安徽省黄山市高一（下）入学考试物理试题（word版含答案）

安徽省黄山市高一（下）入学考试物理试题
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、多选题
1．习近平主席在2018年新年贺词中提到，科技创新、重大工程建设捷报频传，“慧眼”卫星邀游太空。“慧眼”于2017年6月15日在酒泉卫星发射中心成功发射，在10月16日的观测中，确定了射线的流量上限。已知“慧眼”卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为r（r>R），运动周期为T，地球半径为R，引力常量为G，则下列说法正确的是（　　）
A．“慧眼”卫星的向心加速度大小为
B．地球的质量大小为
C．地球表面的重力加速度大小为
D．“慧眼”卫星的线速度小于7.9km/s
2．如图所示，斜面上有a，b，c，d，e五个点，ab=bc=cd=de。从a点以初速度v0水平抛出一个小球，它落在斜面上的b点，其速度方向与斜面间的夹角为，在空中运动的时间为t0。若小球从a点以速度2v0水平抛出，不计空气阻力，则（　　）
A．小球将落在c点与d点之间
B．小球将落在e点
C．小球在空中运动的时间为2t0
D．小球落在斜面时的速度方向与斜面的夹角大于
3．2019年4月10日，“事件视界望远镜"项目正式公布了人类历史上第一张黑洞照片。黑洞是一种密度极大，引力极强的天体，以至于光都无法从天体表面逃逸，所以称为黑洞，理论分析表明，任意天体的逃逸速度是环绕速度(第一宇宙速度)的倍。如果天文学家观测到距离某黑洞为r的天体以速度v绕该黑洞做匀速圆周运动。已知光速为c，引力常最为G。下列关于该黑洞的说法，正确的是（　　）
A．该黑洞质量为 B．该黑洞质量为
C．该黑洞的最小半径为 D．该黑洞的最大半径为
4．开普勒分析研究前人观测行星运动的数据，总结了太阳系行星绕太阳运动的规律。下列说法正确的是（　　）
A．所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆
B．所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运行
C．任意一个行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等
D．所有行星轨道半长轴跟公转周期的比值都相等
5．有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（　　）
A．如图 a，汽车通过拱桥的最高点处于超重状态
B．如图 b所示是一圆锥摆，增大θ，但保持圆锥的高不变，则圆锥摆的角速度不变
C．如图 c，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的 A、B 位置先后分别做匀速圆周运动，则 在 A、B 两位置小球的角速度大小不等，但所受筒壁的支持力大小相等
D．如图 d，火车转弯超过规定速度行驶时，外轨对轮缘会有挤压作用
6．如图所示，螺旋形光滑轨道竖直放置，P、Q为对应的轨道最高点，一个小球以一定速度沿轨道切线方向进入轨道，且能过轨道最高点P，则下列说法中正确的是（　　）
A．轨道对小球做正功，小球的线速度
B．轨道对小球不做功，小球的角速度
C．小球的向心加速度
D．轨道对小球的压力
7．在做《研究平抛物体的运动》的实验中，应采取下列哪些措施以减小实验误差 （ ）
A．斜槽轨道末端切线必须水平
B．斜槽轨道必须光滑
C．每次要平衡摩擦力
D．小球每次应从斜槽同一高度释放
二、单选题
8．如图所示,某人通过绕过定滑轮的绳（不可伸长）拉船,人沿平直的河岸以速度v匀速行走．当绳与水面的夹角为α时,船的速率为
A．vsin α
B．
C．vcos α
D．
9．某人以一定速度始终垂直河岸向对岸游去，当各处的河水匀速流动时，他所游过的路程、过河所用的时间和水流速度、人的划水速度的关系是（　　）
A．当恒定，大时，路程长，时间短 B．当恒定，大时，路程短，时间短
C．当恒定，大时，路程长，时间长 D．当恒定，大时，路程短，时间长
10．如图所示，水平放置的两个轮盘靠之间的摩擦力传动，、分别为两轮盘的轴心，轮盘的半径比，传动时两轮盘不打滑。现在两轮盘上分别放置同种材料制成的滑块A、B，两滑块的质量相等，与轮盘间的动摩擦因数相同，距离轴心、的间距。若轮盘乙由静止缓慢地转动起来，且转速逐渐增加，则（ ）
A．两滑块都相对轮盘静止时，两滑块线速度之比为
B．两滑块都相对轮盘静止时，两滑块角速度之比为
C．轮盘匀速转动且两滑块都相对轮盘静止时，两滑块所受摩擦力之比为
D．转速逐渐增加，A会先发生滑动
11．我国第一颗人造卫星“东方红一号”升空后的运行轨道平面和地球赤道平面为倾角68.5度的近地椭圆轨道。如图，若“东方红一号”卫星沿椭圆轨道运动到远地点H时速度为v，H点距离地球球心的距离为r，则卫星在H点（　　）
A．处于超重状态 B．速度v可能大于7.9km/s
C．加速度等于 D．加速度大于
12．如图所示，用长为L的细绳拴着质量为m的小球在竖直平面内做圆周运动，则（ ）
A．小球在最高点时所受的向心力一定为重力
B．若小球刚好能在竖直平面内做圆周运动，则其在最高点的速率是
C．小球在最高点时绳子的拉力不可能为零
D．小球在圆周最低点时拉力可能等于重力
13．下列说法不正确的是（　　）
A．曲线运动可能是匀变速运动
B．曲线运动的速度方向一定是时刻变化的
C．曲线运动一定是变速运动
D．曲线运动的速度的大小一定是时刻变化的
14．如图所示，轻杆的一端有一个小球，另一端有光滑的固定轴O。现给球一初速度，使球和杆一起绕O轴在竖直面内转动，不计空气阻力，用F1表示球到达最高点时杆对小球的作用力，用F2表示球到达最低点时杆对小球的作用力，则（　　）
A．F1一定是拉力 B．F1一定是推力
C．F2一定是拉力 D．F2一定是推力
15．“嫦娥”舒广袖“玉兔”归蟾宫：2013年12月2日，嫦娥三号怀抱着“玉兔”，承载着中国人的梦想，踏上了探月之旅．她历经变轨、减速、悬停、避障等过程，于14日在月球表面软着陆．我国成为世界上第三个实现在月球表面软着陆的国家在月球表面着陆过程中，嫦娥三号先减速调整，速度从逐渐减为0，悬停在距月球面100m高处；然后利用探测器对着陆区进行观测，选择着陆点；再缓慢下降到着陆点上方4m，处，最终以自由落体方式完美着陆在月球表面．接着，140kg的“玉兔”款款而出，开始了与月球的亲密接触嫦娥三号远离地球飞近月球的过程中，地球和月球对它的万有引力、的大小变化情况是　　
A．、均减小 B．、均增大
C．减小、增大 D．增大、减小
三、实验题
16．在“研究平抛物体的运动”的实验中，记录了下图所示的一段轨迹ABC。已知物体是由原点O水平抛出的，C点的坐标为（60，45），则平抛物体的初速度为v0 =________m/s，物体经过B点时的速度的大小vB=___________m/s。（取g = 10m/s2，）（结果保留两位有效数字）
四、解答题
17．已知万有引力常量为G，球体体积公式。求解下列有关卫星的三个不同问题：
（1）已知地球近地卫星运行周期为，写出地球的平均密度的表达式
（2）如图所示，有一颗卫星在A点由半径圆轨道变轨进入椭圆轨道，其近地点B到地心距离为，已知卫星在A点的引力加速度为，写出卫星在椭圆轨道A点首次运动到B点所需时间的表达式？（AB为椭圆轨道的长轴）
（3）某一始终在赤道上空运行的卫星，运行方向与地球自转方向相同，小明住在赤道上某城市，某时刻该卫星正处于小明的正上方，在接下来的一段时间里，小明能每两昼夜恰好三次看到卫星由西向东掠过其正上方。求：此卫星的运动周期与地球自转周期的比值大小。
18．已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g，万有引力常量为G，不考虑地球自转的影响．
(1)求卫星环绕地球运行的第一宇宙速度v1；
(2)若卫星绕地球做匀速圆周运动且运行周期为T，求卫星运行半径r；
(3)由题目所给条件，请提出一种估算地球平均密度的方法，并推导出密度表达式．
19．游乐场中有一种叫做“快乐飞机”的游乐项目，其简化模型如图所示，长为L的旋臂一端连接竖直中央轴，另一端连接模型飞机，模型飞机在旋臂带动下可绕中央轴转动并可以上下升降。开始时模型飞机和乘客静止在图中a位置，旋臂与竖直向下方向的夹角为，一段时间后模型飞机和乘客到达图中b位置高度处，并以角速度绕中央轴在水平面内做匀速圆周运动，此时旋臂与竖直向上方向的夹角也为，已知模型飞机和乘客的总质量为m，重力加速度为g，摩擦阻力忽略不计，求
（1）模型飞机和乘客在图中b位置高度处做水平匀速圆周运动时，旋臂对模型飞机和乘客的作用力F的大小；
（2）从开始运动到模型飞机和乘客在图中b位置高度处做水平匀速圆周运动过程中，旋臂对模型飞机和乘客做的功W。
试卷第页，共页
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参考答案：
1．AD
【解析】
【详解】
AB．根据万有引力提供向心力可得
解得：
故A项正确，B项错误；
C．地球表面的物体的重力近似等于物体所受到的万有引力，即
解得：
此时分母里的周期应该是绕地表的周期T0，不是在高空中的周期T，故C错误；
D．由公式
解得
“慧眼”卫星的半径大于地球的半径，所以“慧眼”卫星的线速度小于7.9km/s，故D项正确。
故选AD。
2．BC
【解析】
【详解】
AB．小球落在斜面上，竖直方向上的速度与水平方向速度的比值
解得
在竖直方向上的位移
当初速度变为原来的2倍时，竖直方向上的位移变为原来的4倍，所以小球一定落在斜面上的e点，A错误，B正确；
C．设小球落在斜面上速度与水平方向的夹角为，则
又
C 正确；
D．根据
解得
所以落在斜面时的速度方向与斜面夹角也为，D错误。
故选BC。
3．AD
【解析】
【详解】
由于某天体绕黑洞做匀速圆周运动，则天体所受的万有引力等于向心力，则有：，解得：，A正确，B错误；设“黑洞”的可能半径为R，质量为M，逃逸速度大于真空中光速的天体才能成为黑洞，所以需满足逃逸速度大于光速c；即有，又，代入可得，该黑洞最大半径，C错误，D正确．
4．AC
【解析】
【分析】
【详解】
AB．由开普勒第一定律可知，所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，且行星没有在同一椭圆轨道上，B错误，A正确；
C．由开普勒第二定律可知，任意一个行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等，C正确；
D．由开普勒第三定律可知，所有行星轨道半长轴的立方跟公转周期平方的比值都相等，D错误。
故选AC。
5．CD
【解析】
【详解】
A．汽车过凸桥最高点时，加速度的方向向下，处于失重状态，选项A错误；
B．小球受到重力和绳的拉力作用，二者合力提供向心力。如图
由牛顿第二定律得
解得角速度
可知保持圆锥摆的高度不变，则角速度不变，选项B错误；
C．小球靠重力和支持力的合力提供向心力，重力不变，根据平行四边形定则知，支持力相等，向心力相等，但半径不等，所以角速度大小不等，选项C正确；
D．火车转弯超过规定速度行驶时，重力和支持力的合力不够提供向心力，外轨受到挤压，选项D正确。
故选CD。
6．BC
【解析】
【分析】
【详解】
AB．由于支持力始终与速度方向垂直，所以支持力不做功即轨道对小球不做功，仅有重力做功，小球机械能守恒．则P点的速度小于Q点速度，且P点的半径大于Q点的半径．所以小球通过P点的角速度小于通过Q点的，故B正确，A错误；
C．小球在P点的速度小于Q点速度，且P点的半径大于Q点的半径．根据
得，小球在P点的向心加速度小于Q点的，即
故C正确；
D．小球在P点的向心加速度小于Q点的，则小球在P点的向心力小于Q点的，而向心力是由重力与轨道对它的支持力提供，因此小球在P点的支持力小于Q点的，即小球对轨道的压力P点小于Q点的，即
故D错误。
故选BC。
7．AD
【解析】
【详解】
A．实验中必须保证小球做平抛运动，而平抛运动要求有水平初速度且只受重力作用，所以斜槽轨道必须要水平，故A正确；
B．该实验要求小球每次抛出的初速度要相同而且水平，因此要求小球从同一位置静止释放，至于是否光滑没有影响，故B错误；
C．只要小球从同一位置静止释放，摩擦力对小球影响是相同的，小球抛出的初速度相同，故没有必要平衡摩擦力，故C错误；
D．为确保有相同的水平初速度，所以要求从同一位置无初速度释放，故D正确。
故选AD。
8．D
【解析】
【详解】
船的速度等于沿绳子方向和垂直于绳子方向速度的合速度，根据平行四边形定则，有
v船cosα=v
则
A．vsin α，与结论不相符，选项A错误；
B．，与结论不相符，选项B错误；
C．vcos α，与结论不相符，选项C错误；
D．，与结论相符，选项D正确．
9．B
【解析】
【详解】
AB．由于人以恒定速度始终垂直河岸向对岸游，人的划水速度决定过河时间，当恒定时，越大，过河时间越短，则向下游移动的距离越短，所以总路程越短，故B正确，A错误；
CD．当恒定时，过河的时间是一个定值，与大小无关，故时间不变，但越大，向下游移动的距离越长，总路越长，故CD错误。
故选B。
10．C
【解析】
【详解】
AB．两轮边缘的线速度相等，则根据
v=ωr
可知甲乙两轮的角速度之比为1:2；两滑块线速度之比为
两滑块角速度之比为
选项AB错误；
C．根据
f=mω2r
由于质量相同
两滑块所受摩擦力之比为
选项C正确；
D．由C的分析可知，转速逐渐增加，B先达到最大摩擦力，会先发生滑动，选项D错误。
故选C。
11．D
【解析】
【详解】
A. 卫星在H点处于失重状态，A错误；
B. 若卫星在近地点的速度大于7.9km/s，则卫星将做离心运动，而卫星在远点H做向心运动，则速度小于7.9km/s，B错误；
CD. 若卫星以r为半径做圆周运动，则加速度等于，而卫星在P点做近心运动，万有引力大于所需向心力，即
ma＞m
所以加速度
a＞
C错误，D正确。
故选D。
12．B
【解析】
【详解】
A、小球在圆周最高点时，根据牛顿第二定律FT+mg=m，向心力可能等于重力也可能等于重力与绳子的拉力之和，取决于小球的瞬时速度的大小，故A错误；
B、小球刚好能在竖直面内做圆周运动，则在最高点重力提供向心力，即：mg=，所以其在最高点的速率v=，故B正确；
C、小球在圆周最高点时，当速度v=时，绳子上的拉力恰好为零，故C错误；
D、小球在圆周最低点时，具有竖直向上的向心加速度，处于超重状态，拉力一定大于重力，故D错误．
故选B
13．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．平抛运动为匀变速曲线运动，故A正确，不符合题意；
BC．曲线运动中速度方向时刻发生变化，因此曲线运动是一种变速运动，故BC正确，不符合题意；
D．曲线运动中速度大小可能不变，例如匀速率圆周运动，故D错误，符合题意。
故选D。
14．C
【解析】
【详解】
AB．小球做竖直面内的圆周运动，且属于轻杆模型，小球在最高点时的向心力大小与速度v有关。当时，小球做圆周运动的向心力刚好由重力提供，此时小球只受重力作用，轻杆对小球的作用力F1=0；当时，小球做圆周运动所需的向心力小于重力，小球有做向心运动的趋势，所以轻杆对小球有向上的推力F1，此时小球做圆周运动的向心力由重力和推力的合力提供；当时，小球做圆周运动所需的向心力大于重力，小球有做离心运动的趋势，所以轻杆对小球有向下的拉力F1，此时小球做圆周运动的向心力由重力和拉力的合力提供。故AB错误；
CD．小球做竖直面内的圆周运动，在最低点时，向心力竖直向上（指向圆心），而重力竖直向下，所以轻杆对小球一定有向上的拉力F2，且拉力大于重力，故C正确，D错误。
故选C。
15．C
【解析】
【详解】
根据万有引力定律公式知，嫦娥三号远离地球飞近月球的过程中，距离地球的距离r变大，距离月球距离r变小，则减小，增大．故C正确，ABD错误．
16． 2 2.8
【解析】
【详解】
[1] C点的坐标为（60cm，45cm），根据得
则平抛运动的初速度
[2]相等的时间间隔
C点竖直方向上的分速度
B点竖直方向上的分速度
解得
B点的速度
17．(1)；(2)；(3)
【解析】
【分析】
【详解】
(1) 近地卫星做匀速圆周运动，有
地球的平均密度的表达式为
联立，可得
(2)根据开普勒第三定律，有
卫星在A点的引力加速度为，有
联立，解得
卫星在椭圆轨道A点首次运动到B点所需时间的表达式为
(3)卫星的运动周期为与地球自转周期为，小明能每两昼夜恰好三次看到卫星由西向东掠过其正上方，则有
解得
18．(1) (2) (3)
【解析】
【详解】
试题分析：（1）第一宇宙速度为卫星在地面附近轨道做匀速圆周运动的环绕速度，根据重力等于向心力列式求解；
（2）根据卫星受到的万有引力等于向心力和地面附近的重力加速度公式联立列式求解；
（3）根据地面附近的重力加速度公式先计算出地球质量，再估算密度．
解：（1）重力等于向心力
mg=m
解得
v1=
即卫星环绕地球运行的第一宇宙速度v1为．
（2）若不考虑地球自转的影响，地面上质量为m的物体所受的重力mg等于地球对物体的引力，即
mg=G ①
卫星受到的万有引力等于向心力
G=m′r ②
由①②两式解得
r=
即卫星运行半径r为．
（3）由①式解得
M=
因而
ρ=
即地球的密度为．
【点评】卫星类问题关键抓住引力提供向心力和地面附近重力加速度公式列式求解．
19．（1）；（2）
【解析】
【详解】
（1）根据题意，受力分析可得，合外力提供向心力，则有
又
解得
（2）根据动能定理可得
解得
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