2018-2019学年湖北省沙市中学高一下学期期中考试物理试题（解析版）

2018-2019学年湖北省沙市中学高一下学期期中考试物理试题（解析版）

‎2018-2019学年湖北省沙市中学高一下学期期中考试物理试题（解析版）‎ 一、单选题 ‎1.下列关于运动和力的叙述中，正确的是 A. 做曲线运动的物体，其加速度方向一定是变化的 B. 物体做圆周运动，所受的合力一定是向心力 C. 物体所受合力恒定，该物体速率随时间一定均匀变化 D. 物体运动的速率在增加，所受合力一定做正功 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】做曲线运动的物体，其加速度方向不一定是变化的，例如平抛运动，选项A错误；物体做匀速圆周运动时，所受的合力一定是向心力，选项B错误；物体所受合力恒定，该物体速率随时间不一定均匀变化，例如平抛运动，选项C错误；根据动能定理可知，物体运动的速率在增加，所受合力一定做正功，选项D正确；故选D.‎ ‎2.图甲为一女士站立在台阶式台阶水平自动扶梯上正在匀速上楼，图乙为一男士站立在履带式自动人行道上正在匀速上楼下列关于两人受到的力做功判断正确的是　　‎ A. 甲图中支持力对人不做功 B. 甲图中摩擦力对人做负功 C. 乙图中支持力对人不做功 D. 乙图中摩擦力对人做负功 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】甲图中，人匀速上楼，支持力向上，与速度方向为锐角，则支持力做正功，人不受静摩擦力，摩擦力不做功，故AB错误．乙图中，支持力与速度方向垂直，支持力不做功，摩擦力方向与速度方向相同，做正功，故C正确，D错误．故选C .‎ ‎【点睛】解决本题的关键知道力与速度方向垂直，该力不做功，力与速度方向成锐角，该力做正功，力与速度方向成钝角，该力做负功．‎ ‎3.2017年9月25日，微信启动页“变脸”，由此前美国卫星拍摄地球的静态图换成了我国“风云四号”‎ ‎ 卫星拍摄地球的动态图，如图所示。“风云四号”是一颗地球同步轨道卫星，关于“风云四号”，下列说法正确的是( )‎ A. 如果需要，有可能将“风云四号”定位在太原市上空 B. 运行速度大于第一宇宙速度 C. 在相同时间内该卫星与地心连线扫过的面积相等 D. “风云四号”的运行周期不一定等于地球的自转周期 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】同步卫星只能在赤道上空一定高度，太原市不在赤道上，则不可能定位在太原市上空，则A错误；所有卫星的运行速度不大于第一宇宙速度，则B错误；同步卫星做匀速圆周运动，则在相同时间内与地心连线扫过的面积相等，则C正确；同步卫星与地球自转的周期相同，则D错误；故选C。‎ ‎4.精彩的杂技表演总是受到广大观众的欢迎。如图所示，两条丝带上端拴在天花板上，下端被男演员缠绕在手臂上，女演员搂着男演员的脖子，两人一起在水平面内做匀速圆周运动（第一次）。第二次一起做圆周运动时，丝带的长度更短而丝带与竖直方向的夹角仍不变。下列说法中正确的是( )‎ A. 匀速转动的过程中男演员对女演员的作用力方向竖直向上 B. 两次丝带对男演员的拉力大小相等 C. 他们第二次做圆周运动的线速度更大 D. 他们第二次做圆周运动的周期更大 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据女演员匀速转动需要向心力，判断男演员对女演员的作用力方向；丝带拉力F沿竖直方向的分力等于男女演员的重力，判断拉力的变化；根据向心加速度的表达式判断线速度和周期的变化。‎ ‎【详解】A. 女演员匀速转动的过程中需要向心力，男演员对女演员的作用力沿丝带方向，故A错误；‎ B.设丝带与竖直方向的夹角为θ，丝带拉力F沿竖直方向的分力等于男女演员的重力，F=，‎ 夹角θ不变，拉力不变，故B正确；‎ C.向心加速度为gtanθ= ，夹角θ不变，向心加速度不变，第二次丝带的长度更短，半径变小，线速度变小，周期变小，故C错误，D错误。‎ 故选：B ‎5.将一小球竖直向上抛出，取向上为正方向．设小球在抛出点的重力势能为零，小球所受空气阻力大小恒定．则上升过程中，小球的加速度a、速度v、机械能E、动能Ek与小球离抛出点高度h的关系错误的是(　　)‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】根据牛顿第二定律，则-mg-f=ma，解得，则选项A正确；根据v2=v02-2gh可知，选项B错误；根据能量关系：E=E0-fh可知，选项C正确；根据动能定理：可知，选项D正确；此题选择不正确的选项，故选B.‎ ‎6.“蹦极”是一种富有刺激性的勇敢者的运动项目。如图所示，一根弹性橡皮绳一端系于跳台，另一端系于人的腿部。不计空气阻力，在蹦极者从跳台下落到最低点的过程中，则（　　）‎ A. 蹦极者下落至最低点时橡皮绳的弹性势能最大 B. 蹦极者下落至橡皮绳原长位置时动能最大 C. 蹦极者的机械能先增大后减小 D. 蹦极者重力势能与橡皮绳弹性势能之和一直减小 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 先分析该人下落过程中的受力情况，注意合力的大小和方向；蹦极者从最高点到橡皮绳刚绷紧时，只受重力，重力势能转化为动能。从绷紧到最低点的过程中，人受到弹力和重力作用，分成两段：上段受到向下的合力做加速运动，速度越来越快；下段受到向上的合力做减速运动，速度越来越慢，到最低点速度为零。‎ ‎【详解】A．蹦极人下落过程中，橡皮绳越长其弹性势能越大，到最低点最长，弹性势能最大。故A正确；‎ B．蹦极者从最高点到橡皮绳恰好拉直时，重力势能转化为动能，重力势能越来越小，动能越来越大；从橡皮绳恰好拉直到橡皮绳的拉力等于重力时的过程中，受到向下的合力做加速运动，所以速度越来越快，动能越来越大；在橡皮绳的拉力等于重力时，合力为零；在橡皮绳的拉力等于重力点以下，受到向上的合力做减速运动，速度越来越小，动能越来越小，最低点时速度为零。所以蹦极者在橡皮绳的拉力等于重力的点动能最大，故B错误；‎ C．蹦极者从最高点到橡皮绳恰好拉直时，蹦极者的机械能不变；此后橡皮绳的弹性势能增大，所以蹦极者的机械能不断减少，故C错误；‎ D．从跳台运动到最低点的过程中，蹦极者重力势能、弹性势能与动能的总和保持不变，由于动能先增大后减小，所以重力势能和橡皮绳弹性势能之和先减小后增大，故D错误；‎ 故选A。‎ ‎【点睛】分析蹦极者的受力情况，特别是合力的方向，再判断蹦极者的运动情况是解本题的关键；D选项一定看准是蹦极者的机械能减少，否则错误。‎ ‎7.火箭发射回收是航天技术的一大进步。如图所示，火箭在返回地面前的某段运动，可看成先匀速后减速的直线运动，最后撞落在地面上。不计火箭质量的变化，则 A. 火箭在匀速下降过程中机械能守恒 B. 火箭在减速下降过程中携带的检测仪器处于失重状态 C. 火箭在减速下降过程中合力做功，等于火箭机械能的变化 D. 火箭着地时，火箭对地的作用力大于自身的重力 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 详解】火箭匀速下降过程中.动能不变.重力势能减小，故机械能减小，A错误:‎ 火箭在减速下降时.携带的检测仪器受到的支持力大于自身重力力.故处在超重状态.B错误.由功能关系知.合力做功等于火箭动能变化.而除重力外外的其他力做功之和等于机械能变化，故C错误.‎ 火箭着地时.加速度向上.所以火箭对地面的作用力大子自身重力，D正确.‎ ‎8.下面说法中正确的有( )‎ A. 第一宇宙速度是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度 B. 经典力学只适用于高速运动和宏观世界 C. 海王星是人们依据万有引力定律计算的轨道而发现的 D. 牛顿在《自然哲学的数学原理》中发表了万有引力定律并给出了引力常量的值 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 第一宇宙速度是人造地球卫星绕地球飞行的最大速度，是发射人造卫星的最小速度，选项A错误；经典力学只适用于低速运动和宏观世界，选项B错误；海王星是人们依据万有引力定律计算的轨道而发现的，选项C正确；牛顿在《自然哲学的数学原理》中发表了万有引力定律，卡文迪许测出了引力常量的值，选项D错误；故选C.‎ 二、多选题 ‎9.如图所示，竖直平面内固定有一个半径为R的光滑圆环形细管，现给小球（直径略小于管内径）一个初速度，使小球在管内做圆周运动，小球通过最高点时的速度为v，已知重力加速度为g , 则下列叙述中正确的是（　　）‎ A. v极小值为 B. v由零逐渐增大的过程中，轨道对球的弹力先减小再增大 C. 当v由值逐渐增大的过程中，轨道对小球的弹力也逐渐增大 D. 当v由值逐渐减小的过程中，轨道对小球的弹力也逐渐减小 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】由题可知，v的极小值为0，选项A错误；当v的范围在0-范围内逐渐变大时，根据 可知，FN逐渐减小；当v在大于范围内逐渐变大时，根据可知，FN逐渐变大； 故选项BC正确，D错误；故选BC.‎ ‎10.我国未来将建立月球基地，并在绕月轨道上建造空间站．如图所示，关闭动力的航天飞机在月球引力作用下经椭圆轨道向月球靠近，并将与空间站在B处对接．已知空间站绕月轨道半径为r，周期为T，引力常数为G，下列说法中正确的是(　　)‎ A. 图中航天飞机在飞向B处的过程中，加速度逐渐减小 B. 航天飞机在B处由椭圆轨道进入空间站轨道必须点火减速 C. 根据题中条件可以算出月球质量 D. 根据题中条件可以算出空间站受到月球引力的大小 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】A、图中航天飞机在飞向B处的过程中，距离减小，月球引力增大，加速度增大，故A错误；‎ B、椭圆轨道和圆轨道是不同的轨道，航天飞机不可能自主改变轨道，只有在减速变轨后，才能进入空间站轨道，故B正确；‎ C、对空间站，根据万有引力提供向心力，得：，得，根据空间站的轨道半径为r，周期为T，万有引力常量为G就能计算出月球的质量M；故C正确.‎ D、由于空间站的质量不知，根据万有引力定律知，不能求出空间站受到月球引力的大小，故D错误.‎ 故选BC.‎ ‎11.质量为m的坦克在平直的公路上从静止开始加速，前进距离s速度便可达到最大值vm。设在加速过程中发动机的功率恒定为P，坦克所受阻力恒为f，当速度为v（v < vm）时，所受牵引力为F。以下说法正确的是（ ）‎ A. 坦克的最大速度 B. 坦克速度为v时加速度为 C. 坦克从静止开始达到最大速度vm所用时间 D. 坦克从静止开始达到最大速度vm的过程中，牵引力做功为Fs ‎【答案】AB ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据W=Pt求出牵引力做功的大小，当速度最大时，牵引力与阻力相等，根据P=Fv=fv求出最大速度的大小，根据牵引力的大小，结合牛顿第二定律求出加速度．根据动能定理求出坦克从静止开始达到最大速度vm所用的时间．‎ ‎【详解】当牵引力与阻力相等时，速度最大，根据P=fvm知，最大速度．故A正确。当坦克速度为v时，根据牛顿第二定律得，．故B正确。根据动能定理得，Pt-fs= mv2，则 ．故C错误。因为在运动的过程中，功率不变，速度增大，则牵引力减小，知牵引力不是恒力，不能通过W=Fs求解牵引力做功的大小，所以牵引力做功不等于Fs，因为功率不变，知牵引力做功W=Pt．故D错误。故选AB。‎ ‎【点睛】本题考查了机车以恒定功率运动的问题，注意汽车在启动过程中，牵引力在变化，知道当牵引力等于阻力时，速度最大．‎ ‎12.已知一足够长的传送带与水平面的倾角为θ，以一定的速度匀速运动。某时刻在传送带适当的位置放上具有一定初速度的物块（如图a所示），以此时为t＝0时刻记录了小物块之后在传送带上运动速度随时间的变化关系，如图b所示（图中取沿斜面向上的运动方向为正方向，其中两坐标大小v1＞v2）。已知传送带的速度保持不变。（g取10 m/s2）则（ ）‎ A. 0～t1内，物块对传送带做正功 B. 物块与传送带间的动摩擦因数为μ，μ>tan θ C. 0～t2内，传送带对物块做功为 D. 系统产生的热量大小一定大于物块动能的变化量大小 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ A、由图知，物块先向下运动后向上运动，则知传送带的运动方向应向上．内，物块对传送带的摩擦力方向沿传送带向下，则物块对传送带做负功，故A正确；‎ B、在内，物块向上运动，则有，得，故B正确；‎ C、内，由图“面积”等于位移可知，物块的总位移沿斜面向下，高度下降，重力对物块做正功，设为，根据动能定理得：，则传送带对物块做功，故C错误；‎ D、内，重力对物块做正功，物块的重力势能减小、动能也减小都转化为系统产生的内能，则由能量守恒得知，系统产生的热量一定比物块动能的减少量大，故D正确。‎ 点睛：本题由速度图象要能分析物块的运动情况，再判断其受力情况，得到动摩擦因数的范围，根据动能定理求解功是常用的方法。‎ 三、实验题 ‎13.某兴趣小组利用自由落体运动来验证机械能守恒定律。‎ ‎（1）在本实验中需要直接或间接测量的物理量有_____‎ A．重物质量 B．重力加速度 C．重物下落的高度 D．与重物下落高度所对应的瞬时速度 ‎（2）下列器材中，实验必须用到的有_____‎ A．打点计时器 B．重物 C．天平 D．毫米刻度尺 E．秒表 F．小车 ‎（3）打出了一条如图所示的纸带，O点为纸带上第一点，纸带上的点为计时点。若重物的质量为0.5kg，从开始下落到打D点的过程中重物的重力势能减少量为______J，动能增加量为________ J（重力加速度g=9.8m/s2，结果保留三位有效数）‎ ‎（4）该同学继续根据纸带算出各点的速度v，量出下落距离h，并以为纵轴、以h为横轴画出图象，应是下图中的________。‎ ‎【答案】 (1). C (2). ABD (3). 0.951 (4). 0.934 (5). CD ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)A项：实验中验证动能的增加量与重力势能的减小量是否相等，质量可以约去，所以不需要测量重物的质量，故A错误；‎ B项：重力加速度是已知的，不需要测量，故B错误；‎ C项：重物下落的高度需要测量，故C正确；‎ D项：瞬时速度是根据纸带上的数据计算得出的，故D错误。‎ ‎(2)验证机械能守恒定律，即验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，即，质量可以约去，实验不要天平，瞬时速度可以通过纸带计算得出，不需要秒表，，还要刻度尺，打点计时器，重物，所以必须的为ABD。‎ ‎(3)重力势能的减小量为： ‎ D点的瞬时速度为： ‎ 增加的动能为：；‎ ‎(4)由实验原理可得：，整理得：，故应选C。‎ 四、解答题 ‎14.土星是太阳系最大的行星，也是一个气态巨行星。图示为2017年7月13日朱诺号飞行器近距离拍摄的土星表面的气体涡旋大红斑，假设朱诺号绕土星做匀速圆周运动，距离土星表面高度为h。土星视为球体，已知土星质量为M，半径为R，万有引力常量为求：‎ ‎（1）土星表面的重力加速度g；‎ ‎（2）朱诺号的运行速度v；‎ ‎【答案】（1） （2）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)土星表的重力等于万有引力得：‎ ‎ ‎ 解得：；‎ ‎(2)由万有引力提供向心力得：‎ ‎ ‎ 解得：。‎ ‎15.滑板运动是青少年喜爱的一项活动。如图所示，滑板运动员以某一初速度从 A 点水平离开 h=0.8m 髙的平台，运动员（连同滑板）恰好能无碰撞的从 B 点沿圆弧切线进人竖直光滑圆弧轨道，然后 经 C 点沿固定斜面向上运动至最高点 D。圆弧轨道的半径为 1m；B、C 为圆弧的两端点，其连线水平，圆弧对应圆心角 θ=106°，斜面与圆弧相切于 C 点。已知滑板与斜面间的动摩擦因数为 μ=1/3，g=10m/s2，sin37°=0.60，cos37°=0.80，不计空气阻力，运动员（连同滑板）质量为 50 kg,可视为质点。试求：‎ ‎(1)运动员（连同滑板)离开平台时的初速度 v0； ‎ ‎(2)运动员（连同滑板)通过圆弧轨道最底点对轨道的压力；‎ ‎(3)运动员（连同滑板）在斜面上滑行的最大距离。‎ ‎【答案】(1)3m/s (2)2150N (3)1.25m ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）运动员离开平台后从A至B过程中，在竖直方向有：vy2=2gh  ① 在B点有：vy＝v0tan  ② 由①②得：v0=3m/s  ③ （2）运动员在圆弧轨道做圆周运动，由牛顿第二定律可得 N−mg＝m ④ 由机械能守恒得 mv02+mg[h+R(1−cos53°)]＝mv2‎ ‎ ⑤ 联立③④⑤解得N=2150N． （3）运动员从A至C过程有：mgh＝mvC2-mv02  ⑥ 运动员从C至D过程有：mgLsin+μmgLcos＝mvC2  ⑦ 由③⑥⑦解得：L=1.25m．‎ ‎【点睛】本题是一个综合性较强的题目，在题目中人先做的是平抛运动，然后再圆轨道内做的是圆周运动，最后运动到斜面上时，由于有摩擦力的作用，机械能不守恒了，此时可以用动能定理来计算运动的距离的大小．整个题目中力学部分的重点的内容在本题中都出现了，本题是一道考查学生能力的好题．‎ ‎16.如图所示，水平光滑地面上停放着一辆质量为M=2kg的小车，小车左端靠在竖直墙壁上，其左侧半径为R=5m的四分之一圆弧轨道AB是光滑的，轨道最低点B与水平轨道BC相切相连，水平轨道BC长为3m，物块与水平轨道BC间的摩擦因素μ=0.4，整个轨道处于同一竖直平面内．现将质量为m=1kg的物块（可视为质点）从A点无初速度释放，取重力加速度为g=10m/s2.求：‎ ‎(1)物块下滑过程中到达B点的速度大小；‎ ‎(2)若物块最终从C端离开小车，则此过程中产生的热量；‎ ‎(3)为使小车最终获得的动能最大，求物块释放点与A点的高度差．‎ ‎【答案】（1）10m/s　（2）12J　（3）3.2m．‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎(1)物块由A到B，根据动能定理求出物块下滑到B点的速度大小.(2)产生的热量等于滑动摩擦力与相对位移的乘积．结合Q=μmg△x求出产生的热量.(3)作出小车和物块的速度时间图线，分析何时小车的动能最大，结合运动学公式和动能定理求出物块释放点与A点的高度差.‎ ‎【详解】(1)从A到B，由动能定理得：‎ 可得：v0=10m/s ‎(2)从B到C，此过程中相对位移为BC板长，产生的热量为：Q=μmgL=0.4×1×10×3J=12J ‎(3)分析可知：只有相对滑行阶段小车方可加速：且 对小车，由，知：只有t最大，小车最终获得动能才最大．‎ 由v-t图象可知：物块滑到小车右端时恰好与小车共速即可．‎ 设滑块到B点时速度为v，滑到右端时共同速度为v，小车加速时间为t，‎ 则有：‎ ‎ 得：t=1s，v=6m/s 设释放点与A点的高度差为△h，对滑块下滑阶段由动能定理得：‎ 解得：△h=3.2m ‎【点睛】本题的关键要知道物块相对小车运动的时间越长，小车的位移越大，则小车的动能越大，结合图线分析比较简洁明了.‎ ‎ ‎