2019-2020学年衡阳一中高一(下)期中物理试卷(含答案解析)

2019-2020学年衡阳一中高一(下)期中物理试卷

一、单选题（本大题共9小题，共36.0分）

1. 2016年2月11日，美国科学家宣布人类首次直接探测到引力波。1974年美国天文学家泰勒和赫尔斯发现了代号为𝑃𝑆𝑅1913+16射电脉冲星，该天体是一个孤立双星系统质量较大的一颗，经观察发现双星间的距离正以非常缓慢的速度逐渐减小，该观察结果与广义相对论中有关引力波语言的理论计算结果非常相近，从而间接证明了引力波的存在，泰勒和赫尔斯因此获得1993年诺贝尔物理学奖。由于双星间的距离减小，下列关于双星运动的说法正确的是( )

A. 周期逐渐减小 B. 角速度逐渐减小

C. 两星的向心加速度均逐渐减小 D. 速度逐渐减小

2. 小河宽为d，河水中各点水流速度大小与各点到较近河岸边的距离成正比，即𝑣水=𝑘𝑥，𝑘=4𝑣0𝑑，x是各点到近岸的距离．小船划水速度大小恒为𝑣0，船头始终垂直河岸渡河．则下列说法正确的是( )

A. 小船的运动轨迹为直线

B. 水流速度越大，小船渡河所用的时间越长

C. 小船渡河时的实际速度是先变小后变大

D. 小船到达离河对岸3𝑑4处，船的渡河速度为√2𝑣0

3. 一船在静水中的速度为4𝑚/𝑠，要横渡流速为6𝑚/𝑠的河，下面说法正确的是( )

A. 若河宽为60m，则过河的最少时间为10s

B. 船不能渡过此河

C. 船不能行驶到正对岸

D. 船用最短时间过河时，船对地的速度为10𝑚/𝑠

4. 如图所示，传送带AB长为16m，水平地面BC的长为8m，传送带与水平地面之间B处由光滑小圆弧连接，物块在B处由传送带滑到水平地面速度大小不变，物块与水平地面间、传送带间的动摩擦因数均为0.5，光滑半圆形轨道CD的半径为1.25𝑚，与水平地面相切于C点，其直径CD右侧有大小为100𝑉/𝑚、方向水平向左的匀强电场。传送带以𝑙0𝑚/𝑠的速度顺时针运动，带正电的物块可看成质点，其质量为5kg，带电荷量为0.5𝐶，从静止开始沿倾角为37°的传送带顶端A滑下。已知𝑠𝑖𝑛37°=0.6，𝑐𝑜𝑠37°=0.8，g取10𝑚/𝑠2，则下列说法正确的是( ) A. 物块在传送带上先加速后匀速

B. 物块在传送带上运动的时间为3s

C. 物块到达C点时对C点的压力为306N

D. 物块可以运动到D点，在D点速度为√14𝑚/𝑠

5. 如图所示，两个质量不同的小球用长度不等的细线拴在同一点，并在同一水平面内做匀速圆周运动，则它们的( )

A. 角速度大小相等

B. 线速度的大小相等

C. 外圈运动的小球周期大

D. 向心加速度的大小相等

6. 一人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，假如该卫星变轨后仍做匀速圆周运动，速度减小为原来的三分之一，不考虑卫星质量的变化，则变轨前、后卫星的( )

A. 向心加速度大小之比为9：1 B. 周期之比为1：27

C. 角速度大小之比为3：1 D. 轨道半径之比为1：3

7. 下列各种现象中，出现超重超种现象的是( )

A. 汽车过凸桥 B. 小孩荡秋千经过最低点

C. 平抛运动 D. 绕地球飞行的卫星

8. 如图所示，某公司新研发了一款无人机，无人机从地面起飞时，发动机提供的动力F方向与水平方向夹角𝛼=60°，使无人机恰恰与水平方向成𝜃=30°角的直线斜向右上方匀加速飞行，经时间t后，将动力的方向沿逆时针旋转60°同时把大小调节为𝐹1，使无人机匀减速但依然沿原方向飞行，不计空气阻力，下列说法中正确的是( )

A. 加速时加速度的大小为g B. 加速时动力的大小𝐹=𝑚𝑔

C. 减速时动力的大小𝐹1=0.5𝑚𝑔 D. 减速飞行时间t后速度为零

9. 下列关于运动状态与受力关系的说法中，正确的是( ) A. 物体的运动状态发生变化，物体的受力情况一定变化

B. 物体在恒力作用下，一定作匀变速直线运动

C. 物体在变力作用下，一定作变速曲线运动

D. 物体作曲线运动时，受到的合外力可以是恒力

二、多选题（本大题共4小题，共15.0分）

10. 我国在西昌卫星发射中心成功发射了第五颗新一代北斗导航卫星．该卫星为地球中圆轨道卫星，质量为m，轨道离地面的高度约为地球半径R的3倍．已知地球表面的重力加速度为g，忽略地球自转的影响．则( )

A. 卫星的绕行速率大于7.9𝑘𝑚/𝑠

B. 卫星的绕行周期约为16𝜋√𝑅𝑔

C.

卫星所在处的重力加速度大小约为𝑔4

D. 卫星的速度大小约为√𝑔𝑅4

11. 如图为湖边一倾角为30°的大坝横截面示意图，水面与大坝的交点为𝑂.一人站在A点以速度𝑣0沿水平方向扔石子，已知𝐴𝑂=40𝑚，g取10𝑚/𝑠2，下列正确的是( )

A. 若石块能落入水中，则𝑣0越大，落水时速度方向与水平面的夹角越小

B. 若石块不能落入水中，则𝑣0越大，落到斜面上时速度方向与斜面的夹角越大

C. 若石块不能落入水中，则𝑣0越大，落到斜面上时速度方向与斜面的夹角越小

D. 若𝑣0=18𝑚/𝑠，则石块可以落入水中

12. 如图所示，质量分别为2m和m的可视为质点的小物块A和B放在粗糙的水平转台上，其离转轴的距离均为r，小物块与圆盘间的动摩擦因数均为𝜇，忽略空气阻力的影响，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，当转台开始旋转时，下列说法正确的是( )

A. 若转速缓慢增加，小物块B最先相对转台滑动

B. 在小物块均未相对转台滑动前，A和B的向心力大小相等

C. 在小物块均未相对转台滑动前，A和B的向心加速度大小相等

D. A、B两个小物块即将相对转台滑动的最大角速度𝜔约等于√𝜇𝑔𝑟 13. 如图甲所示是研究小车加速度与力关系的实验装置。木板置于水平桌面上，一端系有砂桶的细绳通过滑轮与拉力传感器相连，拉力传感器可显示所受的拉力大小F，改变桶中砂的质量多次实验。实验中需要( )

A. 测量砂和砂桶的总质量

B. 保持细线与长木板平行

C. 保持小车的质量不变

D. 满足砂和砂桶的总质量远小于小车的质量

三、实验题（本大题共1小题，共12.0分）

14. 如图所示，在竖直板上不同高度处各固定两个完全相同的圆弧轨道，轨道的末端水平，在它们相同位置上各安装一个电磁铁，两个电磁铁由同一个开关控制，通电后，两电磁铁分别吸住相同小铁球A、B，断开开关，两个小球同时开始运动．离开圆弧轨道后，A球做平抛运动，B球进入一个光滑的水平轨道，则：

①𝐵球进入水平轨道后将做______ 运动；

②改变A轨道距离B轨道的高度，多次重复上述实验过程，总能观察到A球正好砸在B球上，由此现象可以得出的结论是______ ．

四、简答题（本大题共1小题，共10.0分）

15. 在离地面高度为ℎ= 20𝑚处，将一个质量为𝑚= 1𝑘𝑔的钢球以𝑣= 5𝑚/𝑠的速度水平抛出，取𝑔= 10𝑚/𝑠2.则钢球从抛出到落地的时间𝑡=______s；飞行的水平距离𝑠=______m。

五、计算题（本大题共2小题，共27.0分）

16. 宇航员站在地球表面上从某一高度处以一定初速度水平抛出一小球，经过时间t小球落回地面；若他在某星球表面从同一高度处以相同的初速度水平抛出同一小球，需经过时间2t小球落回星球表面。(已知地球表面重力加速度为g，空气阻力不计)

(1)求该星球表面附近的重力加速度𝑔′；

(2)已知该星球的半径与地球半径之比为𝑅星：𝑅地=1：3，求该星球的质量与地球的质量之比𝑀星𝑀地。

17. 如图所示，平行金属板长为L，一个带电为+q、质量为m的粒子以初速度v 0紧贴上板垂直射入电场，刚好从下板边缘射出，末速度恰与下板成30°角，粒子重力不计，求：

(1)粒子末速度v的大小；

(2)电场强度； (3)两极板间距离．

【答案与解析】

1.答案：A

解析：解：AB、根据𝐺𝑚1𝑚2𝐿2=𝑚1𝑟1𝜔2=𝑚2𝑟2𝜔2，知𝑚1𝑟1=𝑚2𝑟2，知轨道半径比等于质量之反比，双星间的距离减小，则双星的轨道半径都变小，根据万有引力提供向心力，知角速度变大，周期变小，故A正确，B错误；

C、距离减小，则万有引力增大，根据𝐺𝑚1𝑚2𝐿2=𝑚1𝑎1=𝑚2𝑎2可知两星的向心加速度均逐渐增大，故C错误；

D、距离减小，则万有引力增大，万有引力对星体做正功，线速度增大，故D错误。

故选：A。

双星做匀速圆周运动具有相同的角速度，靠相互间的万有引力提供向心力，根据万有引力提供向心力得出双星的轨道半径关系，从而确定出双星的半径如何变化，以及得出双星的角速度、线速度、加速度和周期的变化。

本题考查了万有引力定律的应用；解决本题的关键知道双星靠相互间的万有引力提供向心力，知道双星的轨道半径比等于质量之反比，难度适中。

2.答案：D

解析：解：A、小船在沿河岸方向上做匀速直线运动，在垂直于河岸方向上做变速运动，合加速度的方向与合速度方向不在同一条直线上，做曲线运动。故A错误。

B、小船船头始终垂直河岸渡河，渡河时间可由河宽与船在静水中的速度求出，与水流的速度大小无关。故B错误。

C、小船船头始终垂直河岸渡河，由于水流的速度变化，越到中央，水流速度越大，由速度的合成与分解，可知实际速度也越大，因此实际速度是先变大后变小，故C错误，

D、小船到达离河岸3𝑑4处，水流速为𝑣水=𝑘𝑑=4𝑣0𝑑⋅𝑑4=𝑣0，则船的速度𝑣=√2𝑣0.故D正确。

故选：D。

将小船的运动分解为垂直于河岸方向和沿河岸方向，小船船头垂直河岸，则沿河岸方向的速度等于水流速度，根据两个方向上的运动情况判断合运动的轨迹． 解决本题的关键知道当合速度的方向与合加速度的方向在同一条直线上，物体做直线运动，不在同一条直线上，物体做曲线运动．以及知道合速度与分速度之间遵循平行四边形定则．

3.答案：C

解析：解：A、D、当静水速垂直于河岸时，渡河时间最短，𝑡=𝑑𝑣𝑐=604𝑠=15𝑠.此时小船的速度𝑣=√𝑣𝑐2+𝑣𝑠2=2√13 𝑚/𝑠.故A错误，D错误．

B、只要船速不平行于河岸，就能渡河．故B错误．

C、由于船速小于水流速，所以合速度不可能垂直于河岸，小船不能垂直渡河到对岸．故C正确．

故选：C

将小船的运动分解为沿河岸方向和垂直于河岸方向，当静水速垂直于河岸时，渡河时间最短，根据分运动与合运动具有等时性，求出渡河的时间．根据平行四边形定则求出小船的合速度．

解决本题的关键知道分运动与合运动具有等时性，各分运动具有独立性．以及知道当静水速垂直于河岸时，渡河时间最短．

4.答案：C

解析：解：AB、刚开始运动时，对物块受力分析如图所示：

根据牛顿第二定律可知𝑚𝑔𝑠𝑖𝑛37°+𝜇𝑚𝑔𝑐𝑜𝑠37°=𝑚𝑎1，

解得𝑎1=10𝑚/𝑠2，

物块与传送带达到共同速度时𝑣=𝑎1𝑡1，

解得𝑡1=𝑙𝑠，

物块的位移𝑥=12𝑎1𝑡12=5𝑚，

此后对物块受到的滑动摩擦力反向，