2020-2021學(xué)年河北省正定中學(xué)高一下學(xué)期開學(xué)考試物理試題

2020-2021學(xué)年河北省正定中學(xué)高一下學(xué)期開學(xué)考試物理試題第I卷（選擇題）一、單選題（本題共8小題）1．2020年12月3日23時10分，嫦娥五號上升器攜帶1731g月球樣品從月面起飛，約6分鐘后進(jìn)入高度約200km的預(yù)定環(huán)月圓軌道。已知萬有引力G＝6.67×10-11N·m2/kg2，月球質(zhì)量約7.34×1022kg，直徑約3476.28km。根據(jù)以上信息不能估算（）A．月球表面重力加速度大小B．樣品在環(huán)月圓軌道運(yùn)動時速度大小C．上升器在月面時所受月球引力大小D．上升器在環(huán)月圓軌道運(yùn)動時向心加速度大小2．如圖所示，從斜面上A點(diǎn)以速度v水平拋出的小球經(jīng)時間t1落在B點(diǎn)，球到達(dá)B點(diǎn)時的速度方向與斜面的夾角為α?，F(xiàn)將小球從斜面上A、B之間的中點(diǎn)C拋出，拋出時的速度方向與斜面的夾角為β，經(jīng)時間t2恰能水平擊中A點(diǎn)，擊中A點(diǎn)時的速度大小為v1，忽略空氣阻力，則（）A．β＝α，B．b＞a，C．b＞a，D．β＝α，t1＝2t23．如圖，執(zhí)行任務(wù)的“殲20”戰(zhàn)機(jī)正沿直線斜向下加速俯沖。將“殲20”簡化為質(zhì)點(diǎn)“O”，用G表示它受到的重力，F(xiàn)表示除重力外其他作用力的等效力，則下圖中能正確表示此過程中戰(zhàn)機(jī)受力情況的是（）A．B．C．D．4．如圖所示，豎直墻壁的左側(cè)有一點(diǎn)光源S，從點(diǎn)光源處有一小球以速度v0正對墻壁向右水平拋出，在撞到豎直墻壁之前的過程中，墻壁上會有小球的影子。以S到豎直墻壁垂線與墻壁的交點(diǎn)O為坐標(biāo)原點(diǎn)，以沿墻壁向下為正方向建立y軸，假設(shè)豎直墻壁足夠長，以小球拋出時刻為t＝0時刻，關(guān)于小球的影子在豎直墻壁上的位置變化情況，下列圖像中正確的是（）A．B．C．D．5．如圖所示，質(zhì)量分別為m1和m2的A、B兩只小球用輕彈簧連在一起，且以長為L1的細(xì)繩拴在軸O上。A與B均以角速度ω做勻速圓周運(yùn)動。當(dāng)兩球之間距離為L2時，將細(xì)線燒斷，則細(xì)線燒斷瞬間（）。（球可視為質(zhì)點(diǎn)，不計摩擦）A．A球的加速度大小為0B．A球的加速度大小為ω2L1C．B球的加速度大小為ω2L2D．B球的加速度大小為ω2（L1＋L2）6．放在粗糙水平地面上質(zhì)量為0.8kg的物體受到水平拉力的作用，在0~6s內(nèi)其速度與時間的關(guān)系圖象和該拉力的功率與時間的關(guān)系圖象分別如圖甲、乙所示。下列說法中正確的是（）A．0~6s內(nèi)拉力做的功為140JB．物體在0~2s內(nèi)所受的拉力為4NC．物體與粗糙水平地面間的動摩擦因數(shù)為0.5D．0-6s內(nèi)摩擦力做功為100J7．假設(shè)某星球可視為質(zhì)量均勻分布的球體，已知該星球表面的重力加速度在兩極的大小為g1，在赤道的大小為g2，星球自轉(zhuǎn)的周期為T，引力常量為G，則該星球的密度為（）A．B．C．D．8．2017年8月28日，中科院南極天文中心的巡天望遠(yuǎn)鏡觀測到一個由雙中子星構(gòu)成的孤立雙星系統(tǒng)產(chǎn)生的引力波。該雙星系統(tǒng)以引力波的形式向外輻射能量，使得圓周運(yùn)動的周期T極其緩慢地減小，雙星的質(zhì)量m1與m2均不變，則下列關(guān)于該雙星系統(tǒng)變化的說法正確的是（）A．雙星間的間距逐漸增大B．雙星間的萬有引力逐漸增大C．雙星的線速度逐漸減小D．雙星的角速度減小二、多選題（本題共4小題。）9．如圖所示，曲線Ⅰ是一顆繞地球做圓周運(yùn)動衛(wèi)星軌道的示意圖，其半徑為R；曲線Ⅱ是一顆繞地球橢圓運(yùn)動衛(wèi)星軌道的示意圖，O點(diǎn)為地球球心，AB為橢圓的長軸，兩軌道和地心都在同一平面內(nèi)，已知在兩軌道上運(yùn)動的衛(wèi)星的周期相等，萬有引力常量為G，地球質(zhì)量為M，下列說法正確的是（）A．衛(wèi)星在Ⅰ軌道上的加速度大小為a0，衛(wèi)星在Ⅱ軌道上A點(diǎn)加速度大小為aA，則有a0＞aAB．橢圓軌道的半長軸長度為RC．衛(wèi)星在Ⅰ軌道的速率為v0，衛(wèi)星在Ⅱ軌道B點(diǎn)的速率為vB，則v0＞vBD．若OA＝0.5R，則衛(wèi)星在B點(diǎn)的速率10．摩擦傳動是傳動裝置中的一個重要模型，如圖所示的兩個水平放置的輪盤靠摩擦力傳動，其中O、O'分別為兩輪盤的軸心，已知兩個輪盤的半徑之比r甲：r乙＝3：1，且在正常工作時兩輪盤不打滑．今在兩輪盤上分別放置兩個同種材料制成的完全相同的滑塊A，B，兩滑塊與輪盤間的動摩擦因數(shù)相同，兩滑塊距離軸心O、O'的間距的關(guān)系為RA＝2RB若輪盤乙由靜止開始緩慢地轉(zhuǎn)動起來，且轉(zhuǎn)速逐漸增加，則下列敘述正確的是（）A．滑塊A和B在與輪盤相對靜止時，線速度之比為vA：vB＝1：3B．滑塊A和B在與輪盤相對靜止時，角速度之比為ωA：ωB＝1：3C．滑塊A和B在與輪盤相對靜止時，向心加速度大小之比為aA：aB＝2：9D．轉(zhuǎn)速增加后滑塊A先發(fā)生滑動11．某次網(wǎng)球比賽中，某選手將球在邊界正上方水平向右擊出，球剛好過網(wǎng)落在場中（不計空氣阻力），已知網(wǎng)球比賽場地相關(guān)數(shù)據(jù)如圖所示，下列說法中正確的是A．擊球高度h1與網(wǎng)球高度h2之間的關(guān)系為h1＝1.8h2B．任意增加擊球高度，只要擊球初速度合適，球一定能落在對方界內(nèi)C．任意降低擊球高度（仍大于h2），只要擊球初速度合適，球一定能落在對方界內(nèi)D．若保持擊球高度不變，球的初速度v0只要不大于，一定落在對方界內(nèi)12．趣味運(yùn)動會上，運(yùn)動員手持網(wǎng)球拍托球沿水平面勻加速跑。設(shè)球拍和球質(zhì)量分別為M、m，球拍平面和水平面之間的夾角為θ，球拍與球保持相對靜止，它們之間的摩擦力及空氣阻力不計。重力加速度大小為g。下列判斷正確的是（）A．運(yùn)動員的加速度大小為gtanθB．球拍對球的作用力大小為mgC．運(yùn)動員對球拍的作用力大小為D．若運(yùn)動員的加速度大于gsinθ，球一定沿球拍向上運(yùn)動第Ⅱ卷（非選擇題）三、實(shí)驗(yàn)題（本題共2小題）13．用頻閃照相技術(shù)拍下的兩小球運(yùn)動的頻閃照片如圖所示，拍攝時，光源的頻閃頻率為10Hz，a球從A點(diǎn)水平拋出的同時，b球自B點(diǎn)開始下落，背景的小方格為相同的正方形．重力加速度g取10m/s2，不計阻力．（1）根據(jù)照片顯示的信息，下列說法中正確的是___________A．只能確定b球的運(yùn)動是自由落體運(yùn)動B．不能確定a球沿豎直方向的運(yùn)動是自由落體運(yùn)動C．只能斷定a球的運(yùn)動是水平方向的勻速直線運(yùn)動D．可以確定a球沿水平方向的運(yùn)動是勻速直線運(yùn)動和豎直方向的自由落體運(yùn)動的合成（2）根據(jù)照片信息可求出a球的水平速度大小為___________m/s；當(dāng)a球與b球運(yùn)動了___________s時它們之間的距離最小．14．某同學(xué)用如圖所示的裝置探究加速度a與力F、質(zhì)量m的關(guān)系。（1）下列說法中正確的是（______）A．使用圖示方法補(bǔ)償阻力，閉合電源開關(guān)，若紙帶上打出一系列均勻分布的點(diǎn)，則說明補(bǔ)償阻力完成B．小車質(zhì)量不變，改變拉力時，小車質(zhì)量大約200g，砝碼盤質(zhì)量為10g，總共有5個砝碼，每個砝碼質(zhì)量均為20g，若一次只加一個砝碼，同學(xué)可以完成6組實(shí)驗(yàn)；C．在探究a與質(zhì)量m的關(guān)系時，把a(bǔ)-m圖像改作圖像是利用化曲為直的思想，能更直觀地判斷二者間的關(guān)系；D．實(shí)驗(yàn)得到a-F和圖像都可能不過坐標(biāo)原點(diǎn)，其原因可能是補(bǔ)償阻力做得不好或者忘記加砝碼盤的質(zhì)量。（2）實(shí)驗(yàn)中，得到一條打點(diǎn)的紙帶如圖所示，已知相鄰計數(shù)點(diǎn)間的時間間隔均為T，且間距x1、x2、x3、x4已量出，則小車加速度的計算式a＝___________。（3）在算出各紙帶的加速度后，將測得的反映加速度a和力F關(guān)系的有關(guān)數(shù)據(jù)記錄在表1中，將測得的反映加速度a和質(zhì)量m關(guān)系的有關(guān)數(shù)據(jù)列在表2中。表1a/（m·s-2）0.490.991.531.99F/N0.200.400.600.80表2a/（m·s-2）0.250.320.530.991.251.672.505.00根據(jù)表中所列數(shù)據(jù)，分別畫出了a-F、圖像，如圖甲、乙所示：①a-F圖像可知m＝___________kg。（保留2位有效數(shù)字）②由圖像可知F＝___________N。（保留2位有效數(shù)字）四、計算題（本題共4小題）15．如圖所示，是一個質(zhì)量為2kg的物體在水平面上的兩種運(yùn)動圖像，1表示物體受到一個與初速度方向成30°角的斜向上拉力F作用時的v-t圖像，2表示物體不受拉力作用時的v-t圖像。求物體與地面間的動摩擦因數(shù)μ和拉力F的大小。（g＝10m/s2）16．已知萬有引力常量G，地球半徑R，月球和地球之間的距離r，同步衛(wèi)星距地面的高度h，月球繞地球的運(yùn)轉(zhuǎn)周期T1，地球的自轉(zhuǎn)周期T2，地球表面的重力加速度g（1）根據(jù)萬有引力定律和牛頓第二定律說明：為什么不同物體在地球表面的自由落體加速度大小都是相等的?為什么高山上的自由落體加速度比地面的小?（2）某同學(xué)根據(jù)以上條件，提出一種估算地球質(zhì)量的方法：同步衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動，由得請判斷結(jié)果是否正確，并說明理由；如不正確，請給出正確的解法和結(jié)果。（3）請根據(jù)已知條件再提出兩種估算地球質(zhì)量的方法并解得結(jié)果。17．物體做圓周運(yùn)動時，所需的向心力F需由運(yùn)動情況決定，提供的向心力F供由受力情況決定。若某時刻F需＝F供，則物體能做圓周運(yùn)動；若F需＞F供，物體將做離心運(yùn)動；若F需＜F供，物體將做向心運(yùn)動?，F(xiàn)有一根長L＝1m的剛性輕繩，其一端固定于O點(diǎn)，另一端系著質(zhì)量m＝0.5kg的小球（可視為質(zhì)點(diǎn)），將小球提至O點(diǎn)正上方的A點(diǎn)處，此時繩剛好伸直且無張力，如圖所示。不計空氣阻力，g取10m/s2，則：（1）為保證小球能在豎直面內(nèi)做完整的圓周運(yùn)動，在A點(diǎn)至少應(yīng)給小球多大的水平速度？（2）小球以速度v1＝4m/s水平拋出的瞬間，繩中的張力為多少？（3）小球以速度v2＝1m/s水平拋出的瞬間，若繩中有張力，求其大?。蝗魺o張力，試求繩子再次伸直時所經(jīng)歷的時間。18．風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室可以產(chǎn)生水平方向的、大小可以調(diào)節(jié)的風(fēng)力．如圖，兩水平面（虛線）間距為H，虛線區(qū)域存在方向水平向右、大小恒定的風(fēng)力．在該區(qū)域上方O點(diǎn)將質(zhì)量均為m的小球A、B以大小相等、方向相反的水平速度拋出，其中A球向右，B球向左．兩小球在重力作用下進(jìn)入虛線區(qū)域，并從該區(qū)域的下邊界離開．已知B球離開虛線區(qū)域時速度豎直向下；A球在虛線區(qū)域做直線運(yùn)動，剛離開虛線區(qū)域時其速度為B球剛離開虛線區(qū)域時的1.25倍．不計虛線區(qū)域上方的空氣阻力，重力加速度為g．求：（1）A與B在虛線區(qū)域中的水平位移之比（2）O點(diǎn)距虛線區(qū)域上邊界的距離；（3）虛線區(qū)域中水平風(fēng)力的大小開學(xué)考試答案1．【解答】解：根據(jù)上升器在環(huán)月軌道運(yùn)行時萬有引力提供向心力有：，解得，故正確，錯誤,故選：。2．【解答】解：、由題可知，運(yùn)動員在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動，則豎直方向冰面對武大靖支持力與重力是一對平衡力，所以支持力的方向豎直向上，故錯誤；、由題可知，運(yùn)動員在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動，水平方向由摩擦力來提供向心力，故正確；、運(yùn)動員受到冰面的作用力是支持力與摩擦力的合力，所以冰面對運(yùn)動員的作用力與重力不平衡，故錯誤；、運(yùn)動員進(jìn)入彎道時，如果速度過快，需要的向心力增大，地面所提供的摩擦力增大，他可能會做離心運(yùn)動而滑離軌道，不存在離心力，故錯誤。故選：。3．【解答】解：、周期為的衛(wèi)星不一定是同步衛(wèi)星，故錯誤；、地球同步衛(wèi)星的角速度大小等于地球自轉(zhuǎn)的角速度，故錯誤；、近地衛(wèi)星的合地球兩極都是萬有引力提供加速度，則，解得，故近地衛(wèi)星的向心加速度大小等于地球兩極處的重力加速度，故錯誤；、衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動，根據(jù)，解得，故，根據(jù)，解得，近地衛(wèi)星的半徑小于同步衛(wèi)星的半徑，故，由于地球轉(zhuǎn)動的角速度與同步衛(wèi)星的角速度相同，根據(jù)可知，，故，故正確；4．【解答】解：由得，該衛(wèi)星的周期為，根據(jù)角速度和周期的關(guān)系可知：，，如圖所示，以同步衛(wèi)星為參考系，當(dāng)兩衛(wèi)星連線與該衛(wèi)星軌道相切時，由幾何關(guān)系可知。則從該衛(wèi)星與同步衛(wèi)星距離最近的位置開始計時，到第一次兩衛(wèi)星連線與該衛(wèi)星軌道相切，該衛(wèi)星比同步衛(wèi)星多轉(zhuǎn)過的角度為：。設(shè)此過程用時為，根據(jù)圓周運(yùn)動的規(guī)律有：故：故錯誤，正確。5．【解答】解：細(xì)線上開始出現(xiàn)張力時，受到的靜摩擦力剛好達(dá)到最大值，在此臨界狀態(tài)時，細(xì)線上的張力還是零。對，由牛頓第二定律得，，得此時轉(zhuǎn)臺的角速度，當(dāng)物塊剛要開始滑動時，、受到的靜摩擦力都達(dá)到最大值，設(shè)此時細(xì)線上的張力為，根據(jù)牛頓第二定律，對，有，，對，有，，解得，故正確，錯誤。6．【解答】解：因?yàn)樾∏蚓谧龆啻螐椥耘鲎?，碰撞前后小球水平方向速度大小不變、方向反向，小球豎直方向速度大小和方向都不變，則將小球的運(yùn)動軌跡連接起來展開就是一條平拋的拋物線，可知小球在豎直方向做自由落體運(yùn)動，下落時間，可知，下落時間與小球的質(zhì)量、小球初速度以及井口直徑無關(guān)，只與水井井口到水面高度差有關(guān)，故錯誤，正確。7．【解答】解：水流做平拋運(yùn)動，水平方向：豎直方向：聯(lián)立解得：，模型的，都變?yōu)樵瓉淼模?，故正確，錯誤。8．【解答】解：根據(jù)萬有引力等于向心力，設(shè)地球半徑為，月球半徑為，對地球同步衛(wèi)星：對月球軌道艙有：；地球質(zhì)量和月球質(zhì)量分別為：；聯(lián)立可得軌道艙繞月飛行的周期與地球同步衛(wèi)星周期的比值為：，故正確，錯誤；故選：。9．【解答】解：、由勻速圓周運(yùn)動的線速度與角速度的關(guān)系可知，故正確；、因?yàn)槟μ燧喪怯?6個座艙組成的，所以相鄰兩個座艙之間對應(yīng)的圓心角為：，由公式，可知相鄰兩個座艙經(jīng)過同一位置的最短時間間隔為：，故正確；、由勻速圓周運(yùn)動的合外力提供向心力，可得，所以向心力大小不變，方向指向圓心，故錯誤；、游客所受球艙的作用力和重力的合力提供向心力，由于重力與向心力的大小不變，夾角時刻變化，所以游客所受球艙的作用力大小一直變化，故錯誤。故選：。10．【解答】解：、“嫦娥五號”探測器繞月球做勻速圓周運(yùn)動時，根據(jù)萬有引力提供向心力有，又有，聯(lián)立解得：，故錯誤，正確；、在月球表面萬有引力等于重力，即，由上面分析有，聯(lián)立解得，故錯誤，正確。故選：。11．【解答】解：當(dāng)玻璃管繞豎直軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動時，小球與玻璃管間恰無壓力，此時對小球受力分析如圖所示：，此時向心力：，、增加繩長之后，此時小球需要的向心力增大，此時小球有離心的趨勢，小球?qū)⒋怪庇谟覀?cè)管壁擠壓管壁，玻璃管會給小球一個斜向下的壓力，故錯誤；、增加繩長之后，小球做圓周運(yùn)動的半徑增大，要保持小球與管壁之間無壓力，則小球所需向心力大小不變，半徑增大，則需要減小角速度，故正確；、增加小球質(zhì)量，此時，質(zhì)量可被約去，小球做圓周運(yùn)動的半徑不變，小球?qū)ΣＡЧ軣o壓力，故玻璃管對小球也無壓力，故錯誤；、僅增加角速度至后，小球需要的向心力增大，小球有離心的趨勢，小球?qū)⒋怪庇谟覀?cè)管壁擠壓管壁，玻璃管會給小球一個斜向下的壓力，故正確；故選：。12．【解答】解：、設(shè)兩顆衛(wèi)星運(yùn)行的周期分別為、，設(shè)經(jīng)過△時間兩衛(wèi)星再次相距最近，則它們運(yùn)行的角度之差△，即，解得△小時，故正確；、兩衛(wèi)星相距最遠(yuǎn)時，它們運(yùn)行的角度之差△、1、，即、1、，解得△、1、小時，故錯誤；、乙衛(wèi)星點(diǎn)火加速，突然增大，，乙衛(wèi)星將做離心運(yùn)動，不可能與甲衛(wèi)星對接，故錯誤；、根據(jù)開普勒第三定律可知，，解得，故正確。故選：。13．【解答】解：（1）圓盤的轉(zhuǎn)動周期而轉(zhuǎn)盤的線速度為：聯(lián)立解得：；（2）根據(jù)