2020-2021学年广西南宁一中高一（下）第一次段考物理试卷（含答案）

2020-2021学年广西南宁一中高一（下）第一次段考物理试卷

1. 关于物体做曲线运动，下列说法中正确的是

A. 曲线运动的速度方向可能不变
B. 变速运动一定是曲线运动
C. 物体在恒力的作用下不能做曲线运动
D. 判断物体是做曲线运动还是直线运动，应看合外力方向与速度方向是否在一条直线上

2. 如图所示，x轴在水平地面上，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的飞行时间最长 B. b比c飞行时间长
C. b的水平初速度比c的小 D. c的水平初速度最小

3. 风能是一种绿色能源。如图所示，叶片在风力推动下转动，带动发电机发电，M、N为同一个叶片上的两点，下列判断正确的是
    

A. M点的线速度小于N点的线速度 B. M点的角速度小于N点的角速度
C. M点的加速度大于N点的加速度 D. M点的周期大于N点的周期

4. 如图所示为摩擦传动装置，两轮半径之比：：1，且传动时不打滑，关于两轮边缘上的a点和b点，下列说法正确的是
   
    

A. 线速度之比为3：1 B. 向心加速度之比为3：1
C. 向心加速度之比为1：3 D. 周期之比为1：3

5. 一汽车通过拱形桥顶点时速度为，车对桥顶的压力为车重的，要使汽车通过桥顶时对桥面没有压力，车速至少为

A.  B.  C.  D.

6. 关于对开普勒第三定律的理解，以下说法中正确的是

A. T表示行星运动的自转周期
B. k值只与中心天体有关，与行星无关
C. 该定律只适用于行星绕太阳的运动，不适用于卫星绕行星的运动
D. 若地球绕太阳运转的半长轴为，周期为，月球绕地球运转的半长轴为，周期为，则

7. 2019年春节上映的国产科幻片《流浪地球》中，人类带着地球流浪至靠近木星时，上演了地球的生死存亡之战，木星是太阳系内体积最大、自转最快的行星，它的半径约为，早期伽利略用自制的望远镜发现了木星的四颗卫星，其中，木卫三离木星表面的高度约为，它绕木星做匀速圆周运动的周期约等于，已知引力常量，则木星的质量约为

A.  B.  C.  D.

8. 某星球质量为地球质量的3倍，其半径为地球半径的2倍，在该星球表面以的初速度竖直向上抛出一物体，从抛出到落回原地需要的时间为

A.  B.  C.  D.

9. 如图所示，一个内壁光滑的圆锥筒，其轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动。有一质量为m的小球A紧贴着筒内壁在水平面内做匀速圆周运动，筒口半径和筒高分别为R和H，小球A所在的高度为筒高的一半。已知重力加速度为g，则

A. 小球A受到的合力方向垂直筒壁斜向上
B. 小球A受到重力、支持力和向心力三个力作用
C. 小球A受到的合力大小为
D. 小球A做匀速圆周运动的角速度

10. 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，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3，轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，如图所示，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的

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3上经过P点的速率小于在轨道2上经过P点的速率
C. 卫星在轨道2上运动的周期大于它在轨道3上运动的周期
D. 卫星在轨道1上经过Q点时的向心加速度等于它在轨道2上经过Q点时的向心加速度

11. 如图所示，一小球质量为m，用长为L的细绳悬于O点，在O点的正下方处钉有一根长钉，把小球向右拉离最低位置，使悬线偏离竖直方向一定的角度后无初速度释放，当悬线碰到钉子的瞬间，下列说法正确的是
     

A. 小球的线速度突然增大 B. 小球的重力突然变大
C. 小球的向心加速度突然增大 D. 小球的角速度突然增大

12. 如图所示，是在同一轨道平面上的三颗质量相同的人造地球卫星，均绕地球做匀速圆周运动．关于各物理量的关系，下列说法正确的是
     

A. 速度 B. 周期
C. 向心加速度 D. 角速度

13. 如图所示，长为L的细绳一端固定，另一端系一质量为m的小球．给小球一个合适的初速度，小球便可在水平面内做匀速圆周运动，这样就构成了个圆锥摆，设细绳与竖直方向的夹角为下列说法中正确的是

A. 小球受重力、绳的拉力和向心力作用
B. 小球只受重力和绳的拉力作用
C. 越大，小球运动的速度越大
D. 越大，小球运动的周期越大

14. 我国北斗导航卫星系统定位精度达10米，测速精度米/秒，授时精度10纳秒，中国计划于2019年发射10颗北斗卫星，若某卫星发射后在距地球表面高度为h的轨道上绕地球做匀速圆周运动，其运行的周期为若以R表示地球的半径，忽略地球自转及地球对卫星的影响，根据这些信息，可以求出

A. 该卫星绕地球做匀速圆周运动时的线速度大小为
B. 地球表面的重力加速度大小为
C. 在地球上发射卫星的最小发射速度为
D. 地球的平均密度为

15. “研究平抛物体的运动”实验的装置如图甲所示。钢球从斜槽上滚下，经过水平槽飞出后做平抛运动。每次都使钢球从斜槽上同一位置由静止滚下，在小球运动轨迹的某处用带孔的卡片迎接小球，使球恰好从孔中央通过而不碰到边缘，然后对准孔中央在白纸上记下一点。通过多次实验，在竖直白纸上记录钢球所经过的多个位置，用平滑曲线连起来就得到钢球做平抛运动的轨迹。
    
    ①实验所需的器材有：白纸、图钉、平板、铅笔、弧形斜槽、小球、重锤线、有孔的卡片，除此之外还需要的一项器材是______
    A.天平秒表刻度尺
    ②在此实验中，小球与斜槽间有摩擦______ 选填“会”或“不会”使实验的误差增大；如果斜槽末端点到小球落地点的高度相同，小球每次从斜槽滚下的初始位置不同，那么小球每次在空中运动的时间______ 选填“相同”或“不同”
    ③在实验中，在白纸上建立直角坐标系的方法是：使斜槽末端的切线水平，小球在槽口时，在白纸上记录球的重心在竖直木板上的水平投影点O，作为小球做平抛运动的起点和所建坐标系的原点，接下来应该选择的步骤是______
    A.利用悬挂在槽口的重锤线画出过O点向下的竖直线为y轴。取下白纸，在纸上画出过O点，与y轴垂直、方向向右的直线为x轴。
    B.从O点向右作出水平线为x轴。取下白纸，在纸上画出过O点，与x轴垂直、方向向下的直线为y轴。
    ④如图乙所示是在实验中记录的一段轨迹。已知小球是从原点O水平抛出的，经测量A点的坐标为，g取，则小球平抛的初速度______ ，若B点的横坐标为，则B点纵坐标为______ m。
    ⑤一同学在实验中采用了如下方法：如图丙所示，斜槽末端的正下方为O点。用一块平木板附上复写纸和白纸，竖直立于正对槽口前的处，使小球从斜槽上某一位置由静止滚下，小球撞在木板上留下痕迹将木板向后平移至处，再使小球从斜槽上同一位置由静止滚下，小球撞在木板上留下痕迹、间的距离为，O、间的距离为，A、B间的高度差为y。则小球抛出时的初速度为______
    A.
16. 在离水平地面高80m的塔顶，以的初速度水平抛出一物体，求：
    物体在空中飞行的时间？
    物体的落地速度多大？
    物体飞行的水平距离多大？取
    
    
    
    
    
    
     
17. “嫦娥一号”探月卫星在空中运动的简化示意图如图所示。卫星由地面发射后，经过发射轨道进入停泊轨道，在停泊轨道经过调速后进入地月转移轨道，再次调速后进入工作轨道。已知卫星在停泊轨道和工作轨道运行半径分别为r和，地球半径为R，月球半径为，地球表面重力加速度为g，月球表面重力加速度为。求：
    地球与月球质量之比；
    卫星在停泊轨道上运行的线速度；
    卫星在工作轨道上运行的周期。

18. 如图所示，一个人用一根长1米，只能承受74N拉力的绳子，系着一个质量为1kg的小球，在竖直平面内做圆周运动，已知圆心O离地面的高度。转动中小球在圆周的最低点是绳子刚好被拉断，绳子的质量忽略不计，求：
    绳子被拉断时，小球的速度？
    绳子断后，小球落地点与抛出点间的水平距离多大？
    
    
    
    
    
    
    
    

答案和解析

1.【答案】D
 

【解析】解：A、曲线运动的速度方向一定发生变化，故A错误；
B、变速运动不一定是曲线运动，例如速度方向不变、大小发生变化的运动，故B错误；
C、物体在恒力的作用下可能做曲线运动，例如平抛运动，故C错误；
D、判断物体是做曲线运动还是直线运动，应看合外力方向与速度方向是否在一条直线上，如果在一条直线上则做直线运动，如果不在一条直线上则做曲线运动，故D正确。
故选：D。
当物体所受合外力与初速度方向不在同一直线上时，物体做曲线运动；曲线运动的速度方向沿着曲线上该点的切线方向，时刻改变，故其一定是变速运动。
本题关键要明确曲线运动的运动学特点速度一定变化，一定具有加速度和动力学特点合力与速度不在同一条直线上，且指向曲线的内侧。
 

2.【答案】D
 

【解析】解：AB、三个小球都做平抛运动，根据得：
平抛运动的时间，则知，b、c的高度相同，大于a的高度，可知a的飞行最短，b、c的运动时间相同，故AB错误；
C、b、c相比较，运动时间相等，b的水平位移较大，根据知，b的水平初速度比c的大，故C错误；
D、a、b相比较，因为a的飞行时间短，但水平位移大，根据知，a的水平初速度大于b的水平初速度，结合b的水平初速度比c的大，知c的水平初速度最小，故D正确。
故选：D。
三个小球都做平抛运动，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，根据下落的高度比较运动的时间，结合水平位移和运动时间比较初速度的大小。
解决本题的关键要掌握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。
 

3.【答案】A
 

【解析】、N两点转动的角速度相等，则周期相等，根据知，M点转动的半径小，则M点的线速度小于N点的线速度；故A正确，B、D错误。
C.根据知，M、N的角速度相等，M点的转动半径小，则M点的加速度小于N点的加速度，故C错误。
 

4.【答案】C
 

【解析】解：A、a、b为轮边缘上的两个点，并且他们通过同一皮带连接，在传动过程中皮带不打滑，由此说明a、b有相同的线速度，故A错误；
BC、两轮半径之比：：1，由加速度，知线速度相等，加速度a与半径r成反比，所以：：：3，故B错误，C正确；
D、由知：a、b的角速度与半径成反比，所以：：：3；周期：，则：：：1，故D错误。
故选：C。
线速度、角速度、半径之间的关系，用；来分析物理量之间的关系。
考查学生基本公式的应用，各物理量之间关系的确定，在确定两个物理量之间的关系时，必须要保证不能有第三个变化的物理量，否则他们之间的关系就不对了。
 

5.【答案】A
 

【解析】解：在拱形桥的桥顶，汽车受重力和支持力的作用，两力的合力提供向心力：所以有：当通过桥顶时有：，若以的速度恰恰通过桥顶时有：，联立解得：，故A正确，BCD错误。
故选：A。
分析好受力，根据合力提供向心力列出两种情况表达式，从而求出在桥顶没有压力时车的速度大小。
此题考查牛顿第二定律在圆周运动中的应用问题，掌握向心力公式或者向心加速度公式是关键，在桥的最高点分析受力是前提，弄清合力的方向是指向圆心。最后根据牛顿第二定律列式可解决问题。
 

6.【答案】B
 

【解析】解：A、T表示行星的公转周期，不是自转周期，故A错误；
B、k是一个与行星无关的量，k与中心星体的质量有关，故B正确；
C、开普勒运动定律既适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫星绕行星的运动，故C错误；
D、地球绕太阳转动，而月球绕地球转动，二者不是同一中心天体，故对应的k不同，因此，故D错误；
故选：
开普勒运动定律不仅适用于椭圆运动，也适用于圆周运动，不仅适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫星绕行星的运动．式中的k是与中心星体的质量有关的．不同的中心天体，k值是不同的．
考查了对开普勒第三定律的理解，开普勒运动定律不仅适用于椭圆运动，也适用于圆周运动，不仅适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫星绕行星的运动．式中的k是与中心星体的质量有关的．
 

7.【答案】A
 

【解析】解：根据万有引力提供向心力有：，
解得木星的质量，
代入数据，解得，故A正确，BCD错误。
故选：A。
根据万有引力提供向心力，结合木卫三的轨道半径以及周期求出木星的质量。
解决本题的关键掌握万有引力提供向心力这一重要理论，注意运用该理论只能求解中心天体的质量，不能求解环绕天体的质量。
 

8.【答案】D
 

【解析】解：设星球质量为，半径为，地球质量为M，半径为R。
根据万有引力等于重力得：
得：
知星体表面与地球表面的重力加速度之比为：
因
得：，
在该星球表面从某一高度以的初速度竖直向上抛出一物体，根据竖直上抛运动规律得：从抛出到落回原地需要的时间为：
，故D正确，ABC错误。
故选：D。
根据万有引力等于重力，求出星球表面重力加速度和地球表面重力加速度关系。运用竖直上抛运动规律求出从抛出到落回原地需要的时间。
把星球表面的物体运动和天体运动结合起来是考试中常见的问题。重力加速度g是天体运动研究和天体表面宏观物体运动研究联系的物理量。
 

9.【答案】D
 

【解析】

【分析】
小球受重力与支持力的作用而做匀速圆周运动，由合力提供向心力，可由向心力公式可求得小球做匀速圆周运动的角速度，并求解合力的大小及方向。本题是圆锥摆类型，关键是对小球受力分析，然后根据牛顿第二定律和向心力公式列式求解分析。
【解答】
A、如右图所示，小球受重力和支持力而做匀速圆周运动，由合力提供向心力，合力F一定指向圆心，故A错误；
B、小球A受到重力、支持力，向心力是重力和支持力的合力，故B错误；
C、设圆锥母线的倾角为，由力的合成可知，，故C错误；
D、由牛顿第二定律得；由几何关系可知，；解得：，故D正确。
故选：D。  

10.【答案】D
 

【解析】解：A、卫星绕中心天体做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力则有可得，轨道3半径比轨道1半径大，卫星在轨道1上线速度较大，故A错误；
B、从轨道2到轨道3，卫星在P点是做逐渐远离圆心的运动，要实现这个运动必须使卫星所需向心力大于万有引力，所以应给卫星加速，增加所需的向心力，所以在轨道2上P点的速度小于轨道3上P点的速度，故B错误；
C、根据万有引力提供向心力，则有可得，所以卫星在轨道3上的周期大于在轨道2上的周期，故C错误；
D、根据万有引力提供向心力则有，可得，所以卫星在轨道1上经过Q点时的加速度等于它在轨道2上经过Q点的时的加速度，故D正确。
故选：D。
根据人造卫星的万有引力等于向心力，列式求出线速度、角速度、和向心力的表达式进行讨论，并就卫星变轨原理展开讨论即可。
根据人造卫星的万有引力等于向心力，列式求出线速度、角速度、和向心力的表达式进行讨论即可，掌握卫星变轨原理。
 

11.【答案】CD
 

【解析】

【分析】
把悬线沿水平方向拉直后无初速度释放，当悬线碰到钉子的前后瞬间，线速度大小不变，半径发生变化，根据，判断角速度、向心加速度大小的变化，再根据牛顿第二定律判断悬线拉力的变化。
解决本题的关键知道线速度、角速度、向心加速度之间的关系，以及知道在本题中悬线碰到钉子的前后瞬间，线速度大小不变。
【解答】
A.把悬线沿水平方向拉直后无初速度释放，当悬线碰到钉子的前后瞬间，由于重力与拉力都与速度垂直，所以小球的线速度大小不变，故A错误；
B.小球重力不发生变化，故B错误；
C.根据向心加速度公式得，线速度大小不变，半径变小，则向心加速度变大，故C正确；
D.根据，知线速度大小不变，半径变小，则角速度增大，故D正确。
故选CD。  

12.【答案】ACD
 

【解析】解：根据万有引力提供向心力有：
得：，，。
A、由于，所以速度故A正确；
B、由于，半径越大，周期越大，所以周期故B错误；
C、由于，半径越大向心加速度越小，所以向心加速度故C正确；
D、由于，所以角速度故D正确。
故选：ACD。
人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，由地球的万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律和万有引力定律列式，得到各量与轨道半径的关系，再进行分析比较．
该题考查人造卫星的问题，解决本题的关键掌握万有引力提供向心力，会选择不同的公式形式进行列式分析．解答这一类的问题一定要有万有引力提供向心力的公式．
 

13.【答案】BC
 

【解析】解：A、B：小球只受重力和绳的拉力作用，二者合力提供向心力，选项错误，B正确。
C：向心力大小为：，小球做圆周运动的半径为：，则由牛顿第二定律得：，得到线速度：，越大，、越大，小球运动的速度越大，选项正确。
D：小球运动周期：，因此，越大，小球运动的周期越小，选项错误。
故选：BC。
分析小球的受力：受到重力、绳的拉力，二者的合力提供向心力，向心力是效果力，不能分析物体受到向心力．然后用力的合成求出向心力：，用牛顿第二定律列出向心力的表达式，求出线速度v和周期T的表达式，分析变化，由表达式判断V、T的变化．
理解向心力：是效果力，它由某一个力或几个力的合力提供，它不是性质的力，分析物体受力时不能分析向心力．同时，还要清楚向心力的不同的表达式．
 

14.【答案】BD
 

【解析】解：A、根据线速度与周期的关系可知：，故A错误；
B、根据万有引力提供向心力可得：，解得：，卫星在地球的表面有：，联立可得：，故B正确；
C、在地球上发射卫星的最小发射速度为v，则有：，解得：，故C错误；
D、地球的平均密度为：，故D正确。
故选：BD。
卫星绕地球做匀速圆周运动，轨道半径为，由公式求解线速度大小；
根据万有引力等于向心力列式，可求得地球的质量，由重力等于向心力，可求得在地球上发射卫星的最小发射速度；
根据重力等于万有引力可求得地球表面的重力加速度大小；
根据密度公式求解地球的平均密度。
万有引力定律的应用，一般根据万有引力做向心力求得速率、周期与半径的关系，再根据牛顿第二定律得到卫星变轨时的加速度方向，进而得到推力方向及速度变化。
 

15.【答案】C 不会  相同 
 

【解析】解：①研究平抛运动的规律，还需要刻度尺测量水平位移和竖直位移，故需刻度尺。
②为了保证小球平抛运动的初速度相等，每次让小球从斜槽的同一位置由静止释放，小球与斜槽间的摩擦不会影响实验。
小球每次滚下的初始位置不同，则平抛运动的初速度不同，平抛运动的时间由高度决定，与初速度无关，可知小球每次在空中运动的时间相同。
③使斜槽末端的切线水平，小球在槽口时，在白纸上记录球的重心在竖直木板上的水平投影点O，作为小球做平抛运动的起点和所建坐标系的原点，接下来应该选择的步骤是利用悬挂在槽口的重锤线画出过O点向下的竖直线为y轴。取下白纸，在纸上画出过O点，与y轴垂直、方向向右的直线为x轴。故选：A。
④根据得，小球平抛运动的时间，则小球平抛运动的初速度小球从抛出点到B点的时间，则B点纵坐标。
⑤根据平抛运动的规律有：，，竖直方向上有：，联立解得，故选：A。
故答案为：①C，②不会；相同，③A，④2；，⑤A。
①根据实验的原理确定所需测量的物理量，从而确定还需要的器材。
②根据实验的原理分析斜槽与小球间的摩擦是否影响实验。
③根据实验的原理和操作顺序确定正确的操作步骤。
④根据竖直位移求出平抛运动的时间，结合水平位移和时间求出初速度，再根据初速度和水平位移求出运动的时间，结合位移时间公式求出竖直位移。
⑤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，根据水平位移得出时间的表达式，结合位移时间公式，抓住竖直位移之差求出小球的初速度。
解决本题的关键知道实验的原理和注意事项，知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式和推论灵活求解。
 

16.【答案】解：根据得，物体平抛运动的时间
落地时竖直方向速度，
则落地时速度大小
物体落地点与抛出点的水平距离
答：物体在空中飞行的时间位4s；
物体的落地速度为；
物体飞行的水平距离为
 

【解析】根据高度求出平抛运动的时间，根据求出落地时竖直方向速度，再根据矢量合成原则求解落地速度，结合初速度和时间求出物体落地点和抛出点的水平距离．
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，抓住等时性，结合运动学公式灵活求解．
 

17.【答案】解：根据黄金代换公式：可得：
因为：：1。联立等式解得：地球与月球质量之比为：：。
停泊轨道是在地球上运行的，根据万有引力公式：。
根据黄金代换：
联立以上两个等式解得：
根据万有引力公式有：
根据黄金代换：
根据题意：
联立以上三个等式解得卫星在工作轨道上运行的周期
答：地球与月球质量之比为：：
卫星在停泊轨道上运行的线速度为：
卫星在工作轨道上运行的周期为：
 

【解析】此题需要用到黄金代换来巧妙解题。
此题难点在于理解黄金代换是直接把星球半径换进去，与运行轨道半径无关。
 

18.【答案】解：最低点，小球受重力和拉力，合力充当向心力，根据牛顿第二定律，有：
，
代入数据解得：
绳断后，小球做平抛运动，根据平抛运动的分位移公式，有


联立解得：
答：绳子被拉断时，小球的速度为；
绳子断后，小球落地点与抛出点间的水平距离为8m。
 

【解析】在最低点，小球受重力和拉力，合力充当向心力，根据牛顿第二定律列式求解；
绳断后，小球做平抛运动，根据平抛运动的分位移公式列式求解。
本题关键明确小球的运动规律，然后根据牛顿第二定律和平抛运动的规律列式求解，不难。