河北省元氏县第一中学2019-2020学年高一下学期期中考试物理试题 15页

高一年级下学期期中考试物理试题 一、选择题（共15题。每题4分 共60分。其中1~10题为单选，11~15为多选，多选题目少选得2分，多选错选不得分）‎ ‎1.在物理学的发展过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步。下列表述符合物理学史实的是（　　）‎ A. 开普勒认为只有在一定的条件下，弹簧的弹力才与弹簧的形变量成正比 B. 伽利略用“月—地检验”证实了万有引力定律的正确性 C. 牛顿利用实验较为准确地测出了引力常量G的数值 D. 卡文迪许利用实验较为准确地测出了引力常量G的数值 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．胡克认为只有在一定的条件下，弹簧的弹力才与弹簧的形变量成正比，故A错误；‎ B．牛顿用“月—地检验”证实了万有引力定律的正确性，故B错误；‎ CD．卡文迪许利用实验较为准确地测出了引力常量G的数值，故C错误，D正确。‎ 故选D。‎ ‎2.关于功率，下列说法正确的是（　　）‎ A. 不同物体做相同的功，它们的功率一定相同 B. 物体做功越多，它的功率就越大 C. 功率大说明物体做功多 D. 发动机的额定功率与实际功率可能相等，也可能不相等 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】ABC．功率是表示做功快慢的物理量，不仅与做功的多少有关，而且跟做功所需的时间有关，故ABC错误；‎ D．发动机的实际功率可能等于额定功率，也可能不等于额定功率，故D正确。‎ 故选D。‎ ‎3.当火车在某个弯道按规定运行速度‎40 m/s转弯时，内、外轨对车轮皆无侧压力，若火车在该弯道实际运行速度为‎30 m/s，则下列说法中正确的是 A. 仅外轨对车轮有侧压力 B. 仅内轨对车轮有侧压力 C. 内、外轨对车轮都有侧压力 D. 内、外轨对车轮均无侧压力 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】若火车按‎40m/s转弯时，内外轨与车轮之间均没有侧压力，此时火车拐弯所需要的向心力由其重力和铁轨的支持力的合力提供，若火车的速度为‎30m/s，小于规定速度，重力和支持力的合力大于火车转弯所需要的向心力，所以此时内轨对车轮有侧压力。‎ 故选B。‎ ‎4.有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（　　）‎ A. 如图a，汽车通过拱桥的最高点时处于超重状态 B. 如图b所示是一圆锥摆，增大θ，但保持圆锥的高不变，则圆锥摆的角速度不变 C. 如图c，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置分别做匀速圆周运动，则在A、B两位置小球的角速度及所受筒壁的支持力大小相等 D. 火车转弯超过规定速度行驶时，内轨对内轮缘会有挤压作用 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A．车通过拱桥的最高点时加速度向下，因此处于失重状态，故A错误；‎ B．汽圆锥摆的向心力为 高度不变，则其轨道半径为 由牛顿第二定律得 联立解得 由此可见角速度与角度无关，故B正确；‎ C．题图c中，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置分别做匀速圆周运动，则小球的向心力 则在A、B两位置小球的向心力相同，但A位置的转动半径较大，故角速度较小，小球所受筒壁的支持力大小为 因此支持力相等，故C错误；‎ D．火车转弯超过规定速度行驶时，外轨对外轮缘会有挤压作用，故D错误。‎ 故选B。‎ ‎5.宇航员王亚平在“天宮1号”飞船内进行了我国首次太空授课，演示了一些完全失重状态下的物理现象．若飞船质量为m，距地面高度为h，地球质量为M，半径为R，引力常量为G，则飞船所在处的重力加速度大小为（　　）‎ A. 0 B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ 对飞船受力分析知，所受到的万有引力提供匀速圆周运动的向心力，等于飞船所在位置的重力，即，可得飞船的重力加速度为，故选B．‎ ‎【考点定位】万有引力定律的应用．‎ ‎6.假设地球和火星都绕太阳做匀速圆周运动，已知地球到太阳的距离小于火星到太阳的距离，那么（ ）‎ A. 地球公转周期大于火星的公转周期 B. 地球公转的线速度小于火星公转的线速度 C. 地球公转的加速度小于火星公转的加速度 D. 地球公转的角速度大于火星公转的角速度 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】两天体运动均为万有引力提供向心力，即，解得：、、、；所以轨道半径越大，线速度越小、角速度越小、周期越大、向心加速度越小．据，可得选项D正确，ABC三项错误．‎ ‎7.关于力对物体做功,下列说法正确的是 A. 滑动摩擦力对物体一定做负功 B. 静摩擦力对物体可能做正功 C. 作用力与反作用力的功代数和一定为零 D. 合外力对物体不做功,则物体速度一定不变 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 试题分析：恒力做功表达式，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，还可以与运动方向垂直，故可能做负功，也可能做正功，也可以不做功，故A错误；静摩擦力的方向与物体相对运动趋势方向相反，但与运动方向可以相同，也可以相反，故静摩擦力可以做正功，也可以做负功，故B正确；作用力作用在一个物体上，反作用力必然是在另外一个物体上，作用力和反作用力等大反向，两个物体的位移没有必然的联系，所以两个功也就不一定相等且一正一负，故C错；合外力对物体不做功，物体动能一定不变，但不一定平衡，如匀速圆周运动，故D错误．‎ 考点：摩擦力、作用力与反作用力、功的计算，‎ ‎8.关于做功和物体动能变化的关系，正确的是(　　)‎ A. 只要动力对物体做功，物体的动能就增加 B. 只要物体克服阻力做功，它的动能就减少 C. 外力对物体做功的代数和等于物体的末动能与初动能之差 D. 动力和阻力都对物体做功，物体的动能一定变化 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】根据动能定理的内容：合外力所做的总功等于物体动能的变化，要看所有力做的总功之和才能判断动能变不变。‎ 故选Ｃ。‎ ‎9.质量为m的汽车，启动后沿平直路面行驶，如果发动机的功率恒为P，且行驶过程中受到的摩擦阻力大小一定，汽车速度能够达到的最大值为ν，那么当汽车的车速为时，汽车的瞬时加速度的大小为（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】当汽车匀速行驶时，据知，摩擦阻力 当汽车的速度为，根据 得牵引力 由牛顿第二定律得加速度 故B正确，ACD错误。‎ 故选B。‎ ‎10.经长期观测，人们在宇宙中已经发现了“双星系统”．“双星系统”由两颗相距较近的恒星组成，每个恒星的线度远小于两个星体之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体， 如图所示，两颗星球组成的双星，在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的 O ‎ 点做周期相同的匀速圆周运 动．现测得两颗星之间的距离为 L，质量之比为 m1:m2=3:2，下列说法中正确的是：‎ A. m1、m2 做圆周运动的线速度之比为 3:2‎ B. m1、m2 做圆周运动的角速度之比为 3:2‎ C. m1做圆周运动的半径为L D. m2做圆周运动的半径为L ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】由于双星系统中，m1、m2完成一次圆周运动的时间相同，故它们的角速度之比；两颗星球组成的双星，在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的 O 点做周期相同的匀速圆周运动，设它们的轨道半径分别为和，则：‎ 联立解得：‎ 又根据圆周运动角速度和线速度的关系可知：‎ A与计算不符，故A错误；‎ B.与分析不符，故B错误；‎ C.与计算相符，故C正确；‎ D.与计算不符，故D错误．‎ ‎11. 关于重力势能，下列说法中正确的是（ ）‎ A. 物体的位置一但确定，它的重力势能的大小也随之确定 B. 物体与零势能面的距离越大，它的重力势能比越大 C. 一个物体的重力势能从－5J变化到－3J，重力势能变大了 D. 重力势能的减少量等于重力对物体做的功 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．重力势能E=mgh，除了与m、g、h有关外，还与参考系的位置有关，所以AB错误；‎ C．-5J的重力势能说明到零势面遥远，所以重力势能变为-3J说明势能变大了，C正确；‎ D．做功是能量转化的量度，所以重力势能的改变量就是重力做的功，所以D正确。‎ 故选CD。‎ ‎12.一质量为m=‎50kg的滑雪运动员由某一高度无初速沿直线下滑，经测量可知出发点距离底端的高度差为h=‎30m，斜坡的倾角大小为θ=30°，该运动员在下滑的过程中所受的摩擦力大小为f=200N，重力加速度g取‎10m/s2。则（　　）‎ A. 合力对运动员所做的功为3000J B. 摩擦力对运动员所做的功为12000J C. 重力对运动员所做的功为15000J D. 支持力对运动员所做的功为J ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】由于滑雪运动员的高度下降了，则重力对滑雪运动员所做的功为 代入数据解得 摩擦力对运动员所做的功为 代入数据得 由于支持力的方向与运动员的运动方向始终垂直，则支持力对运动员所做的功为零，即 合外力对运动员所做的功为 代入数据解得 故AC正确，BD错误。‎ 故选AC。‎ ‎13.图中的甲是地球赤道上的一个物体，乙是“神舟十号”宇宙飞船（周期约90min），丙是地球的同步卫星，它们运行的轨道示意图如图所示，它们都绕地心做匀速圆周运动。下列有关说法中正确的是（　　）‎ A. 它们运动的线速度大小关系是v乙＜v丙＜v甲 B. 它们运动的向心加速度大小关系是a乙＞a丙＞a甲 C. 已知甲运动的周期T甲=24h，可计算出地球的密度 D. 已知乙运动周期T乙及轨道半径r乙，可计算出地球质量 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．根据万有引力提供向心力 则有 ‎，，‎ 据题知，同步卫星丙的周期为24h，大于乙的周期，则丙的轨道半径大于乙的轨道半径。根据线速度、加速度与轨道半径的关系，知 a乙＞a丙，v乙＞v丙 又因为甲与丙的角速度相等，根据v=rω知 v丙＞v甲 根据a=rω2知 a丙＞a甲 所以有 a乙＞a丙＞a甲，v乙＞v丙＞v甲 故A错误，B正确；‎ C．因为甲不是卫星，它的周期与贴近星球表面做匀速圆周运动的周期不同，根据甲的周期无法求出地球的密度，故C错误；‎ D．对于乙，根据 可得 故D正确；‎ 故选BD。‎ ‎【点睛】解决本题的关键掌握万有引力提供向心力这一理论，知道线速度、角速度、加速度、周期与轨道半径的关系．以及知道同步卫星的特点。‎ ‎14.一行星绕恒星作圆周运动，由天文观测可得，其运动周期为T，速度为v，引力常量为G，则 A. 恒星的质量为 B. 行星的质量为 C. 行星运动的轨道半径为 D. 行星运动的加速度为 ‎【答案】ACD ‎【解析】‎ ‎【详解】AC．设恒星的质量为M，行星绕恒星运动的半径为r，行星质量为m，则：‎ 解得 故AC正确；‎ B．根据行星绕恒星运动学量，求不出行星的质量，故B项错误；‎ D．设行星运动的加速度为a，则：‎ 故D项正确。‎ 故选ACD。‎ ‎15.如图所示，弹簧的一端固定在墙上，另一端在水平力F作用下缓慢拉伸了x．关于拉力F、弹性势能Ep随伸长量x的变化图象正确的是（ ）‎ A. ‎ B. ‎ C. ‎ D. ‎ ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】：根据胡克定律，有：F=kx，由于劲度系数k由弹簧本身决定，为一个常数，故F与行变量成正比，故F-x图象是正比例图象；故A正确，B错误；弹性势能为 ；其图象为开口向上的二次函数图象；故C错误，D正确；故选AD．‎ 二．填空题（每空3分，共6分）‎ ‎16.在“探究恒力做功与动能改变的关系”实验中（装置如图甲）：‎ ‎① 下列说法哪一项是正确的___________．（填选项前字母）‎ ‎ A．平衡摩擦力时必须将钩码通过细线挂在小车上 ‎ B．为减小系统误差，应使钩码质量远大于小车质量 ‎ C．实验时，应使小车靠近打点计时器由静止释放 ‎② 图乙是实验中获得的一条纸带的一部分，选取O、A、B、C计数点，已知打点计时器使用的交流电频率为50 Hz．则打B点时小车的瞬时速度大小为______m/s（保留三位有效数字）．‎ ‎【答案】 (1). C (2). 0.653‎ ‎【解析】‎ 试题分析：①车在水平木板运动时水平方向受到绳的拉力和摩擦力，想用钩码的重力表示小车受到的合外力，首先需要平衡摩擦力；而平衡摩擦力是小车带动纸带恰好做匀速运动，A错误；设小车质量M，钩码质量m，整体的加速度为a，绳上的拉力为F，则：‎ 对小车有：F=Ma；‎ 对钩码有：mg-F=ma，即：mg=（M+m）a；‎ 如果用钩码的重力表示小车受到的合外力，则要求：Ma=（M+m）a，必须要满足小车的总质量远大于钩码质量，这样两者才能近似相等．为使纸带打上尽量多的点，实验时，应使小车靠近打点计时器由静止释放 ‎② 中间时刻的瞬时速度等于该过程的平均速度得：=‎0.653m/s.‎ 考点：本题考查探究恒力做功与动能改变关系 三．计算题（共3小题，17 18题每题10分，19题14分）‎ ‎17.2013年1月，一场别开生面的节能车竞赛在东风本田发动机有限公司厂区内进行，40支车队以各家独门绝技挑战‎1升汽油行驶里程的最高纪录．某公司研制开发的某型号小汽车发动机的额定功率为24 kW，汽车连同驾乘人员总质量为m＝‎2000 kg，在水平路面上行驶时受到恒定的阻力是800 N，求：‎ ‎（1）汽车在额定功率下匀速行驶的速度大小；‎ ‎（2）汽车在额定功率下行驶，速度为‎20 m/s时的加速度大小．‎ ‎【答案】（1）‎30m/s；（2）‎0.2m/s2‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）汽车匀速行驶时，牵引力F等于阻力Ff，即 F=Ff 由功率公式可得 P=Fv 代入数据得 v=‎30 m/s ‎（2）设v1=‎20 m/s时汽车牵引力为F1，则 P=F1v1‎ 根据牛顿第二定律 F1-Ff=ma 代入数据得 a=‎0.2 m/s2‎ ‎18.取地球的第一宇宙速度为‎7.9km/s，地球表面的重力加速度为g=‎10m/s2，某行星的质量是地球的8倍，半径是地球的2倍，则：‎ ‎(1)此行星的第一宇宙速度大小为多少？‎ ‎(2)一个质量‎60kg的人在该行星表面上的重力大小是多少？‎ ‎【答案】(1)‎15.8km/s；(2)1200N ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)设卫星的质量为m，中心天体的质量为M，半径为R，天体的第一宇宙速度即卫星绕天体表面做圆周运动的运行速度，设为v，由牛顿第二定律得 解得 由题意可知 联立解得 ‎(2)设人的质量为m′，当人在一个天体表面上时，由牛顿第二定律得 得 代入可得 所以在该行星表面上，一个质量‎60kg的人的重力大小为 ‎19.如图所示，质量为m=‎2 kg的木块在倾角θ=37°的斜面上由静止开始下滑，木块与斜面间的动摩擦因数为μ=0.5，已知：sin 37°=0.6，cos 37°=0.8，g取‎10 m/s2．求：‎ ‎（1）前2 s内重力做的功；‎ ‎（2）前2 s内重力的平均功率；‎ ‎（3）2 s末重力的瞬时功率．‎ ‎【答案】（1）W=48 J（2）=24 W（3）P=48 W ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）木块所受的合外力 F合=mgsin θ–μmgcos θ=mg(sin θ–μcos θ)=2×10×(0.6–0.5×0.8)N=4 N 木块的加速度 a== m/s2=‎2 m/s2‎ 前2 s内木块的位移 l=at2=×2×‎22 m=‎‎4 m 所以，重力在前2 s内做的功为W=mglsin θ=2×10×4×0.6 J=48 J ‎（2）重力在前2 s内的平均功率为 ‎== W=24 W ‎（3）木块在2 s末的速度 v=at=2×‎2 m/s=‎4 m/s ‎2 s末重力的瞬时功率 P=mgvsin θ=2×10×4×0.6 W=48 W ‎ ‎