2020-2021学年甘肃省庆阳市陇东学院附属中学高一（下）期中物理试题（解析版）

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陇东学院附中2020一2021学年第二学期期中考试高一级物理试题（卷）（试卷总分100分；考试时间120分钟）注意事项：1、必须将所有答案作在答案卷上，超出答题区域或在其它题的答题区域内以及在密封线内书写的答案无效。2、考试结束后，只交答案卷。一、单项选择题（每小题3分，共48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. 曲线运动的物体加速度一定变化C. 曲线运动的物体所受合外力一定为变力D. 曲线运动的物体所受合力为0【1题答案】【答案】A【解析】【详解】A.曲线运动的速度方向是切线方向，时刻改变，一定是变速运动，故A正确；B.曲线运动物体的加速度可以不变，如平抛运动，故B错误；C.曲线运动物体的合外力可以不变，如平抛运动，故C错误；D.物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，所以合外力一定不为0，故D错误；故选A。2. 某质点在恒力F作用下从A点沿图所示曲线运动到B点，到达B点后，质点受到的力大小不变，但方向恰与F相反，则它从B点开始的运动轨迹可能是图中的哪条曲线（　　）A. 曲线a B. 曲线b C. 曲线c D. 以上三条曲线都不可能【2题答案】【答案】A【解析】【详解】从A点沿曲线运动到B点，曲线是向下弯曲的，由合力应该指向轨迹内侧，可知恒力F的方向应该是斜向右下方的，改变F的方向之后就应该是斜向左上方的，又由于曲线运动的合力是指向轨迹内侧的，所以把F反向之后，物体的运动轨迹应该是向上弯曲，所以A选项正确。故选A。3. 在匀速圆周运动过程中，下列描述运动快慢物理量会发生变化的是（　　）A. 转速 B. 线速度 C. 角速度 D. 周期【3题答案】【答案】B【解析】【详解】在匀速圆周运动过程中，转速、角速度和周期均不变，线速度大小不变，但方向时刻变化。故选B。4. 关于做匀速圆周运动的物体的向心加速度，下列说法正确的是（　　）A. 向心加速度的大小和方向都不变B. 向心加速度大小和方向都不断变化C. 向心加速度的大小不变，方向不断变化D. 向心加速度的大小不断变化，方向不变【4题答案】【答案】C【解析】【详解】做匀速圆周运动的物体，向心力大小不变，方向时刻变化，所以向心加速度的方向始终指向圆心，在不同的时刻方向是不同的，而大小不变，故C正确，ABD错误。故选C。5. 质点做匀速圆周运动时，下列说法中正确的是（   ）A. 做匀速圆周运动物体的角速度时刻改变B. 做匀速圆周运动物体的线速度一直不变C. 做匀速圆周运动物体的转速越小，周期越大D. 物体只有在恒力作用下，才能做匀速圆周运动【5题答案】【答案】C【解析】【详解】A．匀速圆周运动的转速、周期、角速度保持不变，故A错误；B．做匀速圆周运动物体的速度方向，时刻改变，故B错误；C．转速与周期的关系为，可知转速越小，周期越大，故C正确；D．匀速圆周运动的物体的向心力方向始终指向圆心，因此方向时刻改变，故D错误。故选C。6. 一辆卡车在丘陵地面匀速率行驶，地形如图所示，由于轮胎太旧，爆胎可能性最大的地段应是（　　）
 A. a处 B. b处 C. c处 D. d处【6题答案】【答案】D【解析】【详解】在坡顶由牛顿第二定律得mg－FN＝m解得FN＝mg－mFN＜mg在坡谷，则有FN－mg＝mFN＝mg＋mFN＞mg可知，汽车在坡谷处所受的支持力更容易爆胎；且r越小，FN越大，则在b、d两点比a、c两点容易爆胎，而d点半径比b点小，则d点最容易爆胎。故选D。7. 如图所示，一圆盘可绕通过圆盘的中心O且垂直于盘面的竖直轴转动，在圆盘上放置一小木块A．它随圆盘一起做匀速圆周运动，如图所示．则关于木块A的受力，下列说法正确的是（）A. 木块A受重力、支持力、静摩擦力和向心力B. 木块A受重力、支持力和静摩擦力，摩擦力的方向与木块运动方向相反C. 木块A受重力、支持力和静摩擦力，摩擦力的方向指向圆心D. 木块A受重力、支持力和静摩擦力，摩擦力的方向与木块运动方向相同【7题答案】【答案】C【解析】【详解】物体做匀速圆周运动，合力提供向心力，指向圆心．物体受重力，支持力，静摩擦力，其中重力和支持力二力平衡，静摩擦力提供向心力，向心力是合力，不能说成物体受到向心力，故C正确，ABD错误．8. 在公路转弯处外侧的李先生家门口，三个月内连续发生了八次大卡车侧翻的交通事故．经公安部门和交通部门协力调查，画出的现场示意图如图所示，为了避免事故再次发生，很多人提出了建议，下列建议中不合理的是（）A. 在进入转弯处设立限速标志，提醒司机不要超速转弯B. 改进路面设计，增大车轮与路面间的摩擦C 改造此段弯路，使弯道内侧低、外侧高D. 改造此段弯路，使弯道内侧高、外侧低【8题答案】【答案】D【解析】【详解】A．车发生侧翻的原因时车受到的力小于做圆周运动所需的向心力，发生离心运动，所以要避免事故再次发生，需要增大车所受的力或者减小向心力，当减小速度时，向心力减小可以避免事故的发生，A合理；B．当车在水平路面上转弯时，静摩擦力提供向心力，增大车轮与路面间的摩擦可以避免事故的发生，B合理；CD．当弯路的内侧高，外侧低时，车重力沿斜面方向的分力背离圆心，导致合力不够提供向心力，会导致事故发生，所以应该改造此段弯路，使弯道内侧低、外侧高，使支持力和重力的合力沿水平方向有向里的分量，所以C合理，D不合理。故选D。9. 下列说法中正确的是（　　）A. 开普勒在研究行星运动规律的基础之上提出了万有引力定律B. 牛顿通过扭秤实验测出了万有引力常量G的数值C. 海王星被称为“笔尖下的行星”D. 地球使树上苹果下落的力，与太阳、地球之间的吸引力不是同一种力【9题答案】【答案】C【解析】【详解】A．开普勒在研究行星运动规律的基础之上提出了行星运动定律，A错误；B．卡文迪许通过扭称实验测出了万有引力常量G的数值，B错误；C．英国的亚当斯和法国的勒维耶独立地利用万有引力定律计算出了海王星的轨道，人们称海王星为“笔尖下发现的行星”，C正确；D．地球对地面上物体的引力本质上是万有引力，太阳与地球之间的引力也是万有引力，D错误。故选C。10. 为了探测引力波，“天琴计划”预计发射地球卫星P，其轨道半径约为地球半径的16倍；另一地球卫星Q的轨道半径约为地球半径的4倍．P与Q的周期之比约为（  ）A. 2:1 B. 4:1 C. 8:1 D. 16:1【10题答案】【答案】C【解析】【分析】【详解】设地球半径为R，根据题述，地球卫星P的轨道半径为RP=16R，地球卫星Q的轨道半径为RQ=4R，根据开普勒定律，可得==64所以P与Q的周期之比为TP∶TQ=8∶1ABD错误，C正确。故选C正确。11. 在物理学理论建立的过程中，有许多伟大的科学家做出了贡献。关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是（　　）A. 亚里士多德以事实为依据，通过推理得出力不是维持物体运动状态的原因B. 哥白尼提出“日心说”，发现了太阳系中行星沿椭圆轨道运动的规律C. 牛顿进行了“月-地检验”，得出天上和地下的物体都遵从万有引力定律D. 卡文迪许发现了万有引力定律并测出了万有引力常量【11题答案】【答案】C【解析】【详解】A．伽利略以事实为依据，通过逻辑推理得出力不是维持物体运动状态的原因，选项A错误；B．哥白尼提出“日心说”，开普勒发现了太阳系中行星沿椭圆轨道运动的规律，选项B错误；C．牛顿进行了“月-地检验”，得出天上和地下的物体都遵从万有引力定律，选项C正确；D．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许测出了万有引力常量，选项D错误。故选C。12. 牛顿发现了万有引力定律，其内容是：自然界中任何两个物体都互相吸引，引力方向在它们的连线上，引力大小F跟它们的质量、的乘积成正比，跟它们的距离r的平方成反比，即。请你根据所学知识，推导比例系数G的国际制单位为（　　）A.  B.  C.  D. 【12题答案】【答案】A【解析】【详解】根据万有引力定律可得力的单位是N，，距离的单位是m，质量的单位是kg，所以万有引力常量的单位是故选A。13. 一项最新的研究发现，在我们所在星系中央隆起处，多数恒星形成于100亿多年前的一次恒星诞生爆发期。若最新发现的某恒星自转周期为T，星体为质量均匀分布的球体，万有引力常量为G，则以周期T稳定自转的星体的密度最小值约为（　　）A.  B.  C.  D. 【13题答案】【答案】A【解析】【分析】【详解】设恒星的半径为R，根据万有引力恰好提供向心力星体不瓦解，且密度最小解得恒星的质量则恒星的密度故选A。14. 已知地球的第一宇宙速度为7.9km/s，第二宇宙速度为11.2km/s，第三宇宙速度为16.7km/s。下列叙述正确为是（　　）A. 第一宇宙速度是物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度B. 第二宇宙速度是成为地球卫星的最小发射速度C. 所有地球卫星环绕地球的运行速度都介于7.9km/s和11.2km/s之间D. 要发射土星探测器速度要大于第三宇宙速度【14题答案】【答案】A【解析】【分析】【详解】A．第一宇宙速度是物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度，A正确；B．第二宇宙速度是摆脱地球引力束缚的最小发射速度，B错误；C．所有地球卫星发射速度都介于7.9km/s和11.2km/s之间，C错误；D．要发射土星探测器速度要大于第二宇宙速度，小于第三宇宙速度，D错误。故选A。15. 人造地球卫星的轨道可近似为圆轨道。下列说法正确的是（　　）A. 周期是24小时的卫星都是地球同步卫星B. 地球同步卫星的角速度大小比地球自转的角速度小C. 近地卫星的向心加速度大小比地球两极处的重力加速度大D. 近地卫星运行的速率比地球表面赤道上的物体随地球自转的速率大【15题答案】【答案】D【解析】【详解】A．周期为24h的卫星不一定是同步卫星，故A错误；B．地球同步卫星的角速度等于地球自转的角速度，故B错误；C．近地卫星的向心加速度大小等于地球表面的重力加速度，故与地球两极处的重力加速度大小相等，故C错误；D．近地卫星运行周期比地球自转周期小，则根据可知近地卫星角速度大于地球自转角速度，根据可知，近地卫星运行速率比地球表面赤道上的物体随地球自转的速度大，故D正确。故选D。16. 北斗卫星导航系统（BDS）空间段由35颗卫星组成，包括5颗静止轨道卫星（地球同步卫星）、27颗中轨道地球卫星、3颗其他卫星．其中有一颗中轨道地球卫星的周期为16小时，则该卫星与静止轨道卫星相比（    ）A. 轨道半径小 B. 角速度小 C. 线速度小 D. 向心加速度小【16题答案】【答案】A【解析】【分析】本题考查的是万有引力理论的成就，我们在分析的时候抓住它做匀速圆周运动，且万有引力提供向心力即可求出答案．【详解】中轨道地球卫星的周期为16小时比静止轨道卫星周期小，结合高轨低速周期长、低轨高速周期短的特点，A对．【点睛】卫星参数比较有一个很有效的规律：高轨低速周期长、低轨高速周期短．二、多项选择题（每题4分，共12分）17. 下列关于离心运动理解正确的是（　　）A. 物体做离心运动是因为受到了背离圆心的离心力B. 离心运动的本质是惯性的表现C. 洗衣机脱水是利用离心运动把附着在物体上的水分甩掉D. 在合力不足以提供所需向心力时，物体一定沿曲线的切线飞出【17题答案】【答案】BC【解析】【详解】A.物体做离心运动是因为所受合力不足以提供其做圆周运动的向心力，物体并没有受到背离圆心的离心力，故A错误；B.做圆周运动的物体，由于惯性，总有沿着切线方向飞出去的倾向，但在向心力的作用下使之能够继续绕圆心运动，一旦物体所受合力不足以提供所需的向心力时，物体就会逐渐远离圆心，因此离心运动的本质是惯性的表现，故B正确；C.洗衣机脱水是利用离心运动把附着在物体上的水分甩掉，故C正确；D.只有当向心力突然消失，即物体所受合力在指向圆心方向的分力突变为零时，物体才会沿曲线的切线飞出，若合力只是不足以提供所需的向心力时，物体不会沿切线飞出，而是做离心运动，故D错误。故选BC。18. 关于开普勒行星运动定律，下列理解正确的是（　　）A. 行星绕太阳运动的轨道是椭圆B. 行星绕太阳运动时，一定做匀变速曲线运动C. 行星绕太阳运动时，行星在近日点的线速度小于在远日点的线速度D. 行星绕太阳运动时，行星在近日点的线速度大于在远日点的线速度【18题答案】【答案】AD【解析】【详解】A．由开普勒行星运动规律可知，行星绕太阳运动的轨道是椭圆，太阳处在椭圆轨迹对应的一个焦点上，A正确；B．行星绕太阳运动过程中，受到太阳的引力是变力，故行星加速度是变化的，行星一定不是做匀变速曲线运动，B错误；CD．行星绕太阳运动时，从远日点到近日点的过程，引力做正功，故行星在近日点的线速度大于在远日点的线速度，C错误，D正确。故选AD。19. 如图所示，长L=0.5m的轻质细杆，一端固定有一个质量为m=3kg的小球，另一端由电动机带动，使杆绕O点在竖直平面内做匀速圆周运动，小球的速率为v=2m/s，取g=10m/s2，下列说法正确的是（　　）
 A. 小球通过最高点时，对杆的拉力大小是24NB. 小球通过最高点时，对杆的压力大小是6NC. 小球通过最低点时，对杆的拉力大小是54ND. 小球通过最低点时，对杆的拉力大小是24N【19题答案】【答案】BC【解析】【详解】AB．小球通过最高点时，设杆对小球的作用力向下，由牛顿第二定律可得解得故小球通过最高点时，杆对小球的作用力向上，小球对杆的压力大小是6N，A错误，B正确；CD．小球通过最低点时，杆对小球作用力向上，由牛顿第二定律可得解得故小球对杆的拉力大小是54N，C正确，D错误。故选BC。三、实验填空题（第20题共4分；第21题共8分）20. 如图所示，是在《研究小车速度随时间变化的规律》中打出的一条纸带，其中1、2、3、4点为依次选定的计数点，相邻两计数点的时间间隔为0.1s，由图中数据可得小车运动加速度的大小为________m/s2，计数点2对应小车的瞬时速度大小为__________m/s．
 【20题答案】【答案】    ①. 6；    ②. 1.23【解析】【分析】【详解】[1][2]根据纸带可知，相邻两个计数点之间的时间间隔T=0.1s．根据匀变速直线运动中间时刻的速度等于该过程中的平均速度，得由题意可知，△x=2.0cm，根据匀变速直线运动推论，△x=aT2得：21. 某同学做探究小球平抛运动特点的实验，通过描点画出平抛运动的运动轨迹。（1）实验中，下列做法合理的是（      ）A.实验装置中的斜面必须是光滑的B.小球每次应从斜槽上同一个合适的位置由静止释放C.须用重垂线确定白纸上所画y轴的方向D.描绘小球的运动轨迹时，后面的点可以用折线连接（2）实验中，通过正确的操作得到小球的运动轨迹后，以平抛运动的起点O为坐标原点，测量多组水平坐标x和竖直坐标y，接着作出y-x2图像。下列图像可能正确的是（      ）A. B. C. D. （3）实验中得到的一组数据为y=20.0cm，x2=400.0cm2，取重力加速度大小g=10m/s2，则平抛运动的初速度大小为______m/s，小球在该组数据对应的点的瞬时速度大小为______m/s。（结果均保留两位有效数字）（可能用到的数，，，）【21题答案】【答案】    ①. BC    ②. C    ③. 1.0    ④. 2.2【解析】【分析】【详解】(1)[1]AB．实验装置中的斜面不必光滑，但小球每次应从斜槽上同一个合适的位置由静止释放，确保做平抛运动初速度相等即可，A错误，B正确；C．须用重垂线确定白纸上所画y轴的方向，C正确；D．描绘小球的运动轨迹时，应该用平滑曲线把各点连接起来，D错误。故选BC。(2)[2]平抛运动水平、竖直位移分别为联立可得故y-x2图线是一条过原点的倾斜直线，斜率为C正确。故选C。(3)[3]把数据y=20.0cm，x2=400.0cm2代入(2)中位移关系，可解得，[4]在该组数据对应的点，竖直分速度为故合速度为四、计算题（第22题6分，第23题10分，第24题12分，共28分）22. 地球表面重力加速度为g，忽略地球自转的影响，已知引力常量为G，地球半径为R。求：（1）地球的质量，（2）地球的密度。【22题答案】【答案】(1)；(2)【解析】【分析】【详解】(1)在地面上的物体受到的重力等于万有引力，可得解得地球的质量为(2)地球体积为地球的密度为23. 有一辆质量为的小汽车驶上圆弧半径的拱桥上，，若汽车到达桥顶时的速度。（1）求向心加速度的大小；（2）拱桥受到的压力大小；（3）若汽车仍以，过圆弧半径的凹形桥时，桥在最低点受到的压力为多少？
 【23题答案】【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）根据向心加速度与线速度的关系可得（2）根据牛顿第二定律可得解得拱桥对汽车的支持力大小为根据牛顿第三定律可知拱桥受到的压力大小为。（3）根据牛顿第二定律可得解得凹形桥对汽车的支持力大小为根据牛顿第三定律可知凹形桥受到的压力大小为。24. 如图所示，半径为R=0.40m的半圆环轨道处于竖直平面内，半圆环与粗糙的水平面相切于圆环的端点A，一质量m=0.10kg小球，以初速度=7.0m/s在水平地面上向左做匀减速直线运动，运动4.0m后到达A点，此时小球对A点的压力为7.25N，之后，小球恰好能通过B点，最后小球落在C点。（取重力加速度g=10m/s2）求：（1）小球经过A点的速度大小；（2）小球在水平地面上运动的时间；（3）A、C间的距离。
 【24题答案】【答案】（1）5m/s；（2）；（3）【解析】【详解】（1）由题意可知小球经过A点时所受轨道的支持力大小为设小球经过A点的速度大小为vA，根据牛顿第二定律有联立以上两式解得（2）设小球在水平地面上运动的时间为t，根据运动学规律有解得（3）设小球恰好通过B点时的速度大小为vB，根据牛顿第二定律有解得小球从B到C做平抛运动的时间为A、C间的距离为