長(zhǎng)春市東北師大附中2019-2020學(xué)年高一物理下學(xué)期階段考試試題含解析

吉林省長(zhǎng)春市東北師大附中2019_2020學(xué)年高一物理下學(xué)期階段考試試題含解析吉林省長(zhǎng)春市東北師大附中2019_2020學(xué)年高一物理下學(xué)期階段考試試題含解析PAGE20-吉林省長(zhǎng)春市東北師大附中2019_2020學(xué)年高一物理下學(xué)期階段考試試題含解析吉林省長(zhǎng)春市東北師大附中2019—2020學(xué)年高一物理下學(xué)期階段考試試題(含解析）一、單項(xiàng)選擇題：(本題共7小題，每小題5分,共35分。每小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確)1。如圖所示，一個(gè)大輪通過皮帶拉著小輪轉(zhuǎn)動(dòng)，皮帶和兩輪之間無相對(duì)滑動(dòng)，大輪的半徑是小輪半徑的2倍,大輪上的一點(diǎn)S離轉(zhuǎn)動(dòng)軸的距離是大輪半徑的。P、Q分別為兩輪邊緣上的點(diǎn),則P、Q、S三點(diǎn)的（）A。線速度之比為1:1：3 B.角速度之比為1：3：1C.轉(zhuǎn)動(dòng)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(diǎn)傳動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，所以、兩點(diǎn)同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，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(diǎn)的線速度之比為3:3：1，A錯(cuò)誤；B．、兩點(diǎn)角速度關(guān)系所以三點(diǎn)的角速度之比為1:2：1，B錯(cuò)誤；C．根據(jù)可知周期之比為2：1:2，C錯(cuò)誤；D．根據(jù)可知、兩點(diǎn)向心加速度之比根據(jù)可知、兩點(diǎn)向心加速度之比所以三點(diǎn)向心加速度之比為3：6：1,D正確.故選D.2.一個(gè)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(yùn)動(dòng),則(）A.物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度8rad/sB.物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速為πr/sC.物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度為8m/s2D。物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)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(cuò)誤；B．根據(jù)角速度和轉(zhuǎn)速的關(guān)系可知B錯(cuò)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(cuò)誤。故選C.3。用相同材料做成質(zhì)量均勻分布的三個(gè)實(shí)心球1、2、3，其半徑分別為r1=r2=r，r3=2r，當(dāng)1、2兩個(gè)球單獨(dú)接觸時(shí)，二者之間的萬有引力為F12；當(dāng)2、3兩個(gè)球單獨(dú)接觸時(shí),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(gè)球質(zhì)量均為3球的質(zhì)量為1、2兩個(gè)球單獨(dú)接觸時(shí)，二者之間的萬有引力為2、3兩個(gè)球單獨(dú)接觸時(shí)，二者之間的萬有引力為解得ACD錯(cuò)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(dá)到某個(gè)數(shù)值，炮彈便可以恰好繞著地球做圓周運(yùn)動(dòng)而不再掉到地面上來，山的高度相對(duì)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(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)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(shí)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(cuò)誤；B．炮彈恰好繞著地球做圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)的向心加速度等于地球表面的重力加速度，B錯(cuò)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(yùn)動(dòng)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(cuò)誤.故選C。5。如圖所示,A、B、C三個(gè)完全相同的小球，先后懸在同一個(gè)懸點(diǎn)O上，繞豎直軸做水平勻速圓周運(yùn)動(dòng)，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(shí)，三根繩的拉力大小分別為FA，F(xiàn)B和FC，三個(gè)小球轉(zhuǎn)動(dòng)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(cuò)誤；CD．假設(shè)懸點(diǎn)到圓周運(yùn)動(dòng)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(cuò)誤，D正確。故選D.6.在國(guó)際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)的年會(huì)中有一項(xiàng)草案是2006年對(duì)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(gè)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(biāo)準(zhǔn)，對(duì)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(duì)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(cuò)誤。故選A。7。如圖所示，長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)長(zhǎng)物體一端與小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）相連,另一端可繞O點(diǎn)使小球在豎直平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)。設(shè)小球在最高點(diǎn)的速度為v，重力加速度為g，不計(jì)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(shí)小球所需的向心力將減小C.若物體為輕桿，則當(dāng)v逐漸增大時(shí),桿對(duì)球彈力也逐漸增大D。若物體為細(xì)繩，則當(dāng)v由逐漸增大時(shí)，繩對(duì)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(diǎn)的速度的最小值為0，物體所受重力和支持力相等,A錯(cuò)誤;B．增大，根據(jù)可知向心力將增大，B錯(cuò)誤；C．若物體為輕桿，在最高點(diǎn)重力提供向心力解得當(dāng)速度小于時(shí),根據(jù)牛頓第二定律隨著速度增大，桿對(duì)球的彈力在逐漸減小，C錯(cuò)誤;D．若物體為細(xì)繩，速度為時(shí)，重力提供向心力，所以繩子拉力為0，當(dāng)v由逐漸增大時(shí),根據(jù)牛頓第二定律可知繩子對(duì)球的拉力從0開始逐漸增大，D正確。故選D。二、多項(xiàng)選擇題：（本題共5小題，每小題6分，共30分。每小題有多個(gè)選項(xiàng)正確,全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。）8.關(guān)于圓周運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是（）A.速率變化的圓周運(yùn)動(dòng)是變加速運(yùn)動(dòng)，而勻速圓周運(yùn)動(dòng)是勻加速運(yùn)動(dòng)B.當(dāng)轉(zhuǎn)速一定時(shí)，向心加速度與半徑成正比C。做圓周運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)【答案】BD【解析】【詳解】A．勻速圓周運(yùn)動(dòng)所受合外力指向圓心，所以速度大小不變,方向時(shí)刻變化，所以勻速圓周運(yùn)動(dòng)和速率變化的圓周運(yùn)動(dòng)均為變加速運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤；B．轉(zhuǎn)速一定時(shí)，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(yùn)動(dòng)的物體合外力完全提供向心力,做非勻速圓周運(yùn)動(dòng)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(cuò)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(yùn)動(dòng)，D正確.故選BD。9.我國(guó)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(jī)在關(guān)閉動(dòng)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(duì)接。已知空間站繞月軌道半徑為r，運(yùn)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(dòng)機(jī)后航天飛機(jī)將減速飛向S處D.航天飛機(jī)在S處由橢圓軌道進(jìn)入空間站軌道必須點(diǎn)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(cuò)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(dòng)機(jī)，月球?qū)教祜w機(jī)的萬有引力做正功,所以航天飛機(jī)將加速飛向處,C錯(cuò)誤；D．航天飛機(jī)在靠近處過程中做加速運(yùn)動(dòng)，到達(dá)處向心力大于萬有引力,所以需要減速進(jìn)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(duì)地靜止衛(wèi)星，常用于通訊、氣象、廣播電視、導(dǎo)彈預(yù)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(jì)自轉(zhuǎn)影響時(shí)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(zhǎng)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(duì)地球靜止,長(zhǎng)春和北京不在赤道，A錯(cuò)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(yùn)動(dòng)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(cuò)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(hào)飛船繞月球表面的運(yùn)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(xiàng)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(cuò)誤；C．地球的半徑未知,所以無法求解地球的密度，C錯(cuò)誤;D．飛船繞月球運(yùn)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(gè)邊長(zhǎng)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(dòng)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(duì)轉(zhuǎn)盤不動(dòng)，g=10m/s2,則轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)角速度ω的可能值為（設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)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(dòng)摩擦力，所以角速度為0時(shí)，木塊不能夠靜止在斜面上。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度較小時(shí)，木塊所受的摩擦力沿斜面向上,則木塊恰好向下滑動(dòng)時(shí)滑動(dòng)摩擦力滿足解得當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)角速度變大，木塊恰好向上滑動(dòng)時(shí)滑動(dòng)摩擦力滿足解得所以圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度滿足A錯(cuò)誤，BCD正確.故選BCD.三、計(jì)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(shí)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(jì)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(diǎn)為桿長(zhǎng)的處固定一小球,輕桿以角速度ω繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。在桿轉(zhuǎn)過的圓心角為θ的時(shí)間內(nèi)，桿的端點(diǎn)通過的弧長(zhǎng)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(diǎn)以桿長(zhǎng)為半徑做圓周運(yùn)動(dòng)，求解桿長(zhǎng)為小球的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑為，小球做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度與桿轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度相同，則小球轉(zhuǎn)動(dòng)的線速度為（2)小球的向心加速度14.“吉林一號(hào)”衛(wèi)星星座建設(shè)最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)138顆衛(wèi)星在軌組網(wǎng),通過衛(wèi)星遙感影像為國(guó)土資源監(jiān)測(cè)、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(cè)、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(diǎn)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(yùn)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(yùn)動(dòng)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(qǐng)計(jì)算衛(wèi)星A相鄰兩次經(jīng)過赤道某城市正上方的時(shí)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(duì)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(dāng)?shù)厍蜃赞D(zhuǎn)半周，衛(wèi)星A轉(zhuǎn)動(dòng)奇數(shù)個(gè)半周時(shí)，衛(wèi)星A就會(huì)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(dòng)5個(gè)半周，經(jīng)歷恰好再次經(jīng)過該城市正上方.15.長(zhǎng)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(yù)下保證小球以O(shè)點(diǎn)為圓心在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，計(jì)算時(shí)g取10m/s2，計(jì)算結(jié)果可用根式表示。問：（1）轉(zhuǎn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí),為使輕桿和小球之間的作用力是零，小球轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度是多少？(2)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度使小球在最低點(diǎn)受到桿的作用力是在最高點(diǎn)受到