湖北省孝感市重点高中联考协作体2019-2020学年高一下学期联合考试物理试题 Word版含解析 16页

www.ks5u.com2020年春季孝感重点高中联考协作体联考高一物理试卷（试卷满分：100分）一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分．在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题有多项符合题目要求．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。1.有关万有引力定律的叙述正确的是（　　）A.卡文迪许测出了万有引力常量G的值，引力常量G的单位是N·kg2/m2B.第一宇宙速度是人造卫星的最小发射速度C.行星绕恒星运动轨道为圆形，则它运动周期的平方与轨道半径的三次方之比=k为常数，此常数的大小与恒星的质量和行星的速度有关D.开普勒将行星与太阳、地球与月球、地球与地面物体之间引力规律推广到宇宙中的一切物体，得出了万有引力定律【答案】B【解析】【详解】A.卡文迪许测出了万有引力常量G的值，根据可知，在国际单位制中，G的单位是，故A错误；B.第一宇宙速度是人造卫星的最小发射速度，是近地卫星的环绕速度，故B正确；C.根据开普勒第三定律=k，k为常数，此常数的大小只与恒星的质量有关，故C错误；D.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D错误。故选B。2.下面关于功的说法正确的是（　　）A.卫星做匀速圆周运动，由于卫星的速度时刻变化，所以地球引力对卫星不做功B.滑动摩擦力阻碍物体的相对运动，所以滑动摩擦力一定做负功C.举重运动员，扛着杠铃在头的上方停留10s，运动员对杠铃做了正功D.静摩擦力和滑动摩擦力不一定都做负功-16- 【答案】AD【解析】【详解】A.卫星做匀速圆周运动，由于卫星的速度方向时刻变化，但大小不变，根据动能定理可知，地球引力对卫星不做功，故A正确；B.滑动摩擦力阻碍物体的相对运动，可能与运动方向相同，故滑动摩擦力不一定做负功，故B错误；C.举重运动员，扛着杠铃在头的上方停留10s，由于没有位移，故运动员没对杠铃做功，故C错误；D.恒力做功的表达式W=FScosα，滑动摩擦力的方向与物体相对运动方向相反，但与运动方向可以相同，也可以相反，物体受摩擦力也有可能位移为零，故可能做负功，也可能做正功，也可以不做功，而静摩擦力与相对运动趋势方向相反，故与运动方向可以相同，也可以相反，还可以垂直，故静摩擦力可能做负功，也可能做正功，也可以不做功，故D正确。故选AD。3.汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶，发动机功率为P．快进入闹市区时，司机减小了油门，使汽车的功率立即减小一半并保持该功率继续行驶．下面四个图像中表示从司机减小油门开始，汽车的速度与时间关系的是（）A.B.C.D.-16- 【答案】B【解析】汽车匀速行驶时牵引力等于阻力；功率减小一半时，汽车的速度由于惯性来不及变化，根据功率和速度关系公式P=Fv，牵引力减小一半，小于阻力，合力向后，汽车做减速运动，由公式P=Fv可知，功率一定时，速度减小后，牵引力增大，合力减小，加速度减小，故物体做加速度不断减小的减速运动，当牵引力增大到等于阻力时，加速度减为零，物体重新做匀速直线运动，故B正确，ACD错误．4.质量为50kg的某中学生参加学校运动会立定跳远项目比赛，起跳直至着地过程如简图，经实际测量得知上升的最大高度是0.8m，在最高点的速度为3m/s，则起跳过程该同学所做功最接近（取g=10m/s2）（　　）A.225JB.400JC.625JD.850J【答案】C【解析】【详解】运动员做抛体运动，从起跳到达到最大高度的过程中，竖直方向做加速度为g的匀减速直线运动竖直方向初速度vy=gt=4m/s水平方向做匀速直线运动，则v0=3m/s，则起跳时的速度根据动能定理得故C正确ABD错误。故选C。5.如图所示，A、B、C是直角三角形的三个顶点，∠A=90º，∠B=30º。在A、B两点分别放置两个点电荷qA、qB，测得C点的场强EC方向与AB平行。下列说法正确的是（　　）-16- A.点电荷qA、qB的电性可能都为正B.点电荷qA、qB的电荷量大小之比是1∶2C.点电荷qA、qB的电荷量大小之比是1∶4D.点电荷qA、qB的电荷量大小之比是1∶8【答案】D【解析】【详解】放在A点和B点的点电荷在C处产生的场强方向在AC和BC的连线上，因C点场强方向与BA方向平行，故放在A点的点电荷和放在B点的点电荷产生的场强方向只能如图所示由C→A和由B→C，故qA带负电，qB带正电，且EB=2EA，即：又由几何关系知：所以qA：qB=1：8故D正确ABC错误。故选D。6.如图所示，将两个等量的正点电荷分别固定在M、N两点，图中圆的圆心位于两点电荷连线的中点，be为两点电荷的中垂线与圆弧的交点，a、c、d、f分别为圆弧Mb、bN、Ne、eM的中点，下列说法正确的是（　　）-16- A.a、c、d、f四点的电场强度相同B.a、c、d、f四点的电势相同C.如果将一带负电的重力不计的粒子由e点无初速放，则该粒子将沿中垂线向O点做匀加速运动D.如果将带一负电的重力不计的粒子由a点沿圆弧abc运动到c点，则电场力先做正功后做负功【答案】B【解析】【详解】A．根据场强叠加原理可知，各点场强方向不同，故A错误；B．根据等量同种电荷电势分布及对称性可知，a、c、d、f四点的电势相同，故B正确；C．在等量同种电荷的中垂线上，场强是变化的，故该粒子受到的电场力是变化的，则加速度是变化的，不是匀加速运动，故C错误；D．如果将带一负电的重力不计的粒子由a点沿圆弧abc运动到c点，电场力与速度方向夹角先为钝角后为锐角，电场力先做负功后做正功，故D错误。故选B。7.如图所示，虚线框内存在着匀强电场（方向未画出），一质子从bc上的M点以速度v0射入电场内，最后从cd边上的Q点飞出电场．下列说法正确的是（　　）A.电荷运动的轨迹一定是抛物线B.电场方向一定垂直ab边向右C.电场力一定对电荷做了正功D.M点的电势一定高于Q点的电势【答案】A-16- 【解析】【详解】A．带电粒子在平面中受恒定的电场力，其运动轨迹为一条抛物线，故A正确；B．将电场力沿着水平和竖直方向正交分解，由于粒子从Q点飞出，故水平分量向右，竖直分量未知，故电场力的方向未知，故B错误；C．将电场力沿着水平和竖直方向正交分解，由于粒子从Q点飞出，故水平分量向右，竖直分量未知，水平分量做正功，竖直分量做功情况未知，故电场力做的总功未知，故C错误；D．将电场力沿着水平和竖直方向正交分解，由于粒子从Q点飞出，故水平分量向右，竖直分量未知，故总功可以为正、也可以为负、也可不做功，故电势能可以变大、变小、不变，故电势可以变大、变小或不变，故D错误；故选A。8.如图所示，两平行金属板竖直放置且B板接地，其间有用绝缘细线悬挂的带电小球，当给两金属板充电Q后，悬线与竖直方向夹角为θ＝，因电离作用，两金属板的电荷量缓慢减小(小球电荷量假设不变)，以致悬线与竖直方向间的夹角逐渐减小，则在夹角减少到的过程中，下列说法正确的是（　　）A.细线拉力逐渐增大B.细线拉力大小不变C.电容器两极板减小的电荷量为D.电容器两极板减小的电荷量为【答案】D【解析】【详解】AB．由于金属板的电荷量缓慢减小，小球受重力mg、细线拉力T和水平向右的电场力F而处于平衡状态-16- F=mgtanθ，因θ减小，所以拉力T逐渐减小，故AB错误；CD．设两极间的距离为d，电容器电容为C，由图知设减小的电荷量为，同理可得联立解得故C错误D正确。故选D。9.2019年6月25日02时09分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功发射第46颗北斗导航卫星，北斗导航系统中包含多颗地球的同步卫星，下列关于地球的同步卫星说法正确的是（　　）A.所有的同步卫星的轨道半径都相同B.同步卫星的运行速度大于第一宇宙速度C.同步卫星的质量可以不同D.同步卫星相对地面静止，所以它处于平衡状态【答案】AC【解析】【详解】A．所有地球同步卫星的周期相同，由-16- 可知，所有地球同步卫星的轨道半径都相同，故A正确；B．由可知，轨道半径越大，线速度越小，故B错误；C．根据可知，卫星周期与卫星质量无关，故C正确；D．卫星虽然相对地面静止，但在做匀速圆周运动，不是平衡状态，故D错误。故选AC。10.在东京奥运会由于新冠肺炎延期举行的背景下，中国乒乓球队运动员、教练员纷纷表示，要以抗疫英雄为榜样，做好新形势下的备战工作，在奥运会上继续创造最佳战绩，为祖国争光，为民族争气。假设在某次训练中某一运动员将乒乓球以原速率斜向上击回，球在空中运动一段时间后落至对方的台面上，忽略空气阻力和乒乓球的旋转，则下列说法正确的是（　　）A.击球过程中合外力对乒乓球做功为零B.在空中运动的过程中，乒乓球机械能守恒C.在上升过程中，乒乓球处于失重状态D.下落过程中，乒乓球处于超重状态【答案】ABC【解析】【详解】A.球拍将乒乓球原速率击回，可知乒乓球的动能不变，合力做功为零，故A正确；B.在空中运动过程中，只有重力做功，乒乓球机械能守恒，故B正确；CD.在上升和下落过程中，都只受重力，处于完全失重状态，故C正确D错误。故选ABC。11.如图所示，两个等量异种点电荷，关于原点O对称放置，下列能正确描述其位于x轴上的电场或电势分布随位置x变化规律正确的是(　　)-16- A.B.C.D.【答案】A【解析】【详解】根据两个等量异号电荷的电场线分布图，结合“沿电场线方向电势降低”的原理，知从左侧无穷远处向右电势从零逐渐升高，正电荷所在位置处最高；然后再电势减小，O点处电势为零，则O点右侧电势为负，同理到达负电荷时电势最小，且电势为负，从负电荷后右，电势开始升高，直到无穷远处，电势为零；故A正确，B错误；根据电场线的疏密表示场强的大小，可知，从左侧无穷远到正电荷，电场强度逐渐增大，方向向左．从正电荷到负电荷，电场强度先减小后增大，但O点的电场强度不为零．从负电荷到右侧无穷远，电场强度逐渐减小到零，方向向右．故CD错误．故选A．12.如图所示，固定在竖直平面内的圆管形轨道的外轨光滑，内轨粗糙。一小球(可视为质点)从轨道的最低点以初速度v0向右运动，小球的直径略小于圆管的直径，小球运动的轨道半径为R，空气阻力不计，已知重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）-16- A.若v0<2，小球运动过程中机械能不可能守恒B.若v0=3，小球运动过程中机械能守恒C.若v0<，小球不可能到达最高点D.若v0=2，小球一定不能到达最高点【答案】BD【解析】【详解】A．若小球运动过程中的速度较大，则小球在运动过程中可能不与内圆接触，不受摩擦力作用，此时达到最高点的速度至少为，根据机械能守恒可得解得若小球刚好达到与圆心同高时速度为零，则有：解得所以若，小球运动过程中机械能不可能守恒，若小球的速度则机械能守恒，故A错误；B．若小球不挤压内轨，则小球在整个运动过程中不受摩擦力作用，只有重力做功，机械能守恒，故B正确；C．若v0<，小球有可能到达最高点，只是达到最高点时对内轨道有压力，故C错误；D．如果内圆光滑，小球在运动过程中不受摩擦力，小球在运动过程中机械能守恒，如果小球运动到最高点时速度为0，由机械能守恒定律得：小球在最低点时的速度-16- 现在内壁粗糙，如果小球运动到最高点时速度为0，一定受到摩擦力作用，所以若v0=2，小球一定不能到达最高点，故D正确。故选BD。二、实验填空题：本题共8空，共14分13.物体在空中下落的过程中，重力做正功，物体的动能越来越大，为了“探究重力做功和物体动能变化的定量关系”，我们提供了如图的实验装置。（1）某同学根据所学的知识结合如图设计一个本实验情景的命题：如图所示，设质量为m（已测定）的小球在重力mg作用下从开始端自由下落至光电门发生的___，小球上的挡光片宽度为d，通过光电门的___，试探究外力做的功___与小球动能变化量_____的定量关系。（请在①②空格处填写物理量的名称和对应符号；在③④空格处填写数学表达式。）（2）某同学根据上述命题进行如下操作并测出如下数字。①用天平测定小球质量为0.50kg；②用游标尺测出小球上的挡光片宽度d为10.0mm；③用刻度尺测出电磁铁下端到光电门的距离为80.80cm；④电磁铁先通电，让小球吸在开始端。⑤电磁铁断电，小球自由下落。⑥在小球经过光电门时间内，计时装置记下小球经过光电门所用时间为2.50×10-3s，由此可算得小球经过光电门的速度为_____m/s。⑦计算得出重力做的功为___J，小球动能变化量为___J。(g取10m/s2，结果保留三位有效数字)-16- （3）试根据（2）下本实验的结论：_________________。【答案】(1).位移x(2).时间t(3).mgx(4).m()2(5).4(6).4.04(7).4.00(8).在误差允许范围内，重力做的功与物体动能的变化量相等【解析】【详解】(1)[1][2][3][4]本实验目的是探究重力做功和物体动能变化的定量关系，故需要测量重力做功及动能的变化，需要测量下落高度和物体的通过光电门的时间，故设质量为m（已测定）的小球在重力mg作用下从开始端自由下落至光电门发生的位移x，小球上的挡光片宽度为d，通过光电门的时间t，则速度，外力做的功即重力功mgx，与小球动能变化量的定量关系。(2)⑥[5]小球经过光电门的速度为⑦[6][7]重力做的功为小球动能变化量为(3)[8]根据以上分析可知，在误差允许范围内，重力做的功与物体动能的变化量相等三、计算题（14题10分，15题10分，16题18分，共38分。写出必要的文字、方程式及重要的演算步骤）。14.如图所示,一对平行金属板M、N长为L，相距为d。当两板间加电压UMN=U0时，两板间为匀强电场，忽略两极板外的电场，某种带负电的粒子以速度v0沿下极板N边缘射入电场，恰好打在上极板M的中点(带电粒子所受的重力不计)求：带电粒子的比荷。-16- 【答案】【解析】【详解】带电离子在电场中做类平抛运动,设带电离子的加速度为a，粒子在电场中运动的时间为t，带电粒子的加速度为a=沿极板方向有L=v0t垂直极板方向d=at2由以上可以求得15.一卫星绕某行星做匀速圆周运动．已知行星表面的重力加速度为g行，行星的质量M与卫星的质量m之比，行星的半径R行与卫星的半径R卫之比，行星与卫星之间的距离r与行星的半径R行之比．设卫星表面的重力加速度为g卫，则在卫星表面有.经过计算得出：卫星表面的重力加速度为行星表面的重力加速度的三千六百分之一．上述结果是否正确?若正确，列式证明；若错误，求出正确结果．【答案】0.16倍【解析】【详解】述结果是错误的.题中GM是行星对卫星的万有引力，此万有引力充当卫星的向心力；g卫应是卫星的向心加速度，而非卫星表面重力加速度.设卫星表面重力加速度为g1，行星表面重力加速度为g2，由万有引力定律得Gm=g1R卫2，GM=g2R行2故-16- 即卫星表面的重力加速度为行星表面重力加速度的0.16倍。16.如图所示，在竖直方向上A、B两物体通过劲度系数为k的轻质弹簧相连，A放在水平地面上；B、C两物体通过细线绕过轻质定滑轮相连，C放在固定的光滑斜面上．用手拿住C，使细线刚刚拉直但无拉力作用，并保证ab段的细线竖直、cd段的细线与斜面平行．已知A、B的质量均为m，斜面倾角为θ=37°，重力加速度为g，滑轮的质量和摩擦不计，开始时整个系统处于静止状态．C释放后沿斜面下滑，当A刚要离开地面时，B的速度最大．(sin37°=0.6，cos37°=0.8)求：（1）从开始到A刚要离开地面的过程中，C沿斜面下滑的距离；（2）C的质量；（3）A刚离开地面时，C的动能．【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）设开始时弹簧压缩的长度为，由题意有设当A刚刚离开地面时，弹簧的伸长量为，有当A刚离开地面时，B上升的距离即C沿斜面下滑的距离为（2）A刚离开地面时，以B为研究对象，B受到重力mg、弹簧的弹力kxA，细线的拉力FT三个力的作用，设B的加速度为a，根据牛顿第二定律，对B有-16- 对C有当B获得最大速度时，有，解得（3）根据动能定理得：对C对B其中弹簧弹力先做正功后做负功，且其压缩量与伸长量相等，故总功为零，B、C的速度大小相等，故其动能大小之比为其质量大小之比，即解得-16- -16-