2020届高一物理下学期段考试题（广东深圳实验学校）

高一物理试卷 第 1 页（第一、二卷 共 6 页） 深圳实验学校高中部 2019-2020 学年度第二学期第一阶段考试 高一物理 时间：90 分钟 满分：100 分 命题人：袁凯华 第一卷 一、单项选择题(本题共 10 小题，每小题 4 分，共 40 分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正 确，请把正确答案填到答题卡上) 1．发现万有引力定律和第一次通过实验比较精确地测出万有引力常量的科学家分别是( ) A．开普勒、卡文迪许 B．开普勒、伽利略 C．牛顿、卡文迪许 D．牛顿、伽利略 2．关于物体做匀速圆周运动所需要的向心力,下列说法正确的是( ) A．向心力是一种性质力 B．向心力只能改变线速度的大小 C．向心力与速度方向不一定始终垂直 D．向心力只能改变线速度的方向 3．有 A、B 两小球，B 的质量为 A 的两倍。现将它们从地面以相同速率沿同一方向抛出，不计空气阻力。 图中①为小球 A 的运动轨迹，则小球 B 的运动轨迹是( ) A．① B．② C．③ D．④ 4．一质量为 m 的物体在水平面上运动，它的两个正交分速度 xv 、 yv 随时间变化的图线分别如图甲、乙 所示，由图可知( ) A．从开始至 6 s 末物体一直做直线运动 B．从开始至 6 s 末物体一直做曲线运动 C．4 s 末物体的速度大小为 25m/s D．最初 4 s 内物体的位移大小为 16m 5．关于人造地球卫星，下列说法正确的是( ) A．分别沿圆轨道和椭圆轨道运行的两颗卫星，可能具有相同的周期 B．沿椭圆轨道运行的一颗卫星，在轨道不同位置可能具有相同的速度 C．在赤道上空运行的两颗地球同步卫星，它们的轨道半径有可能不同 D．沿不同轨道经过深圳上空的两颗卫星，它们的轨道平面一定会重合 高一物理试卷 第 2 页（第一、二卷 共 6 页） 6．深圳实验学校高中部的楠曦同学在研究平抛运动时做了如下研究，将小球以速度 v 沿与水平方向成 θ ＝30°角斜向上抛出，结果球刚好能垂直打在竖直墙面上，球反弹的瞬间速度方向水平，且速度大小为 碰撞前瞬间速度的 3 3 ，如图所示。已知 sin 30°＝ 1 2 ，cos 30°＝ 3 2 ，空气阻力不计，则当反弹后小球 的速度大小再次为 v 时，速度与水平方向夹角的正切值为( ) A． 3 B． 3 3 C． 3 2 D． 1 2 7．如图所示，放于竖直面内的非常结实的光滑金属细圆环半径为 R，质量为 m 的带孔小球穿于环上，同 时有一长为 R 且伸长量可以忽略的细绳一端系于球上，另一端系于圆环最低点，绳能承受的最大拉力为 2mg。重力加速度的大小为 g，当圆环以角速度 ω 绕竖直直径转动时，下列说法错误的是( ) A．圆环角速度 ω 小于 g R 时，小球受到 2 个力的作用 B．圆环角速度 ω 等于 2g R 时，细绳恰好伸直 C．圆环角速度 ω 等于 2 g R 时，细绳将断裂 D．圆环角速度 ω 大于 6g R 时，小球受到 2 个力的作用 8．地球可视为质量均匀分布的正球体。某物体在地球北极点静止时对水平地面的压力大小为 FN0，该物 体在地球赤道上静止时对水平地面的压力大小为 FN；又已知地球自转的周期为 T，引力常量为 G。则地 球密度的表达式为( ) A． ( ) 0 2 00 3 N N F GT F F  − B． ( )00 2 0 3 N N FF GT F  − C． 2 3 GT  D． 03 N N F GTF  9．如图所示，将长为 3L 的轻杆穿过光滑水平转轴 O，两端分别固定质量为 2m 的球 A 和质量为 3m 的球 B，A 到 O 的距离为 L。现使杆在竖直平面内转动，当球 B 运动到最高点时，球 B 恰好对杆无作用力，两 球均可视为质点，重力加速度为 g。则球 B 在最高点时，下列说法正确的是( ) A．球 B 的速度大小为 gL B．球 A 的速度大小为 2gL C．球 A 对杆的作用力大小为 2.5mg D．水平转轴对杆的作用力为 3mg 高一物理试卷 第 3 页（第一、二卷 共 6 页） 10．火星探测项目是我国继载人航天工程、嫦娥工程之后又一个重大空间探索项目，预计今年 7 月份我 国将正式发射火星探测器。已知地球公转周期为 T，到太阳的距离为 R1，运行速率为 v1，火星到太阳的 距离为 R2，运行速率为 v2，太阳质量为 M，引力常量为 G。一个质量为 m 的探测器被发射到一围绕太阳 的椭圆轨道上，以地球轨道上的 A 点为近日点，以火星轨道上的 B 点为远日点，如图所示。不计火星、 地球对探测器的影响，则( ) A．探测器在 A 点的加速度大于 2 1 1 v R B．探测器在 B 点的加速度大于 2 2 2 v R C．探测器在 B 点的速度大小为 2 GM R D．探测器沿椭圆轨道从 A 到 B 的飞行时间为 3 2 12 1 1 22 RR TR +  二、多项选择题(本题共 5 小题，每小题 4 分，共 20 分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以 上选项符合题目要求，全部选对得 4 分，选不全得 2 分，有选错或不答的得 0 分) 11．如图所示，做匀速直线运动的小车 A 通过一根绕过定滑轮的长绳吊起一重物 B，设小车和重物速度 的大小分别为 Av 、 Bv ，则( ) A． ABvv B． ABvv C．重物 B 处于失重状态 D．重物 B 处于超重状态 12．设地球半径为 R，a 为静止在地球赤道上的一个物体，b 为一颗近地绕地球做匀速圆周运动的人造卫 星，c 为地球的一颗同步卫星，c 的轨道半径为 r。下列说法中正确的是( ) A．a 与 c 的线速度大小之比为 r R B．a 与 c 的线速度大小之比为 R r C．a 与 b 的线速度之比为 RR rr D．a 与 b 的周期之比为 13．如图所示，空间有一底面处于水平地面上的正方体框架 ABCD－A1B1C1D1，从顶点 A 沿不同方向平 抛一小球(可视为质点)。关于小球的运动，下列说法正确的是( ) A．落点在平面 A1B1C1D1 内的小球，落在 C1 点时平抛的初速度最大 B．落点在直线 B1D1 上的小球，平抛初速度的最小值与最大值之比是 1∶ 2 C．运动轨迹与直线 AC1 相交的小球，在交点处的速度方向都相同 D．运动轨迹与直线 A1C 相交的小球，在交点处的速度方向都相同 高一物理试卷 第 4 页（第一、二卷 共 6 页） 14．如图所示，A、B两个物体之间用强度足够大的轻绳相连，并放在旋转平台上，其与平台间的最大静 摩擦因数均为 μ。已知 A 、B 的质量均为 m，A 距离转轴为 R，B 距离转轴为 2R，A 、B 均可视为质点， 重力加速度为 g，用 ω 表示平台转动的角速度。下列说法正确的是( ) A．当 2 g R  = 时，B 物体开始滑动 B．当 g R  = 时，A 物体所受摩擦力为零 C．当 3 2 g R  = 时，绳上的拉力大小为 2μmg D．当 2 g R  = 时，A 物体开始滑动 15．如图所示，生产车间有两个相互垂直且等高的水平传送带甲和乙（速度恒定不变），甲的速度为 v0．物 体离开甲前与甲的速度相同，并平稳地传到乙上，乙的速度为 2v0。物体与乙之间的动摩擦因数为 μ，重 力加速度为 g，若乙的宽度足够大。下列说法正确的( ) A．物体刚滑上乙传送带时，受到摩擦力大小为 μmg B．物体刚滑上乙传送带时，受到摩擦力大小为 5 μmg C．物体沿着乙的运动方向滑过的距离为 2 05v g D．物体在乙上侧向（垂直于乙的运动方向）滑过的距离为 2 0 2 v g 第二卷 三、实验题（本题共 12 分。答案写在答题卷上，写在试卷上无效） 16．为了验证平抛运动的小球在竖直方向上做自由落体运动，用如图所示的装置进行试验，小锤打击弹 性金属片，A 球水平抛出，同时 B 球被松开，自由下落，关于该实验，下列说法中正确的是（ ） A．两球的质量应相等 B．两球同时落地 C．应改变装置的高度，多次实验 D．实验也能说明 A 球在水平方向上做匀速直线运动 高一物理试卷 第 5 页（第一、二卷 共 6 页） s ov α 17．如图所示为深圳实验学校高中部学生小课题组的同学们用圆锥摆验证向心力表达式的实验情景。将 一轻细线上端固定在铁架台上，下端悬挂一个质量为 m 的小球，将画有几个同心圆周的白纸置于悬点下 方的水平平台上，调节细线的长度使小球自然下垂静止时恰好位于圆心处。用手带动小球运动使它在放 手后恰能在纸面上方沿某个画好的圆周做匀速圆周运动。调节平台的高度，使纸面贴近小球但不接触。 （1）若忽略小球运动中受到的阻力，在具体的计算中可将小球视为质点，重力加速度为 g。 ① 小球做圆周运动所需的向心力大小可能等于______（选填选项前的字母）。 A．绳子对球拉力 B．小球自身重力 C．拉力和重力的合力 D．拉力在水平方向的分力 ② 在某次实验中，小球沿半径为 r 的圆做匀速圆周运动，用秒表记录了小球运动 n 圈的总时间 t， 则小球做此圆周运动所需要的向心力大小 Fn=______（用 m、n、t、r 及相关的常量表示）。用刻度尺测得 细线上端悬挂点到球心的距离为 l，那么对小球进行受力分析可知，小球做此圆周运动所受的合力大小 F=_______（用 m、l、r 及相关的常量表示）。 ③ 保持小球运动圈数 n 的取值不变，用刻度尺测得细线上端悬挂点到画有圆 周纸面的竖直高度为 h，改变 h 和 r 进行多次实验，可获取不同时间 t。小课题组 的同学们根据小球所受的合力 F 与向心力 Fn 大小相等的关系，画出了如图所示的 图像，测得图线的斜率为 k，则由此图线可知，重力加速度的测量值应为__________。 （2）在考虑到有空气阻力的影响下，上述实验中小球运动起来后，经过比较长的时间，会发现其半径越 来越小，足够长时间后，小球会停止在悬点正下方。这与无动力人造地球卫星在微薄阻力下的运动有很 多类似。若小球和卫星在每转动一周的时间内半径变化均可忽略，即每一周都可视为匀速圆周运动。则 在上述小球和卫星运动半径减小过程中，请对小球和卫星运动的周期变化情况进行分析与比较_____。 四、计算题(本题共 3 小题．共 28 分．按题目要求作答．解答题应写出必要的文字说明、方程和重要演 算步骤，只写出最后答案的不能得分． 有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．) 18．(9 分)如图所示，在倾角为 α 的斜坡顶端沿水平方向抛出一石块，测得石块落在距离抛出点为 S 的地 方。求： （1）石块抛出的初速度大小 0v ； （2）若石块的水平初速度为 3 ，则石块落在距抛出点多远的地方（设斜坡足够长， 空气阻力不计）； （3）若石块的水平初速度为 ，求石块距斜坡的最远距离是多少（设斜坡足够长，空气阻力不计）。 高一物理试卷 第 6 页（第一、二卷 共 6 页） 20．（9 分）假设某质量分布均匀的星球表面上有一倾角为 θ=37°的足够长固定斜面，一质量为 m 的小物 块从斜面底端以速度 v0 沿斜面向上运动，当小物块沿斜面上滑 L 时速度恰好为零。已知小物块和斜面间 的动摩擦因数为 0.5，该星球半径为 R，万有引力常量为 G。（已知 sin37°=0.6，cos37°=0.8。）试求： （1）该星球表面上的重力加速度 g； （2）该星球的第一宇宙速度 v1； （3）该星球的平均密度 ρ。 22．（10 分）风洞实验室可以产生水平方向的、大小可以调节的风力。如图，两水平面(虚线)间距为 H， 虚线区域存在方向水平向右、大小恒定的风力。在该区域上方 O 点将质量均为 m 的小球 A、B 以大小相 等、方向相反的水平速度抛出，其中 A 球向右，B 球向左。两小球在重力作用下进入虚线区域，并从该 区域的下边界离开。已知 B 球离开虚线区域时速度竖直向下；A 球在虚线区域做直线运动，刚离开虚线 区域时其速度为 B 球刚离开虚线区域时的 1.25 倍。不计虚线区域上方的空气阻力，重力加速度为 g。 求： （1）A 与 B 在虚线区域中的水平位移之比； （2）O 点距虚线区域上边界的距离和虚线区域中水平风力的大小。 θ B A O 左 右 H