2019-2020学年江西省九江第一中学高二上学期期中考试物理试题 Word版

2019-2020学年江西省九江第一中学高二上学期期中考试物理试题 Word版

江西省九江第一中学2019-2020学年高二上学期期中考试 物理试题 第I卷（选择题，共39分）‎ 一、本题共13小题，每小题3分，共39分。在每小题给出的四个选项中，第1~8小题只有一项符合题目要求，第9~13小题有多项符合题目要求。全部选对的得3分，选对但不全的得2分，选错或不答的得0分。‎ ‎1．‎2018年10月2日，美法加三名科学家获得了诺贝尔物理学奖，以表彰他们在激光物理领域的突破性发明。许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程，下列说法正确的是(　　)‎ A．牛顿首次在实验室里测出了引力常量并发现了万有引力定律 B．牛顿在发现万有定律的过程中应用了牛顿第三定律 C．开普勒通过研究、观测和记录发现行星绕太阳做匀速圆周运动 D．开普勒发现了行星运动定律并认为“在高山上水平抛出一物体，只要速度足够大就不会再落在地球上”‎ ‎2、我国即将发射“天宫二号”空间实验室，之后发生“神舟十一号”飞船与“天宫二号”对接。假设“天宫二号”与“神舟十一号”都围绕地球做匀速圆周运动，为了实现飞船与空间实验室的对接，下列措施可行的是（ ）‎ A、使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后飞船加速追上空间实验室实现对接 B、使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后空间实验室减速等待飞船实现对接 C、飞船先在比空间实验室半径小的轨道上加速，加速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接 D、飞船先在比空间实验室半径小的轨道上减速，减速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接 ‎3．(2019∙全国II卷)2019年1月，我国嫦娥四号探测器成功在月球背面软着陆，在探测器“奔向”月球的过程中，用h表示探测器与地球表面的距离，F表示它所受的地球引力，能够描F随h变化关系的图象是(　　)‎ ‎4、玻璃杯从同一高度落下，掉在石头上比掉在草地上容易碎，这是由于在玻璃杯与石头的撞击过程中(　　)‎ A．玻璃杯的动量较大　　　　 B．玻璃杯受到的冲量较大 C．玻璃杯的动量变化较大 D．玻璃杯的动量变化较快 ‎5、‎2019年1月3日，“嫦娥四号”成功软着陆在月球背面，并通过“鹊桥”中继星传回了世界第一张近距离拍摄的月背影像图，揭开了古老月背的神秘面纱。飞船在月球表面软着陆之前，在靠近月球表面的轨道上运行，若要估算月球的平均密度，唯一要测量的物理量是(　　)‎ A．飞船的轨道半径 B．月球的半径 C．飞船的飞行周期 D．飞船的线速度 ‎ ‎6、如图所示，有两个穿着溜冰鞋的人站在水平冰面上，当其中某人A从背后轻轻推另一个人B时，两个人会向相反的方向运动。不计摩擦力，则下列判断正确的是(　　)‎ A．A、B的质量一定相等 B．推后两人的动能一定相等 C．推后两人的总动量一定为零 D．推后两人的速度大小一定相等 ‎7、如图所示，在光滑水平面上放一个质量为M的斜面体，质量为m的物体沿斜面由静止开始自由下滑，下列说法中正确的是(　　) ‎ A.M和m组成的系统动量守恒 B.M和m组成的系统动量不守恒 C.M和m组成的系统水平方向动量守恒 D.M和m组成的系统竖直方向动量守恒 ‎8、如图所示，质量m＝‎60 kg的人，站在质量M＝‎300 kg的车的一端，车长L＝‎3 m，相对于地面静止。当车与地面间的摩擦可以忽略不计时，人由车的一端走到另一端的过程中，车将(　　) ‎ A．后退‎0.5 m　　　　　　　　　 B．后退‎0.6 m C．后退‎0.75 m D．一直匀速后退 ‎9、关于地球同步卫星，下列说法中正确的是(　　)‎ A．同步卫星的周期与地球的公转周期相等 ‎ B．同步卫星的周期与地球的自转周期相等 ‎ C．同步卫星的高度是唯一的 ‎ D．同步卫星可以定点在地球上空的任意位置 ‎10如图所示，A是地球的同步卫星，B是地球的近地卫星，C是地面上的物体，A、B、C质量相等，均在赤道平面上绕地心做匀速圆周运动。设A、B与地心连线在单位时间内扫过的面积分别为SA、SB，周期分别为TA、TB、TC，A、B、C做圆周运动的动能分别为EkA、EkB、EkC。不计A、B、C之间的相互作用力，下列关系式正确的是(　　)‎ A．SA＝SB B．SA＞SB C．TC＝TA＞TB ‎ ‎ D．EkA＜EkB＝EkC ‎11、已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，若绕地球做匀速圆周运动的空间站离地面的高度也等于R，则(　　)‎ A．空间站的运行速度为 B．空间站的加速度为 C．空间站的周期为 D．空间站里的人和物都处于完全失重状态，没有重力 ‎12．如图所示，A为地球同步卫星，B为在地球赤道平面内运动的圆轨道卫星，A、B绕地心转动方向相同，已知B卫星轨道运行周期为2小时，图示时刻A在B正上方，则(　　)‎ A．B的运动速度大于A的运动速度 B．B运动的周期大于A运动的周期 C．B运动的加速度大于A运动的加速度 D．B卫星一天内12次看到日出日落 ‎13.在某次杂技表演中，一演员平躺在水平面上，腹部上方静置一质量M＝‎80 kg的石板，另一演员手持一质量为m＝‎5 kg的铁锤，从h1＝‎1.8 m高处由静止落下，与石板撞击后反弹至h2＝‎0.05 m处，结果石板裂开而平躺着的演员没有受伤。若铁锤撞击石板的时间为t1＝0.01 s，由于缓冲，演员腹部与石板相互作用的时间为t2＝0.5 s，铁锤的下落视为自由落体运动，重力加速度g取‎10 m/s2，则(　　) ‎ A．铁锤撞击石板前瞬间的速度大小为‎6 m/s B．撞击过程中铁锤受到的冲量大小为25 N·s C．撞击过程中铁锤对石板的平均作用力大小为3 550 N D．缓冲过程中石板对演员的平均作用力大小约为4 300 N 第Ⅱ卷（非选择题，共61分）‎ 二、本题包括2小题，共20分。根据题目要求将答案填写在答题卡中指定的位置。‎ ‎14、（10分）某同学设计了一个用电磁打点计时器验证动量守恒定律的实验:在小车M的前端粘有橡皮泥,先推动小车M使之做匀速运动,然后与原来静止在前方的小车N相碰并粘合成一体,继续做匀速运动。他设计的装置如图甲所示。在小车M后连着纸带,电磁打点计时器所用的电源频率为50 Hz。(长木板下垫着小木片以平衡摩擦力)‎ ‎(1)若已测得打点纸带如图乙所示,并测得各计数点的间距(已标在图上)。A为运动的起点,则应选　　　　段来计算M碰前的速度,应选　　　　段来计算M和N碰后的共同速度(以上两空选填“AB”“BC”“CD”或“DE”)。 ‎ ‎(2)已测得小车M的质量m1=‎0.4 kg,小车N的质量m2=‎0.2 kg,则碰前两小车的总动量为　　　　 kg·m/s,碰后两小车的总动量为　　　　 kg·m/s。据此可以得出结论　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎15（10分）如图所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。‎ ‎(1)实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的。但是，可以通过仅测量__________ (填选项前的符号)，间接地解决这个问题。‎ A．小球开始释放高度h B．小球抛出点距地面的高度H C．小球做平抛运动的射程 ‎(2)图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影，实验时先让入射球m1多次从倾斜轨道上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP，然后，把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射球m1从斜轨上S位置静止释放，与小球m2相碰，并多次重复。‎ 接下来要完成的必要步骤是__________。(填选项前的符号)‎ A．用天平测量两个小球的质量m1、m2‎ B．测量小球m1开始释放高度h C．测量抛出点距地面的高度H D．分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N E．测量平抛射程OM、ON ‎(3)若两球碰撞前后的动量守恒，其表达式为____________________[用(2)中测量的量表示]；若碰撞是弹性碰撞，那么还应满足的表达式为____________________[用(2)中测量的量表示]。‎ 三、本题包括4小题，共41分。解答时应写出必要的文字说明、主要公式和重要的演算步骤，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。‎ ‎16、（8分）a、b两个小球在一直线上发生碰撞，它们在碰撞前后的s-t图象如图所示，若a球的质量ma=‎1kg，则b球的质量mb等于多少?‎ ‎17、（11分）A、B是地球的两颗卫星，其轨道半径分别为RA和RB，某时刻B卫星正好位于A卫星的正上方，如图所示。已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g。‎ ‎(1)求这两颗卫星的周期。‎ ‎(2)经过多长时间，B卫星再次运动到A卫星的正上方?‎ ‎18、（9分）如图所示，质量为m＝‎245 g的物块(可视为质点)放在质量为M＝‎0.5 kg的木板左端，足够长的木板静止在光滑水平面上，物块与木板间的动摩擦因数为μ＝0.4。质量为m0＝‎5 g的子弹以速度v0＝‎300 m/s沿水平方向射入物块并留在其中(时间极短)，g取‎10 m/s2。子弹射入后，求：‎ ‎(1)子弹进入物块后子弹和物块一起向右滑行的最大速度v1。‎ ‎(2)木板向右滑行的最大速度v2。‎ ‎ (3)物块在木板上滑行的时间t。‎ ‎19、（13分）如图，在离地4h的平台边缘放一个小球A，在其左侧有一个摆球B.从离平台h高处由静止释放，到达最低点时恰与A球正碰．A球水平抛出，落地时距离平台边缘的水平距离4h，B球碰后能上升到离平台的最大高度为.不计空气阻力，重力加速度为g.求：‎ ‎(1)A水平抛出时的速度；‎ ‎(2)A、B两球质量之比.‎ 答案解析 ‎1、B ‎2、【考向】绕行规律、变轨问题 ‎【答案】C ‎3、D ‎4解析：选D　从同一高度落到地面上时，速度相同，动量相同，与草地或石头接触后，末动量均变为零，因此动量变化量相同。因为玻璃杯与石头的作用时间短，由动量定理Ft＝mΔv知，此时玻璃杯受到的力F较大，即玻璃杯的动量变化较快，容易碎，D正确。‎ ‎5、C ‎6、解析：选C　有两个穿着溜冰鞋的人站在水平冰面上，当其中某人A从背后轻轻推另一个人B时，不计摩擦力，两人组成的系统动量守恒，推后两人的总动量一定为零，选项C正确。‎ ‎7、答案　C ‎8解析：选A　人车组成的系统动量守恒，则mv1＝Mv2，所以mx1＝Mx2，又有x1＋x2＝L，解得x2＝‎0.5 m。‎ ‎9、BC ‎10、BC ‎ ‎11、【答案】AB ‎12、ACD ‎13AC‎　[设铁锤撞击石板前瞬间的速度大小为v，则由自由落体运动规律可得v2＝2gh1，解得v＝‎6 m/s，A正确；设撞击后铁锤反弹的速度大小为v′，则由v′2＝2gh2，解得v′＝‎1 m/s，由动量定理可得撞击过程中铁锤受到的冲量大小I＝m(v′＋v)，解得I＝35 N·s，B错误；设撞击过程中石板对铁锤的作用力大小为F，则有I＝(F－mg)t1，解得F＝3 550 N，由牛顿第三定律可知铁锤对石板的作用力大小为3 550 N，C正确；碰撞过程时间很短，可近似认为动量守恒，设碰撞后瞬间石板的速度大小为v1，则由动量守恒定律可得mv＝Mv1－mv′，代入数据解得v1＝ m/s，设缓冲过程中人对石板的作用力大小为F′，由动量定理可得(F′－Mg)t2＝Mv1，解得F′＝870 N，D错误。]‎ ‎14解析　(1)从分析纸带上打点情况看,BC段既表示小车做匀速运动,又表示小车有较大速度,因此BC段能较准确地描述小车M在碰撞前的运动情况,应选用BC段计算小车M的碰前速度。从CD段打点情况看,小车的运动情况还没稳定,而在DE段小车运动稳定,故应选用DE段计算碰后M和N的共同速度。‎ ‎(2)小车M在碰撞前的速度 v0==‎1.050 m/s 小车M在碰撞前的动量 p0=m1v0=‎0.420 kg·m/s 碰撞后M、N的共同速度 v==‎0.695 m/s 碰撞后M、N的总动量 p=(m1+m2)v=‎0.417 kg·m/s 可见,在误差允许的范围内,碰撞前后系统动量守恒。‎ 答案　(1)BC　DE　(2)0.420　0.417　在误差允许的范围内碰撞前后系统动量守恒 ‎15解析：(1)小球碰前和碰后的速度都可用平抛运动来测定，即v＝。即m1＝m1＋m2；而由H＝gt2知，每次下落竖直高度相等，平抛时间相等。则可得m1·OP＝m1·OM＋m2·ON。故只需测射程，因而选C。‎ ‎(2)由表达式知：在OP已知时，需测量m1、m2、OM和ON，故必要步骤A、D、E。‎ ‎(3)若为弹性碰撞，则同时满足动能守恒。‎ m1＝m1＋m2，‎ 即m1·OP2＝m1·OM2＋m2·ON2。‎ 答案：(1)C　 (2)ADE ‎(3)m1·OM＋m2·ON＝m1·OP m1·OM2＋m2·ON2＝m1·OP2‎ ‎16解：从位移—时间图像上可看出，碰前B的速度为0，A的速度v0=Δs/Δt=‎4m/s （2分）‎ 碰撞后，A的速度v1=-‎1m/s，B的速度v2=‎2m/s，（2分）‎ 由动量守恒定律得mAv0=mAv1+mBv2， （2分）‎ mB=‎2.5kg （2分）‎ ‎17【解析】(1)万有引力提供卫星做匀速圆周运动的向心力，有 ＝mARA　(1分)‎ ＝mg　(1分)‎ 可得A卫星的周期TA＝　 (2分)‎ 同理可得，B卫星的周期TB＝。　 (2分)‎ ‎(2)要B卫星再次运动到A卫星的正上方，则A卫星至少要比B卫星多转过2π的角度，设时间为t，则 ‎()t＝2nπ　(3分)‎ 解得：t＝。　(2分)‎ ‎18[解析]　(1)子弹进入物块后一起向右滑行的初速度即为物块的最大速度，由动量守恒可得：‎ m0v0＝(m0＋m)v1，解得v1＝‎6 m/s。---------3‎ ‎(2)当子弹、物块、木板三者同速时，木板的速度最大，由动量守恒定律可得：(m0＋m)v1＝(m0＋m＋M)v2，解得v2＝‎2 m/s。---------3‎ ‎(3)对物块和子弹组成的整体应用动量定理得：‎ ‎－μ(m0＋m)gt＝(m0＋m)v2－(m0＋m)v1，解得：t＝1 s。-------3‎ ‎[答案]　(1)‎6 m/s　(2)‎2 m/s　(3)1 s ‎19、【解析】(1)y＝4h＝gt2，x＝4h＝vAt ‎∴vA＝-----------3‎ ‎(2)B下降，v＝2gh，B碰后上升vB′2＝‎2g· ‎∴vB′＝，----------2‎ 若B碰后向左摆，‎ 由动量守恒得mBvB＝－mB·＋mAvA，∴＝--------2‎ 碰前，总动能E1＝mBgh，碰后总动能为mAgh＋mBg· 若mA＝1.5mB，则E2＝1.75mBgh，增大了，∴不行．---------3‎ B只能向右摆 mBvB＝mB·＋mAvA ‎ 得＝--------------------3‎