河北省邯郸市馆陶县第一中学2019-2020学年高一下学期期中考试物理试卷

河北省邯郸市馆陶县第一中学2019-2020学年高一下学期期中考试物理试卷

‎ 高一物理试卷 注意事项：‎ ‎1．答题前在答题纸上填写好自己的姓名、班级、考号等信息 ‎2．考试结束后，及时把答题纸清晰拍照传至考试当天的物理作业 第I卷（选择题每小题4分，共56分，部分选项得2分)‎ 一、单选题 ‎1．物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步，下列表述中正确的是（　　）‎ A．第谷发现了行星运动三定律 B．伽利略发现了万有引力定律 C．开普勒第三行星运动定律中的k值只与地球质量有关 D．卡文迪许通过扭秤实验测量出了万有引力常量 ‎2．火星是地球的邻居，已知火星的半径是地球的，质量是地球的，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 B．火星表面的重力加速度是地球表面的 C．火星表面的重力加速度是地球表面的 D．该同学以相同的速度在火星上跳起，上升的最大高度是 ‎3．‎2019年1月3日，我国发射的“嫦娥四号”探测器成功着陆在月球背面南极艾肯特盆地冯·卡门预选着陆区。探测器在月球上空高h的Ⅰ轨道上做圆周运动，为了使探测器较安全的落在月球上的B点，在轨道A点开始减速，使探测器进入Ⅱ轨道运动。已知月球的半径为R，月球表面的重力加速度为g，不计月球的自转。下列说法正确的是（ ）‎ A．根据以上信息可以求出”嫦娥四号”所受的万有引力 B．根据以上信息可以求出月球的平均密度 C．“嫦娥四号”在A点通过减小牵引力使其减速 D．由于不知道“嫦娥四号”在轨道的Ⅱ的运动速率，无法求出从A点运动到B点的时间 ‎4．电影《流浪地球》深受观众喜爱，地球最后找到了新家园，是一颗质量比太阳大一倍的恒星，假设地球绕该恒星作匀速圆周运动，地球到这颗恒星中心的距离是地球到太阳中心的距离的2倍。则现在地球绕新的恒星与原来绕太阳运动相比，说法正确的是（ ）‎ A．线速度是原来的 B．万有引力是原来的 C．向心加速度是原来的2倍 D．周期是原来的2倍 ‎5．利用探测器探测某行星，探测器在距行星表面高度为h1的轨道上做匀速圆周运动时，测得周期为T1；探测器在距行星表面高度为h2的轨道上做匀速圆周运动时，测得周期为T2，万有引力常量为G，根据以上信息不能求出的是（　　）‎ A．该行星的质量 B．该行星的密度 C．该行星的第一宇宙速度 D．探测器贴近行星表面飞行时行星对它的引力 ‎6．如图所示，地球和月球的拉格朗日点L2位于地球和月球连线上月球外侧，处在该点的空间站在地球和月球引力的共同作用下，可与月球一起以相同的周期绕地球运动。以a1、 a2分别表示该空间站和月球的向心加速度大小，a3表示地球同步卫星的向心加速度大小，、、 分别对应它们的线速度大小。以下判断正确的是（ ）‎ A． B．‎ C． D．‎ ‎7．如图为某双星系统A、B绕其连线上的O点做匀速圆周运动示意图，若A星的轨道半径大于B星的轨道半径，双星的总质量M,双星间的距离为L,其运动周期为T,则（ ）‎ A．A的线速度一定大于B的线速度 B．A的质量一定大于B的质量 C．L 一定，M越大，T越大 D．M —定，L越大，T越小 ‎8．以一定的初速度竖直向上抛出一个小球，小球上升的最大高度为h，空气阻力的大小恒为f，则从抛出至回到原出发点的过程中，空气阻力对小球做的功为（ ）‎ A．0 B．-fh C．-2fh D．2fh ‎9．如图所示，B物体在拉力F的作用下向左运动，在运动的过程中，A、B间有相互作用的摩擦力，则摩擦力做功的情况是（ ）‎ A．A、B都克服摩擦力做功 B．摩擦力对A不做功，B克服摩擦力做功 C．摩擦力对A做功，B克服摩擦力做功 D．摩擦力对A、B都不做功 ‎10．质量为m的汽车在平直路面上启动，启动过程的速度图象如图所示，0~t1段为直线，从t1时刻起汽车保持额定功率不变，整个运动过程中汽车所受阻力恒为f，则（ ）‎ A．0~t1时间内，汽车的牵引力等于 B．t1~t2时间内，汽车做匀加速运动 C．t1~t2时间内，汽车的功率等于fv1‎ D．t1~t2时间内，汽车的功率等于fv2‎ ‎11．如图所示，质量为m的小球以初速度v0水平抛出，恰好垂直打在倾角为的斜面上，则球落在斜面上时重力的瞬时功率为（不计空气阻力）（ ）‎ A． B．‎ C． D．‎ 二、多选题 ‎12．如图所示，a、b、c是地球大气层外圆形轨道上运行的三颗人造卫星，a和b的质量相等，且小于c的质量，则( )‎ A．b所需向心力最小 B．b、c的向心加速度大小相等，且大于a的向心加速度 C．b、c的周期相等且大于a的周期 D．b、c的线速度大小相等，且小于a的线速度 ‎13．宇航员站在某一星球上，将一个小球距离星球表面h（h远小于R）高度处由静止释放使其做自由落体运动，经过t时间后小球到达星球表面，已知该星球的半径为R，引力常量为G，则下列选项正确的是（ ）‎ A．该星球的质量为 B．该星球表面的重力加速度为 C．该星球表面的第一宇宙速度为 D．该星球的密度为 ‎14．‎2018年2月12日13时03分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，以“一箭双星”方式成功发射第二十八、二十九颗北斗导航卫星。发射过程中“北斗”28星的某一运行轨道为椭圆轨道，周期为T0，如图所示。则（　　）‎ A．“北斗”28星的发射速度大于第一宇宙速度 B．“北斗”28星星在A→B→C的过程中，速率逐渐变大 C．“北斗”28星在A→B过程所用的时间小于 D．“北斗”28星在B→C→D的过程中，万有引力对它先做正功后做负功 第II卷（非选择题，共计44分)‎ 三、实验题（共12分，分别为3个2分、6个1分）‎ ‎15．卡文迪许把他自己的实验说成是“称地球的重量”（严格地说应是“测量地球的质量”）。如果已知引力常量G、地球半径R和重力加速度g，那么我们就可以计算出地球的质量M=____________，进一步可以计算出地球的密度_______________；如果已知某行星绕太阳运行所需的向心力是由太阳对该行星的万有引力提供的，该行星做匀速圆周运动，只要测出行星的公转周期T和行星距太阳的距离r就可以计算出太阳的质量_______________.‎ ‎16．关于正功和负功的基本知识：‎ ‎（1）当时，W______0，即当力F的方向跟位移方向垂直时，力F对物体________.‎ ‎（2）当时，W_____0，即当力F的方向跟位移方向的夹角为锐角时，力F对物体_____.‎ ‎（3）当时，W____0，即当力F的方向跟位移方向的夹角为钝角时，力F对物体_____.‎ 四、 解答题（共32分，其中17题10分，18题10分，19题12分）‎ ‎17．如图所示，假设某星球表面上有一倾角为θ＝37°的固定斜面，一质量为m＝2.0 kg的小物块从斜面底端以速度9 m/s沿斜面向上运动，小物块运动1.5 s时速度恰好为零.已知小物块和斜面间的动摩擦因数为0.25，该星球半径为R＝1.2×103km.试求：(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)‎ ‎(1)该星球表面上的重力加速度g的大小.‎ ‎(2)该星球的第一宇宙速度.‎ ‎18．如图所示，质量为m＝2kg的物体静止在水平地面上，受到与水平面成θ＝37°，大小F＝10N的拉力作用，物体移动了l＝2 m，物体与地面间的动摩擦因数μ＝0.3，g取10 m/s2。求：‎ ‎（1）拉力F所做的功W1；‎ ‎（2）摩擦力Ff所做的功W2。‎ ‎19．汽车发动机的额定功率为37.5kW，汽车的质量为t，汽车在水平路面上行驶时，所受阻力是汽车重力的0.05倍，g=10m/s2。求：‎ ‎(1)若汽车保持额定功率从静止起动后能达到的最大速度是多少？‎ ‎(2)若汽车从静止开始，保持以1m/s2的加速度作匀加速直线运动，这一过程的位移是多大？用了多长时间？‎ 参考答案 ‎1．D ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎【详解】‎ A．开普勒提出行星运动规律，A错误；‎ BD．牛顿发现了万有引力定律，万有引力常量是卡文迪许在实验中测量并计算得出的，B错误D正确；‎ C．开普勒第三行星运动定律中的k值，与太阳的质量有关，与地球的质量无关，C错误。‎ 故选D。‎ ‎2．C ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ A．根据万有引力定律的表达式，该同学在地球表面受到的万有引力 在火星表面和地球表面所受的万有引力之比为 故A错误；‎ BC．根据在星球表面万有引力等于重力 得 已知火星与地球半径、质量的关系，代入后可以求得在火星表面的重力加速度 故B错误，C正确；‎ D．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。‎ 故选C。‎ ‎3．B ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎【详解】‎ A．探测器质量未知，无法求出其所受万有引力，故A错误；‎ B．已知月球的半径为R，月球表面的重力加速度为g，根据黄金代换 可求出月球的质量，从而可以求出月球的平均密度，故B正确；‎ C．“嫦娥四号”在A点通过沿运动方向喷气使其减速，故C错误； ‎ D．探测器在月球上空高h的Ⅰ轨道上做圆周运动，根据 ‎ ‎ 可以求出其周期。可求出Ⅱ轨道的半长轴为 ‎ ‎ 从而运用开普勒第三定律 ‎ ‎ 求出Ⅱ轨道的周期，从A点运动到B点的时间为半个周期，可求出。故D错误。‎ 故选B。‎ ‎4．D ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ A、根据万有引力充当向心力：G=m，线速度v=，由题知，新恒星的质量M是太阳的2倍，地球到这颗恒星中心的距离r是地球到太阳中心的距离的2倍，则地球绕新恒星的线速度不变，故A错误。‎ B、根据万有引力F= G可知，万有引力变为原来的，故B错误。‎ C、由向心加速度a=可知，线速度v不变，半径r变为原来的2倍，则向心加速度变为原来的，故C错误。‎ D、由周期T=可知，线速度v不变，半径r变为原来的2倍，则周期变为原来的2倍，故D正确。‎ ‎5．D ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎【详解】‎ A．探测器在距行星表面高度为h的轨道上做匀速圆周运动时，有 解得 则有 联立两式即可求出行星的质量M和行星的半径R，A正确，不符合题意；‎ B．行星的密度 可以求出行星的密度，B正确，不符合题意；‎ C．根据万有引力提供向心力 得第一宇宙速度 v＝‎ C正确，不符合题意；‎ D．由于不知道探测器的质量，所以不可求出探测器贴近行星表面飞行时行星对它的引力，D错误，符合题意。‎ 故选D。‎ ‎6．D ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 空间站和月球角速度相等，根据a=ω2r，因为空间站的轨道半径大于月球的轨道半径，所以a1＞a2；地球同步卫星的轨道半径小，，向心加速度大，故a3＞a1＞a2；空间站与月球具有相同的周期与角速度，根据v=rω知v1＞v2，同步卫星离地高度约为36000公里，故同步卫星离地距离小于拉格朗日点L的轨道半径，根据知v3＞v1，则v3＞v1＞v2；‎ A．，与结论不相符，选项A错误；‎ B．，与结论不相符，选项B错误；‎ C．，与结论不相符，选项C错误；‎ D．，与结论相符，选项D正确；‎ ‎7．A ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ A. 双星系统中两颗恒星间距不变，是同轴转动，角速度相等，根据v=rω，因为rB＜rA，故vA＞vB，故A正确。‎ B. 双星靠相互间的万有引力提供向心力，所以向心力相等，故：‎ 因为rB＜rA，所以mB＞mA，即B的质量一定大于A的质量，故B错误。‎ CD. 根据牛顿第二定律，有：‎ 其中：rA+rB=L，联立解得：‎ 故CD错误。‎ ‎8．C ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 上升过程：空气阻力对小球做功W1=-fh；下落过程：空气阻力对小球做功W2=-fh；则从抛出到落回到抛出点的过程中，空气阻力对小球做的功为 W=W1+W2=-2fh.‎ A．0，与结论不相符，选项A错误；‎ B．–fh，与结论不相符，选项B错误；‎ C．-2fh，与结论相符，选项C正确；‎ D．2fh，与结论不相符，选项D错误；‎ ‎9．B ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎【详解】‎ 做功的两个必要因素是力和在力的方向上通过一段位移，当B向左移动时，A没有动，故AB之间的摩擦力对A没有做功；B物体受到的摩擦力方向与运动方向相反，故摩擦力对B做负功，即B克服摩擦力做功；则ACD错误，B正确．‎ ‎10．D ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎【详解】‎ 时间内，汽车做匀加速直线运动，加速度，根据牛顿第二定律得：，解得：牵引力，故A错误；从时刻起汽车的功率保持不变，可知汽车在时间内的功率等于以后的功率，根据和可知，功率不变，速度增大，牵引力减小，摩擦力不变，故加速度逐渐减小，故B错误．汽车的额定功率，故C错误．当牵引力等于阻力时，速度达到最大，故时间内，汽车已达到额定功率，则，故D正确．故选D．‎ ‎【点睛】‎ 根据速度时间图线得出匀加速直线运动的加速度大小，结合牛顿第二定律求出牵引力的大小，根据匀加速直线运动的末速度，结合牵引力的大小，根据P=Fv求出额定功率.‎ ‎11．B ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎【详解】‎ 由平抛的运动规律可得：，，小球的瞬时速度与斜面垂直，分解速度由平行四边形可知：，则平抛时间为：；由重力的瞬时功率表达式；故选B．‎ ‎【点睛】‎ 该题是平抛运动基本规律的应用，主要抓住撞到斜面上时水平速度和竖直方向速度的关系，‎ ‎12．ACD ‎【解析】‎ 向心力有万有引力提供，，因为a、b质量相同，且小于c的质量，可知b所需向心力最小，A正确；根据可得 ‎，可知，轨道半径越大，加速度越小．故b、c的向心加速度相等，小于a的向心加速度，B错误；根据公式可得，可知，轨道半径越大，周期越大．故b、c的周期相同，大于a的周期，C正确；根据可得，轨道半径越大，线速度越小，故b、c的线速度大小相等，且小于a的线速度，D正确．‎ ‎13．AD ‎【解析】‎ 对小球，根据h=gt2得该星球表面的重力加速度为：g=．物体在星球表面时，根据G=mg得星球的质量为：．故A正确，B错误；根据万有引力提供向心力得：mg=m，所以：该星球表面的第一宇宙速度为：．故C错误．星球的密度为：．故D正确；故选AD．‎ 点睛：该题是自由落体运动与万有引力定律的综合，要知道联系它们之间的桥梁是重力加速度．解决本题的关键是掌握万有引力等于重力以及万有引力等于向心力这两条基本理论，并能灵活运用．‎ ‎14．AC ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎【详解】‎ A．绕地球运行的卫星，其发射速度都大于第一宇宙速度，故A正确；‎ B．根据开普勒第二定律，卫星在的过程中，卫星与地球的距离增大，速率逐渐变小，故B错误；‎ C．卫星在的过程中所用的时间是，由于卫星在的过程中，速率逐渐变小，与的路程相等，所以卫星在过程所用的时间小 ‎，故C正确；‎ D．卫星在的过程中，万有引力方向先与速度方向成钝角，过了点后与速度方向成锐角，所以万有引力对它先做负功后做正功，故D错误；‎ 故选AC。‎ ‎15． ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ ‎[1][2]．根据万有引力等于重力 得：‎ 则地球密度为：‎ ‎ ‎ ‎[3]．根据万有引力提供向心力，有：‎ 解得：‎ 知只要知道行星的公转周期T和行星距太阳的距离r，即可计算出太阳的质量．‎ ‎16．= 做功为零 > 做正功 < 做负功 ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 根据W=Fxcosα可知：‎ ‎（1）[1][2]．当时，cosα=0，则W=0，即当力F的方向跟位移方向垂直时，力F 对物体做功为零.‎ ‎（2）[3][4]．当时，cosα>0，则W>0，即当力F的方向跟位移方向的夹角为锐角时，力F对物体做正功.‎ ‎（3）[5][6]．当时，cosα<0，则W<0，即当力F的方向跟位移方向的夹角为钝角时，力F对物体做负功.‎ ‎17．（1）g=7.5m/s2 （2）3×103m/s ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎【详解】‎ ‎（1）小物块沿斜面向上运动过程 解得：‎ 又有：‎ 解得：‎ ‎（2）设星球的第一宇宙速度为v，根据万有引力等于重力，重力提供向心力，则有：‎ ‎18．（1）16J；（2）-8.4J。‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎【详解】‎ ‎(1)根据功的定义可知拉力的功 ‎(2)物体对地面的压力 摩擦力为 故摩擦力所做功为 ‎19．(1) 15m/s；(2)12.5m，5s ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎【详解】‎ ‎(1) 汽车运动中所受的阻力大小为 汽车保持恒定功率起动时，做加速度逐渐减小的加速运动，当加速度减小到零时，速度达到最大。汽车的最大速度为 ‎(2) 当汽车匀加速运动时，由牛顿第二定律得 得 汽车匀加速运动时，其功率逐渐增大，当功率增大到等于额定功率时，匀加速运动结束，此时汽车的速度为 则汽车匀加速运动的时间和位移为