内蒙古乌兰察布市集宁二中高一（下）期中物理试卷

这是一份内蒙古乌兰察布市集宁二中高一（下）期中物理试卷，共14页。试卷主要包含了单选题，多选题，计算题等内容，欢迎下载使用。
 2020-2021学年内蒙古乌兰察布市集宁二中高一（下）期中物理试卷一、单选题（本大题共8小题，共40.0分）下列说法正确的是A. 只要物体受到的合外力不为零，物体就做曲线运动
B. 曲线运动的物体加速度方向和速度方向可能在同一直线上
C. 做曲线运动的物体加速度可以是恒定的
D. 曲线运动的物体合外力一定是变化的某天体质量和半径约为地球的倍和倍，地球表面重力加速度为，则该天体表面的重力加速度约为A.  B.  C.  D. 如图所示，一质量为的光滑大圆环，用一细轻杆固定在竖直平面内；套在大环上质量为的小环，从大环的最高处由静止滑下，滑到大环的最低点的过程中重力加速度大小为A. 此过程中小环克服支持力做功
B. 此过程中小环的重力势能在减少
C. 小环滑到大环的最低点时处于失重状态
D. 小环滑到大环的最低点时，大圆环对杆的拉力等于
 设飞机飞行中所受阻力与其速度的平方成正比，如飞机以速度匀速飞行时，其发动机功率为。则飞机以速度匀速飞行时，其发动机功率为A.  B.  C.  D. 一小球以初速度水平抛出，不计空气阻力，小球在空中运动的过程中重力做功的功率随时间变化的图象是A.  B.  C.  D. 如图，轴在水平地面内，轴沿竖直方向。图中画出了从轴上沿轴正向抛出的三个小球、和的运动轨迹，其中和是从同一点抛出的，不计空气阻力，则A. 的飞行时间比的长
B. 的初速度比的小
C. 的水平速度比的小
D. 和的飞行时间相同
 我国将要发射一颗绕月运行的探月卫星“嫦娥号”。设该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，月球的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的速率约为A.  B.  C.  D. 一质量为的物体，从倾角为的光滑斜面顶端由静止下滑，下滑时离地面高度为，如图所示，当物体滑到斜面底端时，重力的瞬时功率为取A.  B.  C.  D. 二、多选题（本大题共4小题，共24.0分）有关圆周运动的基本模型如图所示，下列说法正确的是A. 图中，汽车通过拱形桥的最高点处于超重状态
B. 图中，在光滑固定圆锥筒的水平面内做匀速圆周运动的小球，受重力、弹力
C. 图中，火车转弯超过规定速度行驶时，外轨对火车轮缘会有挤压作用
D. 图中，“水流星”匀速转动过程中，在最低处水对桶底的压力最大如图所示，质量为的小球，用一长为的细线悬于点，将悬线拉直成水平状态，并给小球一个向下的速度让小球向下运动，点正下方处有一钉子，小球运动到处时会以为圆心做圆周运动，并经过点。若已知，选点所在的水平面为参考平面，重力加速度为，则下列说法正确的是A. 小球由点到点的过程中，重力做功为
B. 小球由点到点的过程中，细线拉力做正功
C. 小球在点时的重力势能
D. 点越低碰钉子后细线越容易断裂如图所示的卫星轨道，其中圆是地球同步轨道，现在有、两颗卫星分别位于、轨道运行，且卫星的运行方向与地球自转方向相反，已知、的运行周期分别为、，地球自转周期为，为轨道的近地点，则有A. 卫星是地球同步卫星
B. 卫星在点时速度最大
C.
D.
 如图所示，轻杆一端固定在光滑水平轴上，另一端固定一质量为的小球。给小球一初速度，使其在竖直平面内做圆周运动，且刚好能通过最高点，重力加速度为，下列说法正确的是A. 小球在最高点时对杆的作用力为零
B. 小球在最高点时对杆的作用力大小为
C. 若增大小球的初速度，则在最高点时球对杆的力一定增大
D. 若增大小球的初速度，则在最高点时球对杆的力可能增大
 三、计算题（本大题共3小题，共36.0分）如图所示，有一长为的细线，细线的一端固定在点，另一端拴一质量为的小球，现使小球恰好能在竖直面内做完整的圆周运动．已知水平地面上的点位于点正下方，且到点的距离为，重力加速度为，不计空气阻力．
求小球通过最高点时的速度；
若小球通过最低点时，细线对小球的拉力恰好为小球重力的倍，且小球经过点的瞬间让细线断裂，求小球落地点到点的距离．






 宇航员站在一星球表面上高处，以初速度沿水平方向抛出一个小球，小球落地时的水平位移为已知该星球的半径为，不计星球自转，万有引力常量为，求：
该星球表面的重力加速度；
该星球的质量；
该星球的第一宇宙速度。






 一辆质量的汽车，发动机的额定功率为，汽车从静止开始以加速度做匀加速直线运动，车受的阻力为车重的倍，取，求：
汽车做匀加速直线运动的最长时间；
汽车做匀加速运动过程的平均功率；
汽车开始运动后第末的瞬时功率；
汽车的最大速度；
如果汽车启动后匀加速做匀速直线运动，则汽车匀速运动的实际功率多大？







答案和解析1.【答案】
 【解析】解：、物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，故A错误；
B、物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，而加速度方向与合力方向相同，所以做曲线运动物体的速度方向与加速度方向不在同一直线上，故B错误；
、做曲线运动的物体，物体所受到的合外力可以不变，它的加速度可以是恒定的，如平抛运动，故C正确，D错误；
故选：。
物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，速度的方向与该点曲线的切线方向相同。
本题关键是对质点做曲线运动的条件的考查，匀速圆周运动，平抛运动等都是曲线运动，对于它们的特点要掌握住。
 2.【答案】
 【解析】解：令地球质量为，半径为，则在地球表面有：，可得，同理可得天体表面的重力加速度
，所以C正确，ABD错误。
故选：。
根据重力万有引力相等求出星球表面重力加速度的表达式，再根据天体质量和半径与地球的关系求解即可。
本题关键是能根据星球表面重力与万有引力相等求得星球表面的重力加速度的关系式，再根据关系式进行推导，属于基础题。
 3.【答案】
 【解析】解：、小环在下滑过程中，速度与支持力方向始终垂直，支持力不做功，故A错误；
B、小环在下滑过程中，高度降低，重力势能减小，故B正确；
C、小环滑到最低点时，有竖直向上的加速度，由牛顿运动定律可知小环处于超重状态，故C错误；
D、小环从最高到最低，由机械能守恒定律得：
小环在最低点时，根据牛顿第二定律得：
 
联立得：
对大环分析，有：，故D错误；
故选：。
根据支持力和速度方向确定支持力做功情况；判定重力势能主要看高度的变化；由机械能守恒定律求出小环运动到最低点的速度，根据牛顿第二定律求出小环运动到最低点时，大环对它的拉力，再用隔离法对大环分析，求出大圆环对轻杆的拉力大小。
本题主要考查了机械能守恒和牛顿第二定律的应用，解决本题的关键搞清小环做圆周运动向心力的来源，运用牛顿第二定律进行求解。
 4.【答案】
 【解析】解：设飞机飞行中所受阻力
在匀速飞行时飞机受到的阻力的大小和飞机的牵引力的大小相等，
所以飞机以速度飞行时
当飞机以匀速飞行时，，故D正确，ABC错误；
故选：。
由于飞机飞行中所受阻力与其速度的平方成正比，由此可以求得飞机在速度为和时受到的阻力的大小，再由可以求得飞机的功率的大小．
当飞机匀速飞行时，飞机的牵引力和受到的阻力大小相等，由此可以求得飞机飞行时的功率，但需要注意的是飞机在以不同的速度飞行时受到的阻力的大小是不同的．
 5.【答案】
 【解析】解：重力做功的功率，知与时间正比．故A正确，、、D错误．
故选A．
根据，为重力与速度方向之间的夹角，推导出重力做功功率与时间的关系式，从而确定正确的图象．
解决本题的关键知道重力做功的功率等于重力与竖直分速度的乘积，竖直分速度与时间成正比．
 6.【答案】
 【解析】解：、根据得平抛运动的时间：，则知，、的高度相同，大于的高度，可知的飞行时间小于的时间，、的运动时间相同，故A错误，D正确；
B、、的运动时间相同，的水平位移大于的水平位移，根据知，的初速度大于的初速度，故B错误；
C、、相比较，因为的飞行时间短，但是水平位移大，根据知，的水平初速度大于的水平初速度，故C错误；
故选：。
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，根据高度比较运动的时间，结合水平位移和时间比较初速度的大小。
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，知道平抛运动的时间由高度决定，水平位移由初速度和高度共同决定。
 7.【答案】
 【解析】解：地球上第一宇宙速度为

探月卫星所受万有引力等于向心力

解得

因而


故选：。
由万有引力等于向心力，可以得到第一宇宙速度的表达式，再同样由万有引力等于向心力，得到该探月卫星绕月运行的速率，两式比较，得到探月卫星速度。
本题关键是根据第一宇宙速度的表达式列式求解，其中第一宇宙速度为贴近星球表面飞行的卫星的环绕速度
 8.【答案】
 【解析】解：由可得：
物体滑到底部时的速度
重力的瞬时功率。故ABC错误，D正确。
故选：。
由机械能守恒定律可求得小球滑到底部时的速度，再由可求得瞬时功率。
本题考查机械能守恒定律求解末速度大小，以及瞬时功率的求解，要灵活运用。
 9.【答案】
 【解析】解：、当汽车通过拱形桥的最高点，设桥顶对汽车的支持力为，则由，得，支持力小于重力，为失重状态，故A错误；
B、在光滑固定圆锥筒的水平面内做匀速圆周运动的小球，其向心力由重力和圆锥筒对小球的弹力的合力提供，即小球只受重力和弹力，故B正确；
C、火车拐弯时超过规定速度行驶时，由于支持力和重力的合力不够提供向心力，会对外轨产生挤压，即外轨对火车轮缘会有挤压作用，故C正确；
D、演员表演“水流星”，当“水流星”通过最高点时，以水为研究对象，有，解得：；在最低点时，有，解得：，故F，“水流星”匀速转动过程中，最低处桶底对水的支持力最大，根据牛顿第三定律，在最低处水对桶底的压力最大，故D正确。
故选：。
汽车通过拱形桥最高点时，对汽车受力分析即可解释；
对小球受力分析，其向心力由重力和圆锥筒对小球的弹力的合力提供；
火车转弯时，防止车轮边缘与铁轨间的挤压，通常做成外轨略高于内轨，车速高于轨道速度时，外轨对外轮缘会有挤压；
对水流星最低点、最高点受力分析，讨论水对桶的力的大小。
此题考查圆周运动常见的模型，每一种模型都可通过受力分析找到向心力，从而根据公式判定运动情况，或者根据运动情况判断受力。
 10.【答案】
 【解析】解：、由题意可知，、间的高度差，小球由到过程重力做的功，故A正确；
B、小球由到过程，细线的拉力与小球的速度方向垂直，细线的拉力不做功，故B错误；
C、选点所在的水平面为参考平面，小球在点时的重力势能，故C正确；
D、细线的拉力与小球重力的合力提供向心力，点越低碰钉子后小球做圆周运动的轨道半径越小，细线碰钉子前后瞬间小球的速度大小不变，由牛顿第二定律得：，
解得细线拉力大小
，
、、一定，越小越大，细线越容易断，故D正确。
故选：。
根据题意求出小球初末位置的高度差，然后求出重力做的功；根据力的方向与位移方向间夹角过程判断细线拉力如何做功；根据参考平面求出小球的重力势能；细线的拉力与小球重力的合力提供向心力，应用牛顿第二定律分析答题。
分析清楚小球的运动过程与受力情况是解题的前提，根据重力势能的计算公式、功的计算公式与牛顿第二定律即可解题。
 11.【答案】
 【解析】解：、卫星的运行方向与地球自转方向相反，虽然周期为，但相对地面上的物体或观察者是运动的，故卫星不是同步卫星，故A错误；
B、根据开普勒第二定律，近地点速度最大，故B卫星在点时速度最大，故B正确；
C、根据开普勒第三定律，可知，故C正确；
D、由于卫星在同步卫星轨道上运动，故其周期等于地球的自转周期，即，故D正确。
故选：。
卫星的运行方向与地球自转方向相反，虽然周期为仍为地球的自转周期，但相对地面上的物体或观察者是运动的，故卫星不是同步卫星。根据开普勒第二定律，近地点速度最大，根据开普勒第三定律，越大，越大。
本题要掌握开普勒行星运动定律，要注意开普勒的行星运动定律，也适用于卫星绕行星运动的情形，要理解第三定律中各量的含义。
 12.【答案】
 【解析】解：、小球刚好能通过最高点的速度为，设小球在最高点时对杆的作用力为，根据牛顿第二定律：，得：，方向竖直向上，由牛顿第三定律可知，球对杆的作用力大小为，方向竖直向下。故A错误，B正确；
、对于球，在最高点时：若时，杆对球的作用力方向竖直向上，由上得到：，增大小球的初速度，杆对球的作用力减小，则球对杆的力减小；若时，杆对球的作用力方向竖直向下时，由：，得：，当速度增大时，杆对球的作用力增大，则球对杆的力增大，故C错误，D正确。
故选：。
在最高点和最低点，由合外力提供小球所需要的向心力，根据向心力公式列式求解，注意轻杆的作用力可以向上，也可以向下。
本题考查的是竖直平面内圆周运动临界条件问题，抓住杆能支撑小球的特点，最高点的临界速度为零，由牛顿第二定律进行分析。
 13.【答案】解：小球恰好能做完整的圆周运动，则小球通过点时细线的拉力为零，根据向心力公式有：

解得：；
小球在点时根据牛顿第二定律有：

小球运动到点时细线断裂，小球做平抛运动，有：
竖直方向：
水平方向：。
 【解析】物体恰好做通过最高点，即重力充当向心力，由向心力公式可求得最高点的速度；
由由向心力公式可求得小球的速度；细线断裂后，小球做平抛运动，由平抛运动的规律可得出小球落地点到的距离。
小球在竖直面内圆周运动一般会和机械能守恒或动能定理结合考查，要注意临界值的应用及正确列出机械能的表达式。
 14.【答案】解：近似认为小球受到万有引力恒定，由星球表面物体受到的重力等于万有引力可知小球只受重力作用，故小球做平抛运动，那么由平抛运动位移规律可得：

所以，该星球表面的重力加速度为：
；
由星球表面物体受到的重力等于万有引力可得：

所以，该星球的质量为：
；
近地卫星绕星球运动的速度为第一宇宙速度，故由万有引力做向心力可得：

所以有：；
答：该星球表面的重力加速度为；
该星球的质量为；
该星球的第一宇宙速度为。
 【解析】根据小球做平抛运动，由位移规律求解；
根据星球表面物体受到的重力等于万有引力求解；
根据近地卫星绕星球运动的速度为第一宇宙速度，由万有引力做向心力求解。
万有引力问题的运动，一般通过万有引力做向心力得到半径和周期、速度、角速度的关系，然后通过比较半径来求解，若是变轨问题则由能量守恒来求解。
 15.【答案】解：根据牛顿第二定律得，，
解得，
则匀加速直线运动的末速度，
匀加速直线运动的最长时间．
匀加速直线运动的位移，
则汽车做匀加速运动过程的平均功率．
第末的速度，
则瞬时功率．
当牵引力等于阻力时，速度最大，根据得，
．
时的速度为，匀速运动时，牵引力，
则．
答：汽车做匀加速直线运动的最长时间为；
汽车做匀加速运动过程的平均功率为；
汽车开始运动后第末的瞬时功率为；
汽车的最大速度为；
汽车匀速运动的实际功率为．
 【解析】根据牛顿第二定律求出牵引力的大小，结合求出匀加速直线运动的末速度，根据速度时间公式求出匀加速直线运动的最长时间．
根据匀加速直线运动的位移求出匀加速直线运动牵引力做功的大小，从而得出该过程中的平均功率．
根据速度时间公式求出第末的速度，根据求出瞬时功率．
当牵引力等于阻力时，速度最大，结合求出汽车的最大速度．
根据牵引力的大小，结合末的速度求出汽车的实际功率．
本题考查了机车的启动问题，掌握牵引力、速度和功率之间的关系，知道牵引力与阻力相等时，速度最大．