2020年广东省顶级名校联考高一(下)期中物理试卷

期中物理试卷题号一二三四总分得分一、单选题（本大题共7小题，共42.0分）1.如图所示，坐在雪橇上的人与雪橇的总质量为m，在与水平面成θ角的恒定拉力F作用下，沿水平地面向右移动了一段距离l．已知雪橇与地面间的动摩擦因数为μ，雪橇受到的（）A. 支持力做功为mglB. 重力做功为mglC. 拉力做功为Fl cosθD. 滑动摩擦力做功为-μmgl2.如图所示，半径为r的圆筒，绕竖直中心轴OO′旋转，小物块a靠在圆筒的内壁上，它与圆筒内壁间的动摩擦因数为μ，现要使a不下落，则圆筒转动的角速度ω至少为（）A. B. C. D.3.如图所示水平面上固定有一个斜面从斜面顶端向右平抛一个小球，当初速度为v o时，小球恰好落到斜面底端小球的飞行时间为t0，现用不同的初速度v从该斜面顶端向右平抛该小球，以下哪个图象能正确表示小球的飞行时间t随v变化的函数关系（）A. B.C. D.4.如图，地球赤道上山丘e，近地资源卫星p和同步通信卫星q均在赤道平面上绕地心做匀速圆周运动。

设e、P、q的圆周运动速率分别为v e、v p、v q，向心加速度分别为a e、a p、a q，则（）A. a e＜a q＜a pB. a e＞a p＞a qC. v e＜v p＜v qD. v e＞v p＞v q5.如图建筑是厄瓜多尔境内的“赤道纪念碑”．设某人造地球卫星在赤道上空飞行，卫星的轨道平面与地球赤道重合，飞行高度低于地球同步卫星．已知卫星轨道半径为r，飞行方向与地球的自转方向相同，设地球的自转角速度为ω0，地球半径为R，地球表面重力加速度为g，某时刻卫星通过这一赤道纪念碑的正上方，该卫星过多长时间再次经过这个位置？（）A. B. C. D. -ω06.如图1所示，轻杆一端固定在O点，另一端固定一小球，现让小球在竖直平面内做半径为R的圆周运动．小球运动到最高点时，杆与小球间弹力大小为F，小球在最高点的速度大小为v，其F-v2图象如图2所示．则（）A. 小球的质量为B. 当地的重力加速度大小为C. v2=c时，小球对杆的弹力方向向下D. v2=2b时，小球受到的弹力与重力大小相等7.2019年1月3日，嫦娥四号探测器登陆月球，实现人类探测器首次月球背面软着陆，为给嫦娥四号探测器提供通信支持，我国早在2018年5月21日就成功发射嫦娥四号中继星“鹊桥号”，如图所示，“鹊桥号”中继星一边绕拉格朗日L2点做圆周运动，一边随月球同步绕地球做圆周运动且其绕点的半径远小于点与地球间的距离。

（已知位于地、月拉格朗日L1、L2点处的小物体能够在地、月的引カ作用下，几乎不消耗燃料，便可与月球同步绕地球做圆周运动。

）则下列说法正确的是（）A. “鹊桥号”的发射速度大于11.2km/sB. “鹊桥号”绕地球运动的周期约等于月球绕地球运动的周期C. 同一卫星在L1点受地、月引力的合力与其在L2点受地、月引カ的合力相等D. 若技术允许，使“鹊桥号”刚好位于L2点，能够更好地为嫦娥四号探测器提供通信支持二、多选题（本大题共3小题，共18.0分）8.地球的半径为R，地面的重力加速度为g，一颗离地面高度为R的人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，则（）A. 卫星运转的线速度为B. 卫星运转的角速度为C. 卫星运转的周期为4πD. 卫星加速度的大小为9.如图所示，一质量为m的物块（可视为质点）从半径为R的半球形碗口下方的A点下滑到碗的最低点的过程中，物块的速率不变，则（）A. 物块下滑过程中所受的合力大小不变B. 物块下滑过程中线速度不变C. 物块下滑过程中所受的摩擦力大小不变D. 物块下滑过程中，其与接触面间的动摩擦因数不断减小10.如图所示，光滑直角细杆POQ固定在竖直平面内，OP边水平，与OQ边在O点用一小段圆弧杆平滑相连。

质量均为m的两小环A、B用长为L的轻绳相连，分别套在OP和OQ杆上。

初始时刻，将轻绳拉至水平位置伸直，然后同时释放两小环，A环到达O点后，在圆弧作用下速度大小不变，方向变为竖直向下（时间极短），已知重力加速度为g。

下列说法正确的是（）A. 当B环下落时，A、B环的速度大小之比为1：B. 当B环下落时，A、B环的速度大小之比为1：1C. A环到达O点的过程中，B环先加速后减速D. 当A环到达O点后，能够追上B环三、实验题（本大题共1小题，共9.0分）11.（1）平抛物体的运动规律可以概括为两点：一是水平方向做匀速运动，二是竖直方向做自由落体运动为了研究平抛物体的运动，可做下面的实验：如右图所示，用小锤打击弹性金属片，A球就水平飞出，同时B球被松开，做自由落体运动，两球总是同时落到地面则这个实验A．只能说明上述规律中的第一条B．只能说明上述规律中的第二条C．不能说明上述规律中的任何一条D．能同时说明上述两条规律（2）图甲是“研究平抛物体的运动的实验装置图，实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线______。

每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛______。

（3）某学生在做实验时，忘记记下小球做平抛运动的起点位置，A为物体运动一段时间后的位置，如图所示，（g取10m/s2）（结果均保留2位有效数字）①物体抛出时的初速度为______m/s；②物体经过B点时的速度为______m/s；四、计算题（本大题共2小题，共20.0分）12.如图所示，一个固定在竖直平面上的光滑半圆形管道，管道里有一个直径略小于管道内径的小球，小球在管道内做圆周运动，从B点脱离后做平抛运动，经过0.3s 后又恰好垂直与倾角为45°的斜面相碰．已知半圆形管道的半径为R=1m，小球可看作质点且其质量为m=1kg，g取10m/s2．求：（1）小球在斜面上的相碰点C与B点的水平距离；（2）小球经过管道的B点时，小球对管道的作用力大小和方向．13.宇宙中存在由质量相等的四颗星组成的四星系统，四星系统离其他恒星较远，通常可忽略其他星体对四星系统的引力作用。

已观测到稳定的四星系统存在两种基本的构成形式：一种是四颗星稳定地分布在边长为a的正方形的四个顶点上，均围绕正方形对角线的交点做匀速圆周运动，其运动周期为T1，如下图（1）所示。

另一种形式是有三颗星位于等边三角形的三个项点上，第四颗星刚好位于三角形的中心不动，三颗星沿外接于等边三角形的半径为a的圆形轨道运行，其运动周期为T2，如下图（2）所示。

（结果用最简的根式来表示）试求（1）假设两种形式的四星系统中每个星的质量均相等，则图中A星与B星的合力之比（2）两种形式下，星体运动的周期之比答案和解析1.【答案】C【解析】解：对雪橇受力分析，如图：A、支持力做功W N=Nl cos90°=0，故A错误；B、重力做功W G=mgl cos90°=0，故B错误；C、拉力做功为W F=Flcoθ，故C正确；D、雪橇竖直方向受力平衡：N+F sinθ=mg则N=mg-F sinθf=μN=μ（mg-F sinθ）则摩擦力做功W f=-fl=-μ（mg-F sinθ）l，故D错误；故选：C。

力F做功的计算公式：W=FS cosθ，θ为F与S之间的夹角．明确恒力F做功的计算公式：W=FS cosθ，θ为F与S之间的夹角．2.【答案】D【解析】解：要使A不下落，则小物块在竖直方向上受力平衡，有：f=mg当摩擦力正好等于最大摩擦力时，圆筒转动的角速度ω取最小值，筒壁对物体的支持力提供向心力，根据向心力公式得：N=mω2r而f=μN联立以上三式解得：ω=，故D正确。

故选：D。

要使a不下落，筒壁对物体的静摩擦力必须与重力相平衡，由筒壁对物体的支持力提供向心力，根据向心力公式即可求解角速度的最小值．物体在圆筒内壁做匀速圆周运动，向心力是由筒壁对物体的支持力提供的．而物体放在圆盘上随着圆盘做匀速圆周运动时，此时的向心力是由圆盘的静摩擦力提供的．3.【答案】C【解析】解：当小球落在斜面上时，有：tanθ=，解得t=，与速度v成正比，当小球落在地面上，根据h=gt2得，t=，知运动时间不变。

可知t与v的关系图线先是过原点的一条倾斜直线，然后是平行于横轴的直线。

故C正确，A、B、D错误。

故选：C。

根据小球落在斜面上，结合竖直位移与水平位移的关系求出运动的时间。

小球落在地面上，高度一定，则运动时间一定。

解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式灵活求解。

4.【答案】A【解析】解：山丘e与同步通信卫星q有相同的周期和角速度，同步通信卫星的轨道半径大于山丘的轨道半径，根据v=ωr和a=ω2r可得：v e＜v q，a e＜a q，近地资源卫星p与同步通信卫星q均是万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律有：可得：，同步通信卫星轨道半径大于近地资源卫星的轨道半径，故有a p＞a q，v p＞v q，故有a p＞a q＞a e，v p＞v q＞v e，故A正确，BCD错误。

故选：A。

山丘e与同步通信卫星q有相同的周期和角速度，利用v=ωr和a=ω2r分析线速度与向心加速度的大小；近地资源卫星p与同步通信卫星q均是万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律分析线速度与向心加速度的大小。

本题的关键是在分析时要知道同步卫星的桥梁作用，通过同步卫星把地球上的物体与绕地球运行的卫星联系起来。

5.【答案】C【解析】解：在地球表面重力与万有引力相等有：G=mg所以有：GM=gR2所以卫星的轨道半径r，万有引力提供圆周运动向心力有：G=mrω2可得该卫星的角速度ω==所以当卫星再次经过该建筑物上空时，卫星比地球多转动一周，所用时间：t=故时间可能为：或故选：C。

在地球表面重力与万有引力大小相等，根据卫星的轨道半径求得卫星的角速度，所以卫星再次经过这个位置需要最短时间为卫星转动比地球转动多一周，从而求得时间能根据地面重力与万有引力相等和万有引力提供圆周运动向心力由卫星轨道半径求得卫星的角速度，根据运动关系求时间这是正确解题问题的关键6.【答案】D【解析】解：AB、在最高点，若v=0，则F=mg=a；若F=0，则有：mg=m=m，解得：g=，m=R，故A、B错误；C、由图可知：当v2＜b时，杆对小球弹力方向向上，当v2＞b时，杆对小球弹力方向向下，所以当v2=c时，杆对小球弹力方向向下，所以小球对杆的弹力方向向上，故C错误；D、若c=2b。

则有：F+mg=m，解得：F=a=mg，故D正确。

故选：D。

（1）在最高点，若v=0，则F=mg=a；若F=0，则mg=m，联立即可求得当地的重力加速度大小和小球质量；（2）由图可知：当v2＜b时，杆对小球弹力方向向上，当v2＞b时，杆对小球弹力方向向下；（3）若c=2b．根据向心力公式即可求解．本题主要考查了圆周运动向心力公式的直接应用，要求同学们能根据图象获取有效信息．7.【答案】B【解析】解：A、11.2km/s是卫星脱离地球的引力的第二宇宙速度，“鹊桥”的发射速度应小于11.2km/s，故A错误；B、根据题意知中继星“鹊桥”绕地球转动的周期与月球绕地球转动的周期相同，故B 正确；C、“鹊桥”中继星在的L2点是距离地球最远的拉格朗日点，由F n=mω2r可知在L2点所受月球和地球引力的合力比在L1点要大，故C错误；D、“鹊桥号”若刚好位于L2点，由几何关系可知，通讯范围较小，并不能更好地为嫦娥四号探测器提供通信支持，故D错误。