四川省成都高一下学期开学考试物理试题（word版含答案）

四川省成都高一下学期开学考试物理试题
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、多选题
1．地球绕太阳作圆周运动的半径为r1、 周期为T1；月球绕地球作圆周运动的半径为r2、 周期为T2．万有引力常量为G，不计周围其它天体的影响，则根据题中给定条件（ ）
A．能求出地球的质量
B．表达式成立
C．能求出太阳与地球之间的万有引力
D．能求出地球与月球之间的万有引力
2．根据玻尔理论，氢原子核外电子在n=1和n=2的轨道上运动，其运动的（　　）
A．轨道半径之比为1：4 B．动能之比为4：1
C．速度大小之比为4：1 D．周期之比为1：8
3．如图所示，光滑杆偏离竖直方向的夹角为，杆以为支点绕竖直线旋转，质量为的小球套在杆上可沿杆滑动。当杆角速度为时，小球的旋转平面在处，线速度为，球对杆的压力为；当杆角速度为时，小球的旋转平面在处，线速度为，球对杆的压力为，则有（　　）
A． B． C． D．
4．为了探测引力波，“天琴计划”预计发射地球卫星P，其轨道半径约为地球半径的16倍；另一地球卫星Q的轨道半径约为地球半径的4倍．下列说法正确的是（　　）
A．卫星P的角速度小于卫星Q的角速度
B．卫星P的周期小于卫星Q的周期
C．卫星P在运行轨道上完全失重，重力加速度为0
D．卫星P的发射速度大于7.9km/s
5．如图，小球由斜面顶端A点水平抛出后落到斜面上的B点．小球运动轨迹上有一点P，小球经过P点时，其速度方向与斜面平行．小球从A运动到P与从P运动到B，则
A．所用时间相等 B．所用时间不相等
C．通过的路程相等 D．通过的路程不相等
6．如图所示，2020年7月21日发生土星冲日现象，土星冲日是指土星、地球和太阳几乎排列成一条直线的状态，地球位于太阳与土星之间。“冲日”前后，土星离地球最近，亮度也最高，是观测的最佳时机。地球和土星绕太阳公转的方向相同，轨道都可近似为圆轨道，地球一年绕太阳一周，土星约年绕太阳一周。则（　　）
A．土星绕太阳公转的线速度大于地球绕太阳公转的线速度
B．土星和地球的公转轨道半径之比约为
C．地球与土星从冲日到相距最远所用最短时间约为年
D．土星冲日现象下一次出现的时间是2022年
7．如图所示，正在水平路面上行驶的车厢底部有一质量为的箱子，箱子与车厢底部的动摩擦因数为。在车厢的顶部用细线悬挂一质量为的小球，某段时间内，乘客发现细线与竖直方向成角保持不变，而箱子则始终相对于车厢静止。则（　　）
A．车厢可能向左行驶 B．车厢加速度的大小为
C．箱子受到摩擦力的大小为 D．箱子受到摩擦力的大小为
二、单选题
8．研究物体的平抛运动时，常将其分解为不同直线的两个直线运动。若将其分解为初速度方向与竖直方向的两个直线运动，则下列说法正确的是（　　）
A．初速度方向的分运动是匀速直线运动
B．竖直方向的分运动是初速度不为零的匀加速直线运动
C．运动过程中的任何时刻，两个分运动的速度都不为零
D．运动过程中的任何时刻，两个分运动的速度大小都不可能相等
9．扬州某游乐场有一种叫做“快乐飞机”的游乐项目，模型如图所示。模型飞机固定在旋臂上，旋臂与竖直方向夹角为θ，当模型飞机以恒定的角速度ω绕中央轴在水平面内做匀速圆周运动时，下列说法正确的是（ ）
A．模型飞机受重力、旋臂的作用力和向心力
B．旋臂对模型飞机的作用力方向一定与旋臂垂直
C．增大θ，模型飞机线速度大小不变
D．增大θ，旋臂对模型飞机的作用力变大
10．下面对人类探索宇宙的历史表述不正确的是；
A．开普勒通过研究第谷的行星观测数据得出了行星运动定律；
B．牛顿将行星与太阳、地球与月球、地球与地面物体之间的引力规律推广到宇宙中的一切物体，得出了万有引力定律；
C．经典力学适用于低速运动的宏观物体；
D．牛顿不仅提出了万有引力定律而且测量出了引力常量；
11．扬场是劳动者使用木锹将含有砂粒和谷物壳的谷物一同抛向空中，借助风力把尘土、砂粒、谷物和谷物壳分离。即使在无风状态扬场也能很好的进行分离，尘土四散，砂粒被抛的最远，谷物在中间，谷物壳最近。若在无风状态，混合物离开木锨后，下列抽象物理模型的过程最恰当的是（　　）
A．砂粒所受空气阻力可忽略，因此砂粒运动可认为是斜抛运动
B．谷物所受空气阻力可忽略，因此谷物运动可认为是斜抛运动
C．谷物壳受空气阻力可忽略，因此谷物壳运动可认为是斜抛运动
D．尘土受空气阻力可忽略，因此尘土运动可认为是斜抛运动
12．在河面上方的岸上有人用长绳拴住一条小船，开始时绳与水面的夹角为30°。人以恒定的速率v拉绳，使小船靠岸，那么（　　）
A．小船的速率是增大的
B．小船的速率也是恒定的
C．小船的速率是减小的
D．小船的速率是均匀增大的
13．一气球静止在赤道上空，它随地球一起自转，同时气球上空有一颗同步卫星绕地球运动，则下列说法正确的是（ ）
A．气球在万有引力和浮力的作用下，处于平衡状态
B．气球的向心加速度比同步卫星的向心加速度大
C．气球线速度大于同步卫星的线速度
D．气球线速度小于同步卫星的线速度
14．匀速圆周运动不变的物理量是（　　）
A．线速度 B．向心加速度 C．向心力 D．角速度
三、实验题
15．如图为某小球做平抛运动时，用闪光照相的方法获得的相片的一部分，图中背景方格的边长为5cm，g=10m/s2，则
（1）小球平抛的初速度v0=________m/s
（2）闪光频率f=________Hz。
（3）小球过A点的速率vA=________m/s。
（4）抛出点在A点左侧________cm，上侧________cm。
16．如图所示是探究向心力的大小与质量，角速度和半径之间的关系的实验装置。匀速转动手柄1，可以使变速塔轮2和3（塔轮2和3之间用皮带连接）以及长槽4和短槽5随之匀速转动，槽内的小球也随着做匀速圆周运动。使小球做匀速圆周运动的向心力分别由挡板6、7、8对小球的压力提供。球对挡板的反作用力，通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒9下降，从而露出标尺10和标尺11。根据两标尺上露出的红白相间等分标记，可以粗略计算出两个球所受向心力比值。
（1）本实验主要采用的实验方法是___________。
A．等效法 B．极限法 C．控制变量法
（2）为了研究向心力与半径的关系，应该将两个相同质量的小球分别放在挡板___________和挡板___________处。（均选填“6”、“7”、“8”）
（3）某次实验中，两质量相同的小球放置位置如图乙所示，已知用皮带连接的轮塔2和3的半径之比为，则标尺10，标尺11上露出的红白相间的等分格数之比应为___________。
四、解答题
17．我国已于2004年启动“嫦娥绕月工程”，2007年已发射了绕月飞行的飞船。已知月球半径，月球表面的重力加速度g=1.62m/s2。如果飞船关闭发动机后绕月做匀速圆周运动，距离月球表面的高度h=2.6×105m，求飞船速度的大小。
18．如图所示，半径为R的半球形陶罐，固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心O的对称轴OO′重合。转台以一定角速度ω匀速旋转，一质量为m的小物块落入陶罐内，经过一段时间后，小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止，它和O点的连线与OO′之间的夹角θ为60°，重力加速度大小为g。
（1）若ω＝ω0，小物块受到的摩擦力恰好为0，求ω0；
（2）当ω＝1.2ω0时，小物块仍与罐壁相对静止，求小物块受到的摩擦力的大小和方向？
19．如图所示，水平桌面上有一个静止的木箱，质量是m=5kg，在水平向右的推力F作用下开始做匀加速直线运动，若经时间t=3s，速度达到v=6m/s。求：
(1)木箱的加速度；
(2)木箱所受合力大小F合；
(3)如果推力F=15N，木箱所受摩擦阻力f大小。
20．如图所示，是运动员驾驶摩托车做腾跃特技表演的简化图，AB是水平路面，BCDE是一段曲面，其中BC段是一段半径为20 m的圆弧路面．运动员驾驶的摩托车始终以P＝9 kW的恒定功率行驶，到B点时的速度v1＝20 m/s，再经t＝3s的时间通过坡面到达顶点E时关闭发动机，并以v2＝16 m/s的速度水平飞出．已知人和车的总质量m＝180 kg，坡顶高度h＝5m，重力加速度g＝10m/s2.空气阻力不计，求：
(1)摩托车落地点与E点的水平距离s；
(2)摩托车刚过B点时，摩托车对地面的压力大小；
(3)摩托车从B点冲上坡顶的过程中克服摩擦阻力做的功．
试卷第页，共页
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参考答案：
1．AC
【解析】
【详解】
A．由月球绕地球作匀速圆周运动有： ，能求出地球的质量：，故A正确；
B．由于月球绕地球作匀速圆周运动和地球绕太阳作匀速圆周运动的中心天体不同，故表达式不成立，故B错误；
C．由地球绕太阳作匀速圆周运动有： ，能求出太阳的质量： ，进而能求出太阳与地球之间的万有引力，选项C正确；
D．由于不知道月球的质量，故不能求出地球与月球之间的万有引力，故D错误．
故选：AC
2．ABD
【解析】
【分析】
【详解】
A．根据轨道量子化公式可知，轨道半径之比为1：4，A正确；
BC．库仑力提供向心力，有
所以电子动能为
动能之比为4:1，速度之比为2:1，B正确，C错误；
D．根据周期公式可知，周期之比为1:8，D正确。
故选ABD。
3．A
【解析】
【分析】
【详解】
AB．小球在光滑杆上受重力和支持力作用，两力的合力提供小球圆周运动的向心力，如图所示
由图可知支持力为
故支持力大小不变，A正确、B错误；
CD．由
解得
，
由于，故，；CD错误。
故选A。
4．AD
【解析】
【详解】
A、根据万有引力提供向心力，有，可得，而P卫星的轨道半径大，故角速度较小，故A正确．B、由，可得，而P卫星的轨道半径大，其周期较大，故B错误．C、万有引力完全提供向心力，故在运行轨道上完全失重，，故重力加速为，不为零，故C错误．D、近地卫星的发射速度为7.9km/s，卫星发射的越高，需要的能量越高，故“高分一号”的发射速度一定大于7.9km/s，故D正确．故选AD．
【点睛】卫星的线速度，加速度，周期与半径有关，依据万有引力等于向心力，确定出各量与半径的数量关系，进而分析比较所给问题．
5．AD
【解析】
【详解】
试题分析：设小球从A运动到B的时间为t，从A运动到P的时间为t′．
由图知：tanθ=，根据y=gt2，x=v0t，联立得，；
当小球的速度方向与斜面平行时，根据速度的分解得：小球竖直分速度 vy=v0tanθ，根据vy=gt′得，．所以t′=t，则小球从A运动到P与从P运动到B所用时间相等．故A正确，B错误；因为沿平行于斜面方向的速度越来越大，所以通过的路程不等，故C错误，D正确，
故选AD．
考点：平抛运动的规律．
6．BC
【解析】
【分析】
【详解】
A．根据
可得
由于土星的轨道半径大，故土星绕太阳公转的线速度小于地球绕太阳公转的线速度，故A错误；
B．由开普勒第三定律可知
可得
故B正确；
C．年，年，地球与土星从冲日到相距最远满足
得到
年
故C正确；
D．出现土星冲日现象有
得距下一次土星冲日所需时间
年，
则约需要1年零15天会再次出现土星冲日现象，故D错误。
故选BC。
7．ABD
【解析】
【详解】
AB．对小球受力分析可知
mgtanθ=ma
解得
a=gtanθ
方向向右，则车厢可能加速向右运动，或者减速向左运动，选项AB正确；
CD．箱子受到摩擦力为静摩擦力，根据牛顿第二定律可知，摩擦力的大小为
选项C错误，D正确。
故选ABD。
8．A
【解析】
【分析】
【详解】
A．根据平抛运动的规律可知，初速度方向的分运动是匀速直线运动，A正确；
B．根据平抛运动的规律可知，竖直方向的分运动是初速度为零的匀加速直线运动，B错误；
C．运动过程中的开始时刻，竖直方向的速度为零，C错误；
D．根据平抛运动的规律可知，运动过程中的某一时刻，两个分运动的速度大小可能相等，D错误。
故选A。
9．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．当模型飞机以角速度ω绕中央轴在水平面内做匀速圆周运动时，模型飞机受到重力和支持力的作用，而向心力属于效果力，由重力和支持力的合力产生，故模型飞机受到的力为重力和旋臂的作用力，故A错误；
B．旋臂对模型飞机的作用力方向可以与旋臂不垂直，但以后再竖直方向和水平方向有分力，且竖直方向的分力等于重力，故B错误；
C．增大θ，飞机的圆周半径r=Lsinθ增大，根据v=rω知飞机线速度增大，故C错误；
D．根据旋臂对模型飞机的作用力大小的表达式
若夹角θ增大，则旋臂对模型飞机的作用力增大，故D正确。
故选D。
10．D
【解析】
【详解】
开普勒通过研究第谷的行星观测数据，总结出了行星运动的三大规律，故A正确； 牛顿将行星与太阳、地球与月球、地球与地面物体之间的引力规律推广到宇宙中的一切物体，得出了万有引力定律，故B正确； 经典力学适用于宏观低速物体的运动规律，对于微观、高速不再适用，故C正确；牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许在实验室中准确地得出了引力常量G的数值，故D错误； 此题选择错误的选项，故选D．
11．A
【解析】
【详解】
空气阻力能忽略的原因是空气作用力远小于物体自身重力，显然砂粒最重，因此砂粒运动可认为是斜抛运动。
故选A。
12．A
【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
则
由于人以恒定的速率v拉绳，且夹角在不断增大，那么小船的速率是增大的，故A正确，BCD。
故选A。
13．D
【解析】
【详解】
A、气球做匀速圆周运动，具有向心加速度，不是平衡状态，故A错误；
B、气球与同步卫星的角速度相等，根据加速度，气球的向心加速度小于同步卫星的向心加速度，B错误；
CD、根据线速度，气球线速度小于同步卫星的线速度，C错误、D正确．
故选D．
14．D
【解析】
【详解】
A．物体作圆周运动时速率不变，但速度方向随时发生变化。所以匀速圆周运动的线速度是无时不刻不在变化的，故A错误；
BC．由于作匀速圆周运动时，它的向心力和向心加速度的大小不变，但方向时刻改变，始终指向圆心，故BC错误；
D．匀速圆周运动时，物体的角速度不变，故D正确。
故选D。
15． 1.0 10 10 5
【解析】
【详解】
(1)[1]小球水平方向匀速运动，由于A到B的水平位移与B到C的水平位移相同，因此小球从A点运动到B点经历的时间与从B点运动到C点经历的时间相等；在竖直方向上有
得
小球平抛运动的初速度
(2)[2]周期为0.1s，所以频率为10Hz。
(3)[3]根据平抛运动竖直方向匀变速直线运动特点可知，物体在B点时竖直方向的速度为
在竖直方向有
所以
所以A点速度为
(4)[4][5]设从抛出点到A的时间为t，则有
根据平抛运动有
即抛出点在A点左侧10cm，上侧5cm处。
16． C 6 8
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]本实验主要采用的实验方法是控制变量法，C正确。
故选C。
(2)[2][3]由
可知，为了研究向心力与半径的关系，应该将两个相同质量的小球分别放在挡板6和挡板8处，且应使皮带套在半径相等的塔轮上。
(3)[4]皮带连接的轮塔2和3边缘线速度相等，半径之比为，则角速度之比为，两质量相同的小球放置位置如图乙所示，即质量m、半径r相同，则向心力F与角速度平方成正比，故标尺10，标尺11上露出的红白相间的等分格数之比应为。
17．
【解析】
【详解】
在月球表面的重力等于万有引力，即
飞船在轨道上时
解得
18．（1）；（2），方向与罐壁相切斜向下
【解析】
【详解】
（1）根据
解得
（2）设支持力N，摩擦力f
解得
方向与罐壁相切斜向下
19．(1)2m/s2；(2)10N；(3)5N
【解析】
【详解】
(1)根据速度公式
v=at
解得
a=2m/s2
(2)根据牛顿第二定律
代入数据解得
(3)对木箱受力分析，根据牛顿第二定律有
代入数据，解得木箱所受摩擦阻力f大小为
20．(1)16 m　(2)5400 N　(3)3.096×104J
【解析】
【详解】
(1)摩托车从E点飞出后，做平抛运动．
水平方向：s＝v2t
竖直方向：
解得：s＝16m
(2)刚过B点，对摩托车受力分析，
解得：FN＝5400N
根据牛顿第三定律，摩托车对地面的压力大小为5400N
(3)摩托车从B点冲上坡顶的过程中，牵引力做功
W牵＝Pt＝2.7×104J
根据动能定理：
解得：Wf＝3.096×104J
【点睛】对于圆周运动分析关键要找到向心力的来源；动能定理的应用范围很广，可以求速度、力、功等物理量，特别是可以去求变力功；一个题目可能需要选择不同的过程多次运用动能定理研究．
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