2020-2021学年湖南省长沙市高一下学期期中联考物理试题

2020-2021学年湖南省长沙市高一下学期期中联考物理试题

班级：___________姓名：______________准考证号：_______________

（本试卷共6页，15题，全卷满分：100分，考试用时：75分钟）

注意事项：

1.答题前，先将自己的姓名、准考证号写在试题卷和答题卡上，并将准考证条形码粘贴在答题卡上的指定位置；

2.选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上相应题目的答案标号涂黑.写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效；

3.非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效；

4.考试结束后，将本试题卷和答题卡一并上交.

一、单选题：本题共7小题，每小题4分，共28分，每小题只有一个正确答案.

1.牛顿以他伟大的工作把天空中的现象和地面的现象统一起来，成功的解释了天体运动的规律，时至今日，上千颗人造卫星正在按照万有引力定律为他们设定的轨道绕地球运转着，以下有关说法正确的是（    ）

A.第谷通过观察行星的运动，得出了行星的运动规律，他认为行星的轨道都是椭圆

B.开普勒通过对行星运动规律的研究，总结出了万有引力定律

C.牛顿利用扭秤装置测出了万有引力常量的数值

D.牛顿总结前人的成果得出了牛顿三大定律

2.花样溜冰是运动员通过冰刀在冰面上划出图形，并表演跳跃、旋转等高难度动作，具有很高的艺术欣赏性.运动员可以看作质点，在表演中一定发生变化的物理量是（    ）

A.加速度 B.合外力 C.速度的大小 D.速度的方向

3.钓鱼爱好者钓鱼时，身体正对前方目标，左脚前跨半步，先将钓竿尖朝后（铅坠与饵钩也同在身后），双手举竿过肩，上身重心移至左脚，同时向正前方挥动钓竿.铅坠与饵钩会随着钓竿做圆周运动.当铅坠从头顶通过的瞬间，放开压扣导线的手指.与此同时，将握竿的左手收到左侧腹部，右手压竿向前（与左手成水平状），使钓竿自然地抛投出去，落入目标水域之中.为了让铅坠与饵钩落得更远，爱好者会换用长竿.若挥竿动作不变的情况下，则使铅坠与饵钩的（    ）

A.角速度变大 B.线速度变大 C.向心加速度变小 D.频率变大

4.为了国家边防巩固、国家安宁，解放军同志常年驻扎在了无人烟的小岛上.岛上物资贫乏，只能用轮船运送或者飞机投送.如图是飞机低空投送物资，飞机距地面高500米，飞行速度为，重力加速度为.飞机水平距离小岛多远开始投送物资，物资刚好能落在小岛上（    ）

A.100m B.500m C.1000m D.1500m

5.2020年7月31日上午，北斗三号全球卫星导航系统正式开通.北斗系统是中国着眼于国家安全和经济社会发展需要，自主建设，独立运行的卫星导航系统.如图所示，a、b、c是北斗卫星导航系统中的3颗卫星，质量分别为、、，且.下列说法中正确的是（    ）

A.卫星b与卫星c受到地球的万有引力相同

B.卫星b加速可以追上卫星c

C.三颗卫星的绕行周期相同

D.卫星a的绕行速度大于卫星b的绕行速度，卫星b与卫星c的绕行速度相同

6.在长期的科学实践中，人们发现不同能量可以相互转化，并且能量的转化与功的概念紧密相连.关于功的概念，下列说法正确的是（    ）

A.根据可知，力越大，位移越大，做功越多

B.功分正功和负功，功是矢量

C.当力与位移垂直时，该力不做功

D.摩擦力不可以对物体做正功

7.地球同步卫星是指在地球同步轨道上自西向东运行的人造卫星.如图所示，发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火将卫星送入椭圆轨道2，然后再次点火，将卫星送入同步轨道3.轨道1、2相切于Q点，2、3相切于P点，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，下列说法中正确的是（    ）

A.卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率

B.卫星在轨道2上从Q点运动到P点时做加速运动

C.卫星在轨道1上经过Q点时的速度大于它在轨道2上经过Q点时的速度

D.卫星在P点从轨道2进入轨道3时需要加速

二、多选题：本题共3小题，每小题6分，共18分.全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分.

8.在下面所介绍的各种情况中，哪种情况将出现超重现象（    ）

A.荡秋千经过最低点的小孩 B.同步卫星内的宇航员

C.汽车在水平面转弯时里面的乘客 D.飞机在竖直平面内做俯冲特技表演时

9.为了测量月球的各项数据，宇航员设计一装置，用电磁铁吸住小球，启动装置后，电磁铁断电.小球自由下落，并开始计时.当小球经过光电门时停止计时.测出运动时间为，经过光电门的速度为.已知月球半径为R，万有引力常量为G.则下列说法正确的是（    ）

A.月球表面的重力加速度 B.月球的质量

C.月球的第一宇宙速度 D.月球的平均密度

10.一辆小汽车在水平路面上由静止启动，在前5s内做匀加速直线运动，5s末达到额定功率，之后保持以额定功率运动，其图像如图所示.已知汽车的质量为，汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍，g取，则以下说法正确的是（    ）

A.汽车在前5s内的加速度为

B.汽车在前5s内的牵引力为

C.汽车的额定功率为100kW

D.汽车的最大速度为

三、实验题：每空2分，共16分.

11.用如图所示的装置可以探究做匀速圆周运动的物体需要的向心力的大小与哪些因素有关.

（1）图示情景保持两小球运动半径和角速度相同，正在探究的向心力与______________的关系.

钢球质量是铝球质量的3倍，则钢球和铁球的向心力之比为__________.

（2）利用此装备探究向心力与角速度之间的关系，某同学测出数据后作图，为了能简单明了的观察出向心力与角速度的关系，最好做的图像是（    ）

A.图像 B.图像 C.图像

12.图甲为研究平抛运动的装置.

（1）安装设备和实验过程中，下列操作正确的是（    ）

A.每次释放小球时挡板位置可任意调节

B.斜槽末端必须水平，以保证小球每次抛出时初速度相同

C.平面直角坐标系的原点建立在斜槽的末端

D.小球上沾上墨水，让小球和纸面接触直接画出抛物线

（2）某同学每次都将小球从斜槽的同一位置无初速释放，并从斜槽末端水平飞出.改变水平挡板的高度，就改变了小球在板上落点的位置，从而可描绘出小球的运动轨迹.某同学设想小球先后三次做平抛，将水平挡板依次放在如图乙1、2、3的位置，且1与2的间距等于2与3的间距.若三次实验中，小球落点位置一次记为a、b、c.3个位置的水平距离记为、，忽略空气阻力的影响，下面分析正确的是____________.

A. B. C. D.无法判断

（3）另一同学利用该实验装备测量当地的重力加速度，利用传感器测出小球从斜槽末端抛出时的水平速度为，在坐标纸上描出了小球水平抛出后的运动轨迹.部分运动轨迹如图丙所示.图中水平方向与竖直方向每小格的长度均为L，、和是轨迹图线上的3个点，和、和之间的水平距离相等.是否为平抛运动的起点_____________（填“是”或者“否”），求出小球从运动到所用的时间为_____________，当地的重力加速度为_____________.（利用题中的字母表示）

四、计算题：本题共3小题，第13题12分，第14题12分，第15题14分，共38分.把解答写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤.

13.兴趣小组为了测量吊扇的角速度，设计了如下实验：

把吊扇的扇叶拆除，将质量为m的小球，用长为L的轻绳悬挂在半径为R的机头边缘.给机头通电，待稳定后，小球随机头一起在水平面内做匀速圆周运动.轻绳与竖直方向的夹角为，重力加速度为g，忽略空气阻力，求：

（1）小球做圆周运动的半径r；

（2）小球做圆周运动的向心力大小；

（3）机头匀速转动的角速度.

14.如图所示，竖直平面内的圆弧形光滑管道半径为R，A端与圆心O等高，为与水平方向成45°角的斜面，B端在O的正上方，一个质量为m的直径约小于管道直径的小球在A点正上方某处由静止开始释放，自由下落至A点后进入圆形管道并沿圆形管道运动到B点，速度为.整个过程中，小球可以看作质点，求：

（1）小球到B点时对管道作用力的大小和方向？

（2）判断小球能否运动到斜面上，如果能运动到斜面上求出小球从B点落到斜面上的时间，如果不能请说明理由.

（3）如果小球能落到斜面上，假设小球落到斜面上C点，求出此时的速度大小和方向（方问用速度与水平方向的夹角的正切值表示）.

15.如图所示，一根长4m的细绳一端固定在O点，一端拴住一质量为1kg的小球.现将小球置于A点，细绳刚好拉直，并与水平方向的夹角为53°.小球由静止释放，落至B点处细绳拉直，小球开始做圆周运动.重力加速度取.细绳的最大的承受力为30N.（，，，）

（1）求小球落至B点时的速度大小.

（2）求小球运动至C点时的速度大小.

（3）要使小球运动到C点时绳子断开，需在直线上加一颗钉子挡住绳子，求出钉子的位置（用钉子到O点的距离表示）.

高一物理答案

一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分）

1.【答案】D

2.【答案】D

3.【答案】B

故选B.

4.【答案】C

5.【答案】D

【解析】由可知，质量大的万有引力大，，故卫星b的万有引力大于卫星c的万有引力，A错；

卫星b如果加速，会做离心运动，到大轨道上，速度更小，离c更远了，故B错；

由开普勒第三定律可以，卫星A的周期大于卫星b的周期，卫星b的周期等于卫星c的周期，故C错；

由可知，D正确.

6.【答案】C

【解析】做功不仅与力、位移有关，还与力和位移的夹角有关，故A错误；

功是标量，正负表示做功的力是动力还是阻力，故B错误；

力与位移垂直时不做功，故C正确；

摩檫力即可以做负功也可以做正功，故D错误.

7.【答案】D

【解析】；r越大，v越小，故A错误；

卫星在轨道2上从Q点运动到P点时克服万有引力做功，做减速运动，故B错误；

卫星在Q点从轨道1进入轨道2需要加速，所以卫星在轨道2上经过Q点的速度大，故C错误；

同理，卫星从轨道2进入轨道3时也要加速，D正确.

二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分.全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分.）

8.【答案】AD

【解析】超重时物体的加速度向上，故选AD

9.【答案】AD

【解析】小球做自由落体运动，；故A正确；

；故B错误；

第一宇宙速度故C错误；

密度故D正确.

10.【答案】BCD

【解析】汽车在5秒内的加速度为，故A错误；

得，故B正确；

额定功率为；故C正确；

汽车的最大速度，故D正确.

三、实验题（每空2分，共16分）

11.【答案】（1）质量，3：1；（2）C

【解析】图中半径和角速度都相同，仅仅小球质量不一样，故研究向心力和质量的关系；

由可知，向心力与质量成正比，故向心力之比为3：1.

为了简单明了的观察规律，我们需要画直线，故选C.

12.【答案】（1）B；（2）A；（3）否，，

【解析】（1）实验时每次从必须在同一位置释放小球，保证运动一样，故A错；

斜槽末端必须水平，保证平抛运动的初速度水平，故B正确；

坐标系应建立在小球飞出时小球球心处，故C错误；

小球与纸面接触后，小球受到摩擦就不是平抛运动了，故D错误.

（2）因12、23竖直高度相同，所用时间，故，选A

（3）和、和的竖直距离不满足1：3，所以不是起点；

水平：，

竖直：

四、计算题（本题共3小题，第13题12分，第14题12分，第15题14分，共38分.把解答写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤.）

13.【答案】见解析

【解析】（1）  4分

（2）   4分

（3）由牛顿第二定律得：

   2分

   2分

14.【答案】（1）；竖直向上（2）可以落在斜面上，；（3），

【解析】（1）假设小球受到的作用力竖直向下，由牛顿第二定律有

   2分

  1分

求得正值，假设成立，小球受到的外轨道向下的压力，由牛顿第三定律可知：

小球对管道上侧有竖直向上的压力，大小为 1分

（2）设小球从B点以速度v抛出，刚好落在A点，由平抛运动规律得：

   2分

可以落在斜面上

小球落在斜面上，设水平位移为x，竖直位移为y，由平抛运动规律得：

（3）小球落在C点

   2分

假设速度方向与水平方向成角为： 2分

15.【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】：（1）小球从A点开始做自由落体运动，到B点时速度为：

 （4分）

（2）如图，将速度分解，保留，因绳子作用力突变为零，小球进入圆周轨道，从B运动到C点由动能定理得：

注：由分解速度的想法给2分，动能定理式给2分，结果2分.

（3）设刚好使绳子断裂，钉子到小球距离为r，此时小球做圆周运动的线速度不变，半径变为r，由牛顿第二定律得：

 3分（2+1）

则，钉子到O点得距离为  1分