2018-2019学年吉林省实验中学高一下学期期中考试物理试题（解析版）

2018-2019学年吉林省实验中学高一下学期期中考试物理试题（解析版）

‎2018-2019学年吉林省实验中学高一下学期期中考试 物理试题 一．单项选择题（共10道小题，每个小题只有一个正确答案，每题4分，共计40分）‎ ‎1.在人类发展的过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步，关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是（ ）‎ A. 牛顿对引力常量G进行准确测定，并于1687年发表在其传世之作《自然哲学的数学原理》中 B. 天文学家开普勒对他导师第谷观测的行星数据进行了多年研究，得出了行星运动的三大定律 C. 古希腊学者亚里士多德认为物体下落的快慢由它们的重量决定，牛顿在他的《两种新科学的对话》中利用逻辑推断，使亚里士多德的理论陷入困境 D. 牛顿根据他所创立的万有引力，通过计算先后发现了海王星和冥王星 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A．牛顿得出万有引力定律,英国物理学家卡文迪许利用卡文迪许扭秤首先较准确的测定了万有引力常量.故A错误；‎ B．德国天文学家开普勒对他导师第谷观测的行星数据进行多年研究,得出了开普勒三个定律;故B正确；‎ C．古希腊学者亚里士多德认为物体下落快慢由它们的重量决定,伽利略在他的《两种新科学的对话》中利用逻辑推断使亚里士多德的理论陷入了困境.故C错误；‎ D．亚当斯和勒维耶发现了海王星，克莱德.汤博发现了冥王星，故D错误；‎ ‎2.如图所示，甲、乙是两个质量不同的物体m甲＜m乙，若取桌面为参考平面，甲在桌面上，乙在地面上。甲、乙的重力势能分别为EP1、EP2，则有(　　)‎ A. EP1 ＞ EP2‎ B. EP1 ＜ EP2‎ C. EP1 ＝ EP2‎ D. 无法判断 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】取桌面为零势能面，则，物体乙在桌面以下，，故 故A正确；BCD错误；故选A ‎3.“乐高”是老少皆宜智力玩具，左图为乐高传动结构，右图是其简化模型。已知大圆半径相等且大圆半径和小圆半径之比为 3:1，左右两轮靠皮带传动且不打滑。A、B分别是两个大轮边缘上的点，下列说法正确的是(　　)‎ A. 因为左右两轮是靠皮带传动，所以A、B两点的线速度大小相等 B. A、B两点周期之比是3:1‎ C. A、B两点加速度相等 D. A、B两点的角速度之比是3:1‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．设小轮边缘上有一点C，C和B是同皮带，所以BC的线速度相等，C和A同轴，所以C和A 具有相同的角速度，根据可知A的速度大于B的速度，故A错误；‎ B．A和C的周期相等，而B和C的线速度相等，根据，故B错误；‎ C．A、B两点加速度之比为： ，故C错误；‎ D．根据，解得，故D正确； 故选D ‎4.北斗卫星导航系统（BDS）是我国自主研发的全球定位系统，预计今年将发射18颗卫星。如图所示是北斗导航系统中部分卫星的轨道示意图，己知a、b、c三颗卫星均做圆周运动，a是地球同步卫星，a和b 的轨道半径相同，且均为c的k倍，己知地球自转周期为T。则( )‎ A. 卫星c的周期为 B. 卫星a的向心加速度是卫星c的向心加速度的k2倍 C. 卫星b也是地球同步卫星 D. a、b、c三颗卫星的运行速度大小关系为 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A．设c的轨道半径为R，c卫星的周期为 根据开普勒第三定律可知卫星c的周期为，故A正确；‎ B．卫星a和c的向心加速度之比为： 故B错误；‎ C．地球同步卫星必须定点于赤道正上方,所以卫星b不地球同步卫星,故C错误；‎ D．由卫星速度公式得,a、b、c三颗卫星的运行速度大小关系为，故D错误；‎ ‎5.如图质量相等两个物体A和B用轻绳连接跨过定滑轮(不计绳与滑轮、滑轮与轴之间的摩擦)。当用水平变力F拉物体B沿水平方向向右做匀速直线运动的过程中( )‎ A. 物体A上升过程中处于平衡状态 B. 物体A上升过程中重力小于绳子的拉力 C. 由于B物体一侧的绳子与水平方向的夹角逐渐减小，所以物体B的速率小于物体A的速率 D. 地面对物体B的支持力逐渐减小 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．将B物体的速度进行分解如图所示,‎ ‎ 运动过程中减小，B的速度不变，则A的速度逐渐增大，说明A物体在竖直向上做加速运动, 由牛顿第二定律可知物体A上升过程中重力小于绳子的拉力，故A错误；B正确；‎ C．根据 可知A的速度小于B的速度，故C错误；‎ D．由于，B在竖直方向上平衡，有：Tsin +N=mg，运用外推法：若绳子无限长，B物体距滑轮足够远，即当→0时，有vA→vB，这表明，物体A在上升的过程中，加速度必定逐渐减小，绳子对A物体的拉力逐渐减小，sin减小，则支持力增大。故D错误。‎ ‎6.行星的运动可看做匀速圆周运动，则行星绕太阳运动的轨道半径R的三次方与周期T的平方的比值为常量，下列说法正确的是 (　　)‎ A. 这个规律只适用于围绕太阳运行的行星 B. 围绕同一星球运行的行星或卫星，k值不相等 C. k值与太阳的质量有关 D. k值仅由行星的质量决定 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．公式适用于所有环绕体围绕中心体运行,故A错误；‎ BCD．物体绕中心天体做圆周运动，万有引力提供向心力即 ，解得： 所以k值仅与中心天体的质量有关，故C正确；BD错误．‎ ‎7.嫦娥五号月球探测器由“长征五号”运载火箭在中国文昌卫星发射中心发射升空，顺利完成任务后返回地球。若已知月球半径为R，“嫦娥五号”在距月球表面高度为R的圆轨道上飞行，周期为T ‎，万有引力常量为G，下列说法正确的是（ ）‎ A. 月球表面重力加速度为 B. 月球质量为 C. 月球密度为 D. 月球第一宇宙速度为 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A．月球表面的重力加速度为 故A错误； ‎ B．对探测器万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律，有 ，解得： 故B正确；‎ C．月球的密度：，故C错误；‎ D．月球的第一宇宙速度为月球表面的环绕速度，根据牛顿第二定律，有：故D错误；‎ ‎8.下面关于功率的说法中正确的是（ ）‎ A. 由可知：机器做功越多，其功率越大 B. 由可知：只要F、v均不为零，F的功率就不为零 C. 实际功率既可以长时间小于额定功率，也可以长时间大于额定功率 D. 额定功率是在正常条件下可以长时间工作的最大功率 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．由机器做功越多,其功率不一定越大,还要看时间,故A错误; ‎ B．由可知瞬时功率除了和F、v有关还与角度有关，故B错误；‎ CD．用电器正常工作时的实际功率是额定功率,额定功率是在正常条件下可以长时间工作的最大功率,实际功率可以短时间内大于额定功率,故C错误；D正确；‎ ‎9.火星是地球的邻居，已知火星的半径是地球的1/2，质量是地球的1/9，自转周期与地球基本相同，地球表面重力加速度是g。若某同学在地球表面上能够跳起的最大高度是h，忽略星球自转的影响，下列描述正确的是（ ）‎ A. 该同学在火星表面所受的万有引力是地球表面的9/4倍 B. 火星表面的重力加速度是地球的2/9倍 C. 火星的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的倍 D. 该同学以相同的速度在火星上起跳，能上升的最大高度是9h/8‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．根据万有引力定律的表达式已知火星与地球半径、质量的关系，代入后可以求得王跃在火星表面和地球表面所受的万有引力之比为 ，故A错误；‎ B．由加速度公式可知火星表面的重力加速度是地球的倍，故B错误；‎ C．由速度公式可知火星的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的倍，故C正确；‎ D．已知火星表面的重力加速度是地球的倍，根据速度位移公式有以相同的初速度在火星上竖直跳起时，能上升的最大高度是，故D错误；‎ ‎10.一水平放置的木板上放有砝码，砝码与木板间的动摩擦因数为μ，如果让木板在竖直平面内做半径为R的匀速圆周运动，假如运动中木板始终保持水平，砝码始终没有离开木板，且砝码与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,那么下列说法正确的是( ) ‎ A. 在通过轨道最高点时，由于砝码处于失重状态，所以木板给砝码的支持力大于物体的重力 B. 在经过轨道最低点时，砝码对木板的压力最大，所以物体所受摩擦力最大 C. 匀速圆周运动的速率不超过 D. 在通过轨道最低点时，砝码处于失重状态，所以木板给砝码的支持力大于砝码的重力 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．在通过轨道最高点时，向心加速度竖直向下，是失重，木板给砝码的支持力小于物体的重力，故A错误；‎ B．在最低点，向心加速度竖直向上，砝码对木板的压力最大，此时水平方向上没有力，所以摩擦力为零，故B错误；‎ C．木板和砝码在竖直平面内做匀速圆周运动，则所受合外力提供向心力，砝码受到重力G，木板支持力FN和静摩擦力Ff，由于重力G和支持力FN在竖直方向上，因此只有当砝所需向心力在水平方向上时静摩擦力有最大值，此位置是当木板和砝码运动到与圆心在同一水平面上时的位置，最大静摩擦力必须大于或等于砝码所需的向心力，即，解得： 所以匀速圆周运动的速率不超过，故C正确；‎ D．在通过轨道最低点时，向心加速度向上砝码处于超重状态，所以木板给砝码的支持力大于砝码的重力，故D错误；‎ 二．多项选择题(共5道小题，每个小题有多个正确答案，全部选对得4分，选对但不全得2分，有错误选项得0分，共计20分)‎ ‎11.下列关于曲线运动的说法中，正确的是（ ）‎ A. 线速度方向总是沿着位移的方向 B. 各种曲线运动都是变速运动 C. 加速度的方向总是与速度的方向垂直 D. 做曲线运动的物体，其加速度不可能为零 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．速度方向总是沿着轨迹的切线方向，故A错误；‎ B．各种曲线运动，物体速度方向都在变化，所以各种曲线运动都是变速运动，故B正确；‎ C．加速度方向与速度方向不一定垂直，但两者之间有夹角，故C错误；‎ D．做曲线运动的物体，速度均在变化，其加速度不可能为零，故D正确；‎ ‎12.（多选）地球同步卫星因为其轨道远高于近地卫星，所以发射的难度更大，全球只有不多的几个国家有能力发射同步卫星。发射同步卫星时，卫星首先进入近地轨道（图中未画出），然后变轨进入椭圆轨道Ⅰ，最后在Q点通过改变卫星速度进行变轨，最终让卫星进入地球同步轨道Ⅱ，则(　　)‎ A. 该卫星在轨道Ⅰ上运行到P点时的速度大于7.9 km/s，小于11.2 km/s B. 卫星在同步轨道Ⅱ上的运行速度大于7.9 km/s C. 在轨道Ⅰ上，卫星在P点的速度大于在Q点的速度 D. 卫星在Q点通过加速实现由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ ‎【答案】ACD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．7.9 km/s 是发射的最小速度，而11.2 km/s卫星脱离地球束缚的发射速度,而同步卫星仍然绕地球运动,所以该卫星在轨道Ⅰ上运行到P点时的速度大于7.9 km/s，小于11.2 km/s，故A正确；‎ B．7.9 km/s是最大的环绕速度，且天体的环绕速度随着高度的增大会逐渐减小，故B错误；‎ C．在轨道Ⅰ上,由P点向Q点运动,万有引力做负功,动能减小,所以P点的速度大于Q点的速度.故C正确；‎ D．从椭圆轨道Ⅰ到同步轨道Ⅱ,卫星在Q点是做逐渐远离圆心的运动,要实现这个运动必须卫星所需向心力大于万有引力,所以应给卫星加速,增加所需的向心力.所以卫星在Q点通过加速实现由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ.故D正确；‎ ‎13.如图所示，半圆形轨道半径为R，AB为水平直径。一个小球从A点以不同初速度水平抛出。不计空气阻力，则下列判断正确的是(    )‎ A. 想使小球落到轨道上时的竖直分速度最大，小球应该落在轨道的最低点 B. 虽然小球初速度不同，小球落到轨道上时的速度方向和水平方向之间的夹角都相同 C. 若初速度取值适当，可以使小球垂直撞击半圆轨道 D. 无论 取何值，小球都不可能垂直撞击半圆轨道 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．想使小球落到轨道上时的竖直分速度最大，则根据 ‎ 可知小球应该落在轨道的最低点，故A正确；‎ B．小球落在圆弧面上不同点时，结合圆弧可知位移的偏向角会随着落点的不同而发生变化，根据平抛运动的推论可知速度偏向角，所以小球落到轨道上时的速度方向和水平方向之间的夹角不相同，故B错误；‎ CD．根据平抛运动的推论：速度反向延长线过水平位移的中点，若小球垂直落在圆弧面上，则速度方向延长线过圆心，违背了速度反向延长线过水平位移的中点，所以无论 取何值，小球都不可能垂直撞击半圆轨道，故D正确；C错误；‎ ‎14.（多选）月球是离地球最近的天体，忽略其他天体的影响，我们把地、月看成是双星系统，地球、月球绕它们连线上的某点做匀速圆周运动。可以想象，随着科技的发展和能源危机的不断威胁，人类总有一天会染指月球上的资源。如果人类不停的将月球的资源源源不断的运回地球，势必导致月球质量减少，地球质量增加。假设在一定时间内两星球总质量不变，两星球的间距也不变。则下列说法正确的是（ ）‎ A. 两星球间的万有引力不变 B. 两星球圆周运动的周期不变 C. 月球做匀速圆周运动的轨道半径变大 D. 地球做匀速圆周运动的轨道半径变大 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．刚开始地月间的万有引力，设地球的质量为M，月球的质量为m，两者之间的距离为，现在有质量从月球运送到地球，则地月之间的万有引力变小，故A错误；‎ B．设月球运动周期为T，地球和月球运动的轨道半径分别为和，由万有引力提供向心力 整理得：由于地月的总质量不变，所以月球运动的周期必变，故B正确；‎ CD．由整理得：所以随之月球上质量运送到地球上，则地球的半径变小，月球的半径变大，故C正确；D错误；‎ ‎15.质量m ‎=200kg的小型电动汽车在平直的公路上由静止启动，图象甲表示汽车运动的速度与时间的关系，图象乙表示汽车牵引力的功率与时间的关系。设汽车在运动过程中阻力不变，在18s末汽车的速度恰好达到最大.则下列说法正确的是( )‎ ‎ ‎ A. 汽车受到的阻力700N B. 汽车的最大牵引力为700N C. 18s末汽车的牵引力达到最大值 D. 8s-18s过程中汽车牵引力做的功为7×104 J ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】根据可知，故A正确；汽车在匀加速运动时拉力较大，根据牛顿第二定律，结合v-t图像可知：得：故B错误；从图像可以看出汽车先做匀加速运动然后做加速度减小的加速运动，所以汽车在匀加速阶段的加速度比较大且为定值，故C错误；8s-18s过程中汽车的功率恒定，所以牵引力做功为故D正确；故选AD 三．实验题(共2道小题，共计15分)‎ ‎16.某中学生小明想探究拉力做功与弹簧弹性势能增量的关系。如图所示，轻弹簧左端固定，被外力从原长A位置开始拉长到B位置。小明发现拉力是一个越来越大的变力，所以描绘了拉力和弹簧伸长量的变化图像（如图），并且发现该图像为过坐标原点O的直线，实验过程中，弹簧始终处于弹性限度内。‎ ‎(1)根据所学知识，可以判断直角三角形PQO的面积的物理意义是：___________‎ ‎(2)由此可推断，如果一劲度系数为k的轻弹簧，在弹性限度内，当其形变大小为x时，弹簧的弹性势能的表达式为Ep=_______________。‎ ‎【答案】 (1). 拉力F做的功 (2). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）根据W=Fx可知，直角三角形PQO的面积的物理意义是：拉力F做的功 ‎（2）由图像可知拉力做功为 ，则根据能量守恒关系可知，在弹性限度内，当其形变大小为x时，弹簧的弹性势能的表达式为 ‎17.某同学在验证合外力一定，物体的质量与加速度的关系时，采用图甲所示的装置及数字化信息系统获得了小车的加速度a与小车质量M(包括所放砝码及传感器的质量)的对应关系图象，如图乙所示。实验中所挂钩码的质量20g，实验中选用的是不可伸长的轻绳和光滑的轻质定滑轮。‎ ‎(1)实验开始时，他先调节木板上定滑轮的高度，使牵引小车的轻绳与木板平行。他这样做的目的是下列哪一个_____________；(填字母代号)‎ A．可使位移传感器测出小车的加速度更准确 B．可以保证小车最终能够做直线运动 C．可在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车所受的合力 ‎(2)由图乙可知，图线不过原点O，原因是_____________________________；‎ ‎(3)该图线的初始段为直线，该段直线的斜率最接近的数值是_____________。‎ A．30 B．0.3 C．20 D．0.2‎ ‎【答案】 (1). （1）C (2). （2）平衡摩擦力使长木板的倾角过大； (3). （3）D ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）实验开始时，他先调节木板上定滑轮的高度，使牵引小车的轻绳与木板平行。他这样做的目的是可在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车所受的合力，故选C.‎ ‎（2）由F+F1=Ma解得 由图乙可知，图线不过原点O，在a轴上有正截距，可知存在与F相同方向的力，可知原因是平衡摩擦力使长木板的倾角过大；‎ ‎（3）根据可知图线斜率等于F，则最接近的数值是F=mg=0.02×10N=0.2N.故选D.‎ 四．计算题(共2道小题，共计25分)‎ ‎18.如图所示，用F=50N的水平推力推一个质量m=6kg的木块，使其沿着光滑斜面向上移动10m，则在这一过程中，求：（g取10m/s2）‎ ‎（1）F做的功 ‎（2）重力做的功 ‎【答案】（1）（2）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)推力为F=50N,位移为10m,力与位移夹角为,故推力的功为: ‎ ‎(2)重力做功等于重力势能的减小量,故重力做功为:‎ ‎19.如图所示，宇航员站在某质量分布均匀的星球表面，由P点沿水平方向以初速度v0抛出一个小球，测得小球经时间t，恰好垂直落到斜面上。已知斜面的倾角为α，该星球半径为R，万有引力常量为G，忽略星球自转，求：‎ ‎（1）该星球表面重力加速度 ‎（2）该星球的质量 ‎（3）该星球的第一宇宙速度 ‎【答案】（1）（2）（3）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）因为小球垂直打到斜面上可知： ‎ 由:，解得：；‎ ‎（2）在星球表面忽略自转有：；解得： ‎ ‎（3）重力提供向心力：；解得：‎ ‎ ‎ ‎ ‎