山东省济南市鱼台县高一（下）开学考试物理试题（word版含答案）

山东省济南市鱼台县高一（下）开学考试物理试题
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、多选题
1．重庆欢乐谷摩天轮——“重庆之眼”约40层楼的高度，成为全球第六、西南最高的观光摩天轮。某同学设计了一个实验，在摩天轮座舱内放置一灵敏电子秤，水平的秤盘上静置一砝码，砝码、电子秤随座舱在竖直面内做匀速圆周运动的过程中，秤盘一直保持水平，摩天轮的转动周期为T。座舱经过最高点时（设为0时刻），电了秤的示数为，经过，电子秤的示数为，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（　　）
A．“重庆之眼”摩天轮的半径为
B．“重庆之眼”摩天轮的半径为
C．时刻，砝码受到的摩擦力大小为
D．时刻，砝码受到的摩擦力大小为
2．2021年2月10日19时52分，“天问一号”探测器实施近火“捕获”制动，成功被火星引力“捕获”实现变轨，2月15日，“天问一号”探测器实现了完美的“侧手翻”，将轨道调整为经过火星两极的环火星椭圆形轨道。“天问号”运行的轨迹图如图所示，则下列说法正确的是（　　）
A．“天问一号”的发射速度介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间
B．“天问一号”要实现近火“捕获”需要在“捕获”点进行减速
C．“天问一号”在“侧手翻”前瞬间的加速度等于“侧手翻”后瞬间的加速度
D．“天问一号”在环火星两极的椭圆形轨道上运行时近火点的速度比远火点的速度小
3．如图所示，一轻质橡皮筋的一端系在竖直放置的半径为的圆环顶点，另一端系一质量为的小球，小球穿在圆环上可做无摩擦的运动。设开始时小球置于A点，橡皮筋处于刚好无形变状态，已知橡皮筋的弹力随伸长而增大，但并不成正比。A点与圆心位于同一水平线上，当小球运动到最低点时速率为，此时小球对圆环恰好没有压力（取）。下列说法正确的是（　　）
A．从A到的过程中，小球的机械能守恒
B．从A到的过程中，橡皮筋的弹性势能增加了
C．小球过点时，橡皮筋上的弹力为
D．小球过点时，橡皮筋上的弹力为
4．公元2100年，航天员准备登陆木星，为了更准确了解木星的一些信息，到木星之前做一些科学实验，当到达与木星表面相对静止时，航天员对木星表面发射一束激光，经过时间t，收到激光传回的信号，测得相邻两次看到日出的时间间隔是T，测得航天员所在航天器的速度为v，已知引力常量G，激光的速度为c，则（ ）
A．木星的质量
B．木星的质量
C．木星的质量
D．根据题目所给条件，可以求出木星的密度
5．关于圆周运动，下列说法中正确的是
A．做匀速圆周运动的物体，在任何相等的时间内通过的位移都相等
B．做匀速圆周运动的物体，在任何相等的时间内通过的路程都相等
C．做圆周运动的物体的加速度一定指向圆心
D．做圆周运动的物体的加速度不一定指向圆心
二、单选题
6．根据开普勒关于行星运动的三定律，下列说法中不正确的是（　　）
A．地球是太阳系的中心
B．行星绕太阳运动的轨道是椭圆
C．太阳处在行星运行轨道的一个焦点上
D．开普勒关于行星运动的三定律同样适用于卫星绕行星运动
7．a、b、c、d四颗地球卫星，a还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动，向心加速度为a1，b处于地面附近近地轨道上正常运动角速度为，c是地球同步卫星离地心距离为r，运行的角速度为，加速度为a2，d是高空探测卫星，各卫星排列位置如图，地球的半径为R。则有（　　）
A．a的向心加速度等于重力加速度g
B．d的运动周期有可能是20小时
C．
D．
8．下列说法不正确的是（ ）
A．牛顿定律适用于宏观、低速、弱作用力领域．
B．17世纪，牛顿把天空中的现象与地面上的现象统一起来，成功的解释了天体运动的规律．
C．牛顿巧妙的利用扭秤实验测量出了引力常量G=6.67×10-11N.m2/Kg．
D．一旦测出了引力常量，就可以算出地球的质量．
9．如图所示，滑块A套在竖直光滑的细杆MN上，A通过细绳绕过定滑轮与物块B连在一起．令A向上运动的速度为vA，B向下运动的速度为vB，则当连接滑块A的绳子处于水平位置时，一定有（ ）
A．vB＝0 B．vA＝vB
C．vAvB
10．研究发现，双星系统演化过程中，两星的总质量、距离和周期均可能发生变化．若某双星系统中两星做圆周运动的周期为T，经过一段时间演化后，两星的总质量变为原来的n倍，两星之间的距离变为原来的k倍，则此时两星做圆周运动的周期为
A． B． C． D．
11．如图所示，将甲、乙两个物体从同一高度水平相向抛出，它们在P点相碰．若将它们各自抛出的速度都增大到原来的两倍，则两物体相碰点在P点的
A．左上方
B．左下方
C．正上方
D．正下方
12．下列说法正确的是（ ）
A．曲线运动其加速度方向一定改变
B．两个互成角度的匀变速直线运动的合运动可能是直线运动
C．合外力对物体做功不为零，机械能一定不守恒
D．根据可知，当r→0时，F→∞
三、实验题
13．下面三图是探究做匀速圆周运动的物体的向心力的大小与质量、角速度和半径之间关系的实验装置：转动手柄使长槽和短槽分别随变速轮塔匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对球的压力提供了向心力，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，标尺上的红白相间的等分格就能显示出两个球所受向心力的比值
（1）图甲探究的是向心力与质量之间的关系，图乙探究的是向心力与角速度之间的关系，图丙探究的是向心力与半径之间的关系，这种探究用到的方法是______
（2）图甲中，左右两边露出的标尺分别是2格和4格，则左右两边所放小球的质量比为：________图乙中，左右两边露出的标尺分别是1格和9格，则左右两边所放小球的转动的角速度之比为：__________
四、解答题
14．小李飞刀是武侠小说里面的一门绝技．假设一个苹果（可视为质点）从高 h=1.25m 的位置静止开始下落，一位演员在苹果开始下落的同时将质量 m=0.1 kg 的飞镖从同一水平高度水平射出，恰好在落地前瞬间击中苹果，已知飞镖射出点位置 与苹果水平距离 L=5m，不计空气阻力，求：（g 取 10m/s2）
（1）飞镖的初速度 v0；
（2）演员对飞镖做的功 W．
15．民航客机的机舱一般都设有紧急出口，发生意外情况的飞机在着陆后，打开紧急出口的舱门，会自动生成一个由气囊构成的斜面，机舱中的人可沿该斜面滑行到地面上，如图所示．某机舱离气囊底端的竖直高度AB ＝3.0m，气囊构成的斜面长AC ＝5.0 m，CD段为与斜面平滑连接的水平地面．若人从气囊上由静止开始滑下，人与气囊间的动摩擦因数为μ1＝0.5，人与地面间的动摩擦因数为μ2＝0.4．不计空气阻力，g＝10 m/s2．求：
(1)人在气囊上滑下时的加速度大小；
(2)人滑到气囊底端时的速度大小(答案可带根号)；
(3)站在距气囊底端正前方2.0m处的救护人员能否被从气囊上滑下的人撞到？
16．如图所示，高速公路转弯处弯道半径R=100m，汽车的质量m=1800kg，重力加速度g=10m/s2。
（1）当汽车以v1=10m/s的速率行驶时，其所需的向心力为多大？
（2）若汽车轮胎与路面间的动摩擦因数μ=0.4，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。若路面是水平的，问汽车转弯时不发生径向滑动（离心现象）所允许的最大速率为多少？
试卷第页，共页
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参考答案：
1．BD
【解析】
【详解】
AB．设砝码的质量为m，摩天轮的半径为r，则有
联立解得
，
所以A错误；B正确；
CD．时刻，砝码受到的摩擦力大小为
联立解得
所以C错误；D正确；
故选BD。
2．BC
【解析】
【分析】
【详解】
A．“天问一号”的发射速度要大于第二宇宙速度，A错误；
B．“天问一号”要实现近火“捕获”需要在“捕获”点进行减速，故B正确；
C．火星对“天问一号”的万有引力为“天问一号”的合力，在“侧手翻”变轨前后瞬间火星对“天问一号”的万有引力相同，根据牛顿第二定律，则加速度相同，C正确；
D．“天问一号”在环火星两极的椭圆形轨道上运行时近火点的速度比远火点的速度大，D错误。
故选BC。
3．BD
【解析】
【详解】
A．对小球来说，由于橡皮筋的弹力对小球做功，所以小球的机械能不守恒，故A错误；
B．根据小球和橡皮筋系统机械能守恒
代入数据解得
即从A到的过程中，橡皮筋的弹性势能增加了
故B正确；
CD．小球在最低点，不受圆环的弹力，故弹簧的弹力和重力一起充当向心力，故有
代入数据解得
故C错误D正确。
故选BD。
4．AD
【解析】
【详解】
试题分析：航天员对木星表面发射一束激光，经过时间t，则航天员到木星表面的距离为，测得相邻两次看到日出的时间间隔是T，则航天器绕木星运动周期为T，根据公式可得轨道半径为，所以根据公式，结合可得，A正确BC错误；木星的半径为，故可求解木星的体积，然后根据可解得木星的密度，故D正确
考点：考查了万有引力定律的应用
【名师点睛】在万有引力这一块，设计的公式和物理量非常多，在做题的时候，首先明确过程中的向心力，然后弄清楚各个物理量表示的含义，最后选择合适的公式分析解题，另外这一块的计算量一是非常大的，所以需要细心计算
5．BD
【解析】
【详解】
AB．做匀速圆周运动的物体，速率不变，在任何相等的时间内通过的路程都相等，相等的弧长对应相等的弦长，所以相等时间内位移的大小相等，但方向不同，所以相等时间内发生的位移不同，故A错误，B正确；
C．做匀速圆周运动的物体，其向心加速度一定指向圆心，选项C错误；
D．匀速圆周运动的合外力指向圆心，向心加速度一定指向圆心，变速圆周运动的加速度不指向圆心，故D正确．
故选BD．
【名师点睛】
此题考查了圆周运动的特点；要知道做匀速圆周运动的物体，速率不变，速度时刻改变，匀速圆周运动的合外力指向圆心，变速圆周运动向心力指向圆心，但合外力不指向圆心．
6．A
【解析】
【详解】
A．太阳是太阳系的中心，A错误，符合题意；
BC．根据开普勒第一定律可知，行星绕太阳运动的轨道是椭圆，太阳处在行星运行轨道的一个焦点上，BC正确，不符合题意；
D．开普勒关于行星运动的三定律同样适用于卫星绕行星运动，D正确，不符合题意。
故选A。
7．D
【解析】
【详解】
A．地球同步卫星c的周期必须与地球自转周期相同，角速度相同，则知a与c的角速度相同，根据a=ω2r知，c的向心加速度大。对公转的卫星由
得
卫星的轨道半径越大，向心加速度越小，则同步卫星c的向心加速度小于b的向心加速度，而b的向心加速度约为g，故知a的向心加速度小于重力加速度g，故A错误；
B．由开普勒第三定律知，卫星的轨道半径越大，周期越大，所以d的运动周期大于c的周期24h，故B错误；
C．a、c的角速度相同，由a=ω2r得
故C错误；
D．由
得
则近地卫星和同步卫星的角速度比值为
故D正确。
故选D。
8．C
【解析】
【详解】
牛顿运动定律适用于宏观、低速、弱作用力领域，不适用微观、高速、强相互作用，A正确；根据牛顿对万有引力的研究史，B正确；卡文迪许利用扭秤实验测量出了引力常量G=6.67×10-11N.m2/Kg，C错误；由万有引力公式，，D正确；
9．A
【解析】
【详解】
试题分析：设绳与杆在任意时刻的夹角为θ，A的运动的沿绳方向的分速度与B的速度相等，则有,所以：．又时，绳子水平，所以，故选A．
考点：速度的分解．
【名师点睛】A的实际运动为合运动，是沿绳方向的运动和使绳绕滑轮转动的合成，而B的运动是A沿绳方向运动的分运动，根据速度的分解即可得到答案．
10．A
【解析】
【详解】
设m1的轨道半径为R1，m2的轨道半径为R2．两星之间的距离为l．由于它们之间的距离恒定，因此双星在空间的绕向一定相同，同时角速度和周期也都相同．由向心力公式可得：
对m1： ----①
对m2： ----②
又因为R1十R2=l，m1+m2=M
由①②式可得 T2＝
所以当两星总质量变为nM，两星之间的距离变为原来的k倍，圆周运动的周期
即T′=T，故BCD错误，A正确．故选A．
【点睛】
解决本题的关键知道双星靠相互间的万有引力提供向心力，具有相同的角速度．以及会用万有引力提供向心力进行求解．
11．C
【解析】
【详解】
两物体水平方向做匀速运动，竖直方向都做自由落体运动。当两物体的水平位移之和等于初始水平距离时，两物体相碰。将它们各自抛出的速度都增大到原来的两倍，从开始到相碰的时间变短，竖直方向下落的高度变小。水平方向各自运动的位移不变。所以两物体相碰点在P点的正上方。
A． 左上方。故A项错误；
B． 左下方。故B项错误；
C． 正上方。故C项正确；
D． 正下方。故D项错误。
12．B
【解析】
【详解】
试题分析：做曲线运动的物体，其速度一定变化，但加速度不一定变化，如平抛运动，故A错误；当两个互成角度的匀变速直线运动的合力方向与和速度方向在同一直线上时，合运动是直线运动，合力方向与和速度方向不在同一直线上时，合运动就是曲线运动，故B正确；物体只受重力的作用时，机械能守恒，此时的合外力不为零，等于物体的重力，故C错误；库仑定律的适用范围是真空中的点电荷，当r→0时带电体就不能看作点电荷，库仑定律不再适用，故D错误．
考点：曲线运动，运动的合成与分解，机械能守恒定律，库仑定律．
13． 控制变量法 1：2 1：3
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]这种探究用到的方法是控制变量法。
(2)[2]由向心力表达式
可知，半径、角速度不变时，向心力与质量成正比，向心力为1：2，则左右两边所放小球的质量比为1：2。
[3]质量、半径不变时，向心力与角速度平方成正比，向心力为1：9，则左右两边所放小球的转动的角速度之比为1：3。
14．(1)10m/s；(2)5J
【解析】
【分析】
(1)由竖直方向的自由落体运动求出苹果运动的时间，再由水平方向的匀速直线运动求出初速度；
(2)由功能关系求出演员对飞镖做的功．
【详解】
(1)苹果做自由落体运动，由公式，解得：；
飞镖水平方向做匀速直线运动，则有：；
(2) 由功能关系可知，演员对飞镖做的功转化为飞镖的动能，即
．
【点睛】
解决本题的关系理解平抛运动处理方法，分解为水平方向的匀速直线，竖直方向的自由落体运动．
15．(1) (2) （3）能被撞到
【解析】
【详解】
试题分析：
（1）设AC与水平地面成θ角，
对人受力分析，由牛顿运动定律：
mgsinθ- f=ma1
f=μ1FN
FN =mg cosθ
解得：a1=gsinθ-μ1gcosθ=2m/s2
（2）由vc2=2a1x1，得到vc= 2m/s
（3）滑到地面上的人，根据牛顿运动定律和运动学公式得：
μ2mg=ma2
0-vc2=2（-a2）x2
解得：x2=2.5m
2.5m>2.0m，救护人员能被撞到．
16．（1）1800N；（2）。
【解析】
【分析】
【详解】
（1）由题意有
，
故汽车所需向心力为1800N。
（2）当以最大速率转弯时，最大静摩擦力提供向心力，此时有
由此解得最大速率为
故汽车转弯时不发生径向滑动所允许的最大速率为20 m/s，当超过最大速率时，外力提供向心力不足，汽车将做离心运动，有翻车的危险。
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