【物理】湖北省武汉市三校联合体2019-2020学年高一下学期期中考试试题

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【物理】湖北省武汉市三校联合体2019-2020学年高一下学期期中考试试题

湖北省武汉市三校联合体2019-2020学年下学期期中考试题一、选择题(本题共12 小题,每小题4 分,共 48 分。在每小题给出的四个选项中,第1~8题只有一项符合题目要求,第 9~12 题有多项符合题目要求。全部选对的得 4 分,选对但不全的得 2 分,有选错的得 0 分。) ‎ ‎1.关于万有引力,下列说法正确的是 A.万有引力只有在天体与天体之间才能明显表现出来 ‎ B.一个苹果由于其质量很小,所以它受的万有引力几乎可以忽略 ‎ C.地球对人造卫星的万有引力远大于卫星对地球的万有引力 ‎ D.地球表面的大气层是因为万有引力的约束而存在于地球表面附近 ‎ ‎2.两个分别带有电荷量 Q 和+3Q 的相同金属小球(均可视为点电荷),固定在相距为 r 的两处,它们间库仑力的大小为 F 。两小球相互接触后将其固定距离变为 ,则两球间库仑力的大小为 ‎ A.FB.FC.FD.12F ‎3.如图所示,两个不带电的导体A 和 B,用一对绝缘柱支持使它们彼此接触。把一带正电荷的物体 C 置于 A 附近,贴在 A、B 下部的金属箔都张开 ‎ A.此时 A 带正电,B 带负电 ‎ B.此时 A、B 带负电 ‎ C.移去 C,贴在 A、B 下部的金属箔都闭合 ‎ D.先把 A 和 B 分开,然后移去 C,贴在 A、B 下部的金属箔都闭合 ‎ ‎4.如图所示,ACB 是一个半径为 R 的半圆柱面的横截面,直径 AB 水平,C 为截面上的最低点,AC 间有一斜面,从 A 点以大小不同的初速度 v1、v2 沿 AB 方向水平抛出两个小球,a 和 b,分别落在斜面 AC 和圆弧面 CB 上,不计空气阻力,下列判断正确的是 A.初速度 v1 可能大于 v2 ‎ B.a 球的飞行时间可能比 b 球长 ‎ C.若 v2 大小合适,可使 b 球垂直撞击到圆弧面 CB 上 ‎ D.a 球接触斜面前的瞬间,速度与水平方向的夹角为 45° ‎ ‎5.如图所示,汽车在炎热的夏天沿不平的曲面行驶,其中最容易发生爆胎的点是(假定汽车运动速率va=vc , vb=vd )‎ A.a 点 B.b点 ‎ C.c 点 D.d点 ‎ ‎6.如图所示,一电子沿等量异种点电荷的中垂直线由 A→O→B 运动,则电子所受等量异种点电荷的电场力的大小和方向变化情况是 A.先变大后变小,方向水平向左 ‎ B.先变大后变小,方向水平向右 ‎ C.先变小后变大,方向水平向左 ‎ D.先变小后变大,方向水平向右 ‎ ‎7.如图所示,发射地球同步卫星时,先将卫星发射至近地圆轨道 1,然后经点火将卫星送入椭圆轨道 2,然后再次点火,将卫星送入同步轨道 3。轨道1、2 相切于 Q 点,2、3相切于 P 点,则当卫星分别在 1、2、3 轨道上正常运行时,下列说法中正确的是 A.卫星在轨道 3 上的速率大于在轨道 1 上的速率 ‎ B.卫星在轨道 3 上的角速度大于在轨道 1 上的角速度 ‎ C.卫星在轨道 1 上经过 Q 点的加速度大于它在轨道 2 上经过 Q 点的加速度 ‎ D.卫星在轨道 2 上经过 P 点的加速度等于它在轨道 3 上经过 P 点的加速度 ‎ ‎8.如图所示,一质量为 m 的小球固定于轻质弹簧的一端,弹簧的另一端固定于O 点处。将小球拉至 A 处时,弹簧恰好无形变,由静止释放小球,它运动到 O点正下方 B 点速度为 v,AB 间的竖直高度差为 h,则 ‎ A.由 A 到 B 过程合力对小球做的功等于 mgh ‎ B.由 A 到 B 过程小球的重力势能减少 m C.由 A 到 B 过程小球克服弹力做功为 mgh ‎ D.小球到达位置 B 时弹簧的弹性势能为 mghm ‎9.卫星 A、B 的运行方向相同,其中 B 为近地卫星。某时刻,两卫星相距最近(O、B、A 在同一直线上)。已知地球半径为 R,卫星 A 离地心 O 的距离是卫星B 离地心 O 距离的 4 倍,地球表面的重力加速度为 g,则 A.卫星 A、B 运行的加速度大小之比 ‎ B.卫星 A、B 运行的周期之比 C.卫星 A、B 运行的线速度大小之比 ‎ D.卫星 A、B 至少要经过时间t =,两者再次相距最近 ‎ ‎10.宇宙中,两颗靠得比较近的恒星,只受到彼此之间的万有引力作用互相绕转,称之为双星系统。在浩瀚的银河系中,多数恒星都是双星系统。设某双星系统 A、B 绕其连线上的O 点做匀速圆周运动,如图所示,若 AO>OB,则 ‎ A.星球 A 的质量一定大于 B 的质量 ‎ B.星球 A 的线速度一定大于 B 的线速度 ‎ C.双星间距离一定,双星的总质量越大,其转动周期越小 ‎ D.双星的总质量一定,双星之间的距离越大,其转动周期越小 ‎ ‎11.一辆小汽车在水平路面上由静止启动,在前 5s 内做匀加速直线运动,5s 末达到额定功率,之后保持以额定功率运动。其 v-t 图象如图所示。已知汽车的质量为 m = 1103 kg ,汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍,以下说法正确的是 ‎ A.汽车在前 5s 内的牵引力为5103 N B.汽车速度为 25m /s 时的加速度为5m/s2 ‎ C.汽车的额定功率为 100 kW ‎ D.汽车的最大速度为 80 m/s ‎ ‎12.如图所示,当列车以恒定速率通过一段水平圆弧形弯道时,乘客发现在车厢顶部悬挂玩具小熊的细线与车厢侧壁平行。同时观察放在桌面上水杯内的水面(与车厢底板平行)。已知此弯道路面的倾角为θ,不计空气阻力,重力加速度为 g,则下列判断正确的是 ‎ A.列车转弯时的向心加速度大小为 gtanθq B.列车的轮缘与轨道均无侧向挤压作用 ‎ C.水杯受到指向桌面外侧的静摩擦力 ‎ D.水杯内水面与桌面不平行 ‎ 二、实验题(本大题共 2 小题,第 13 题 6 分,第 14 题 8 分,共 14 分。把答案写在答题卡指定的答题处。) ‎ ‎13.如图所示,在“利用自由落体运动验证机械能守恒定律”的实验中,让重锤拖着穿过打点计时器的纸带做自由落体运动,测量重锤的重力势能减少量和动能增加量,从而验证机械能守恒定律。 ‎ ‎(1)下列对实验过程的描述哪些是正确的(_____) ‎ A.实验前必须要用天平称出重锤的质量; ‎ B.实验需要重复操作几次,打出多条纸带,从中挑选出头两个点之间间距大约为 2mm 的一条纸带进行测量; ‎ C.更换纸带后的每次操作都必须要先接通电源,后释放纸带; ‎ D.为获得重锤的动能,可以先用公式获得重锤的速度。 ‎ ‎(2)如果交流电频率是 50Hz,实验得到的纸带如右图,O 点为计时器打下的第一个点,A、B、C 是纸带上连续的三个计时点,测得 OA = 9.51 cm、OB = 12.42 cm、OC = 15.70 cm,若用 OB 段来验证机械能守恒定律,g 取 9.80m/s2。则单位质量重锤重力势能减少量为 ΔEP =______J/kg,单位质量重锤动能的增加量为 ΔEk =_____ J/kg。(保留均三位有效数字) ‎ ‎14.某同学做“研究小球做平抛运动”的实验如图所示 ‎ ‎1)该实验中必须保证的条件和进行的实验操作是(______) ‎ A.测定平抛小球的质量 m ‎ B.保证斜槽光滑 ‎ C.保证斜槽末端水平 ‎ D.测定斜槽顶端到桌面的高度 h ‎ ‎2)如图所示是该同学采用频闪照相机拍摄到的小球做平抛运动的照片,图中背景方格的边长为 L = 5cm,A、B、C 是拍下小球的三个位置,如果重力加速度取 g=10m/s2,那么: ‎ ‎①照相机拍摄时每________s 曝光一次; ‎ ‎②小球做平抛运动的初速度的大小为________m/s。‎ ‎③上图照片中三个位置中的 A 点________(选填:是或不是)小球做平抛运动的抛出位置。‎ 三、计算题(本题共 4 小题,第 15 题 8 分,第 16 题 10 分,第 17 题 10 分,第18 题 10 分,共 38 分。把解答写在答题卡中指定的答题处,要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。) ‎ ‎15.如图所示,匀强电场的场强方向水平向右。一根绝缘丝线一端固定在 O 点,另一端连接一质量为 m、电荷量为 q 的小球.小球静止在电场中,丝线与竖直方向成37°。已知重力加速度为 g,sin37°=0.6,cos37°=0.8。求: ‎ ‎(1)小球带电的种类; ‎ ‎(2)小球受到的电场力大小 F; ‎ ‎(3)电场强度的大小 E。‎ ‎16.已知地球半径为 R,地球表面的重力加速度为 g,地球自转的周期为 T,万有引力常量 G,试求 ‎ ‎(1)地球的质量 M 和地球的密度ρ; ‎ ‎(2)地球同步卫星的轨道半径 r; ‎ ‎(3)地球同步卫星的向心加速度大小。 ‎ ‎ ‎ ‎17.如图所示,竖直平面内的四分之三圆弧形光滑轨道半径为 R,A 端与圆心 O等高,B 端在 O 的正上方,AD 为与水平方向成 θ=45°的斜面。一个质量为 m 的小球在 A 点正上方某处由静止开始释放,自由下落至 A 点后相切进入圆形轨道并能沿圆形轨道运动到B 点,且到达 B 处时小球对圆弧轨道顶端的压力大小为mg,重力加速度为 g。求: ‎ ‎(1)小球到 B 点时速度 vB 的大小; ‎ ‎(2)小球从 B 点抛出到斜面上 C 点所用的时间 t。 ‎ ‎(3)小球落到斜面上 C 点时的速度大小? ‎ ‎ ‎ ‎18.如图所示,质量都是 m 的物体 A 和 B,通过轻绳子跨过滑轮相连.斜面光滑,不计绳子和滑轮之间的摩擦.开始时 A 物体离地的高度为 h,B 物体位于斜面的底端,用手托住 A 物体,A、B 两物均静止。撤去手后,求: ‎ ‎(1)A 物体将要落地时的速度多大? ‎ ‎(2)A 物落地后,B 物由于惯性将继续沿斜面上升,则 B 物在斜面上的最远点离地的高度多大?‎ ‎【参考答案】‎ 一、选择题 ‎1.D2.C3.C4.B5.D6.A7.D8.D9.CD10.BC11.AC12.AB ‎ 二、实验题 ‎13.(6分)(1)BC(2)1.221.20‎ ‎14.(8分)(1)C(2)0.11.5不是 ‎ 三、计算题 ‎15.(8分)【答案】(1)小球带正电 (2)mg (3)‎ ‎【解析】‎ ‎(1)由题意可知,小球的受力方向与电场线方向一致,所以小球带正电.(2分)‎ ‎(2)小球在电场中静止时,受力分析如图所示:‎ 根据平衡条件得:F=mgtan37°=mg(3分)‎ ‎(3)根据电场强度的定义:‎ 解得电场强度:E= (3分)‎ ‎16.(10分)【答案】(1) (2)(3) ‎ ‎【解析】(1)设一质量为 的物体放在地球表面,‎ ‎ 则: 有: (2分)‎ 又: 有:(2分)‎ ‎(2)设同步卫星质量为,有 有:(3分)‎ ‎(3)地球同步卫星的向心加速度:‎ (3分) ‎ ‎17.(10分)【答案】(1) (2)‎ ‎【解析】(1)由牛顿第三定律可知:圆弧轨道顶端对小球的压力大小也为mg,对小球在B点应用牛顿第二定律可得: (2分)‎ 解得: (1分)‎ ‎(2)小球从B到C做平抛运动,故有 ‎ ‎ 由题意可知合位移与水平方向夹角为45°,则 (2分)‎ 联立解得: (2分)‎ ‎(3)小球落在斜面上C点时竖直分速度为 ‎(1分)‎ 小球落到C点得速度大小 ‎(2分)‎ ‎18.(10分)【答案】(1) (2) ‎ ‎【解析】 (1)A、B两物构成的整体(系统)只有重力做功,受力如图(1)所示:‎ 故整体的机械能守恒,得:mgh−mghsinθ=(m+m)v2 (3分)‎ 整理得v=(2分)‎ ‎ (2)当A物体落地后,B物体由于惯性将继续上升,此时绳子松了,受力如图(2)所示:‎ 对B物体而言,只有重力做功,故B物体的机械能守恒,设其上升的最远点离地高度为H,根据机械能守恒定律得:mv2=mg(H−hsinθ)(3分)‎ ‎ 整理得H=h(1+sinθ) (2分)‎
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