河南省鹤壁市高级中学2019-2020高一物理下学期第一次段考试题（有答案Word版）

2022 届高一下学期第一次段考 物理试卷 命题人： 校对人： 一．选择题（每题 4 分，共 16 小题，其中 13-16 为多选题，多选题全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分．有选错的得 0 分。） 1.关于质点的曲线运动，下列说法中不正确的是(　　) A．曲线运动肯定是一种变速运动 B．变速运动不一定是曲线运动 C．曲线运动可以是速度不变的运动 D．曲线运动可以是加速度不变的运动 2.如图所示，一物体自倾角为θ的固定斜面顶端沿水平方向抛出后落在斜面上．物 体与斜面接触时速度与水平方向的夹角φ满足(　　) A.tanφ＝sinθ B．tanφ＝cosθ C．tanφ＝tanθ D．tanφ＝2tan θ 3.如图所示，在同一竖直平面内，小球 a、b 从高度不同的两点分别以初速度 Va 和 Vb 沿水平方向抛出，经过时间 ta 和 tb 后落到与两抛出点水平距离相等的 P 点．若不计空气阻力，下列说法正确的是(　　) A．ta>tb，Vatb，Va>Vb C．taNB 7．关于摩擦力对物体做功，以下说法中正确的是( ) A.滑动摩擦力总是做负功 B.滑动摩擦力可能做负功，也可能做正功 C．静摩擦力对物体一定做负功 D．静摩擦力对物体总是做正功 8.如果我们能测出月球表面的加速度 g，月球的半径 R 和月球绕地球运转的周期 T，就能根据万有引力定律“称量”月球的质量了．已知引力常量 G，用 M 表示月 球的质量，关于月球质量，下列各式正确的是( )9.下列说法符合史实的是(　　) A．牛顿发现了行星的运动规律 B．胡克发现了万有引力定律 C．卡文迪许测出了引力常量 G，被称为“称量地球重量的人” D．伽利略用“月—地检验”证实了万有引力定律的正确性 10.通过电脑制作卫星绕地球做圆周运动的动画，卫星绕地球运动的轨道半径为 R，线速度为 v，周期为 T.下列哪些设计符合事实( ) 11.已知地球同步卫星离地面的高度约为地球半径的 6 倍．若某行星的平均密度为 地球平均密度的一半，它的同步卫星距其表面的高度是其半径的 2.5 倍，则该行 星的自转周期约为( ) A．6 小时 B．12 小时 C．24 小时 D．36 小时 12.关于弹簧的弹性势能，下列说法中正确的是(　　) A．当弹簧变长时，它的弹性势能一定增大 B．当弹簧变短时，它的弹性势能一定变小 C．在拉伸长度相同时，k 越大的弹簧，它的弹性势能越大 D．弹性势能是弹簧和使它发生形变的物体所共有的 13. （多选）如图所示，小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周 运动，内侧壁 半径为 R，小球半径为 r，则下列说法中正确的是( ) A．小球通过最高点时的最小速度 vmin＝ B．小球通过最高点时的最小速度 vmin＝0 C.小球在水平线 ab 以下的管道中运动时，内侧管壁对小球一定无作用力 D.小球在水平线 ab 以上的管道中运动时，外侧管壁对小球一定有作用力 14.(多选)若物体在运动过程中受到的合外力不为 0，则(　　) A．物体的动能一定不变 B．物体的加速度一定变化 (g R r+ ）C．物体的速度一定变化 D．物体所受合外力做的功可能为 0 15.(多选)汽车发动机的额定功率为 P1，它在水平路面上行驶时受到的阻力 f 大 小恒定，汽车在水平路面上由静止开始运动，最大速度为 v 汽车发动机的输出功 率随时间变化的图像如图所示，则汽车（ ） A.0～t1 做匀加速运动，牵引力恒定 B.0～t1 做变加速运动，牵引力增大 C.t1 后加速度逐渐减小，速度达到 v 后做匀速运动 D.t1 后牵引力恒定，与阻力大小相等 16.(多选)2013 年 6 月 11 日 17 时 38 分，我国在酒泉卫星发射中心用长征二 号 F 改进型运载火箭“神箭”，成功地将“神舟十号”飞船送入太空预定轨道，其 发射全过程可简化为如图所示的过程，飞船在 A 点发射，在椭圆轨道Ⅰ运行到 B 点，在 B 点飞船从椭圆轨道Ⅰ进入圆形轨道Ⅱ，B 为轨道Ⅱ上的一点，关于飞船 的运动，下列说法中正确的有( ) A.在轨道Ⅰ上经过 B 的速度小于经过 A 的速度 B.在轨道Ⅰ上经过 B 的动能大于在轨道Ⅱ上经过 B 的动能 C．在轨道Ⅰ上运动的周期大于在轨道Ⅱ上运动的周期 D．在轨道Ⅰ上经过 B 的加速度等于在轨道Ⅱ上经过 B 的加速 度 二、填空题（本题有两小题，每空 3 分，共计 12 分） 17.(1)平抛物体的运动规律可以概括为两点：①水平方向做匀速直线运动；②竖直 方向做自由落体运动．如图所示为研究平抛运动的实验装置，现把两个小铁球分 别吸在电磁铁 C、E 上， 然后切断电磁铁 C 的电源，使电磁铁 C 上的小铁球从 轨道 A 射出，并在射出时碰到碰撞开关 S， 使电磁铁 E 断电释放它吸着的小铁 球，两铁球同时落到地面．这个实验( ) A．只能说明上述规律中的第①条 B．只能说明上述规律中的第②条 C．不能说明上述规律中的任何一条 D．能同时说明上述两条规律(2)如图所示为一小球做平抛运动的闪光照相照片的一部分，图中背景方格的边长 均为 5 cm. 如果取 g＝10 m/s2，那么： ①闪光频率是多少？ ②小球运动中水平分速度是多少？ ③小球经过 B 点时的速度是多少？ 三．计算题 18.(9分)如图所示，某人在离地面高 10m 处，以 5m/s 的初速度水平抛出 A 球， 与此同时在离 A 球抛出点水平距离 s 处，另一人竖直上抛 B 球，不计空气阻力 和人的高度，试问：要使 B 球上升到最高点时与 A 球相遇(g 取 10 m/s2)，则： (1)B 球被抛出时的初速度为多少？ (2)水平距离 s 为多少？ 19.(11 分)我国已启动“嫦娥工程”，“嫦娥一号”和“嫦娥二号”已成功发射，“嫦娥三号” 亦在 2013 年落月探测，并已给落月点起了一个富有诗意的名字——“广寒 宫”． (1)若已知地球半径为 R，地球表面的重力加速度为 g，月球绕地球运动的周期为 T， 月球绕地球的运动近似看作匀速圆周运动，请求出月球绕地球运动的轨道半径 r； (2)若宇航员随登月飞船登陆月球后，在月球表面某处以速度 v0 竖直向上抛出一个 小球，经过时间 t，小球落回抛出点．已知月球半径为 r 月，引力常量为 G，请求出 月球的质量 M 月． 20.(14 分)在电影中常看到这样的场景，汽车以比较大的速度从悬崖飞出，落至山坡上， 场面十分惊险震撼，拍摄时为研究该问题，把场景简化为如下物理模型，汽车(可看为质点，忽略空气阻力)以初速度 v0＝15 m/s 从悬崖边缘 O 点水平抛 出，在空中飞行 1 s 后恰好从坡顶 A 点掠过，接着在空中相继滑行一段时间后落到山 坡 AB 上，假定α＝53°，g＝10 m/s2，cos53° ＝0.6，sin53°＝0.8，求： （1）A 点离悬崖边缘 O 点的水平距离和高度差？ （2）汽车在空中飞行的总时间和在山坡上的落地点距离 A 的长度； （3）汽车经过 A 后在空中运动过程中，距离山坡 AB 的最远距离是多少？ 2022 届高一下学期第一次段考 物理 答案 1.答案　C解析　A 项曲线运动轨迹为曲线，因此无论速度大小是否变化运动方向一定改变， 一定是变速运动，故 A 项正确；B 项变速运动轨迹不一定是曲线，可能只是速度 大小发生变化，如匀变速直线运动，故 B 项正确；C 项曲线运动的速度方向时刻 改变，曲线运动一定是速度变化的运动，故 C 项错误；D 项做曲线运动的条件为 初速度与合外力不共线，若物体所受合外力恒定，其加速度就可不变，如平抛运 动就是加速度不变的曲线运动，故 D 项正确．本题选错误的，故选 C 项． 2.答案　D 解析　物体的竖直分速度与水平分速度之比为 tanφ＝gt v0，物体的竖直分位移与水 平分位移之比为 tanθ＝ 1 2gt2 v0t ，故 tanφ＝2tanθ，D 项正确． 3.答案　A 解析　小球在空中运动的时间由竖直方向的分运动决定，根据 h＝ 1 2gt2，可得 ta>tb，水平方向做匀速直线运动，根据 x＝v0t 可得 vavB，A 项错误，B 项错误．A、B 沿竖直方向摩擦力 Ff 与重力平衡，故 C 项 错误．筒对 A、B 的弹力提供向心力，由 F n ＝mω2r 知，FNA>FNB ，D 项正 确． 7.答案　B 解析　滑动摩擦力和静摩擦力都可以对物体做正功或负功，还可能不做功，B 项正 确，A、C、D 项错误． 8.答案　A 解析　根据月球表面物体的重力和万有引力相等，mg＝GMm R2 ，可得月球质量 M＝ gR2 G ，所以 A 项正确，B 项错误．由月球和地球间的万有引力提供月球绕地球运转 的向心力即 GM 地 M r2 ＝M(2π T )2r(其中 r 为地月距离)可求中心天体地球的质量 M 地 ＝4π2r3 G T2 ，所以 C、D 项均错． 9.答案　C 解析　根据物理学史可判断 C 项正确，A、B、D 三项错误． 10.答案　D 解析　根据万有引力定律和牛顿第二定律，得GMm R2 ＝m(2π T )2R.T＝2π R3 G M，当 R 变为 2R 时，T 变为 2 2T，A 项错误．由GMm R2 ＝m v2 R 得 v＝ GM R ，当 R 变为 2R 时，v 变为 2 2 v，B 项错误．对于 C 项，因卫星线速度变化时，则半径一定发生了 变化，周期 T 和线速度不是反比关系．故 C 项错误．由 T＝2π R3 G M知，当 T 变为 8T 时则卫星半径从 R 变为 4R，D 项正确． 11.答案　B 解析　地球的同步卫星的周期为 T1＝24 小时，轨道半径为 r1＝7R1，密度为 ρ1.某 行星的同步卫星周期为 T2，轨道半径为 r2＝3.5R2，密度为 ρ2.根据牛顿第二定律 和 万 有 引 力 定 律 分 别 有 Gm1 × ρ1 4 3πR13 r12 ＝ m1(2π T1)2r1 ， Gm2 × ρ2 4 3πR23 r22 ＝ m2(2π T2)2r2，两式化简得 T2＝T1 2 ＝12 小时． 12.答案　C解析　弹簧的弹性势能的大小，除了跟劲度系数 k 有关外，还跟它的形变量(拉伸 或压缩的长度)有关，如果弹簧原来处在压缩状态，当它变长时，它的弹性势能应 该减小，当它变短时，弹性势能应该增大，在原长处它的弹性势能最小，A、B 项 错误；形变量相同时，k 越大的弹簧，弹性势能越大，C 项正确；弹性势能属于弹 簧，D 项错误． 13.答案　B C 解析　由于圆形管道可提供支持力，小球通过最高点时的速度可以为零．小球在 水平线 ab 以下的管道中运动时，重力竖直向下，要提供向心力，内侧管壁不会对 小球有作用力，而在水平线 ab 以上运动时，要提供向心力，外侧管壁可能没有作 用力，也可能有作用力．B.C 正确． 14.答案　CD 解析　当合外力不为 0 时，物体所受合外力做的功可能为 0，如物体做匀速圆周运 动，则动能不变，A 项错误，D 项正确．当 F 恒定时，加速度就不变，B 项错误， 合外力不为 0，一定有加速度，速度一定变化，C 项正确． 15.答案　AC 解析　由图可知：0～t1 汽车发动机的功率 P＝kt(k 为图像斜率，为定值)，由功率 P＝Fv，可知 P＝Fat＝F×F－f M t＝F2－F × f M t，由于阻力 f 大小恒定，则牵引力 F 恒定，故 A 项正确，B 项错误．t1 后功率 P＝P1 恒定不变，但在 t1 时牵引力 F>f， 故速度继续增加，则 F 开始减小，加速度开始减小，当 F＝f 时，加速度减小为零， 速度增加到最大为 v，此后汽车开始做匀速运动，故 C 项正确，D 项错误． 16.答案　AD 解析　飞船在轨道上从近地点 A 向远地点 B 运动的过程中万有引力做负功，所以 A 点的速度大于 B 点的速度，A 项正确；飞船在轨道Ⅰ上经过 B 点后是近心运动， 在轨道Ⅱ上经过 B 点后是圆周运动，故需要加速后才能从椭圆轨道Ⅰ进入圆形轨 道Ⅱ，所以飞船在轨道Ⅱ上经过 B 点的动能大于在轨道Ⅰ上经过 B 点的动能，B 项错误；根据开普勒第三定律R3 T2 ＝k，因为轨道Ⅰ的半长轴小于轨道Ⅱ的半径，所 以飞船在轨道Ⅰ的运动周期小于在轨道Ⅱ的运动周期，C 项错误；根据牛顿第二 定律 F＝ma，因飞船在轨道Ⅰ和轨道Ⅱ上 B 点的万有引力相等，所以在轨道Ⅰ上 经过 B 点的加速度等于在轨道Ⅱ上经过 B 点的加速度，D 项正确． 17.答案　(1)B(2)①10 Hz　②1.5 m/s　③2.5 m/s 解析　(1)由于左端小铁球平抛的同时，右端小铁球开始做自由落体运动，且两球 同时落地，说明平抛的小铁球在竖直方向上和右端小铁球做同样的运动，也做自 由落体运动，但无法说明平抛小铁球在水平方向的运动，故只有 B 项正确． (2)①A、B、C 三点水平间隔相等，故相邻各点的时间间隔相等，设为 T.在竖直方 向：Δh＝gT2，即(5－3)×0.05 m＝gT2，得 T＝0.1 s，则频率为 f＝10 Hz. ②水平方向：3×0.05 m＝v0T，得 v0＝1.5 m/s. ③竖直方向：B 点的竖直分速度 vBy＝（5＋3） × 0.05 m 2T ＝2 m/s，又由 v B＝ v02＋vBy2，得 vB＝2.5 m/s. 18.答案　(1)10 m/s　(2)5 m 解析　(1)对于 B 球，有 hB＝vB2 2g，t＝vB g 对于 A 球，hA＝1 2gt2，可得 hA＝vB2 2g 由于两球相遇，所以 h＝hA＋hB＝vB2 g 代入数据，解得 vB＝10 m/s. (2)由 B 球得 t＝vB g ＝1 s A 球在水平方向，有 s＝vAt 代入数据得 s＝5 m. 19.答案　(1)3 gR2T2 4π2 　(2)2v0r 月 2 G t 解析　(1)根据万有引力定律和向心力公式，有 GM 月 M r2 ＝M 月(2π T )2r 质量为 m 的物体在地球表面时 mg＝GMm R2 解得 r＝3 gR2T2 4π2 (2)设月球表面处的重力加速度为 g 月，根据竖直上抛运动规律，有 v0＝g 月 t 2 质量为 m′的物体在月球表面时，有 m′g 月＝GM 月 m ′ r 月 2 解得 M 月＝2v0r 月 2 G t20.答案　(1)A 点离悬崖边缘 O 点的水平距离为 15 m，高度差为 5 m. (2)汽车在空中飞行的总时间为 3 s，在山坡上的落地点距离 A 的长度为 50 m. (3)汽车经过 A 后在空中运动过程中，距离山坡 AB 的最远距离是 3 m. 解析　(1)A 点离悬崖边缘 O 点的水平距离为： x1＝v0t1＝15×1 m＝15 m， 高度差为：h1＝1 2gt12＝1 2 ×10×1 m＝5 m. (2)设汽车在空中飞行的时间为 t，落点离 A 点的距离为 L， 则有：H＝1 2gt2，x＝v0t， 根据几何关系有：H－h1 x－x1 ＝tan53°， 代入数据解得：t＝3 s， 又 Lcos53°＝x－x1，解得：L＝50 m. (3)汽车速度与 AB 平行时距离山坡最远，设从 O 点飞出到距离山坡最远时间为 t2， 则有：vy v0＝tan53°，vy＝gt2， 代入数据解得：t2＝2 s， 此时下降的高度为：h2＝1 2gt22＝20 m， 根据几何关系得：Δx＝ h2－h1 tan53°， Δl＝v0(t2－t1)－Δx，则 dm＝Δlsin53°， 代入数据解得：dm＝3 m.