山西省大同市同煤第二中学2020-2021学年高一物理上学期期末试题含解析

一、 选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意 1. 有关开普勒对行星运动的描述，下列说法中不正确的是( )

A．所有的行星绕太阳运动的轨道都是圆，太阳处在圆心上

B．所有的行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上 C．所有的行星轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等 D．不同的行星绕太阳运动的椭圆轨道是不同的

参： A

2. 已知两个力的合力为18N，则这两个力的大小不可能是 [雨林木风7] A．8N、7N B．18N、18N C．10N、20N D．20N、28N 参： A

3. 如图所示，一小球静止放在光滑长木板与光滑竖直墙面之间，木板下端与墙有转轴连接．设球对木板的压力为N1，球对墙的压力为N2，小球的重力为G，当木板绕转轴逆时针缓慢转动的过程中（ ）

A．N1始终小于N2 B．N1和N2都一直在变大 C．球受到的合力缓慢增大

D．重力G沿垂直于木板方向的分力就是N1

参：

B

【考点】共点力平衡的条件及其应用；物体的弹性和弹力．

【分析】以小球为研究对象，分析受力情况：重力、木板的支持力和墙壁的支持力，根据牛顿第三定律得知，墙面和木板对球的压力大小分别等于球对墙面和木板的支持力大小，根据平衡条件得到两个支持力与θ的关系，再分析其变化情况；缓慢旋转受力平衡；根据受力物体不同确定D选项是否正确．

【解答】解：以小球为研究对象，分析受力情况：重力G、墙面的支持力N2′和木板的支持力N1′．

根据牛顿第三定律得知，N1=N1′，N2=N2′． 根据平衡条件得：N1′=

，N2′=Gcotθ，

A、根据图中几何关系可知，N′2始终小于N′1，则N2始终小于N1，A错误；

B、将木板从图示位置开始缓慢逆时针旋转的过程中，θ减小，cotθ增大，sinθ减小，则N1′和N2′都始终增大，故N1和N2都始终增大，B正确； C、球受到的合力始终为零，C错误；

D、重力G沿垂直于木板方向的分力的受力物体是球，压力的受力物体是木板，二者大小相等，但不是一个力，D错误． 故选：B．

4. 如图所示的三条相互平行、距离相等的虚线分别表示电场中的三个等势面，电势分别为7 V、14 V、21 V，实线是一带电粒子(不计重力)在该区域内的运动轨迹，下列说法正确的是（ ） A．粒子一定带负电荷

B．粒子在a、b、c三点所受合力不相同 C．粒子运动径迹一定是a→b→c

D．粒子在三点的电势能大小为Ekb>Eka>Ekc

参：

AD

5. 关于匀变速直线运动，下列说法正确的是 （ ）

A．匀变速直线运动是加速度不变的直线运动 B．匀加速直线运动的加速度是不断增加的

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C．匀减速直线运动的加速度是不断减小的

D．匀变速直线运动的加速度方向与速度方向总是相同的

参：

A

二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分

6. “长征2号”火箭点火升空时，经过3 s速度达到42 m/s，设火箭上升可看作匀加速运动，则它在3 s内上升的高度为________ m，升空时的加速度为___________ m/s2. 参： 63 14

7. 质量为M的均匀实心球的半径为R ,中心为O点。现在设想在里面造成一个球形空腔,其半径为

，中心为，球形空腔与均匀实心球相切，在的连线上与O点相距为L﹥R的P点，放

一个质量为m的质点，则球的剩余部分对此质点的引力F = 。

参：

8. 一跳伞运动员的质量是65kg，伞的质量是5kg，当跳伞运动员打开伞在空中匀速直线下落时，人和伞受到的空气阻力是 N

参：

686

分析：跳伞运动员和伞在空中做匀速直线运动，受到力是平衡力，二者大小相等，方向相反． 解答：解：人和伞的总重力：G=mg=（65kg+5kg）×9.8N/kg=686N；

由于跳伞运动员和伞在空中匀速直线下降，处于匀速直线运动状态，所以人和伞受到的阻力与人和伞的总重力是一对平衡力，大小相等，方向相反，因此阻力大小为686N，方向为竖直向上

9. 在皮带轮传动装置中，已知大轮的半径是小轮半径的3倍，A和B两点分别在两轮的边缘上，C点

离大轮轴距离等于小轮半径，若皮带不打滑，则角速度之比ωA：ωB：ωC= ________，线速度之比vA：vB：vC= ________，向心加速度之比aA：aB：aC= _________。

参：

3：1：1 3:3:1 9:3：1 ks5u

10. 如图所示，两个物体质量分别为 m1 =1kg和m2=2kg，紧靠在一起并放在光滑水平面上，如果施以向右的水平力F1=2N和向左的水平力F2=5N，则m1与m2之间的相互作用力大小是 N。

参： 3

11. 在研究平抛运动实验中，某同学只记录了小球运动途中的A、B、C三点的位置，见右图，取A点为坐标原点。当g=10m/s2时，小球平抛初速度为 m/s，B点的竖直分速度是 m/s，小球抛出点的位置坐标是x= cm，y= cm。

参：

1 2 -10 -5

12. 已知地球的质量为 M，万有引力恒量为G，地球半径为R。用以上各量表示，在地球表面附近运行的人造地球卫星的第一宇宙速度 。

参：

13. 如图所示,木块A与B用一轻弹簧相连,竖直放在木块C上,三者静置于地面上,它们的质量之比是1∶2∶3.设所有接触面都光滑,在沿水平方向抽出木块C的瞬间,木块A和B的加速度分别是aA= ,所以aB= .

2 / 4

参： 0 3g/2

三、 简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分

14. 一颗在赤道上空运行的人造卫星，其轨道半径为r=2R(R为地球半径)，卫星的转动方向与地球自转方向相同.已知地球自转的角速度为，地球表面处的重力加速度为g.求：

(1)该卫星所在处的重力加速度g′； (2)该卫星绕地球转动的角速度ω；

(3)该卫星相邻两次经过赤道上同一建筑物正上方的时间间隔.

参：

（1）（2）（3）

【详解】(1)在地球表面处物体受到的重力等于万有引力mg=

，

在轨道半径为r=2R处,仍有万有引力等于重力mg′=，

解得：g′=g/4；

(2)根据万有引力提供向心力，

mg=

，

联立可得ω=

，

(3)卫星绕地球做匀速圆周运动，建筑物随地球自转做匀速圆周运动，当卫星转过的角度与建筑物转过的角度之差等于2π时，卫星再次出现在建筑物上空

以地面为参照物，卫星再次出现在建筑物上方时，建筑物随地球转过的弧度比卫星转过弧度少2π. 即ω△t?ω0△t=2π

解得：

【点睛】（1）在地球表面处物体受到的重力等于万有引力mg=，在轨道半径为2R处，仍有万有

引力等于重力mg′=

，化简可得在轨道半径为2R 处的重力加速度；

（2）人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，由地球的万有引力提供向心力，结合黄

金代换计算人造卫星绕地球转动的角速度ω；

（3）卫星绕地球做匀速圆周运动，建筑物随地球自转做匀速圆周运动，当卫星转过的角度与建筑物转过的角度之差等于2π时，卫星再次出现在建筑物上空．

15. 在上图中，根据通电螺线管上方小磁针N极的指向，标出电源的“十”“一”极。

参：

四、计算题：本题共3小题，共计47分

16. 如图甲所示，一质量为m =1kg的小物块静止在粗糙水平面上的A点，从t = 0时刻开始，物体在

受如图乙所示规律变化的水平力F作用下向右运动，第3s末物块运动到B点时速度刚好为零，第5s末物块刚好回到A点，已知物块与粗糙水平面间的动摩擦因数μ= 0.2。（g取10m/s2）则

（1）AB间的距离为多少；

（2）物体在0～3s时间内的平均速度大小为多少；

3 / 4

（3）物体在0～5s时间内的最大速率为多少。

参：

（1）在3s~5s时间内物块在水平恒力F作用下由B点匀加速直线运动到A点，设加速度为a，AB间的距离为x 则

（2）汽车的水平速度

答：（1）最高点与着地点的高度差为3.2m． （2）汽车的水平速度为37.5m/s．

．

18. 在如图所示的圆锥摆中，已知小球质量为m，绳子长度为L，绳子转动过程中与竖直方向的夹角为θ，试求

（1）小球做圆周运动的向心力大小．

（2）小球做圆周运动的周期．

由

m

得

（2）由得

参：

m/s

（3）5s末物体的速度最大

4m/s

17. （计算）如图所示，在一次“飞车过黄河”的表演中，汽车从最高点至着地点经历时间0.8s，两点间水平距离30m．求：

（1）最高点与着地点的高度差；

解得：T=2π

（2）汽车的水平速度．（g取10m/s2）

．

答：（1）小球做圆周运动的向心力的大小为mgtanθ； （2）根据mgtanθ=R=Lsinθ，

，

解：（1）向心力为拉力和重力的合力提供 F向=F合=mgtanθ

（2）小球做圆周运动的周期T=2π．

参：

（1）最高点与着地点的高度差为3.2m． （2）汽车的水平速度为37.5m/s． （1）最高点和着地点的高度差h=

．

【考点】向心力．

【分析】（1）对小球受力分析，抓住合力提供向心力，根据平行四边形定则求出合力的大小． （2）根据向心力与周期的关系求出小球做圆周运动的周期大小．

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