2020-2021天津市南开区津英中学高一下期中物理试卷（答案）

2020-2021学年天津市南开区津英中学高一下期中物理试卷
物理学的发展极大地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和人类文明的进步，下列表述正确的是
A．牛顿通过实验证实了万有引力定律
B．经典力学无法研究天体运动
C．相对论的创立表明经典力学已不再适用
D．爱因斯坦建立了狭义相对论，把物理学推到高速领域
开普勒分别于 年和 年发表了他发现的行星运动规律，后人称之为开普勒行星运动定律，关于开普勒行星运动定律，下列说法正确的是
A．所有行星绕太阳运动的轨道都是圆，太阳处在圆心上
B．对任何一颗行星来说，离太阳越近，运行速率就越大
C．在牛顿发现万有引力定律后，开普勒才发现了行星的运行规律
D．开普勒独立完成了观测行星的运行数据、整理观测数据、发现行星运动规律等全部工作
宇宙飞船为了要与“和平号”轨道空间站对接，应该
A．在离地球较低的轨道上加速 B．在离地球较高的轨道上加速
C．在与空间站同一高度轨道上加速 D．不论什么轨道，只要加速就行
关于地球同步卫星，下列说法中不正确的是
A．地球同步卫星，一定在赤道平面上
B．地球同步卫星的角速度是不变的
C．地球同步卫星，周期为 小时
D．因为地球同步卫星的角速度是不变的，所以轨道半径越大，线速度越大
若已知引力常量 ，地球半径 和地球表面重力加速度 ，地球质量 可表示为
A． B． C． D．
年 月 日我国成功利用长征三号运载火箭将探月卫星“嫦娥二号”发射成功，经过两次太空“刹车”，“嫦娥二号”卫星在距月球表面 公里的极月圆轨道上绕月飞行。相比 年 月 日发射的“嫦娥一号”（绕月运行高度为 公里，运行周期 分钟），更接近月球表面，成像更清晰．根据以上信息，下列判断正确的是
A．“嫦娥二号”环月运行时的线速度比“嫦娥一号”更小
B．“嫦娥二号”环月运行时的角速度比“嫦娥一号”更小
C．“嫦娥二号”环月运行时的向心加速度比“嫦娥一号”更小
D．“嫦娥二号”环月运行的周期比“嫦娥一号”更小
若在相距甚远的两颗行星 与 的表面附近各发射一颗卫星 和 ，测得卫星 绕行星 的周期为 ，卫星 绕行星 的周期为 ，则这两颗行星的密度之比 为
A． B． C． D．
已知地球质量大约是月球质量的 倍，地球半径大约是月球半径的 倍。不考虑地球、月球自转的影响，由以上数据可推算出
A．地球的平均密度与月球的平均密度之比约为
B．地球表面重力加速度与月球表面重力加速度之比约为
C．靠近地球表面沿圆轨道运行的航天器的周期与靠近月球表面沿圆轨道运行的航天器的周期之比约为
D．靠近地球表面沿圆轨道运行的航天器线速度与靠近月球表面沿圆轨道运行的航天器线速度之比约为
关于功率，下列说法正确的是
A．由 ，只要知道 和 的值就可以求任意时刻的功率
B．由 可知，汽车的功率和它的速度成正比
C．汽车发动机功率达到额定功率，当牵引力等于阻力时，汽车的速度最大
D．汽车以额定功率启动，汽车可以做匀加速运动
从空中以 的初速度平抛一重为 的物体。物体在空中运动 后落地，不计空气阻力， 取 ，则物体落地前瞬间，重力的瞬时功率为
A． B． C． D．
如图所示，一物块在大小为 ，方向与水平方向成 角斜向上的拉力 作用下，沿水平面移动了 的位移，此过程中拉力 对物块做功为
A． B． C． D．
两个互相垂直的力 和 同时作用在同一物体上，使物体由静止开始运动，物体通过一段位移的过程中，力 对物体做功 ，力 对物体做功 ，则 和 的合力对物体做功为
A． B． C． D．
汽车发动机的额定功率为 ，它以额定功率在平直公路上行驶的最大速度为 ，那么汽车在以最大速度匀速行驶时所受的阻力是
A． B． C． D．
如图所示，两部拖拉机拉着一根原木做匀速直线运动，如果两部拖拉机的拉力之间的夹角始终保持为 ，某段时间内每部拖拉机的拉力对原木所做的功均为 。则在这段时间内，两部拖拉机所做的总功为
A． B． C． D．
韩晓鹏是我国首位在冬奥会雪上项目夺冠的运动员。他在一次自由式滑雪空中技巧比赛中沿“助滑区”保持同一姿态下滑了一段距离，重力对他做功 ，他克服阻力做功 。韩晓鹏在此过程中
A．动能增加了 B．动能增加了
C．重力势能减小了 D．重力势能减小了
重为 的小球，在空中下落了 的高度后到达地面，下列说法正确的是
A．重力对小球做的功一定是
B．小球的重力势能一定增加了
C．小球刚下落时的重力势能一定是
D．落地时小球的重力势能一定是
如图所示，小物体 沿高为 、倾角为 的光滑斜面以初速度 从顶端滑到底端，而相同的物体 以同样大小的初速度从同等高度处竖直上抛，则
A．两物体落地时速度相同
B．从开始至落地，重力对它们做功相同
C．两物体落地时重力的瞬时功率一定相同
D．从开始运动至落地过程中，重力对它们做功的平均功率一定相同
如图，物体 用不可伸长的细线通过光滑的水平板间的小孔与砝码 相连，且正在做匀速圆周运动，若减少 的质量，则物体 的轨道半径 ，角速度 ，线速度 的大小变化情况是
A． 增大， 增大 B． 减小， 不变
C． 不变， 减小 D． 增大， 减小
洗衣机的脱水筒采用带动衣物旋转的方式脱水，下列说法不正确的是
A．脱水过程中，衣物是紧贴筒壁的
B．水会从桶中甩出是因为水滴受到向心力很大的缘故
C．加快脱水筒转动角速度，脱水效果会更好
D．靠近中心的衣物脱水效果不如四周衣物脱水效果好
长为 的细杆一端与一小球相连，可绕过 点的水平轴自由转动。现给小球一初度，使它做圆周运动，图中 、 分别表示小球运动的最低点和最高点。则
A．小球 点的速度必须大于等于
B．若小球过 点的速度大于 ，则在 处小球受到杆的作用力向上
C．若小球过 点的速度小于 ，则在 处小球受到杆的作用力向下
D．在 处小球受到杆的作用力一定向上
向心力演示器如图所示，用来探究小球做圆周运动所需向心力的大小 与质量 、角速度 和运动半径 之间的关系。两个变速轮塔通过皮带连接，匀速转动手柄使长槽和短槽分别随变速轮塔 和变速轮塔 匀速转动，槽内的钢球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对钢球的压力提供向心力，钢球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上的黑白相间的等分格显示出两个钢球所受向心力的比值。如图是探究过程中某次实验时装置的状态。
(1) 在研究向心力大小 与钢球质量 、角速度 和运动半径 之间的关系时我们主要用到了物理学中的 。
A.理想实验法
B.等效替代法
C.控制变量法
D.演绎法
(2) 图中所示，若两个钢球质量和运动半径相等，则是在研究向心力大小 与 的关系。
A.钢球质量
B.运动半径
C.角速度
(3) 图中所示，若两个钢球质量和运动半径相等，图中标尺上黑白相间的等分格显示出钢球 和钢球 所受向心力的比值为 ，则与皮带连接的变速轮塔 和变速轮塔 的半径之比为 。
A.
B.
C.
D.
如图所示，水平地面与一半径为 的竖直光滑圆弧轨道相接于 点，轨道上的 点位置处于圆心 的正下方。距地面高度为 的水平平台边缘上的 点，质量为 的小球以 的速度水平飞出，小球在空中运动至 点时，恰好沿圆弧轨道在该点的切线方向滑入轨道。小球运动过程中空气阻力不计，重力加速度为 ，试求：
(1) 点与抛出点 正下方的水平距离 ；
(2) 圆弧 段所对的圆心角 ；
(3) 小球滑到 点时，对轨道的压力。
一种氢气燃料的汽车，质量为 ，发动机的额定功率为 ，行驶在平直公路上时所受阻力恒为车重的 倍，若汽车从静止开始先匀加速启动，加速度的大小为 。达到额定输出功率后，汽车保持功率不变，直到获得最大速度后才匀速行驶，若汽车静止开始到达最大速度共行驶了 （）试求：
(1) 汽车的最大行驶速度。
(2) 汽车匀加速启动阶段结束时的速度。
(3) 当汽车速度为 时汽车的加速度。
(4) 汽车从静止到获得最大行驶速度所用的总时间。
答案
1. 【答案】D
2. 【答案】B
【解析】根据第一定律：所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上，所以A错；根据第二定律：对每一个行星而言，太阳行星的连线在相同时间内扫过的面积相等，所以对任何一颗行星来说，离太阳越近，运行速率就越大，所以B正确；在开普勒发现了行星的运行规律后，牛顿才发现万有引力定律，故C错；开普勒整理第谷的观测数据后，发现了行星运动的规律，所以D错。
3. 【答案】A
【解析】飞船做匀速圆周运动时，引力提供向心力，根据万有引力等于向心力，可以知道速度与轨道半径的关系为 ，
在较低轨道上，当飞船加速时，在原轨道运行所需要的向心力变大，但万有引力大小不变，故引力不足以提供向心力，飞船会做离心运动，可飞到较高的轨道与空间站对接；故A正确。
在较高轨道上或在空间站同一高度的轨道上，当飞船加速时，飞船做离心运动，轨道半径增大，飞到更高的轨道，将不能与空间站对接。故BC错误。
由上知D错误。
4. 【答案】D
5. 【答案】B
【解析】已知地球表面重力加速度，故根据地球表面物体重力等于万有引力求解；
故有：，所以，地球质量 ，故B正确，ACD错误。
6. 【答案】D
【解析】卫星绕月球做圆周运动，万有引力做向心力，故有：；
所以，卫星运行线速度 ，角速度 ，周期 ，向心加速度 ；
所以，轨道半径越小，线速度、角速度、向心加速度越大，周期越小，故“嫦娥二号”环月运行时的线速度、角速度、加速度比“嫦娥一号”更大，“嫦娥二号”环月运行的周期比“嫦娥一号”更小，故ABC错误，D正确。
7. 【答案】C
8. 【答案】C
【解析】由 ，可得地球的平均密度与月球的平均密度之比 ，A 选项错误；
由 ，可得地球表面重力加速度与月球表面重力加速度之比 ，B 选项错误；
由 ，可得靠近地球表面沿圆轨道运行的航天器的周期与靠近月球表面沿圆轨道运行的航天器的周期之比 ，C 选项正确；
由 ，可得靠近地球表面沿圆轨道运行的航天器的线速度与靠近月球表面沿圆轨道运行的航天器的线速度之比 ，D 选项也不正确。
9. 【答案】C
10. 【答案】A
11. 【答案】D
【解析】根据恒力做功公式得：
，故D正确，ABC错误。
12. 【答案】C
13. 【答案】C
14. 【答案】B
【解析】每部拖拉机的拉力对原木所做的功均为 ，根据总共的计算公式得两部拖拉机对原木所做的总功为：。故ACD错误，B正确。
15. 【答案】C
【解析】根据动能定理动能增量等于合外力的功，即动能增量为 ，选项AB错误；
重力做功等于重力势能的变化量，故重力势能减小了 ，选项C正确，D错误；故选C。
16. 【答案】A
【解析】重力对小球做的功为 ，故A正确；
重力对小球做了 的正功，则小球的重力势能一定减少了 ，由于没有选择参考平面，所以不能确定小球的重力势能，故BCD错误。
17. 【答案】B
【解析】两个小球在运动的过程中都是只有重力做功，机械能守恒，所以根据机械能守恒可以知两物体落地时速率相同，但速度方向不同，故速度相等，但不同，故A错误；
重力做功只与初末位置有关，物体的起点和终点一样，所以重力做的功相同，所以B正确；
由于两个物体落地时的速度的方向不同，由瞬时功率的公式可以知道，重力的瞬时功率不相同，所以C错误；
平均功率等于做功的大小与所用的时间的比值，物体重力做的功相同，但是时间不同，所以平均功率不同，所以D错误。
18. 【答案】D
【解析】小物体做圆周运动靠拉力提供向心力，开始拉力等于 ，当 减小，拉力小于向心力，小物体做离心运动，半径 增大，当再次出现砝码的重力与向心力相等时，小物体又做匀速圆周运动。
根据向心力公式 ，角速度 减小；
物体 背离圆心运动，合力做负功，根据动能定理，动能减小，故线速度 变小，故D正确，A 、B、C错误。
19. 【答案】B
20. 【答案】D
【解析】轻杆拉着小球在竖直平面内做圆周运动，由于在最高点，轻杆可以表现为拉力，可以表现为支持力，则 点的最小速度为零，故A错误；
若小球过 点的速度大于 ，则小球靠重力和拉力的合力提供向心力，小球受到杆的作用力方向向下，故B错误；
在 点，由于合力指向圆心，杆子一定表现为拉力，故C错误，D正确。
21. 【答案】
(1) C
(2) C
(3) B
22. 【答案】
(1)
(2)
(3)
【解析】
(1) 根据 ，解得 ；
则水平距离 ；
(2) 小球到达 点时，竖直方向上的分速度 ，因为 ；
则小球速度与水平方向的夹角为
根据几何关系知，圆弧 段所对的圆心角 为 度；
(3) ；
根据动能定理得，
联立解得 ；
则小球滑到 点时，对轨道的压力为 。
23. 【答案】
(1)
(2)
(3)
(4)
【解析】
(1) 汽车做匀速直线运动，牵引力等于阻力，即 ，根据题意 ，再根据公式 ，可以求出汽车的最大行驶速度 ；即汽车的最大行驶速度为 。
(2) 汽车匀加速的末速度设为 ，匀加速最后时刻，功率达到额定功率，对于匀加速过程，根据牛顿第二定律，有 代入数据解得 。
(3) 当汽车的速度为 时，根据公式 ，牵引力 由牛顿第二定律得： 解得 即当汽车的速度为 时的加速度为 。
(4) 汽车从静止到匀加速启动阶段结束所用时间 达到额定输出功率后，汽车保持功率不变又加速行驶了 ，这一过程阻力不变，对这一过程运用动能定理：，
解得 ，总时间 ，即汽车从静止到获得最大行驶速度所用的总时间为 。

2020-2021天津市南开区津英中学高一下期中物理试卷（答案）