2020-2021学年天津市滨海新区汉沽一中高一（下）期中物理试卷

这是一份2020-2021学年天津市滨海新区汉沽一中高一（下）期中物理试卷，共16页。试卷主要包含了【答案】A，【答案】C，【答案】B，【答案】D等内容，欢迎下载使用。
 2020-2021学年天津市滨海新区汉沽一中高一（下）期中物理试卷 物体做匀速圆周运动的过程中，以下物理量发生变化的是A. 线速度 B. 角速度 C. 周期 D. 频率2019年1月1日，美国宇航局“新视野号”探测器再创历史，成功飞掠柯伊伯带小天体“天涯海角”，图为探测器拍摄到该小天体的“哑铃”状照片示意图，该小天体绕固定轴匀速自转，其上有到转轴距离不等的A、B两点，关于这两点运动的描述，下列说法正确的是A. A、B两点线速度大小相等
B. A点的线速度恒定
C. A、B两点角速度相等
D. 相同时间内A、B两点通过的弧长相等小船在静水中的速度为v，今小船要渡过一河流，渡河时小船朝对岸垂直划行，若船航行至河中心时，水流速度突然增大，则渡河时间将A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 不能判定如图，小物体m与圆盘保持相对静止，随盘一起做匀速圆周运动，下列关于物体受力情况说法错误的是A. 受重力、支持力、摩擦力和向心力的作用
B. 摩擦力的方向始终指向圆心O
C. 重力和支持力是一对平衡力
D. 摩擦力是使物体做匀速圆周运动的向心力质点做匀速圆周运动时，下列说法正确的是A. 线速度越大，周期一定越小 B. 角速度越大，周期一定越小
C. 转速越大，周期一定越大 D. 圆周半径越小，周期一定越小如图所示，在网球的网前截击练习中，若球在球网正上方距地面H处，练球者将球以速度v沿垂直球网的方向击出，球刚好落在底线上，已知底线到网的距离为L，重力加速度取g，将球的运动视作平抛运动，下列表述正确的是A. 球的速度v等于
B. 球从击出至落地所用时间为
C. 球从击球点至落地点的位移等于L
D. 球从击球点至落地点的位移与球的质量有关一个质量为30kg的学生，站在秋千板上打秋千，秋千板的绳子长度为3m，如果秋千板摆动经过最低位置时的速度为，取此时学生对秋千板的压力为A. 300N B. 160N C. 460N D. 240N下列关于地球同步通信卫星的说法中，正确的是A. 为避免通信卫星在轨道上相撞，应使它们运行在不同的轨道上
B. 通信卫星定点在地球上空某处，各个通信卫星的角速度相同，但线速度可以不同
C. 不同国家发射通信卫星的地点不同，这些卫星轨道不一定在同一平面内
D. 通信卫星只能运行在赤道上空某一恒定高度上我国发射的“嫦娥一号”卫星经过多次加速、变轨后，最终成功进入环月工作轨道。如图所示，卫星既可以在离月球比较近的圆轨道a上运动，也可以在离月球比较远的圆轨道b上运动。下列说法正确的是A. 卫星在a上运行的线速度小于在b上运行的线速度
B. 卫星在a上运行的周期大于在b上运行的周期
C. 卫星在a上运行的角速度小于在b上运行的角速度
D. 卫星在a上运行时受到的万有引力大于在b上运行时的万有引力如图所示，一质量为m的木块从光滑的半球形碗底以一定的初速度上滑不离开碗。在木块上滑的过程中A. 它对碗的压力在不断增加 B. 它所需要的向心力在不断增大
C. 它所受的合力不指向圆心 D. 它的加速度方向指向圆心关于曲线运动的速度，下列说法正确的是A. 速度的大小与方向都在时刻变化
B. 速度的大小不断发生变化，速度的方向不一定发生变化
C. 速度的方向不断发生变化，速度的大小不一定发生变化
D. 质点在某一点的速度方向是在曲线的这一点的切线方向如图，x轴在水平地面内，y轴沿竖直方向。图中画出了从y轴上沿x轴正向抛出的三个小球a、b和c的运动轨迹，其中b和c是从同一点抛出的，不计空气阻力，则
 A. a的飞行时间比b的长 B. b和c的飞行时间相同
C. a的水平速度比b的小 D. b的初速度比c的大汽车以一定的速度安全经过一个圆弧半径为R的拱形桥面的顶点时，则A. 汽车在竖直方向受到重力、桥面的支持力和向心力
B. 汽车对桥面的压力小于汽车的重力
C. 汽车通过桥顶时的速度可能为
D. 汽车内的乘客处于失重状态如图是“嫦娥三号”飞行轨道示意图，假设“嫦娥三号”运行经过P点第一次通过近月制动使“嫦娥三号”在距离月面高度为100km的圆轨道Ⅰ上运动，再次经过P点时第二次通过近月制动使“嫦娥三号”在距离月面近地点为Q、高度为15km，远地点为P、高度为100km的椭圆轨道Ⅱ上运动，下列说法正确的是
A. “嫦娥三号”在距离月面高度为100 km的圆轨道Ⅰ上运动时速度大小可能变化
B. “嫦娥三号”在距离月面高度100 km的圆轨道Ⅰ上运动的周期一定大于在椭圆轨道Ⅱ上运动的周期
C. “嫦娥三号”在椭圆轨道Ⅱ上运动经过Q点时的加速度一定大于经过P点时的加速度
D. “嫦娥三号”在椭圆轨道Ⅱ上运动经过Q点时的速率可能小于经过P点时的速率皮带轮的结构如图所示，已知两轮的半径之比为2：1，那么两轮边缘上A、B两点的角速度之比为______，向心加速度之比______。
从20m高处以的初速度水平抛出一个物体，不计空气阻力，这个物体落地点与抛出点的水平距离______ m；物体落地时的速度大小______。取如图所示，长度的轻质杆OA，A端固定一个质量的小球，小球以O为圆心在竖直平面内做圆周运动。通过最高点b时小球的速率是，g取，则此时细杆OA受到大小为______ N的______力填压力或拉力一个星球它的半径是地球半径的3倍，质量是地球质量的36倍，同物体在它表面的重力是在地球表面上的______倍。火星探测器绕火星做匀速圆周运动，运行轨道半径为r，运行周期为T。已知火星半径为R，引力常量为G，火星的质量______，火星的密度______。一辆质量为的汽车在圆弧半径为的拱桥上行驶。取
汽车以多大速度经过桥顶时，恰好对桥面没有压力；
若汽车保持匀速率通过拱桥，则汽车在桥顶时对桥面的压力是多大？






 如图所示，小球沿光滑的水平面冲上一个光滑的半圆形轨道，已知轨道的半径为R，小球到达轨道的最高点时对轨道的压力大小恰好等于小球的重力．请求出：
小球到达轨道最高点时的速度为多大；
小球落地时距离A点多远；
小球落地时速度多大？







 我国成功发射了“嫦娥一号”绕月卫星，计划2020年实现载人登月，若你通过努力学习、刻苦训练有幸成为中国登月第一人，而你为了测定月球表面附近的重力加速度进行了如下实验，在月球表面上空让一个小球由静止开始自由下落，测出下落高度h时，下落的时间正好为t，已知月球半径为R，引力常量为G，不考虑月球自转的影响。则：
月球表面的重力加速度g为多大。
推导月球第一宇宙速度v的表达式。
若卫星绕月球做匀速圆周运动，运行轨道距离月面高度为，求卫星的运行周期T。







答案和解析 1.【答案】A
 【解析】解：在描述匀速圆周运动的物理量中，线速度、向心加速度、向心力这几个物理量都是矢量，虽然其大小不变但是方向在变，因此这些物理量是变化的；所以保持不变的量是周期、角速度和频率，所以A正确，BCD错误。
故选：A。
对于物理量的理解要明确是如何定义的决定因素有哪些，是标量还是矢量，如本题中明确描述匀速圆周运动的各个物理量特点是解本题的关键，尤其是注意标量和矢量的区别。
本题很简单，考查了描述匀速圆周运动的物理量的特点，但是学生容易出错，如误认为匀速圆周运动线速度不变。
 2.【答案】C
 【解析】解：AC、A、B两点同轴转动，故A、B两点的角速度相等，结合，根据公式，可得，即A、B两点线速度大小不相等，故A错误，C正确；
B、由于A点绕固定轴匀速转动，所以A点的线速度方向时刻改变，故B错误；
D、A、B两点的线速度不相等，根据公式，所以相同时间内A、B两点通过的弧长不相等，故D错误。
故选：C。
转动的过程中，各点的角速度大小相等，结合公式比较线速度的大小。
本题以美国宇航局“新视野号”探测器为情景载体，考查了匀速圆周运动问题，解决本题的关键知道共轴转动的点角速度大小相等，知道线速度与角速度的关系，属于基础题。
 3.【答案】C
 【解析】解：将小船的实际运动沿着船头指向和顺着水流方向正交分解，由于分运动互不干扰，故渡河时间与水流速度无关，只与船头指向方向的分运动有关，故船航行至河中心时，水流速度突然增大，只会对轨迹有影响，对渡河时间无影响；
故选：C。
小船实际参与了两个分运动，沿着船头指向的匀速直线运动和顺着水流方向的匀速直线运动，由于分运动与合运动同时进行，互不干扰，故渡河时间由沿船头方向的分运动决定，与水流速度无关．
本题关键抓住渡河时间只与沿船头指向方向的分运动有关，与沿水流方向的分运动无关．
 4.【答案】A
 【解析】【分析】
物体随盘一起做匀速圆周运动，做圆周运动的物体需要向心力，这个向心力是由静摩擦力提供，物体还受重力和竖直向上的支持力．
注意做圆周运动的物体所需的向心力是由物体的合力、或某一分力提供，不能把向心力当成一种新的力．
【解答】
A、由于物体随盘一起做匀速圆周运动，做圆周运动的物体需要向心力，这个向心力是由静摩擦力提供，物体并不受向心力，物体还受重力和竖直向上的支持力，故A错误。
B、因为物体做圆周运动的圆心在O点，是由摩擦力的方向始终指向圆心充当向心力，方向时刻在变化，故B正确。
C、重力和支持力是一对平衡力，故C正确。
D、摩擦力是使物体做匀速圆周运动的向心力，故D正确。
本题选错误的，故选：A。  5.【答案】B
 【解析】解：A、由公式可知，线速度越大，周期不一定越小，还与半径有关，故A错误；
B、由公式可知，角速度越大，周期一定越小，故B正确；
C、转速越大，频率越大，根据公式可知，周期一定越小，故C错误；
D、由公式可知，圆周半径越小，周期不一定小，还与线速度有关，故D错误。
故选：B。
由公式、、进行判断。
本题考查描述匀速圆周运动快慢的物理量，解决本题的关键是熟练掌握周期、线速度、角速度的关系。
 6.【答案】B
 【解析】解：A、网球做平抛运动的时间，则网球平抛运动的初速度，故A错误，B正确。
C、球从击球点到落地点的水平位移为L，根据平行四边形定则知，位移，故C错误。
D、平抛运动的位移与网球的质量无关，故D错误。
故选：B。
根据高度求出平抛运动的时间，结合水平位移和时间求出平抛运动的初速度．根据平行四边形定则求出击球点到落地点的位移．
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，知道运动的时间、位移与质量无关．
 7.【答案】C
 【解析】解：根据牛顿第二定律得，，解得，故C正确，ABD错误。
故选：C。
对学生研究，受重力和支持力，在最低点靠两个力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律求出支持力的大小，从而求出学生对秋千板的压力。
解决本题的关键搞清向心力的来源，运用牛顿第二定律进行求解。
 8.【答案】D
 【解析】解：同步卫星运行轨道为位于地球赤道平面上空圆形轨道，轨道固定不变，故A错误，
B、通信卫星定点在地球上空某处，各个通信卫星的角速度相同，线速度也相等，B错误；
C.不同国家发射通信卫星的地点不同，但射通信卫星是同步卫星，轨道固定不变，所以这些卫星轨道一定在同一平面内，故C错误；
D.由上分析可知，通信卫星只能运行在赤道上空某一恒定高度上，故D正确．
故选：
地球同步卫星即地球同步轨道卫星，又称对地静止卫星，是运行在地球同步轨道上的人造卫星，星距离地球的高度约为36000km，卫星的运行方向与地球自转方向相同、运行轨道为位于地球赤道平面上圆形轨道、运行周期与地球自转一周的时间相等，即23时56分4秒，卫星在轨道上的绕行速度约为公里/秒，其运行角速度等于地球自转的角速度．
该题主要考查了地球同步卫星的相关知识点，有四个“定”：定轨道、定高度、定速度、定周期，难度不大，属于基础题．
 9.【答案】D
 【解析】解：对于月球的卫星，万有引力提供向心力，设卫星的质量为m、轨道半径为r、月球质量为M，有



解得



 根据题意得：卫星在a上运行的轨道半径小于在b上运行的轨道半径，
所以卫星在a上运行的线速度大，角速度大、周期小、万有引力大。故A、B、C错误，D正确。
故选：D。
对于月球的卫星，万有引力提供向心力，根据万有引力公式和向心力公式列式求解即可。
本题关键抓住万有引力提供向心力，列式求解出线速度、角速度、周期和加速度的表达式，再进行讨论
 10.【答案】C
 【解析】解：A、设木块所在半径与竖直方向的夹角为，此时木块的速度大小为v，碗对木块的支持力大小为，碗的半径为r。根据牛顿第二定律得：，则得。在木块上滑的过程中，增大，v减小，m、r不变，则减小，由牛顿第三定律知木块对碗的压力不断减小，故A错误；
B、由分析可知，v减小，m、r不变，则它所需要的向心力在不断减小，故B错误；
C、它所受的合力是重力和碗对木块的支持力的合力，根据平行四边形定则可知，它所受的合力不指向圆心，故C正确；
D、它所受的合力不指向圆心，由牛顿第二定律知它的加速度方向不指向圆心，故D错误。
故选：C。
根据指向圆心的合力提供向心力，分析碗对木块支持力的变化，从而分析出碗对木块压力的变化；由分析向心力的变化；由力的合成法分析合力方向，从而得出加速度方向。
解答本题时，要知道变速圆周运动的向心力由沿半径指向圆心的合力提供，运用向心力知识进行分析。
 11.【答案】CD
 【解析】解：A、曲线运动的速度方向一定改变，但速度大小不一定变化，比如匀速圆周运动，故A错误；
B、曲线运动的速度方向一定改变，但速度大小不一定变化，比如匀速圆周运动，故B错误；
C、曲线运动的速度方向一定改变，但速度大小不一定变化，比如匀速圆周运动，故C正确；
D、曲线的某点的切线方向即为质点在该点的速度方向，故D正确；
故选：CD。
曲线运动的轨迹是弯曲的，速度的方向时刻在改变，某点的切线方向即为速度方向．
考查曲线运动的速度方向确定，及曲线的特性．同时曲线的条件是加速度与初速度方向不共线．
 12.【答案】BD
 【解析】【分析】
研究平抛运动的方法是把平抛运动分解到水平方向和竖直方向去研究，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，两个方向上运动的时间相同。
本题就是对平抛运动规律的直接考查，掌握住平抛运动的规律就能轻松解决。

【解答】
由图象可以看出，bc两个小球的抛出高度相同，a的抛出高度最小，根据可知，a的运动时间最短，bc运动时间相等，故A错误，B正确；
C、由图象可以看出，abc三个小球的水平位移关系为a最大，c最小，根据可知，，所以a的初速度最大，c的初速度最小，故C错误，D正确；
故选：BD。  13.【答案】BD
 【解析】解：A、汽车过拱桥，做圆周运动，在最高点，重力和支持力的合力提供向心力，方向指向圆心，不受向心力，故A错误；
B、根据向心力公式得：，解得：，故B正确；
C、当时，速度最大，此时，故C错误；
D、汽车过拱桥，加速度方向向下，所以汽车内乘客的加速度方向也向下，处于失重状态，故D正确。
故选：BD。
汽车受重力和向上的支持力，合力提供向心力，根据向心力公式列式即可分析。
本题考查应用物理规律分析实际生活中圆周运动问题的能力，关键是分析向心力的来源。
 14.【答案】BC
 【解析】解：A、“嫦娥三号”在距离月面高度为100km的圆轨道I上的运动是匀速圆周运动，速度大小不变，故A错误；
B、由于圆轨道I的轨道半径大于椭圆轨道II的半长轴，根据开普勒第三定律，“嫦娥三号”在距离月面高度100km的圆轨道I上运动的周期一定大于在椭圆轨道Ⅱ上运动的周期，故B正确；
C、由于在Q点“嫦娥三号”所受万有引力大，所以“嫦娥三号”在椭圆轨道II上运动经过Q点时的加速度一定木于经过P点时的加速度，故C正确；
D、根据开普勒第二定律可知“嫦娥号”在椭圆轨道II上运动经过Q点时的速率一定大于经过P点时的速率，故D错误
故选：BC。
、“嫦娥三号”在距离月面高度为100km的圆轨道I上的运动是匀速圆周运动，速度大小不变；根据开普勒第三定律，判断两轨道周期的关系；根据万有引力提供向心力判断加速度大小，根据开普勒第二定律可知“嫦娥号”在椭圆轨道II上运动经过Q点时的速率一定大于经过P点时的速率。
本题考查万有引力的应用，解题关键掌握“嫦娥三号”由万有引力提供向心力，注意开普勒第三定律的应用。
 15.【答案】1：2 1：2
 【解析】解：根据圆周运动的线速度和角速度关系：

易知两轮边缘上A、B两点线速度大小相等，角速度与其转动半径成反比，代入数据可得：
：：2；
根据圆周运动的向心加速度表达式：

易知两轮边缘上A、B两点线速度大小相等，向心加速度与其转动半径成反比，代入数据可得：
：：2
故答案为：1：2；1：2。
传动装置中，用皮带相连的两轮边缘上的线速度大小相等，结合线速度与角速度、向心加速度关系式求解即可。
本题考查用皮带连接的传动装置。解题关键是牢记“轮子边缘线速度大小相等，同轴转动角速度相等”属于基础简单题目。
 16.【答案】30 25
 【解析】解：平抛运动在竖直方向上的分运动为自由落体运动，则有：
解得：
水平方向做运动直线运动，则有：
根据平抛运动的分速度公式，有：


物体的落地速度
故答案为：30，25
根据平抛运动竖直方向做自由落体运动的位移与时间公式即可求出时间，然后根据平抛运动的分位移公式列式求解即可；先根据平抛运动的分速度公式求解分速度，然后运用平行四边形定则得到合速度．
本题考查了平抛运动的分位移公式和分速度公式的直接运用，关键记住规律，基础题．
 17.【答案】6 压
 【解析】解：小球运动到最高点时受到重力与轻杆的弹力，假设杆子的弹力方向向上为，
根据合力提供向心力：
即：
解得：
由牛顿第三定律可知小球对杆子的作用力是向下的压力。
故答案为：6；压。
小球运动到最高点时受到重力与轻杆的弹力，根据合力提供向心力列出牛顿第二定律解得结果。
注意弹力方向可能向下，也可能向上，假设弹力向上，如果解出是正值，说明此力向上，如果解出负值说明力的方向与假设的方向相反，即方向应该向下。
 18.【答案】4
 【解析】解：根据万有引力等于重力得：
星球质量是地球质量的36倍，半径是地球半径的3倍，
一个物体在星球上的重力和地球上重力之比：

故答案为：4
根据万有引力等于重力结合万有引力定律表示出重力；根据星球和地球的质量、半径关系求出星球上的重力和地球上重力关系。
求一个物理量之比，我们应该把这个物理量先用已知的物理量表示出来，再进行之比
 19.【答案】 
 【解析】解：火星探测器绕火星做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力有：

解得
火星得密度
故答案为：；
根据万有引力提供向心力求解火星质量，再根据密度公式求出火星的密度。
本题主要是考查万有引力定律及其应用，解答本题的关键是能够根据万有引力提供向心力结合向心力公式进行分析.
 20.【答案】解：当压力为零时，有：，解得
根据牛顿第二定律：，解得根据牛顿第三定律知汽车在桥顶时对桥面的压力是7000N。
答：汽车以的速度经过桥顶时恰好对桥没有压力；
若汽车保持匀速率通过拱桥，则汽车在桥顶时对桥面的压力是7000N。
 【解析】在最高点汽车对桥的压力为零时，汽车靠重力提供向心力，根据牛顿第二定律进行求解．
根据牛顿第二定律，合外力提供向心力求解压力．
解决本题的关键知道圆周运动向心力的来源，结合牛顿第二定律进行求解，知道最高点压力为零时，靠重力提供向心力．
 21.【答案】解：在最高点，根据牛顿第二定律得：
解得：。
根据得：。
则落地点距离A点的距离：。
根据动能定理得：
代入解得：。
答：小球到达轨道最高点时的速度为。
小球落地时距离A点多远。
小球落地时速度为。
 【解析】在最高点，结合径向的合力提供向心力求出小球在最高点的速度．
根据高度求出平抛运动的时间，结合最高点的速度和时间求出水平位移．
通过动能定理求出小球落地时的速度大小．
本题考查了圆周运动和平抛运动的综合，知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律以及圆周运动向心力的来源是解决本题的关键．
 22.【答案】解：小球做自由落体运动，根据得：
月球表面的重力加速度为：
在月球表面，月球的第一宇宙速度即为月球的近地卫星的环绕速度，根据重力提供向心力有：

得
卫星绕月球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力有：

得
在月球表面，物体的重力等于万有引力，得
联立解得
答：月球表面的重力加速度g为。
月球第一宇宙速度v的表达式为。
若卫星绕月球做匀速圆周运动，运行轨道距离月面高度为，求卫星的运行周期T为。
 【解析】根据即可求解月球表面得重力加速度；
月球的第一宇宙即为月球的近地卫星的环绕速度，根据重力等于向心力即可求解；
卫星绕月球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力即可求解卫星的运行周期。
解决本题的关键掌握万有引力提供向心力和万有引力等于重力这两个原理，并能灵活运用。本题重点是利用好月球表面的自由落体运动，这种以在星球表面自由落体，或平抛物体，或竖直上抛物体给星球表面重力加速度的方式是比较常见的。