長春市東北師大附中2019-2020學年高一物理下學期階段考試試題含解析

吉林省長春市東北師大附中2019_2020學年高一物理下學期階段考試試題含解析吉林省長春市東北師大附中2019_2020學年高一物理下學期階段考試試題含解析PAGE20-吉林省長春市東北師大附中2019_2020學年高一物理下學期階段考試試題含解析吉林省長春市東北師大附中2019—2020學年高一物理下學期階段考試試題(含解析）一、單項選擇題：(本題共7小題，每小題5分,共35分。每小題只有一個選項正確)1。如圖所示，一個大輪通過皮帶拉著小輪轉(zhuǎn)動，皮帶和兩輪之間無相對滑動，大輪的半徑是小輪半徑的2倍,大輪上的一點S離轉(zhuǎn)動軸的距離是大輪半徑的。P、Q分別為兩輪邊緣上的點,則P、Q、S三點的（）A。線速度之比為1:1：3 B.角速度之比為1：3：1C.轉(zhuǎn)動周期之比為2:1：1 D。向心加速度之比為3：6：1【答案】D【解析】【詳解】A．大輪半徑為,小輪半徑為，、兩點傳動轉(zhuǎn)動，所以、兩點同軸轉(zhuǎn)動，則根據(jù)線速度與角速度關(guān)系，可知線速度關(guān)系為所以三點的線速度之比為3:3：1，A錯誤；B．、兩點角速度關(guān)系所以三點的角速度之比為1:2：1，B錯誤；C．根據(jù)可知周期之比為2：1:2，C錯誤；D．根據(jù)可知、兩點向心加速度之比根據(jù)可知、兩點向心加速度之比所以三點向心加速度之比為3：6：1,D正確.故選D.2.一個質(zhì)量為4kg的物體在半徑為2m的圓周上以4m/s的速率做勻速圓周運動,則(）A.物體做勻速圓周運動的角速度8rad/sB.物體做勻速圓周運動的轉(zhuǎn)速為πr/sC.物體做勻速圓周運動的向心加速度為8m/s2D。物體做勻速圓周運動所需的向心力為8N【答案】C【解析】【詳解】A．根據(jù)線速度與角速度的關(guān)系A(chǔ)錯誤；B．根據(jù)角速度和轉(zhuǎn)速的關(guān)系可知B錯誤；C．根據(jù)向心加速度和線速度的關(guān)系C正確；D．向心力大小為D錯誤。故選C.3。用相同材料做成質(zhì)量均勻分布的三個實心球1、2、3，其半徑分別為r1=r2=r，r3=2r，當1、2兩個球單獨接觸時，二者之間的萬有引力為F12；當2、3兩個球單獨接觸時,二者之間的萬有引力為F23，則F12與F23的大小之比為(）A。1:2 B.9:32 C。1:16 D。1：4【答案】B【解析】【詳解】1、2兩個球質(zhì)量均為3球的質(zhì)量為1、2兩個球單獨接觸時，二者之間的萬有引力為2、3兩個球單獨接觸時，二者之間的萬有引力為解得ACD錯誤，B正確。故選B4.“牛頓大炮”是指牛頓曾經(jīng)設(shè)想在高山上架起一門可以水平發(fā)射炮彈的大炮，如果發(fā)射速度達到某個數(shù)值，炮彈便可以恰好繞著地球做圓周運動而不再掉到地面上來，山的高度相對于地球半徑很小，則下面關(guān)于牛頓大炮的說法中正確的是（）A。炮彈的發(fā)射速度是發(fā)射一顆人造地球衛(wèi)星的最大速度B.由于炮彈速度很大,炮彈繞地球做圓周運動的向心加速度大于地球表面的重力加速度C.炮彈的發(fā)射速度是各種繞地球做勻速圓周運動的衛(wèi)星的最大速度D。如果發(fā)射速度更大一些，炮彈繞地球一周的時間可以更短【答案】C【解析】【詳解】A．炮彈的發(fā)射速度為第一宇宙速度，是人造衛(wèi)星發(fā)射的最小速度,A錯誤；B．炮彈恰好繞著地球做圓周運動，運動半徑約為地球半徑,萬有引力提供向心加速度（不考慮地球自轉(zhuǎn))可知炮彈繞地球做圓周運動的向心加速度等于地球表面的重力加速度，B錯誤；C．萬有引力提供向心力解得炮彈的繞行半徑最小為地球半徑,所以炮彈的發(fā)射速度是各種繞地球做勻速圓周運動的衛(wèi)星的最大速度,C正確；D．發(fā)射速度變大,繞行半徑變大,根據(jù)開普勒第三定律可知周期變大，D錯誤.故選C。5。如圖所示,A、B、C三個完全相同的小球，先后懸在同一個懸點O上，繞豎直軸做水平勻速圓周運動，其中OA和OC與豎直方向夾角均為45°，OB與豎直方向夾角為30°，且A與B位于同一水平高度。穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)時，三根繩的拉力大小分別為FA，F(xiàn)B和FC，三個小球轉(zhuǎn)動的周期分別為TA，TB和TC。關(guān)于拉力和周期的大小關(guān)系,排序正確的是()A. B。C。 D.【答案】D【解析】【詳解】AB．假設(shè)繩子和豎直方向的夾角為，小球在豎直方向上受力平衡,繩子拉力大小為根據(jù)題意可知繩子拉力大小關(guān)系A(chǔ)B錯誤；CD．假設(shè)懸點到圓周運動平面的豎直高度為，根據(jù)牛頓第二定律解得根據(jù)圖示高度可知周期關(guān)系C錯誤，D正確。故選D.6.在國際天文學聯(lián)合會的年會中有一項草案是2006年對行星和衛(wèi)星重新定義，草案明確定義衛(wèi)星的條件是，系統(tǒng)的重心，必須在主要的天體內(nèi)部。而冥王星和卡戎星由于質(zhì)量相差不大,他們的共同重心位于宇宙空間里，并不位于冥王星內(nèi)部，所以冥王星與卡戎星更像是一個雙星系統(tǒng),彼此是平等的伴星關(guān)系,而不是行星與衛(wèi)星的關(guān)系，如圖所示。已知地月距離大約為地球半徑的60倍，地球質(zhì)量大約為月球質(zhì)量的80倍，地球半徑約為6400公里.按照上述標準，對地月系統(tǒng)描述正確的是（）A.重心位于地球內(nèi)部，距離地表大約1600公里，是行星與衛(wèi)星系統(tǒng)B.重心位于地球外部，距離地表大約1600公里，是雙星系統(tǒng)C。重心位于地球內(nèi)部，距離地表大約4800公里，是行星與衛(wèi)星系統(tǒng)D。重心恰位于地球表面，無法歸類【答案】A【解析】【詳解】假設(shè)地月系統(tǒng)的重心距離地球球心距離為，地球半徑為，萬有引力提供向心力，對地球?qū)υ虑騼墒较啾冉獾孟到y(tǒng)重心在地球內(nèi)部，距離地球表面約,所以地月系統(tǒng)屬于行星與衛(wèi)星的關(guān)系,A正確，BCD錯誤。故選A。7。如圖所示，長為L的輕質(zhì)細長物體一端與小球（可視為質(zhì)點）相連,另一端可繞O點使小球在豎直平面內(nèi)運動。設(shè)小球在最高點的速度為v，重力加速度為g，不計空氣阻力,則下列說法正確的是（）A。v最小值為B.v若增大，此時小球所需的向心力將減小C.若物體為輕桿，則當v逐漸增大時,桿對球彈力也逐漸增大D。若物體為細繩，則當v由逐漸增大時，繩對球的彈力從0開始逐漸增大【答案】D【解析】【詳解】A．若物體為輕桿，通過最高點的速度的最小值為0，物體所受重力和支持力相等,A錯誤;B．增大，根據(jù)可知向心力將增大，B錯誤；C．若物體為輕桿，在最高點重力提供向心力解得當速度小于時,根據(jù)牛頓第二定律隨著速度增大，桿對球的彈力在逐漸減小，C錯誤;D．若物體為細繩，速度為時，重力提供向心力，所以繩子拉力為0，當v由逐漸增大時,根據(jù)牛頓第二定律可知繩子對球的拉力從0開始逐漸增大，D正確。故選D。二、多項選擇題：（本題共5小題，每小題6分，共30分。每小題有多個選項正確,全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。）8.關(guān)于圓周運動，下列說法正確的是（）A.速率變化的圓周運動是變加速運動，而勻速圓周運動是勻加速運動B.當轉(zhuǎn)速一定時，向心加速度與半徑成正比C。做圓周運動的物體，所受的合外力一定指向圓心D。物體在始終與速度垂直的力作用下，可能做勻速圓周運動【答案】BD【解析】【詳解】A．勻速圓周運動所受合外力指向圓心，所以速度大小不變,方向時刻變化，所以勻速圓周運動和速率變化的圓周運動均為變加速運動，A錯誤；B．轉(zhuǎn)速一定時，根據(jù)可知角速度一定，根據(jù)可知向心加速度和半徑成正比,B正確；C．做勻速圓周運動的物體合外力完全提供向心力,做非勻速圓周運動的物體，指向圓心的合力改變速度的方向,切向的合力改變速度的大小，C錯誤；D．如果物體所受合力大小一定,方向始終與速度垂直，物體可能做勻速圓周運動，D正確.故選BD。9.我國即將在繞月軌道上建造月球空間站，設(shè)想如圖所示，航天飛機在關(guān)閉動力后，正在月球引力作用下向月球靠近，并將與空間站在S處對接。已知空間站繞月軌道半徑為r，運行周期為T.下列說法中正確的是（）A.根據(jù)題中條件可以算出月球質(zhì)量B.根據(jù)題中條件不能算出空間站受到月球引力大小C關(guān)閉發(fā)動機后航天飛機將減速飛向S處D.航天飛機在S處由橢圓軌道進入空間站軌道必須點火減速【答案】BD【解析】【詳解】A．萬有引力提供向心力萬有引力常量未知,所以無法求出月球質(zhì)量，A錯誤；B．根據(jù)萬有引力定律,萬有引力常量和空間站的質(zhì)量未知,所以無法求出空間站受到月球引力大小，B正確；C．關(guān)閉發(fā)動機，月球?qū)教祜w機的萬有引力做正功,所以航天飛機將加速飛向處,C錯誤；D．航天飛機在靠近處過程中做加速運動，到達處向心力大于萬有引力,所以需要減速進入空間站的圓軌道,D正確.故選BD。10.地球同步衛(wèi)星即地球同步軌道衛(wèi)星，又稱對地靜止衛(wèi)星，常用于通訊、氣象、廣播電視、導彈預警、數(shù)據(jù)中繼等方面，設(shè)地球半徑為R，衛(wèi)星離地面的高度為h，不計自轉(zhuǎn)影響時地球表面的重力加速度為g。有關(guān)地球同步衛(wèi)星，下列說法正確的是（）A。長春正上空的同步衛(wèi)星與北京正上空的的同步衛(wèi)星的周期相同B.地球同步衛(wèi)星的周期一定為C。同步衛(wèi)星的速率可以與某極地衛(wèi)星的速率相等D.所有同步衛(wèi)星的向心加速度一定相同【答案】BC【解析】【詳解】A．同步衛(wèi)星在赤道上空,相對地球靜止,長春和北京不在赤道，A錯誤；B．萬有引力提供向心力在地表的物體滿足聯(lián)立方程解得B正確；C．若同步衛(wèi)星和極地衛(wèi)星圓周運動的軌道半徑相同，根據(jù)可知二者速率就相同，C正確；D．同步衛(wèi)星的角速度相同,向心加速度大小相同，即方向不同，D錯誤。故選BC。11.已知月球半徑為R,地心與月球中心之間的距離為r,月球繞地球公轉(zhuǎn)周期為T1，嫦娥4號飛船繞月球表面的運行周期為T2，萬有引力常量為G，由以上條件可知正確的選項是（）A.地球質(zhì)量為 B。月球質(zhì)量為C.地球的密度為 D。月球的密度為【答案】AD【解析】【詳解】AB．月球繞地球公轉(zhuǎn),萬有引力提供向心力解得地球的質(zhì)量A正確，B錯誤；C．地球的半徑未知,所以無法求解地球的密度，C錯誤;D．飛船繞月球運行，萬有引力提供向心力解得月球的質(zhì)量則月球的密度D正確。故選AD。12.如圖所示，一個邊長滿足3:4：5的斜面體沿半徑方向固定在一水平轉(zhuǎn)盤上,一木塊靜止在斜面上，斜面和木塊之間的動摩擦系數(shù)μ=0.5。若木塊能保持在離轉(zhuǎn)盤中心的水平距離為40cm處相對轉(zhuǎn)盤不動，g=10m/s2,則轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動角速度ω的可能值為（設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力）（)A2rad/s B。3rad/s C.4rad/s D。5rad/s【答案】BCD【解析】【詳解】根據(jù)題意可知斜面體的傾角滿足即重力沿斜面的分力大于滑動摩擦力，所以角速度為0時，木塊不能夠靜止在斜面上。當轉(zhuǎn)動的角速度較小時，木塊所受的摩擦力沿斜面向上,則木塊恰好向下滑動時滑動摩擦力滿足解得當轉(zhuǎn)動角速度變大，木塊恰好向上滑動時滑動摩擦力滿足解得所以圓盤轉(zhuǎn)動的角速度滿足A錯誤，BCD正確.故選BCD.三、計算題（本題共3小題,其中13小題8分,14小題12分，15小題15分，共35分。解答時應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分,有數(shù)值計算的、答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。）13。如圖所示,一輕桿一端固定在轉(zhuǎn)軸O上，在距O點為桿長的處固定一小球,輕桿以角速度ω繞O點在豎直平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動。在桿轉(zhuǎn)過的圓心角為θ的時間內(nèi)，桿的端點通過的弧長為s，求：(1)小球的線速度大?。?2)小球的向心加速度大小。【答案】(1）;(2)【解析】【詳解】（1)桿的端點以桿長為半徑做圓周運動，求解桿長為小球的轉(zhuǎn)動半徑為，小球做圓周運動的角速度與桿轉(zhuǎn)動的角速度相同，則小球轉(zhuǎn)動的線速度為（2)小球的向心加速度14.“吉林一號”衛(wèi)星星座建設(shè)最終目標是實現(xiàn)138顆衛(wèi)星在軌組網(wǎng),通過衛(wèi)星遙感影像為國土資源監(jiān)測、礦產(chǎn)資源開發(fā)、智慧城市建設(shè)、林業(yè)資源普查、生態(tài)環(huán)境監(jiān)測、防災(zāi)減災(zāi)及應(yīng)急響應(yīng)等領(lǐng)域，具備全球任意地點10分鐘內(nèi)重訪能力。假設(shè)其中一顆衛(wèi)星A所在的圓軌道可經(jīng)過吉林省上方，該衛(wèi)星在圓軌道上運行周期為T，已知地球半徑R、地球表面重力加速度g，試求：（1）衛(wèi)星A距地面的高度;(2）衛(wèi)星A作圓周運動的線速度大?。?3）若地球自轉(zhuǎn)周期T0=24h、衛(wèi)星A周期T=4。8h，請計算衛(wèi)星A相鄰兩次經(jīng)過赤道某城市正上方的時間間隔?！敬鸢浮浚?）；(2）；（3)12h【解析】【詳解】（1）設(shè)衛(wèi)星的軌道半徑為r，對衛(wèi)星列向心力方程且解得則衛(wèi)星距地面的高度（2）根據(jù)線速度的定義得(3)當?shù)厍蜃赞D(zhuǎn)半周，衛(wèi)星A轉(zhuǎn)動奇數(shù)個半周時，衛(wèi)星A就會相鄰兩次經(jīng)過該城市正上方,即（n=0,1，2…）將、,代入公式，解得即衛(wèi)星A轉(zhuǎn)動5個半周，經(jīng)歷恰好再次經(jīng)過該城市正上方.15.長度L=1.0m的輕桿OA,A端連接有一質(zhì)量m=2.0kg的小球，如圖所示，現(xiàn)在外界干預下保證小球以O(shè)點為圓心在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運動，計算時g取10m/s2，計算結(jié)果可用根式表示。問：（1）轉(zhuǎn)動到最高點時,為使輕桿和小球之間的作用力是零，小球轉(zhuǎn)動的角速度是多少？(2)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)動的角速度使小球在最低點受到桿的作用力是在最高點受到