【物理】北京市和平街一中2019-2020学年高一下学期期中考试试题 （解析版）

【物理】北京市和平街一中2019-2020学年高一下学期期中考试试题 （解析版）

北京市和平街一中 2019—2020学下学期月测物理试题 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，只有一个选项是符合题目要求的。把答案用 2B 铅笔填涂在答题卡上。‎ ‎1.下列所述的情景中，机械能守恒的是（　　）‎ A. 汽车在平直路面上加速行驶 B. 木块沿斜面匀速下滑 C. 降落伞在空中匀速下落 D. 小球在空中做自由落体运动 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．汽车在平直路面上加速行驶，动能增加，重力势能不变，所以汽车的机械能不守恒，故A错误。 B．木块沿斜面匀速下滑，说明此时的木块要受到沿斜面的摩擦力的作用，且对木块做了负功，所以其机械能不守恒。故B错误。 C．降落伞在空中匀速下落，说明重力和空气的阻力大小相等，阻力做了负功，所以机械能不守恒，故C错误。 D．做自由落体运动的物体只受重力的作用，所以小球的机械能守恒，故D正确。 故选D。‎ ‎2.关于曲线运动，下列说法正确的是 A. 平抛运动是一种匀变速运动 B. 物体在恒力作用下不可能做曲线运动 C. 做匀速圆周运动的物体，所受合力是恒定的 D. 做圆周运动的物体，所受合力总是指向圆心的 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A.平抛运动的加速度为重力加速度，大小、方向都不变，所以平抛运动是一种匀变速运动，故A正确； ‎ B.物体在恒力作用下可能做曲线运动，如平抛运动，故B错误； ‎ C.做匀速圆周运动的物体，所受的合力大小不变，方向始终指向圆心，是变力，故C错误； ‎ D.做圆周运动的物体所受合力的方向不一定指向圆心，只有做匀速圆周运动的物体所受合力的方向才始终指向圆心，故D错误．‎ ‎3.公路上的拱形桥是常见的，汽车过桥最高点时的运动可以看做匀速圆周运动。 如图所示，汽车通过桥最高点时（　　）‎ A. 汽车对桥的压力等于汽车的重力 B. 汽车对桥的压力大于汽车的重力 C. 汽车所受的合力竖直向上 D. 汽车的速度越大，汽车对桥面的压力越小 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】ABC．对汽车受力分析，受重力和支持力，由于汽车在最高点的运动看做匀速圆周运动，故合力提供向心力，故合力指向圆心，竖直向下，有，解得，则桥面对汽车的支持力小于重力，根据牛顿第三定律可知，对桥面的压力小于汽车的重力，故ABC错误； D．根据，汽车的速度越大，汽车对桥面的压力越小，故D正确。 故选D。‎ ‎4.一个做平抛运动的物体，初速度为‎9.8m/s，经过一段时间，它的末速度与竖直方向的夹角为30º，重力加速度g取‎9.8m/s2，则它下落的时间约为（　　）‎ A. 0.58‎s B. 1.00s C. 1.41s D. 1.73s ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】物体做平抛运动，根据平抛运动的特点可知，‎ 解得t=1.73s，故D正确，ABC错误。 故选D。‎ ‎5.如图所示，由于地球的自转，地球表面上P、Q两物体均绕地球自转轴做匀速圆周运动。对于P、Q两物体的运动，下列说法正确的是（　　）‎ A. P、Q两物体的线速度大小相等 B. P、Q两物体的周期相等 C. P物体的线速度比Q物体的线速度大 D. P、Q两物体均受重力、支持力、向心力三个力作用 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】ABC．因为P、Q两点共轴，所以角速度相同，由可知周期相等；由公式v=rω得，Q处物体的线速度大，故B正确，AC错误。 D．P、Q两物体均受重力和支持力两个力作用，向心力是重力和支持力的合力，故D错误。 故选B。‎ ‎6.物理学领域中具有普适性的一些常量，对物理学的发展有很大作用，引力常量就是其中之一。1687年牛顿发现了万有引力定律，但并没有得出引力常量。直到1798年，卡文迪许首次利用如图所示的装置，比较精确地测量出了引力常 量。关于这段历史，下列说法错误的是（　　）‎ A. 卡文迪许被称为“首个测量地球质量的人”‎ B. 万有引力定律是牛顿和卡文迪许共同发现的 C. 这个实验装置巧妙地利用放大原理，提高了测量精度 D. 引力常量不易测量的一个重要原因就是地面上普通物体间的引力太微小 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A．卡文迪许因为首次比较精确地测量出了引力常量，被称为“首个测量地球质量的人”，选项A正确，不符合题意；‎ B．万有引力定律是牛顿发现的，选项B错误，符合题意；‎ C．这个实验装置巧妙地利用放大原理，提高了测量精度，选项C正确，不符合题意；‎ D．引力常量不易测量的一个重要原因就是地面上普通物体间的引力太微小，选项D正确，不符合题意。‎ ‎7.如图所示，实线圆表示地球，竖直虚线 a 表示地轴，虚线圆 b、c、d、e 表示地球卫星可能的轨道，对于此图，下列说法正确的是（　　）‎ A. b、c、d、e 都可能是地球卫星的轨道 B. c 不可能是地球卫星的轨道 C. b 可能是地球同步卫星的轨道 D. d 一定是地球同步卫星的轨道 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．地球的所有卫星的轨道圆心一定在地心，故b、d、e都可能是地球卫星的轨道，c不可能是地球卫星的轨道，故A错误，B正确。 CD．地球同步卫星和地面相对静止，一定在赤道的正上方，所以b不可能是地球同步卫星的轨道，d可能是地球同步卫星的轨道，故CD错误。‎ ‎8.在平直公路上以一般速度（约为‎5 m/s）行驶自行车所受阻力约为车和人总重量的0.02倍，则骑车人的功率最接近于（车和人的总质量约为‎100 kg）（ ）‎ A. 0.1‎‎ kW B. 1×103 kW C. 1 kW D. 10 kW ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】骑车时的牵引力，则骑车人的功率，故A正确，BCD错误。‎ ‎9.如图所示，一水平传送带始终保持向右匀速传送。某时刻将小物块P轻放于传送带左端（不计小物块的水平初速度）。小物块P在传送带上运动的过程中，关于传送带对小物块P的做功情况，下列说法正确的是（　　）‎ A. 一定先做正功，后做负功 B. 一定先做正功，后不做功 C. 可能始终做正功 D. 可能始终做负功 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】物块刚放到传送带上时，受到向右的摩擦力而向右做加速运动，此过程中传送带对物体做正功；若物块在没有到达最右端之前与传送带共速，则以后的运动中物块随传送带匀速运动，而不受摩擦力作用，此过程中传送带对物块不做功；若物块加速过程中已经达到了传送带最右端，此过程中传送带对物块做正功；综上所述，传送带对可能先做正功，后不做功，也可能一直做正功。故C正确，ABD错误。‎ ‎10.小球P和Q用不可伸长的轻绳悬挂在天花板上，P球的质量大于Q球的质量，悬挂P球的绳比悬挂Q球的绳短．将两球拉起，使两绳均被水平拉直，如图所示，将两球由静止释放，在各自轨迹的最低点( )‎ A. P球的速度一定大于Q球的速度 B. P球的动能一定小于Q球的动能 C. P球所受绳的拉力一定大于Q球所受绳的拉力 D. P球的向心加速度一定小于Q球的向心加速度 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 从静止释放至最低点，由机械能守恒得：mgR=mv2，解得：，在最低点的速度只与半径有关，可知vP＜vQ；动能与质量和半径有关，由于P球的质量大于Q球的质量，悬挂P球的绳比悬挂Q球的绳短，所以不能比较动能的大小．故AB错误；在最低点，拉力和重力的合力提供向心力，由牛顿第二定律得：F-mg=m，解得，F=mg+m=3mg，，所以P球所受绳的拉力一定大于Q球所受绳的拉力，向心加速度两者相等．故C正确，D错误．故选C．‎ ‎11.“嫦娥三号”探测器由“长征三号乙”运载火箭从西昌卫星发射中心发射，首次实现月球软着陆和月面巡视勘察。假设“嫦娥三号”先后分别在如图所示的环月圆轨道和椭圆轨道上运行，则（　　）‎ A. 若已知“嫦娥三号”环月圆轨道的半径、运行周期和引力常量，则可以算出月球的密度 B. “嫦娥三号”由环月圆轨道变轨为椭圆轨道时，应在P点发动机点火使其减速 C. “嫦娥三号”在环月椭圆轨道上运行时P点的速度大于Q点的速度 D. “嫦娥三号”进入环月椭圆轨道后关闭发动机，探测器从Q点运行到P点过程中机械能增加 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A．根据万有引力提供向心力，可以解出月球的质量，‎ 由于不知道月球的半径，无法知道月球的体积，故无法计算月球的密度，故A错误；‎ B．嫦娥三号在环月段圆轨道上P点减速，使万有引力大于向心力做近心运动，才能进入进入环月段椭圆轨道，故B正确；‎ C．嫦娥三号在环月段椭圆轨道上P点向Q 点运动中，距离月球越来越近，月球对其引力做正功，故速度增大，即嫦娥三号在环月段椭圆轨道上P点的速度小于Q点的速度，故C错误；‎ D．“嫦娥三号”进入环月椭圆轨道后关闭发动机，探测器从Q点运行到P点过程中只有引力做功，机械能守恒，故D错误。‎ 故选B。‎ ‎12.质量为m的物体，在距地面h高处以的加速度由静止竖直下落到地面。下列说法中正确的是（ ）‎ A. 物体的重力势能减少mgh B. 物体的动能增加mgh C. 物体的机械能减少mgh D. 重力做功mgh ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】AD．物体在下落过程中，重力做正功为mgh，则重力势能减小也为mgh。故AD错误； B．物体的合力为，则合力做功为，所以物体的动能增加为mgh，故B正确；‎ C．物体除重力做功，阻力做负功，导致机械能减少。根据牛顿第二定律得： ，得，所以阻力做功为，所以机械能减少为，故C错误；‎ 故选B。‎ ‎13.如图所示为某探究活动小组设计的节能运输系统。斜面轨道倾角为30°，质量为M的木箱与轨道间的动摩擦因数为。木箱在轨道顶端时，自动装货装置将质量为m的货物装入木箱，然后木箱载着货物沿轨道无初速度滑下（货物与木箱之间无相对滑动），当轻弹簧被压缩至最短时，自动卸货装置立刻将货物卸下，然后木箱恰好被弹回到轨道顶端，再重复上述过程。下列说法正确的是（　　）‎ A. 木箱与货物的质量之比为 1∶3‎ B. 木箱与弹簧没有接触时，下滑的加速度与上滑的加速度之比为 3∶1‎ C. 在木箱与货物从顶端滑到最低点的过程中，减少的重力势能大于弹簧增加的弹性势能 D. 在木箱与货物从顶端滑到最低点的过程中，木箱、货物和弹簧组成的系统机械能守恒 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．设下滑距离为l，根据功能关系有，‎ 得m=‎2M故A错误； B．对木箱受力分析，根据牛顿第二定律得：下滑时加速度为，上滑时加速度为，则下滑的加速度与上滑的加速度之比为1∶3，故B错误； C．根据能量守恒得：在木箱与货物从顶端滑到最低点的过程中，减少的重力势能转化为弹簧的弹性势能和内能，可知减少的重力势能大于弹簧的弹性势能，故C正确； D．在木箱与货物从顶端滑到最低点的过程中，由于有摩擦力做功，则木箱、货物和弹簧组成的系统机械能不守恒，选项D错误。‎ 故选C。‎ 二、本题共2小题，共18分。把答案填在答题卡相应的位置。‎ ‎14.为了进一步研究平抛运动，某同学用如图所示的装置进行实验。‎ ‎（1）为了准确地描绘出平抛运动的轨迹，下列要求合理的是______。‎ A小球每次必须从斜槽上同一位置由静止释放 B.斜槽轨道必须光滑 C.斜槽轨道末端必须水平 D.本实验必需的器材还有刻度尺和秒表 ‎（2）图是正确实验取得的数据，其中O为抛出点，则此小球做平抛运动的初速度为______m/s（取重力加速度）‎ ‎【答案】 (1). AC (2). 1.6‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）AB．为了保证小球平抛运动的初速度相等，每次让小球从斜槽的同一位置由静止释放，斜槽轨道不一定需要光滑，故A正确，B错误;‎ C．为了保证小球的初速度水平，斜槽轨道末端必须水平，故C正确；‎ D．小球平抛运动的时间可以根据竖直位移求出，不需要秒表，故D错误。‎ 故选AC。‎ ‎（2）做平抛运动，在竖直方向上 代入数据解得 则平抛运动的初速度为 ‎15.在“验证机械能守恒定律”实验中，利用重物拖着纸带自由下落通过打点计时器并打出一系列的点，对纸带上点迹进行测量，经过数据处理即可验证机械能守恒定律。‎ ‎(1)在实验过程中，下列说法正确的是_______。‎ A.实验时应先接通打点计时器的电源再释放纸带 B.实验时纸带与打点计时器的两个限位孔要在同一竖直线上 C.打点计时器、天平和刻度尺是本实验中必须使用的测量仪器 D.实验中重物的质量大小不影响实验误差 ‎(2)正确进行实验操作，从打出的纸带中选出符合要求纸带，如图所示。图中O点为打点起始点，且速度为零。选取纸带上打出的连续点，标上A、B、C……测得其中E、F、G点距打点起始点O的距离分别为h1、h2、h3。已知重物的质量为m，当地重力加速度为g，打点计时器的打点周期为T。为验证此实验过程中机械能是否守恒，需要计算出从打下O点到打下F点的过程中，重物重力势能减少量Ep=____，动能增加量Ek=______。（用题中所给字母表示）‎ ‎(3)利用该装置还可以测量当地的重力加速度，某同学的做法是以各点到起始点的距离h为横坐标，以各点速度的平方v2为纵坐标，建立直角坐标系，用实验测得的数据绘制出v2-h图像，如图所示。由v2-h图像求得的当地重力加速度g=_______m/s2。（结果保留三位有效数字）‎ ‎【答案】 (1). AB (2). mgh2 (3). 9.67（9.57~9.78之间均可，但有效数字位数要正确）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)A．为了充分利用纸带，应先接通电源后释放纸带，故A正确；‎ B．为了减小误差，纸带与打点计时器的两个限位孔要在同一竖直线上，故B正确；‎ C．根据机械能守恒的表达式，两边的质量可以抵消，故可知不需要测量质量，故C错误；‎ D．为了减小阻力对实验的影响，在实验时一般选择体积小质量大的实心金属球进行实验，故D错误。‎ 故选D。‎ ‎(2)从打下O点到打下F点的过程中，下降的高度为，故重力势能减少量为 根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度可知F点的速度为 故动能增加量为 ‎(3)根据 得 所以图线的斜率为2g，‎ 即 解得g=‎9.67m/s2‎ 三、本题共 5 小题，共 43 分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后结果的不得分，有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位。将解答过程写在答题纸相应的位置。‎ ‎16.如图所示，用大小为8.0N的水平拉力F，使物体由静止开始沿光滑水平面做匀加速直线运动，在2.0s内通过的位移为‎8.0m，在此过程中，求：‎ ‎（1）水平拉力F做的功；‎ ‎（2）水平拉力F平均功率。‎ ‎【答案】（1）64J；（2）32W ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）拉力F做的功为W=Fx=64J ‎（2）拉力F的平均功率为 ‎17.力是改变物体运动状态的原因，力能产生加速度。力在空间上的积累使物体动能发生变化；如图所示，质量为 m 的物块，在水平合外力F的作用下做匀变速直线运动，速度由v0变化到v时，发生的位移为x。请根据牛顿第二定律和相关规律，推导动能定理。‎ ‎【答案】见解析.‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】根据牛顿第二定律F=ma 由匀变速运动规律可得v2−v02=2ax 消掉a可得动能定理的表达式 ‎18.天舟一号货运飞船于‎2017年4月20日19时41分35秒在文昌航天发射中心由长征七号遥二运载火箭成功发射升空，并于‎4月27日成功完成与天宫二号的首次推进剂在轨补加试验，这标志着天舟一号飞行任务取得圆满成功。已知引力常量为G，地球质量为M，地球半径为R，天舟一号的质量为m，它在预定轨道绕地球做匀速圆周运动时，距地球表面的高度为h，求：‎ ‎(1)天舟一号线速度 v 的大小；‎ ‎(2)天舟一号做匀速圆周运动角速度w。‎ ‎【答案】(1)；(2)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)天舟一号绕地球做圆周运动的向心力由万有引力提供，则 解得 ‎ ‎(2)由 解得 ‎19.如图所示，一个光滑的水平轨道与半圆轨道相连接，其中半圆轨道在竖直平面内，半径为R。质量为m的小球以某速度从 A 点无摩擦地滚上半圆轨道，小球通过轨道的最高点B后恰好做平抛运动，且正好落在水平地面上的 C 点，已知AC=4R，求：‎ ‎(1)小球在B点时的速度大小；‎ ‎(2)小球在B点时半圆轨道对它的弹力大小；‎ ‎(3)小球在A点时对半圆轨道的压力大小。‎ ‎【答案】(1)；(2)；(3)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)小球从B点做平抛运动，则，‎ 解得 ‎(2)在B点，由牛顿第二定律 解得 ‎ ‎(3)从A到B由机械能守恒 解得 在A点，由牛顿第二定律 解得 由牛顿第三定律可得，小球在 A 点时对半圆轨道的压力大小9mg。‎ ‎20.如图所示，质量M=‎8kg的长木板停放在光滑水平面上，在长木板的左端放置一质量m=‎2kg的小物块，小物块与长木板间的动摩擦因数μ=0.2，现对小物块施加一个大小F=8N的水平向右恒力，小物块将由静止开始向右运动，2s后小物块从长木板上滑落，从小物块开始运动到从长木板上滑落的过程中，重力加速度g取‎10m/s2。求 ‎(1)小物块和长木板的加速度各为多大；‎ ‎(2)长木板的长度；‎ ‎(3)通过计算说明：互为作用力与反作用力的摩擦力对长木板和小物块做功的代数和是否为零。‎ ‎【答案】(1)‎2m/s2；‎0.5m/s2；(2)‎3m；(3)不为零 ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)木板与木块间摩擦力=4N 木块加速度=‎2m/s2‎ 木板加速度=‎0.5m/s2‎ ‎(2)木块对地位移m 木块对地位移m 木板长L=m ‎(3)摩擦力对木块做功=-16J 摩擦力对长木板做功=4J 故