山西省2019-2020高一物理下学期期中试卷（Word版附答案）

物理 （满分 100 分；考试用时 90 分钟） 一、单选选择题：本题共 14 小题，每小题 3 分，共 42 分。在每小题给出的四个选项中， 只有一项符合题目要求。 1．物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了 物质生产的繁荣与人类文明的进步，下列说法中错误的是( ) A．第谷发现了行星的运动轨迹是椭圆 B．伽利略发现了万有引力定律 C．开普勒第三行星运动定律中的 k 值只与太阳质量有关 D．卡文迪许通过扭秤实验测量出了万有引力常量 2．一质量为 m 的物体在光滑水平面上以速度 v 匀速运动，某时刻受到一恒力 F 作用(F＜ mg)，下列情况中物体做曲线运动的是(A、B 为侧视图，C、D 为俯视图)(  ) 3．要使两物体间的万有引力增大到原来的 2 倍，下列办法可采用的是(  ) A．使两物体的质量各增大为原来的 2 倍，距离不变 B．使其中一个物体的质量及距离增大到原来的 2 倍 C．使两物体间的距离减小为原来的1 2，质量不变 D．使两物体的距离减小为原来的 2 2 倍，质量不变 4．火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行，根据开普勒行星运动定律可知(  ) A．太阳位于木星运行轨道的一个焦点上 B．火星和木星绕太阳运行速度的大小始终相等 C．火星与木星公转周期之比等于它们轨道半长轴之比 D．相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积 5．下列说法正确的是( ) A．做匀速圆周运动的物体，所受合外力是恒力 B．匀速运动和匀变速运动的合运动一定是曲线运动 C．做曲线运动的物体所受合外力不可能为恒力 D．火车超过限定速度转弯时，车轮轮缘将会挤压铁轨的外轨 6．质量为 m 的物体 P 置于倾角为 θ1 的固定光滑斜面上，轻细绳跨过光滑定滑轮分别连 接着 P 与小车，P 与滑轮间的细绳平行于斜面，小车以速率 v 水平向右做匀速直线运动。当小 车与滑轮间的细绳和水平方向成夹角 θ2 时(如图)，下列判断正确的是(  ) A．P 的速率为 v B．P 的速率为 vsin θ2 C．P 处于超重状态 D．P 处于失重状态 7．如图所示，从 O 点以 10 m/s 水平初速度 v0 抛出的物体，飞行一段时间后，垂直地撞 在倾角为 30°的斜面上的 A 点，g＝10 m/s2，则物体完成这段飞行的时间约是(  ) A．0.73 s B．1.73 s C．2.73 s D．3.73 s 8．如图所示，照片中的汽车在水平公路上做匀速圆周运动。已知图中双向四车道的总宽 度为 15 m，内车道内边缘间最远的距离为 210 m。假设汽车受到的最大静摩擦力等于车重的 0.75 倍。g 取 10 m/s2，则汽车(  ) A．所受的合力可能为零 B．所需的向心力由重力和支持力的合力提供 C．最大速度不能超过 30 m/s D．最大速度不能超过 41 m/s 9．如图所示，为一在水平面内做匀速圆周运动的圆锥摆，则下列说法中正确的是( ) A．摆球受重力、拉力和向心力的作用 B．摆球做圆周运动的向心加速度为 gsin θ C．摆球做圆周运动的角速度为 D．摆球做圆周运动的线速度为 cos g L θ tangL θ 10．关于同步卫星，下列说法中正确的有( ) A．同步卫星的运行方向与地球自转方向一致 B．同步卫星的向心加速度等于地表的重力加速度 C．同步卫星可以处于北京的正上空 D．同步卫星的高度和速率都是可以调整的 11．“嫦娥四号”已成功降落月球背面，未来中国还将建立绕月轨道空间站。如图所示，关 闭动力的宇宙飞船在月球引力作用下沿地－月转移轨道向月球靠近，并将与空间站在 A 处对 接。已知空间站绕月轨道半径为 r，周期为 T，万有引力常量为 G，月球的半径为 R，下列说 法正确的是( ) A．地－月转移轨道的周期小于 T B．宇宙飞船在 A 处由椭圆轨道进入空间站轨道必须点火减速 C．宇宙飞船飞向 A 的过程中加速度逐渐减小 D．月球的质量为 M＝ 12．如图，汽车以 10 m/s 的速度驶过圆弧形桥的最高点时，汽车对桥面的压力是车重的 0.8 倍，此桥面的圆弧半径为 r。如果车速为 15 m/s，在最高点时汽车对桥面的压力将变为车 重的(  ) A．0.45 倍 B．0.55 倍 C．0.6 倍 D．0.7 倍 13．如图所示，将一小球从空中 A 点以水平速度 v0 抛出，经过一段时间后，小球以大小 为 3v0 的速度经过 B 点，不计空气阻力，则小球从 A 到 B(重力加速度为 g)(  ) A．经过的时间为3v0 g B．速度增量为 2v0，方向竖直向下 C．水平位移为 2 2 2 4π R GT 2 02 2v g D．下落高度为 14．如图所示是北斗导航系统中部分卫星的轨道示意图，已知 a、b、c 三颗卫星均做圆周 运动，a 是地球同步卫星，则(  ) A．卫星 a 的运行速度小于 c 的运行速度 B．卫星 a 的加速度大于 c 的加速度 C．卫星 b 的运行速度大于第一宇宙速度 D．卫星 c 的周期大于 24 h 二、多选选择题：本题共 4 小题，每小题 4 分，共 16 分。在每小题给出的四个选项中， 有多项符合题目要求。全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分。 15．以下说法正确的是( ) A．相对论与量子力学并没有否定经典力学理论 B．在经典力学中，物体的质量随运动状态而改变的 C．经典时空观认为空间和时间是独立于物体及其运动而存在 D．当物体的运动速度远小于光速时，相对论和经典力学的结论仍有很大的区别 16．一轻杆一端固定质量为 m 的小球，以另一端 O 为圆心，使小球在竖直面内做半径为 R 的圆周运动，如图所示，则下列说法正确的是(  ) A．小球过最高点时，杆所受到的弹力可以等于零 B．小球过最高点的最小速度是 gR C．小球过最高点时，杆对球的作用力一定随速度增大而增大 D．小球过最高点时，杆对球的作用力可能随速度增大而增大 17．如图为某双星系统 A、B 绕其连线上的 O 点做匀速圆周运动的示意图，若 A 星的轨 道半径大于 B 星的轨道半径，双星的总质量 M，双星间的距离为 L，其运动周期为 T，则(  ) 2 03v g A．A 的质量一定大于 B 的质量 B．A 的加速度一定大于 B 的加速度 C．L 一定时，M 越小，T 越大 D．L 一定时，A 的质量减小 Δm 而 B 的质量增加 Δm，它们的向心力减小 18．如图所示，两个水平放置的轮盘靠摩擦力传动，其中 O、O′分别为两轮盘的轴心，已 知两个轮盘的半径比 r 甲∶r 乙＝3∶1，且在正常工作时两轮盘不打滑。两个同种材料制成的完全 相同的滑块 A、B 放置在轮盘上，两滑块与轮盘间的动摩擦因数相同，两滑块距离轴心 O、O′ 的间距 RA＝2RB，两滑块的质量之比为 mA∶mB＝9∶2。若轮盘乙由静止开始缓慢地转动起来，且 转速逐渐增加，则下列叙述正确的是(  ) A．滑块 A 和 B 在与轮盘相对静止时，线速度之比 vA∶vB＝2∶3 B．滑块 A 和 B 在与轮盘相对静止时，向心加速度的比值 aA∶aB＝2∶9 C．转速增加后滑块 B 先发生滑动 D．转速增加后两滑块一起发生滑动 三、非选择题：本题共 4 小题，共 42 分。按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说 明、方程式和重要演算步骤，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。 19．(6 分)某同学利用图甲所示装置做“研究平抛运动”的实验，根据实验结果在坐标纸上 描出了小球水平抛出后的运动轨迹，但不慎将画有轨迹图线的坐标纸丢失了一部分，剩余部 分如图乙所示，于是他在曲线上取水平距离 Δx 相等的三点 A、B、C，量得 Δx＝0.4 m，又量 出它们之间的竖直距离分别为 h1＝0.1 m，h2＝0.5 m。g 取 10 m/s2，利用这些数据，可得： (1)物体从 A 到 B 所用的时间 T＝___________s； (2)物体抛出时的初速度为___________m/s； (3)物体经过 B 点时速度为___________m/s。 20．(9 分)如图，假设某星球表面上有一倾角为 θ＝30°的固定斜面，一质量为 m＝2.0 kg 的小物块从斜面底端以速度 9 m/s 沿斜面向上运动，小物块运动 1.5 s 时速度恰好为零。已知 小物块和斜面间的动摩擦因数为 3 2 ，该星球半径为 R＝1.2×103 km，万有引力常量为 6.67×10－ 11 N·m2/kg2，试求： (1)该星球表面上的重力加速度 g 的大小； (2)该星球的密度。（保留三位有效数字） 21．(12 分)如图所示，倾角 θ＝37°的斜面位于水平地面上，小球从斜面顶端 A 点以初速 度 v0＝4 m/s 水平向右抛出(此时斜面未动)，小球恰好落到斜面底端 B 点处。空气阻力忽略不 计，取重力加速度 g＝10 m/s2，tan 37°＝0.75。 (1)求斜面的高度 h； (2)若在小球水平抛出的同时，使斜面以 v＝2 m/s 开始向右做匀速直线运动，则小球经过 多长时间落在斜面上？ 21．(15 分)大爱无疆，最美逆行。一辆向武汉运输防疫物资的汽车经过高速公路的一个出 口段，如图所示，车从出口 A 进入匝道，先匀减速直线通过下坡路段至 B 点(通过 B 点前后速 率不变)，再匀速率通过水平圆弧路段至 C 点，最后从 C 点沿平直路段匀减速到 D 点停下。已 知车在 A 点的速度 v0＝90 km/h，AB 长 L1＝100 m，与地面间的夹角 θ＝30°；BC 为四分之一 水平圆弧段，轮胎与 BC 段路面间的动摩擦因数为 μ＝0.5，最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦 力；CD 段长 L2＝60 m。车在 AB 段所受阻力恒为车重的 0.7 倍，重力加速度 g 取 10 m/s2。 (1)若汽车到达 BC 段时刚好达到 BC 段的限速 vm(允许通过的最大速度)，求 vm； (2)为保证行车安全，车轮不打滑，求水平圆弧段 BC 半径 R 的最小值； (3)汽车从 A 点到 D 点全程的最短时间。 物理试题参考答案 一、单选选择题：本题共 14 小题，每小题 3 分，共 42 分。在每小题给出的四个选项中， 只有一项符合题目要求。 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 答案 B C D A D C B D C 题号 10 11 12 13 14 答案 A B B C A 二、多选选择题：本题共 4 小题，每小题 4 分，共 16 分。在每小题给出的四个选项中， 有多项符合题目要求。全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分。 题号 15 16 17 18 答案 AC AD BCD ABC 三、非选择题：本题共 4 小题，共 42 分。按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说 明、方程式和重要演算步骤，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。 19．(1)0.2 (2)2 (3)2.5 (每空 2 分) 20．(1)由牛顿第二定律得：mgsin θ＋μmgcos θ＝ma (2 分) a＝Δv Δt＝9－0 1.5 m/s2＝6 m/s2 (1 分) 联立可得：g＝4.8 m/s2。 (1 分) (2)对该星球表面的物块：GMm R2 ＝mg (2 分) 又 M＝ρ·4 3πR3，得 ρ＝ 3g 4πGR (2 分) 代入数据得 ρ＝1.43×104 kg/m3。(1 分) 21．(1)小球水平抛出后恰好落在斜面底端，设水平位移为 x，则： h＝1 2gt2 (1 分) x＝v0t (1 分) 由几何知识可得 tan θ＝h x (1 分) 联立并代入已知数据得 h＝1.8 m。 (2 分) (2)如图所示，设经过时间 t2 小球落在斜面上，此时斜面运动的位移为 x1，小球做平抛运 动竖直位移为 h2，水平位移为 x2，则有： x1＝vt2 (1 分) h2＝1 2gt22 (1 分) x2＝v0t2 (1 分) 由几何知识可得 tan θ＝ h2 x2－x1 (2 分) 联立解得 t2＝0.3 s。 (2 分) 22．(1)v0＝90 km/h＝25 m/s，AB 长 L1＝100 m，汽车在 AB 段做匀减速直线运动，有： 0.7mg－mgsin θ＝ma (2 分) vm2－v02＝－2aL1 (2 分) 代入数据解得 vm＝15 m/s。 (1 分) (2)汽车在 BC 段做圆周运动，静摩擦力提供向心力： (2 分) 为了确保安全，则须满足 fm≤μmg (2 分) 联立解得：R≥45 m，即 Rmin＝45 m。 (1 分) (3)设通过 AB 段最短时间为 t1，通过 BC 段最短时间为 t2，通过 CD 段时间为 t3，全程所 用最短时间为 t。 2 m m vf m R = L1＝v＋v0 2 t1 (1 分) 1 2πRmin＝vmt2 (1 分) L2＝1 2vmt3 (1 分) t＝t1＋t2＋t3 (1 分) 解得：t＝17.7 s。 (1 分)