湖北省孝感市2020学年高一物理下学期期中试题 9页

2020 学年度下学期孝感市部分普通高中联考协作体期中考试 高一物理试卷 本试题卷共 4 页，满分 100 分，考试时间 90 分钟。 注意事项： 1． 答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将准考证条形 码粘贴在答题卡上的指定位置。 2． 选择题的作答：每小题选出答案后，用 2B 铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂 黑。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3．非选择题的作答：用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、 草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 4．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并上交。 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。全部选对得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分） 1. 下列说法正确的是（ ） A．牛顿通过实验测出了万有引力常量 B．同步卫星运行的角速度与地球自转角速度相同，相对地球静止，且处于平衡 状态 C．第一宇宙速度是人造卫星环绕地球运动的速度 D．发射人造地球卫星所需的速度大小只决定于轨道高度，而与卫星的质量无关 2.2020 年 2 月 2 日，我国成功将电磁监测试验卫星“张衡一号”发射升空，标志我 国成为世界上少数拥有在轨运行高精度地球物理场探测卫星的国家之一。若卫星 工作轨道为圆轨道，运行周期为 T，并已知地球的半径 R，地球表面的重力加速 度 g，以及引力常量 G。根据以上数据不能求出的是（ ） A. 地球的质量 B. 卫星离地高度 C. 卫星线速度的大小 D. 卫星向 心力的大小 3. 已知小铁块 A 和 B 的质量相等，分别从两个高度相同的光滑斜面和光滑圆弧斜坡 的顶点由静止滑向底部，如图所示，下列说法中不正确的是（ ） A．它们到达底部时的机械能相等　　 B．下滑过程重力所做的功相等 C．下滑过程中合外力所做的功相等　　 D．它们到达底部时的速度相等 4. 小明乘电梯从商场的顶楼下降到底层地下停车场，在此过程中经历了先加速、后 匀速、再减速的运动过程，则电梯对小明的支持力做功情况是（ ） A．加速时做正功，匀速和减速时都做负功 B．加速时做正功，匀速时不做功，减速时做负功 C．始终做负功 D．始终做正功 5. “好奇号”火星探测器发现了火星存在微生物的更多线索，进一步激 发了人类探测火星的热情。已知火星半径是地球半径的 ，火星质量 是地球质量的 ，在地球上发射人造地球卫星时的最小发射速度为 v， 则火星人在火星上发射人造火星卫星时的最小发射速度为（ ） A． B． C． D． 6. 已知某质量分布均匀的星球密度为 ρ，有一个物体静止在该星球表面的“赤道” 上，若由于星球自转使物体对星球表面的压力恰好为零，则该星球自转的周期为 （万有引力常量为 G）（ ） A． B． C． D． 7. 小明在苹果树上的 A 水平线上发现了两个苹果，若每个苹果的质量均为 0.5kg， 他将树摇了摇，苹果一个落到 B 处的篮子中，另一个落到沟底的 D 处。AB、AC、AD 之间的垂直距离分别为 0.8m、2m、3m，若以地面 C 为零势能的参考面，g 取 l0m/s2， 则下列说法正确的是（ ） 2 1 10 1 v v5 5 v2 2 v5 10 Gρ π3 Gρ π3 πρG3 4 πρG3 4 A．树上 A 处苹果的重力势能为 15J B．沟底 D 处苹果的重力势能为-5J C．从树上 A 处落到沟底 D 处苹果的动能为 10J D．从树上 A 处落到篮子 B 处苹果的动能为 6J 8.如图，小球以初速度 v0 从 A 点出发，沿不光滑的轨道运动到高为 h 的 B 点后自动 返回，其返回途中仍经过 A 点，小球经过轨道连接处无机械能损失，则小球经过 A 点的速度大小为（ ） A． B． C． D． 9. 质量为 m 的物体从静止出发以 的加速度竖直上升 h，下列说法正确的是（ ） A. 物体的机械能增加 B. 物体的机械能增加 C. 物体的动能增加 D. 重力做功 10. 2020 年 12 月 8 日我国发射“嫦娥四号”登月探测器，并在 2020 年 1 月 3 日首 次造访月球背面，实现对地对月中继通信。卫星靠近月 球时被月球引力捕获，经过椭圆轨道Ⅰ和Ⅱ的调整，最终 进入近月圆轨道Ⅲ，并开展对月球的探测，P 为三个轨道 的相交点，下列说法正确的是）（ ） A．轨道Ⅱ上经过 P 点的动能与轨道Ⅲ上经过 P 点的动能相 等 B．卫星在轨道Ⅰ上机械能最大 C．沿轨道Ⅱ运行时，在 P 点的加速度小于在 Q 点的加速度 D．在轨道Ⅱ上由 Q 点运行到 P 点的过程中，万有引力对其做正功，它的动能增 加，引力势能减小，机械能不变 11. 地球有众多人造卫星，若已知质量为 m 的某卫星在圆轨道上运动，它到地面的 距离等于地球半径 R，地面上的重力加速度为 g，忽略地球自转影响，则（ ） ghv 22 0 − 2 02 vgh − ghv 42 0 − 2 04 vgh − 4 g mgh4 1 mgh4 5 mgh4 1 mgh A. 卫星轨道处的重力加速度为 B. 卫星运动的速度大小为 C. 卫星运动的周期为 D. 卫星运动的向心加速度大小为 12. 放在粗糙水平地面上的物体受到水平拉力的作用，在 0～6s 内其速度与时间的 图象和该拉力的功率与时间的图像分别如图所示．下列说法正确的是（ ） A．0～6s 内物体的位移大小为 30m B．0～6s 内拉力做的功为 70J C．合外力在 2～6s 内做的功不等于 0 D．滑动摩擦力的大小为 0.6N 二、实验题（本大题共 2 小题，共 16 分，把答案 填写在答题卡指定的答题处。） 13. （6 分）在电影短片《登陆阿尔法 46 号星球》 中，宇航员尤利·列农找到了木星的阿尔法 46 号卫星，他驾驶宇宙飞船飞近并 进入靠近该卫星表面的圆形轨道绕行数圈后，成功着陆。飞船上备有以下实验 器材：精确秒表一个，已知质量为 m 的物体一个，弹簧测力计一个。已知宇航 员测得飞船在该卫星表面的圆形轨道上绕行 N 圈的时间为 t，安全着陆后，用弹 簧秤测得物体的重力为 F 。依据测量数据，可求出该卫星的半径 R 表达 式为　 　，该卫星质量 M 表达式为　 　。 14. （10 分）用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验所用的电 源为学生电源，输出电压为 6V 的交流电和直流电两种，重物从高处由 静止开始落下，重物拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点，对纸 带上的点的痕迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。 （1）下面列举了该实验的几个操作步骤： A．按照图示的装置安装器件； B．将打点计时器接到电源的直流输出端上； C．用天平测量出重物的质量； D．先释放悬挂纸带的夹子，后接通电源开关打出一条纸带； g4 1 gR2 g R24π g2 1 E．测量打出的纸带上某些点之间的距离； F．根据测量的结果计算重物下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能。 其中没有必要进行的步骤是　 　；操作不恰当的步骤是　 　。 （2）某同学做“验证机械能守恒定律”的实验时，打下的一条纸带如图所示，0 点为起始点，测得 3 点、6 点、9 点与第一点 0 间的距离分别为 hA=1.75cm， hB=7.00cm ， hC=15.70cm ， 交 流 电 的 周 期 是 0.02s ， 当 地 的 重 力 加 速 度 g=9.8m/s2，设重物的质量是 m=1.00kg，则从 0 点到 6 点，重物的动能增量△EK= J，重物重力势能减少量△EP= J。（保留 2 位有效数字） （3）由此得出的结论是 。 三、计算题(本题共 3 小题，共 36 分。把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。 解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能 得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位) 15.（8 分）如图所示，一个质量为 m 的物块放在水平地面上，现在对物块施加一个 大小为 F 的水平恒力，使物块从静止开始向右移动距离 x 后立即撤去 F。物块与 水平地面间的动摩擦因数为 μ。求： （1）撤去 F 时，物块的速度大小； （2）撤去 F 后，物块还能滑行多远。 16.（14 分）据报道，2020 年 2 月 18 日嫦娥三号着陆器玉兔号成功自主“醒来”， 嫦娥一号卫星系统总指挥兼总设计师叶培建院士介绍说，自 2020 年 12 月 14 日 月面软着陆以来，中国嫦娥三号月球探测器创造了全世界在月工作最长记录。 若在月表面以初速度 v0 竖直上抛一物体时，该物体上升的最大高度为 H，已知 月球半径为 R，万有引力常量为 G，根据以上条件，求： （1）月球的密度；（2）探测器在月球表面运行的周期。 17. （14 分）近年来，我国大力发展航空航天事业，并取得了巨大成就。我国在 20 世纪发射了“天宫一号”，这是中国太空空间站的雏形，也预示着中国空间站的 开端，在 2020 年，中国的“天宫二号”作为空间站的建立组成部件成功发射。 我国专家预计在 2024 年中国将直接跳过“天宫三号”而建立空间站，到那个时 候，我们不仅要登月球，探火星，还会飞向更深、更远的宇宙太空。若在不久的 将来，我国宇航员发现了一颗未知星球，并成功在该星球上着陆。已知这颗星球 的半径为 R=5000km，为测得该星球表面的重力加速度和该星球的第一宇宙速度， 做了如下实验：在星球表面建立如图甲所示的实验装置，该装置由竖直平面内的 光滑轨道 AB 和光滑圆弧轨道 BC 组成，将质量 m=0.2kg 的小球，从轨道 AB 上高 H 处的某点静止滑下，用力传感器测出小球经过 C 点时对轨道的压力 F，改变 H 的 大小，F 随 H 的变化关系如图乙所示，求： 甲 乙 （1）该星球表面的重力加速度；（2）该星球的第一宇宙速度大小。 2020 学年度下学期孝感市普通高中联考协作体 期中联合考试 高一物理试卷答案 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。全部选对得 4 分， 选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 D D D C B A B D BC BD AC AB 二、实验题（本大题共 2 小题，共 16 分，把答案填写在答题卡指定的答题处。） 13. （3 分） ， （3 分） 14.（1）C （2 分）； BD（2 分） （2）0.67（2 分）；0.69（2 分） （3）在误差允许范围内重力势能减少量等于动能的增加量（2 分） 三、计算题(本题共 3 小题，共 36 分。把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。 解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能 得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位) 15. （8 分）（1） ； （2） 。 解：（1）设撤去 F 时物块的速度大小为 ， 由动能定理得： （3 分） 解得： （1 分） （2）设撤去 F 后物块还能滑行的距离为 x′，从静止到物块停下的过程 mN FtR 22 2 4π= 344 43 16 mNG tFM π= m xmgFv )(2 µ−= xmg Fx ）（ 1' −= µ v 2 2 1)( mvxmgF =− µ m xmgFv )(2 µ−= 中， 由动能定理得： （3 分） 解得： （1 分） 16. （14 分）（1） （2） （1）在月球表面以初速度 v0 竖直上抛出一物体，则该物体上升的最大高度为 H． 由运动学公式可知， ， （3 分） 根据 知，月球的质量 ， （3 分） 又有 ，则月球的密度为： ， （2 分） （2）探测器环绕月球做匀速圆周运动，故： 得： （3 分） 又有 （1 分） 则： （2 分） 17. （14 分）（1） （2） （1）设圆弧轨道 BC 的半径为 r， 0)( ' =−− mgxxmgF µµ xmg Fx ）（ 1' −= µ GRH v πρ 8 3 2 0= RHvT 22 0 π= gHv 22 0 = H vg 2 2 0= 2R MmGmg = GH RvM 2 22 0= 3 3 4 RV π= GRH v V M πρ 8 3 2 0== rTmr MmG 2 2 2 4π= GM rT 3 2π= Rr = RHvGM RT 222 0 3 ππ == 2/5 smg = smv /105 3×= 小球过 C 点时满足： ① （2 分） 从出发点到 C 点由机械能守恒定律得： ② （2 分） 联立①②解得： ③ （2 分） 由图乙可知：当 时， ； （1 分） 当 时， ； （1 分） 代入③可解得 ， （2 分） （2）第一宇宙速度是最大的环绕速度，则： ④ （2 分） 可得 （2 分） r vmmgF c 2 =+ 2 2 1)2( cmvrHmg =− mgr mgHF 52 −= mH 5.01 = 0=F mH 0.12 = NF 5= 2/5 smg = mr 2.0= R vmmg 2 0= smgRv /105 3×==