可被视为质点），细线上端固定在铁架台上。将画着几个同心圆的白纸置于水平桌面上，使钢球静止时正好位于圆心。用手带动钢球，设法使它沿纸上的某个圆周
17、运动，如图。用秒表或手表记录钢球运动n周共用时t，用直尺测出钢球做匀速圆周运动的半径r，悬点O距桌面的高度h，用天平测出钢球的质量m。用g表示重力加速度。(1)根据向心力公式，小球做匀速圆周运动所受向心力为Fn=_。（用m、r、t、n表示）(2)根据受力分析，小球所受合力F=_。（用m、g、r、h表示）(3)多次改变（不必测出），得到不同的h，重复以上测量，验证Fn=F。根据测出的数据发现，即，其比例系数k=_。【答案】 (1). (2). (3). 【解析】【详解】(1)1向心加的大小为而运动周期联立可得(2)2合力指向匀速圆周运动的圆心，大小为(3)3由于这两个力是一个力，因此整理得因此三
18、、解答题15.如图所示，一水平长木板的左端有一滑块，滑块正上方高h=0.8m处有一小球，当滑块在长木板上以初速度v1=3m/s向右滑出的同时，小球以初速度v0=2m/s向右抛出，结果小球与滑块刚好能相遇，g=10m/s2，求滑块与长木板间的动摩擦因数。【答案】0.5【解析】【详解】根据解得小球的水平位移m滑块在水平方向上做减速运动解得a=5m/s2根据牛顿第二定律可得16.近年来，随着人类对火星的了解越来越多，美国等国家都已经开始进行移民火星的科学探索，并面向全球招募“单程火星之旅”的志愿者。若某物体在火星表面做自由落体运动的时间是在地球表面同一高度处自由落体时间的1.5倍，已知地球半径是火星
19、半径的2倍。(1)求火星质量与地球质量的比值；(2)如果将来成功实现了“火星移民”，求出在火星表面发射载人航天器的最小速度v1与地球上卫星最小发射速度v2的比值。【答案】(1)(2)【解析】【详解】(1)根据自由落体运动的位移时间关系公式，有所以在天体表面处，天体对物体的万有引力等于物体所受的重力，则整理得所以(2)第一宇宙速度是星球表面的环绕速度，重力等于向心力，根据牛顿第二定律，有解得所以有17.如图所示，A是地球的同步卫星，另一卫星B的圆形轨道位于赤道平面内，离地面高度为h.已知地球半径为R，地球自转角速度为0，地球表面的重力加速度为g，O为地球中心(1)求卫星B的运行周期(2)如卫星B
20、绕行方向与地球自转方向相同，某时刻A、B两卫星相距最近(O、B、A在同一直线上)，则至少经过多长时间，它们再一次相距最近？【答案】(1) (2)【解析】【详解】（1）由万有引力定律和向心力公式得，联立解得：（2）由题意得，由得代入得18.小华站在水平地面上，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，球飞行水平距离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d，重力加速度为g。忽略手的运动半径和空气阻力。 (1)问绳能承受的最大拉力多大？(2)改变绳长，使球重复上述运动，若绳仍在球运动到最低点时断掉，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）；（2），。【解析】【详解】(1)设绳断后球飞行的时间为t，由平抛运动规律有竖直方向水平方向D=v1t解得v1=设绳能承受的最大拉力大小为Fmax，这也是球受到绳的最大拉力的大小，球做圆周运动的半径为由圆周运动向心力公式，有Fmax-mg=得Fmax=mg(2)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，有Fmax-mg=m解得v3=绳断后球做平抛运动，竖直位移为y=dl水平位移为x，时间为t1,由平抛运动规律有得x=4当l时，x有最大值xmax=d