广东省广东实验中学2020-2021学年高一下学期期中试卷物理试题及答案4086.pdf

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1、广东实验中学 2020-2021学年(下)高一级期中考试 物理 试卷共 6 页，满分 100 分，考试用时 75 分钟 注意事项：1答卷前，考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的姓名、考号填写在答题卷上 2选择题每小题选出答案后，用 2B 铅笔把答题卷上对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案；不能答在试卷上 3 非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卷各题目指定区域内的相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用铅笔和涂改液，不按以上要求作答的答案无效 4考生必须保持答题卡的整洁，考试结束后，将答题卷收回 第一部分选择题(

2、共 46 分)一、单项选择题(本题共 7 小题，每小题 4 分，共 28 分，每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的)1下列说法正确的是()A受到恒力作用的物体不可能做曲线运动 B物体做匀速圆周运动，所受的合力一定指向圆心 C绕地球做圆周运动的周期是 24h 的卫星一定是同步卫星 D开普勒总结出了行星运行的规律，并发现万有引力定律 2 一带有乒乓球发射机的乒乓球台如图所示，发射机安装于台面左侧边缘的中点，能以不同速率向右侧不同方向水平发射相同的乒乓球乒乓球 1 落到球网右侧台面边缘上的中点，乒乓球 2 落到球网右侧台面边缘上靠近中点的某点，不计空气阻力，则乒乓球从发射到落台前过程中()A

3、乒乓球 2 的飞行时间更长 B乒乓球 1 的发射速度大于乒乓球 2 的发射速度 C乒乓球 1 的速度变化量大于乒乓球 2 的速度变化量 D落台时，乒乓球 1 与 2 的重力的瞬时功率相等 2某卫星在半径为 r 的轨道 1 上做圆周运动，动能为 Ek，变轨到轨道 2 上后，动能比在轨道 1 上减小了E，在轨道 2 上也做圆周运动，则轨道 2 的半径为 AkErEE BkEErE CkErE DkkErEE 3曲柄连杆结构是发动机实现工作循环，完成能量转换的主要运动零件，如图所示，连杆下端连接活塞Q，上端连接曲轴 P在工作过程中，活塞 Q 在气缸内上下做直线运动，带动曲轴绕圆心 O旋转，若 P 做

4、线速度大小为 v0的匀速圆周运动，则下列说法正确的是 A当 OP 与 OQ 垂直时，活塞运动的速度等于 v0 B当 OP 与 OQ 垂直时，活塞运动的速度大于 v0 C当 O、P、Q 在同一直线时，活塞运动的速度等于 v0 D当 O、P、Q 在同一直线时，活塞运动的速度大于 v0 4如图所示，长为 L 的轻杆，一端固定一个质量为 m 的小球，另一端固定在水平转轴 O 上，现让杆绕转轴 O 在竖直平面内匀速转动，角速度为，某时刻杆对球的作用力恰好与杆垂直，则此时杆与水平面的夹角 满足()A2tangL B2tanLg C2sinLg D2singL 5汽车以额定功率在水平路面上行驶，空车质量为

5、m0，空载时的最大速度为 v1，装满货物后的最大速度是 v2已知汽车所受的阻力与车重成正比，则汽车所装货物的质量是()A1201vvmv B1202vvmv C1202vvmv D102vmv 6对银河系内各星球，若贴近其表面运行的卫星的周期用 T 表示，该星球的平均密度用 表示 21T与 的关系图象如图所示，已知万有引力常量11226.67 10N m/kgG则该图象的斜率约为()A6227 10N m/kg B9227 10N m/kg C12227 10N m/kg D15227 10N m/kg 二、多项选择题(本题共 3 小题，每小题 6 分，共 18 分，在每小题给出的四个选项中，

6、有两个或以上选项正确，全选对的得 6 分，选对但不全的得 3 分，有选错或不答的得 0 分)8“天宫一号”目标飞行器在离地面 343km 的圆形轨道上运行，其轨道所处的空间存在极其稀薄的大气下列说法正确的是 A如不加干预，经过较长时间后“天宫一号”围绕地球的运动线速度将会变小 B如不加干预，经过较长时间后“天宫一号”围绕地球的运动周期将会变小 C“天宫一号”的加速度小于地球表面的重力加速度 D航天员在“天宫一号”中处于完全失重状态，说明航天员不受地球引力作用 9一质量为 m 的小球在光滑的水平面以速度 v0做匀速直线运动，在 t=0 时受到水平方向的恒力 F 作用，速度先减小后增大，其最小值为

7、 v=0.5v0，由此可以判断()A质点受恒力 F 作用后一定做匀变速曲线运动 B质点受恒力 F 作用后可能做圆周运动 Ct=0 时恒力 F 与速度 v0方向间的夹角为 60 Dt=032mvF时，质点速度最小 10图中的甲是地球赤道上的一个物体，乙是“神舟十号”宇宙飞船(周期约 90min)，丙是地球的同步卫星，它们运行的轨道示意图如图所示，它们都绕地心做匀速圆周运动下列有关说法中正确的是()A它们运动的线速度大小关系是vvv乙甲丙 B它们运动的向心加速度大小关系是aaa乙甲丙 C已知甲运动的周期 T甲=24h，可计算出地球的密度23=GT甲 D已知乙运动的周期 T乙及轨道半径 r乙，可计算

8、出地球质量2324=rMGT乙乙 第二部分非选择题(54 分)三、实验题(共 16 分)11(6 分)DIS 向心力实验器如图甲、乙所示，可以用来探究影响向心力大小的因素，实验中可以用力传感器测出小物块在水平光滑的横杆上做圆周运动所需要的向心力大小，用光电门传感器辅助测量小物块转动的角速度(1）实验测得挡光条遮光时间 t，挡光杆的宽度 d、挡光条做圆周运动的半径 r，则小物块的角速度的表达式为 _(请用字母 t、d、r 表示)(2)为了提高实验精度，挡光条的宽度应适当_(填”小“或”大“)些(3)图丙中取两条曲线为相同半径、不同质量的小物块向心力与角速度的关系图线，由图可知，曲线对应的砝码质量

9、_(选填“大于”或“小于”)曲线对应的砝码质量 图丙 12(10 分)采用如图 1 所示的装置研究平抛运动，小球从斜槽上滚下，落在水平放置的档条上，在复写纸后的白纸上留下印记，改变挡条位置，多次重复实验，记录下小球做平抛运动的多个位置(1)小球抛出点 O 的位置必须及时记录在白纸上，然后从这一点画水平线和竖直线作为 x 轴和 y 轴抛出点 O_(填”应“成者”不应“)取斜槽末端端点在白纸上的水平投影位置；(2)在此实验中，下列说法正确的是_；A斜槽末端应处于水平方向 B选取较为光滑的斜槽，能减少槽摩擦力带来实验误差 C挡板每次必须严格地等距离下降 D为记录多个点，挡条每次上下移动的距离适当小些

10、(3)小飞同学在实验中，让小球多次从斜槽上滚下，小球落点位置的记录纸如图 2 所示，造成该问题的原因可能是_；(4）小杰同学正确操作后，在描绘的轨迹中选取了 A 和 B 两点，如图 3 测得两点离 y 轴的距离分别为116.00cmx 和232.00cmx，并测得两点间的高度差为15.00cmh，取210m/sg，则平抛的初速度 v0=_m/s；若小杰同学取的 O 点是斜槽末端端点正下方位置在自纸上的水平投影点，则初速度 v0计算结果_(填”偏“、”不影响“或”偏小“)图 1 图 2 图 3 四、计算题(共 3 小题，共 38 分解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤只写出最后答案的

11、不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)13(9 分)一颗在赤道上空运行的人造地球卫星，离地高度为 h=3 R(R 为地球半径)；已知同步卫星的离地高度大于 h，地球表面重力加速度为 g，则(1)该卫星绕地球运行周期是多大；(2)卫星的运动方向与地球自转方向相同，已知地球自转周期为 T0，某一时刻卫星通过赤道上某建筑物的正上方，再经过多长时间它又一次出现在该建筑物正上方？14(12 分)质量为3000m kg 的汽车，启动后沿平直路面行驶，如果发动机的输出功率恒为60P kW，且行驶过程中受到的阻力大小一定，汽车能够达到的最大速度为120v km/h(1)求行驶过程中汽车受到的

12、阻力大小；(2)当汽车的车速为2v时，求汽车的瞬时加速度的大小 15(17 分)如图所示，平台 AB 距竖直光滑圆形轨道的 C 点的高度 h=0.8m，竖直光滑圆形轨道半径为r=2m有一质量为 m=0.1kg 小球以初速度0v从平台的边缘 B 点水平飞出，恰好沿圆弧轨道 C 点的切线方向进入圆弧，做圆周运动到达 D 点时速度为Dv=8.64m/sOC 与竖直方向的夹角为COD=30(不计空气阻力，g=10m/s2)求：(1)小球在空中飞行的时间；(2)小球的初速度0v(3)小球对圆弧轨道 D 点的压力 参考答案 1B【解析】A 平抛运动时就是受到恒力重力的作用，是一个曲线运动，故 A 错误；B

13、物体做匀速圆周运动，速率不变，因此合力必须随时都和速度方向垂直，这样才不会改变速率，故 B正确；C 地球同步卫星运行轨道为位于地球赤道平面上圆形轨道即与赤道平面重合、运行周期与地球自转一周的时间相等即为一天，但绕地球转动周期是 24h 的卫星不一定是同步卫星，还必须在赤道平面，故 C错误；D 开普勒总结出了行星运行的规律，牛顿发现了万有引力定律，故 D 错误 2D【解析】A，根据平抛运动的性质可知，乒乓球下溶的飞行时间只与发射机的高度有关，两次发射高度均相同，故乒乓球 1 与 2 的飞行时间相等，故 A 错误 B，根据平抛运动的性质可知，乒乓球水平方向上为匀速运动，两者运动时间相同，故发射速度

14、与路程成正比，由图像可知乒乓球 2 的路程大于乒乓球 1 的路程，所以乒乓球 1 的发射速度小于乒乓球 2 的发射速度，故 B 项错误 C，平抛运动中的加速度都是重力加速度，两次发射高度相同，因此飞行的时间相等，则速度变化量相同故 C 项错误 D 项，根据题意可知乒乓球相同，故质量相同，即重力相同，由 C 项分析可知两乒乓落台时垂直向下的速度分量也相同，由功率 P=Fv 知，乒乓球 1 与 2 的重力的瞬时功率相等，故 D 项正确 综上所述，本题正确答案为 D 3D【解析】在卫星做圆周运动过程中，万有引力充当向心力，故有22MmvGmrr，解得GMvr，所以卫星动能为2122kGMmEmvr，

15、根据题意可知2kGMmEr，2kGMmEER，联立解得kkERrEE，D正确 4A【解析】AB当 OP 与 OQ 垂直时，设PQO=，此时活塞的速度为 v，将 P 点的速度分解为沿杆方向和垂直于杆方向的速度；将活塞的速度 v 分解为沿杆方向和垂直于杆方向的速度，则此时 v0cos=vcos，即v=v0，选项 A 正确，B 错误；CD当 O、P、Q 在同一直线时，P 点沿杆方向的速度为零，则活塞运动的速度等于 0，选项 CD 错误；5C【解析】由题意可知，小球做匀速圆周运动，则其任意时刻的合力全部用来提供向心力对球受力分析，小球受重力和杆对其作用力当某时刻杆对球的作用力恰好与杆垂直时，根据力的合

16、成可知，其合力为：sinFmg，又根据合力提供向心力可得：2sinFmgmL，化简可得：2sinLg，所以选项 C 正确，选项 ABD 错误；故选 B 6C【解析】试题分析：当汽车空载时，有：1 101Pf vkm gv当汽车装满货物后，有：2202Pf vk mmgv（），联立两式解得：1202vvmmv故 C 正确，ABD 错误故选 C 7C【解析】令该星球的半径为 R，则星球的体积343VR，卫星绕星球做匀速圆周运动，由万有引力提供卫星圆周运动的向心力，则有 2224GMmmRRT，得星球的质量 2324RMGT，所以星球的密度为 MV，联立解得23 GT，则得21 3GT，由数学知识知

17、，21 T与 的关系图象斜率 1112226.67 107 10/33 3.14GkN mkg，故 C 正确，A、B、D 错误；故选 C 8BC【解析】A根据22GMmvmrr解得：GMvr得轨道高度降低，卫星的线速度增大，故动能将增大，故 A 错误；B根据万有引力提供向心力有：2224GMmrmrT，解得：234rTGM，卫星由于摩擦阻力作用，轨道高度将降低，则周期减小，所以 B 正确；C根据2GMmmar得2GMar，“天宫一号”的轨道半径大于地球半径，则加速度小于地球表面重力加速度，故 C 正确；D失重状态说明航天员对悬绳或支持物体的压力为 0，而地球对他的万有引力提供他随天宫一号围绕地

18、球做圆周运动的向心力，故 D 错误 9AD【解析】AB在 t=0 时开始受到恒力 F 作用，加速度不变，做匀变速运动，若做匀变速直线运动，则最小速度可以为零，所以质点受力 F 作用后一定做匀变速曲线运动，圆周运动不是匀变速曲线运动，故 A 正确，B错误；C设恒力与初速度之间的夹角是，最小速度 100sin0.5vvv 解得 sin0.5 而由题可知初速度与恒力的夹角为钝角，故150，故 C 错误；D设经过 t 质点的速度最小，将初速度沿恒力方向和垂直恒力方向分解，故在沿恒力方向上有 0cos300Fvtm 解得 032mvtF 此时沿恒力方向上的速度为零，只有垂直恒力方向的速度，即为质点的最小

19、速度，故 D 正确；故选 AD 10BD【解析】AB根据万有引力提供向心力 22224GMmrvmmamrTr 32rTGM 2GMar.GMvr 据题知，同步卫星丙的周期为 24h，大于乙的周期，则丙的轨道半径大于乙的轨道半径；根据线速度、加速度与轨道半径的关系，知 aa乙丙 vv乙丙 又因为甲与丙的角速度相等，根据 vr vv甲丙 根据 2ar aa甲丙 所以有 aaa乙甲丙 vvv乙甲丙 故 A 错误，B 正确；C因为甲不是卫星，它的周期与贴近星球表面做匀速圆周运动的周期不同，根据甲的周期无法求出地球的密度，故 C 错误；D对于乙，根据 224MmGmrrT乙乙乙乙乙 解得地球质量 23

20、24=rMGT乙乙 故 D 正确 故选 BD 11drt 小 小于 【解析】(1)物体转动的线速度 dvt 由 vr 计算得出 drt(2)挡光条的宽度应适当小些，经过光电门的速度才比较接近其瞬时速度(3)由题图乙中抛物线说明：向心力 F 和 2成正比；若保持角速度和半径都不变，则砝码做圆周运动的向心加速度不变，由牛顿第二定律 Fma 可以知道，质量大的砝码需要的向心力大，所以曲线对应的砝码质量小于曲线对应的砝码质量 12不应 AD 小球每次从斜槽上滚下的位置不同 1.6 偏大 【解析】(1)应把小球在斜槽末端静止时，球心位置记做小球的抛出点；(2）A因为是研究平抛运动，所以斜槽末端应处于水平

21、方向，这样小球滚下飞出时的初速度是水平的，故 A正确 B每次将小球从同一位置静止释放，保证每次平抛初速度相同即可，轨道不需要光滑，故 B 错误；C记录小球经过不同高度的位置时，每次不必严格地等距离下降，故 C 错误；D为记录多个点，挡条每次上下移动的距离适当小些，故 D 正确 故选 AD(3）如果小球每次都从斜槽的同一位置从静止滚下，无论斜槽是否光滑，末端是否水平，小球到达斜槽末端的速度一定相同，这样每次抛出的运动轨迹完全相同，由图分析，可知小球每次平抛的初速度不同，则可能是小球每次从斜槽上滚下的位置不同，导致平抛初速度不同(4)设初速度为 v0，则从抛出点运动到 A 所需的时间 110 xt

22、v 从抛出点运动到 B 所需的时间 220 xtv 在竖直方向上有 22211122gtgth 解得 22021()1.6m/s2gvxxh 以小杰同学取的端点所建立的坐标系，测量的水平位移准确，竖直位移偏小，根据212ygt知，求出的运动时间偏小，根据 v0t=s 知，求出平抛运动初速度与真实值比较偏大 13(1）16RTg (2)02128tgRT【解析】(1)对于卫星环绕地心的匀速圆周运动，由万有引力定律及牛顿第二定律有：2224(4)(4)MmGmRRT 对地面上的物体由“黄金代换”关系有：2GMmmgR 解得：16RTg(2)由于卫星轨道半径 4R 小于地球同步卫星轨道(约等于地球半

23、径的 6.6 倍)，卫星的运动周期大于地球自转周期，卫星连续两次经过赤道上某固定目标正上方的时间里，地球赤道上某固定目标绕地心转过的圈数比卫星绕地心转过的圈数少一圈，故有：01ttTT 解得：02128tgRT 14(1)1800N；(2)0.6m/s2【解析】(1)由Pfv得 600003.6N1800N120Pfv(2)由 2vPF 得 23600NPFv 由 Ffma 得 223600-1800m/s0.6m/s3000Ffam 15(1)0.4s；(2)4 3m/s；(3)4.73N【解析】(1)根据自由落体公式 212hgt 解得 t=0.4s(2)根据 OC 与竖直方向的夹角为COD=30，即平抛运动从 B 到 C 的速度偏转角为 30，04 3/tantan30yvgtvm s解得 v0=4 3m/s(3)根据牛顿第二定律则有 2NmvFmgr 解得N4.73NF