2018-2019学年江西省上饶中学高一上学期期中考试物理试题（解析版）

2018-2019学年江西省上饶中学高一上学期期中考试物理试题（解析版）

上饶中学2018-2019学年度高一上学期期中考试物 理试卷（特零班）‎ 一、选择题 ‎1.如图所示,汽车车厢顶部悬挂一轻质弹簧,弹簧下拴一个质量为的小球。当汽车在水平面上匀速行驶时弹簧伸长量为,当汽车以同一速度通过一个桥面为弧形的凸形桥的最高点时弹簧长度为,下列表示 、大小关系正确的是( )‎ A. B. ‎ C. D. 前三种情况均有可能 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】当汽车在水平面上做匀速直线运动时， 根据平衡得：mg=kL1，解得：，当汽车以同一匀速率通过一个桥面为圆弧形凸形桥的最高点时，由牛顿第二定律得：，解得：，比较可得：L1＞L2，故B正确，ACD错误。‎ ‎2.如图所示,水平放置在光滑水平面上的轻弹簧一端固定在墙壁上,质量4的木块在光滑水平面上滑动时碰撞并将弹簧压缩,弹簧从开始被压缩到木块速度减为零的过程中( )‎ A. 小球的动能增加 B. 小球做匀减速运动 C. 弹簧对小球做正功 D. 弹簧的弹性势能增大 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】木块与弹簧接触后受到弹簧的弹力方向向左，与木块运动方向相反，所以弹簧的弹力对木块做负功，木块的动能逐渐减小，故AC错误；弹力F=kx ‎，随着弹簧压缩量增大，弹力的增大，加速度增大，做加速度逐渐增大的减速运动，故B错误；木块压缩弹簧的过程中，木块的动能逐渐减小，减小的动能转化为弹簧的弹性势能，所以弹簧的弹性势能逐渐增大，故D正确。所以D正确，ABC错误。‎ ‎3.唐僧、悟空、沙僧和八戒师徒四人想划船渡过一条宽150 m的河，他们在静水中划船的速度为5 m/s，现在他们观察到河水的流速为4m/s，对于这次划船过河，他们有各自的看法，其中正确的是 A. 唐僧说：我们要想到达正对岸就得船头正对岸划船 B. 悟空说：我们要想节省时间就得朝着正对岸划船 C. 沙僧说：我们要想少走点路就得朝着正对岸划船 D. 八戒说：今天这种情况我们是不可能到达正对岸的 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 试题分析：当静水速度垂直于河岸时，渡河的时间最短，为：；但30s内要随着水向下游移动，故A错误，B正确；当合速度与河岸垂直时，渡河的位移最小，此时船头偏向上游，故C错误，D错误；故选B。‎ 考点：运动的合成和分解 ‎4. 如图所示为一种早期的自行车，这种不带链条传动的自行车前轮的直径很大，这样的设计在当时主要是为了(　　)．‎ A. 提高速度 B. 提高稳定性 C. 骑行方便 D. 减小阻力 ‎【答案】A ‎【解析】‎ 在骑车人脚蹬车轮转速一定的情况下，据公式v＝ωr知，轮子半径越大，车轮边缘的线速度越大，车行驶得也就越快，故A选项正确．‎ ‎5.2017年11月5日19时45分,中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”方式成功发射第二十四、二十五颗北斗导航卫星.北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite ‎ System,BDS)是中国自行研制的全球卫星导航系统.北斗卫星导航系统空间段由35颗卫星组成,其中5颗是地球同步卫星.关于同步卫星绕地球运动的相关物理量,下列说法正确的是(   )‎ A. 线速度大于第一宇宙速度 B. 向心加速度大于地球表面的重力加速度 C. 角速度等于地球自转的角速度 D. 运行周期大于月球绕地球运动的周期 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 球同步卫星即地球同步轨道卫星，又称对地静止卫星，是运行在地球同步轨道上的人造卫星，距离地球的高度约为36000 km，卫星的运行方向与地球自转方向相同、运行轨道为位于地球赤道平面上圆形轨道、运行周期与地球自转一周的时间相等，即24h，卫星在轨道上的绕行速度约为3.1公里/秒，其运行角速度等于地球自转的角速度。根据万有引力提供向心力，根据轨道半径展开讨论。‎ ‎【详解】第一宇宙速度是最大的运行速度，所以同步卫星的线速度小于第一宇宙速度，故A错误；由万有引力等于向心力，则有：，；在地球表面物体重力等于万有引力，有：，地球表面重力加速度为：，同步卫星的半径大于地球半径，同步卫星绕地球运动的向心加速度小于地球表面的重力加速度，故B错误；地球同步卫星相对于地球静止，其运行周期等于地球自转的周期，地球同步卫星的角速度等于地球自转的角速度，故C正确；根据得：，同步卫星轨道半径小于月球的轨道半径，所以运行周期小于月球绕地球运动的周期，故D错误；故选C。‎ ‎【点睛】本题考查了地球卫星轨道相关知识点，地球卫星围绕地球做匀速圆周运动，圆心是地球的地心，万有引力提供向心力，轨道的中心一定是地球的球心；同步卫星有四个“定”：定轨道、定高度、定速度、定周期。‎ ‎6.如图所示,质量为的物体放在光滑的倾角为的直角劈上,同时用力向右推劈,使与劈保持相对静止,在前进的水平位移为的过程中,劈对做的功为( )‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ m与楔形物体相对静止，二者必定都向右加速运动．即m的合外力方向水平向右 画出m的受力图，‎ 根据几何关系得：‎ 又劈对P只有支持力，所以支持力做的功为：，即为劈对P做的功，D正确；ABC错误；‎ 故选D。‎ ‎7.1772年，法籍意大利数学家拉格朗日在论文《三体问题》指出：两个质量相差悬殊的天体（如太阳和地球）所在同一平面上有5个特殊点，如图中的L1、L2、L3、L4、L5所示，人们称为拉格朗日点．若飞行器位于这些点上，会在太阳与地球共同引力作用下，可以几乎不消耗燃料而保持与地球同步绕太阳做圆周运动．若发射一颗卫星定位于拉格朗日L2点，下列说法正确的是（ ）‎ A. 该卫星绕太阳运动周期和地球自转周期相等 B. 该卫星在L2点处于平衡状态 C. 该卫星绕太阳运动的向心加速度大于地球绕太阳运动的向心加速度 D. 该卫星在L2处所受太阳和地球引力的合力比在L1处大 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ 试题分析：该卫星与地球同步绕太阳做圆周运动的周期相同，处于非平衡状态，由地球和太阳的引力的合力提供向心力．根据公式向心加速度和向心力关系．‎ 该卫星与地球同步绕太阳做圆周运动，则该卫星绕太阳运动周期和地球绕太阳运动周期相等，但与地球自转周期没有关系，故A错误；该卫星所受的合力为地球和太阳对它引力的合力，这两个引力方向相同，合力不为零，处于非平衡状态，故B错误；由于该卫星与地球绕太阳做圆周运动的周期相同，该卫星的轨道半径大，根据公式分析可知，“嫦娥二号”的绕太阳运动的向心加速度大于地球绕太阳运动的向心加速度，故C正确； 因为这些点上的周期相同，根据可得半径越大，向心加速度越大，所以根据可得半径越大受到的合力越大，故D正确 ‎8.2010年10月1日,我国第二颗探月卫星“嫦娥二号”成功发射,“嫦娥二号”最终进入距月面高h的圆形工作轨道,开始进行科学探测活动,设月球半径为R,月球表面的重力加速度为g,万有引力常量为G,则下列说法正确的是( )‎ A. 嫦娥二号绕月球运行的周期为 B. 月球的平均密度为 C. 嫦娥二号在工作轨道上的绕行速度为 D. 在嫦娥二号的工作轨道处的重力加速度为 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ 根据万有引力提供向心力，即：，解得；v＝，ω＝，T＝2π，嫦娥一号的轨道半径为r=R+h，结合黄金代换公式：GM=gR2，代入线速度和角速度及周期公式得：T＝2π，v＝，故AC错误；由黄金代换公式得中心天体的质量M＝，月球的体积V ‎＝πR3，则月球的密度ρ＝，故B正确；月球表面万有引力等于重力，则＝mg′，得：g′＝()2g，故D正确；故答案选BD.‎ ‎9.一辆小汽车在水平路面上由静止启动,在前5内做匀加速直线运动,5末达到额定功率,之后保持额定功率运动,其图像如下图所示.已知汽车的质量为,汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍, 取10,则(   )‎ A. 汽车在前5 内的牵引力为 B. 汽车在前5 内的牵引力为 C. 汽车的额定功率为60‎ D. 汽车的最大速度为30‎ ‎【答案】BCD ‎【解析】‎ 试题分析：汽车受到的阻力f=0．1×2×103×10=2×103N；前5s内，由图a=2m/s2，由牛顿第二定律：F-f=ma，求得：F=f+ma=（0．1×2×103×10+2×103×2）N=6×103N 故A错误．B正确．t=5s末功率达到额定功率，P=Fv=6×103×10W=6×104W=60kw；故C正确；当牵引力等于阻力时，汽车达最大速度，则最大速度．故D正确．故选BCD。‎ 考点：功和功率；牛顿第二定律 ‎【名师点睛】本题结合图象考查汽车启动问题，在解题时要明确汽车的运动过程及运动状态，正确应用牛顿第二定律及功率公式求解．‎ ‎10.“嫦娥一号”探月卫星沿地月转移轨道直奔月球,在距月球表面200的点进行第一次变轨后被月球捕获,先进入椭圆轨道Ⅰ绕月飞行,如图所示。之后,卫星在点又经过两次变轨,最后在距月球表面200的圆形轨道Ⅲ上绕月球做匀速圆周运动。对此,下列说法正确的是(   ) ‎ A. 卫星在轨道Ⅲ上运动到点的速度大于在轨道Ⅱ上运动到点的速度 B. 卫星在轨道Ⅲ上运动周期比在轨道Ⅰ上短 C. 卫星从轨道Ⅰ变到轨道Ⅱ在P点需要减速 D. 卫星在轨道Ⅲ上运动到点时的加速度大于沿轨道Ⅰ运动到点时的加速度 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据卫星变轨的原理，从低轨道进入高轨道要加速，从高轨道进入低轨道要减速，从而比较比较不同轨道上速度关系；根据开普勒第三定律比较周期的大小；根据牛顿第二定律比较卫星的加速度．‎ ‎【详解】卫星在Ⅲ上的P点进入轨道Ⅱ，需点火加速，可知卫星在轨道Ⅲ上运动到P点的速度小于在轨道Ⅱ上运动到P点的速度，故A错误。根据开普勒第三定律知，，轨道I的半长轴大于轨道Ⅲ的半径，则卫星在轨道I上的周期大于轨道Ⅲ上的周期，故B正确。卫星从轨道Ⅰ变到轨道Ⅱ在P点需要减速，选项C正确；卫星在不同轨道上的P点，所受的万有引力大小相等，根据牛顿第二定律知，加速度相等，故D错误。故选BC。‎ ‎【点睛】解决本题的关键知道卫星变轨的原理，掌握开普勒第三定律，会根据开普勒第三定律比较周期的大小．‎ 二、实验题 ‎11.图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图. ‎ ‎（1）.实验前应对实验装置反复调节,直到斜槽末端切线__________.每次让小球从同一位置由静止释放,是为了每次平抛__________.‎ ‎（2）.图乙是正确实验取得的数据,其中为抛出点,则此小球做平抛运动的初速度为__________. (取9.8)‎ ‎（3）.在另一次实验中将白纸换成方格纸,每个格的边长,通过实验,记录了小球在运动途中的三个位置,如图丙所示,则该小球做平抛运动的初速度为__________;点的竖直分速度为__________.(取10)‎ ‎【答案】 (1). 水平 (2). 初速度相同 (3). 1.6 (4). 1.5 (5). 2.0‎ ‎【解析】‎ ‎（1）实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线水平。每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛初速度相同。‎ ‎（2）根据，代入数据解得：，所以初速度：。‎ ‎（3）在竖直方向上，2L=gT2，解得：，则平抛运动的初速度为：，B点竖直方向上分速度为。‎ ‎12.某同学采用如图1所示的装置进行了有关“动能定理”研究的实验。‎ a.按图1把实验器材安装好,不挂配重,反复移动垫木直到小车做匀速直线运动; ‎ b.把细线系在小车上并绕过定滑轮悬挂质量为100g的配重,接通电源,放开小车,电火花计时器在被小车带动的纸带上打下一系列点。从某点A开始,此后在纸带上每隔4个点取一个计数点,依次标为B、C、D、……; ‎ c.测量出B、C、D、……各点与A点的距离,分别记为x1、x2、x3、……; ‎ d.用配重受到的重力分别乘以x1、x2、x3、……,得到配重重力所做的功W1、W2、W3、……;‎ ‎ e.求出B、C、D、……各点的速度大小,分别记为V1、V2、V3、……,再求出它们的平方V12、V22、V32、……; ‎ f.用纵坐标表示速度的平方V2,横坐标表示配重重力所做的功W,在图象中描出(Wi,Vi2)坐标点,再连成图线;‎ ‎( 重力加速度g=9.80m/s2,计算结果保留到小数点后两位) ‎ ‎（1）在步骤d中,该同学测得x4=40.00cm,则配重重力所做的功W4=_________J;‎ ‎（2）该同学得到的V2-W图象如图2所示。通过图象可知,打A点时对应小车的速度v0=________m/s;‎ ‎（3）小车的质量M=__________kg。‎ ‎【答案】 (1). （1）0.39; (2). （2）0.50(0.45~0.55); (3). （3）0.30(0.29~0.31)‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎（1）配重物体的重力即为小车所受合外力，据此可正确解答本题．‎ ‎（2）根据题意可知，图象上的纵轴截距就是对应的就是v02 ，据此可求出打A点时对应小车的速度v0大小．‎ ‎（3）结合图象，根据功能关系可求出小车质量大小．‎ ‎【详解】（1）配重重力做功为：W=mgx4=0.1×9.8×0.4≈0.39J （2）由图可知，纵轴截距对应的就是打A点速度的平方，因此有：vA2 =0.25，所以有：vA=0.50m/s． （3）根据动能定理： ‎ 可得：，所以图象的斜率：，代入数据得：m=0.30kg．‎ ‎【点睛】本题考查了该实验的具体操作和结合图象进行数据处理，对应图象问题处理方法为，结合数学知识，写出图象的函数关系方程，明确截距、斜率等含义即可．‎ 三、计算题 ‎13.某滑板爱好者在离地高的平台上滑行,水平离开点后落在水平地面上的点,其水平位移.着地时由于存在能量损失,着地后速度变为,并以此为初速沿水平地面滑行后停止.已知人与滑板的总质量.试求:‎ ‎（1）.人与滑板在水平地面滑行时受到的平均阻力的大小;‎ ‎（2）.人与滑板离开平台时的水平初速度.(空气阻力忽略不计,).‎ ‎【答案】（1）60N （2）5m/s ‎【解析】‎ 试题分析：（1）设人与滑板在水平地面滑行时受到的平均阻力的大小为f，根据动能定理有-fs2=0-mv2‎ 解得f=60N．‎ ‎（2））人与滑板离开平台后做平抛运动，设初速度的大小为v0，飞行时间为t，根据平抛运动的规律有：‎ h=gt2‎ s1=v0t 联立解得v0=5m/s．‎ 考点：平抛运动；动能定理 视频 ‎14.1969年7月20日,人类第一次登上月球,宇航员在月球表面做了这样一个实验:将一片羽毛和一个铁锤从同一个高度同时由静止释放,二者几乎同时落地。若羽毛和铁锤是从高度为h处下落,经时间落到月球表面。已知引力常量为G,月球的半径为R，不考虑月球自转的影响。求：‎ ‎（1）月球表面的自由落体加速度大小g月;‎ ‎（2）月球的质量M;‎ ‎（3）在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动飞行器的周期。‎ ‎【答案】（1） （2）a.；b.‎ ‎【解析】‎ ‎（1）月球表面附近的物体做自由落体运动：h=g月t2 月球表面的自由落体加速度大小：‎ ‎ （2）a．若不考虑月球自转的影响： ‎ 月球的质量： b．质量为m'的飞行器在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动： ‎ 在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动飞行器的周期： ‎ ‎15.如图所示,在某竖直平面内,光滑曲面AB与水平面BC平滑连接于B点,BC右端连接内壁光滑、半径r=0.2m的四分之一细圆管CD,管口D端正下方直立一根劲度系数为k=100N/m的轻弹簧,弹簧一端固定,另一端恰好与管口D端平齐.一个质量为1kg的小球放在曲面AB上,现从距BC的高度为h=0.6m处静止释放小球,它与BC间的动摩擦因数μ=0.5,小球进入管口C端时,它对上管壁有FN=2.5mg的作用力.取重力加速度g=10m/s2.‎ ‎（1）小球在C处受到的向心力大小;‎ ‎（2）水平面BC段的长度； ‎ ‎（3）在压缩弹簧过程中小球的最大动能Ekm.‎ ‎【答案】（1）35N（2）0.5m（3）6J ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎（1）通过受力分析得到竖直方向的合外力即向心力；‎ ‎（2）由向心力求得速度，再对AC运动过程应用动能定理即可求解；‎ ‎（3）根据速度最大时受力平衡求得弹簧压缩量（由弹性势能亦可求），再对下落过程应用动能定理即可求解．‎ ‎【详解】（1）小球进入管口C端时，它与圆管上管壁有大小为F=2.5mg的相互作用力，故小球受到的向心力为：F向 ‎=2.5mg+mg=3.5mg=3.5×1×10 N=35N； （2）在C点应用牛顿第二定律有：； 小球从A点运动到C点过程，只有重力、摩擦力做功，故由动能定理可得： mgh−μmgs＝ ； 所以有： ； （3）在压缩弹簧过程中速度最大时，合力为零．设此时小球离D端的距离为x0，则有 kx0=mg 所以，x0＝＝0.1m； 小球下落过程只有重力、弹簧弹力做功，故机械能守恒，则由机械能守恒定律有： mg(r+x0)+mvC2＝Ekm+Ep； 所以，Ekm＝mg(r+x0)+mvC2−Ep=mg(r+x0)+F向r−Ep＝6J；‎ ‎【点睛】经典力学问题一般先对物体进行受力分析，求得合外力及运动过程做功情况，然后根据牛顿定律、动能定理及几何关系求解.‎ ‎16.如图所示，物体A质量，A的初速度，方向沿斜面向下，已知斜面足够长，B离地面足够高，A.B均可看成质点，绳子的质量不计且始终绷紧（，，）。‎ ‎（1）若A与斜面间无摩擦，A.B均作匀速直线运动，求物体B的质量；‎ ‎（2）若物体A与斜面间的动摩擦因数，将B换成质量为的物体，求物体A开始运动时的加速度大小？物体A在内通过的路程？‎ ‎【答案】（1）；（2），‎ ‎【解析】‎ 试题分析：（1）当A.B作匀速运动，对B：，对A：，‎ 依牛顿第三定律，由以上各式可得：。‎ ‎（2）当B换成质量为时，由于：，所以开始运动时，A沿斜面向下作匀减速直线运动，B向上作匀减速直线运动．‎ 对A：有：，‎ 对B：，依牛顿第三定律 由以上各式可得：。‎ 从开始运动至停止时间：，内路程：‎ 停止时：由于，所以接下来A沿斜面向上作匀加速直线运动，B向下作匀加速直线运动，对B：，对A：有：，，由以上各式可得。‎ ‎，内路程：，内总路程：。‎ 考点：牛顿运动定律综合 ‎【名师点睛】解决本题的关键理清物体的运动情况，结合牛顿第二定律、运动学公式、共点力平衡进行求解，知道加速度是联系力学和运动学的桥梁。‎ ‎ ‎