宁夏银川市宁夏大学附属中学2019-2020学年高一下学期期中考试物理试卷 Word版含解析

宁夏银川市宁夏大学附属中学2019-2020学年高一下学期期中考试物理试卷 Word版含解析

物理试卷 一、单选题（共32分）‎ ‎1. 下列说法中符合物理史实的是（　　）‎ A. 卡文迪许首次在实验室里较准确地测出了引力常量 B. 牛顿创立了“日心说”，“日心说”是正确的，太阳是宇宙的中心 C. 第谷发现了行星的运动规律，开普勒发现了万有引力定律 D. 伽利略将行星与太阳、地球与月球、地球与地面物体之间的引力规律推广到宇宙中的一切物体，得出了万有引力定律 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A．卡文迪许首次在实验室里较准确地测出了引力常量，符合客观事实，故A正确；‎ B．哥白尼创立了“日心说”，“日心说”仍具有历史局限性，太阳不是宇宙的中心，故B错误；‎ C．开普勒发现了行星的运动规律，牛顿发现了万有引力定律，故C错误；‎ D．牛顿将行星与太阳、地球与月球、地球与地面物体之间的引力规律推广到宇宙中的一切物体，得出了万有引力定律，故D错误。‎ 故选A。‎ ‎2. 关于平抛运动和匀速圆周运动，下列说法正确的是（　　）‎ A. 做平抛运动的物体的加速度方向一定是竖直向下 B. 做平抛运动的物体落地时的速度方向一定是竖直向下 C. 做匀速圆周运动的物体线速度不变 D. 做匀速圆周运动的物体向心加速度不变 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A．做平抛运动的物体在运动过程中，只受重力作用，所以加速度方向一定竖直向下，A正确；‎ B．平抛运动的合速度是由水平分速度和竖直分速度合成而来，所以落地时一定不会竖直向下，B错误；‎ CD．做匀速圆周运动过程中速度和加速度大小恒定不变，速度和加速度的方向时刻在变，CD - 19 -‎ 错误。‎ 故选A。‎ ‎3. 当汽车发动机的输出功率为时，汽车在平直公路上以10m/s的速度匀速行驶，此时汽车牵引力是（　　）‎ A. 1000N B. 1500N C. 2000N D. 3000N ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】ABCD．根据公式 解得 ABD错误C正确。‎ 故选C。‎ ‎4. 两个物体质量比为1∶2，速度大小之比为2∶1，则这两个物体的动能之比为（　　）‎ A. 1∶1 B. 1∶2 C. 2∶1 D. 4∶1‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】根据 因质量比为1：2，速度大小比为2：1，则动能之比为2：1。‎ 故选C。‎ ‎5. 如果把地球看成一个球体，在银川和三亚各放一个物体随地球自转做匀速圆周运动，则（　　）‎ A. 在银川物体和在三亚的物体随地球自转的线速度相同 B. 在银川的物体和在三亚的物体随地球自转的角速度相同 C. 在银川的物体的向心加速度大于在三亚的物体的向心加速度 D. 在银川的物体的周期大于在三亚的物体的周期 ‎【答案】B ‎【解析】‎ - 19 -‎ ‎【详解】BD．在银川的物体和在三亚的物体随地球自转，角速度和周期都与地球的一样，D错误B正确；‎ A．根据 银川距地轴的距离小于三亚离地轴的距离，所以银川的物体和在三亚的物体随地球自转的线速度不同，A错误；‎ C．根据 银川距地轴的距离小于三亚离地轴的距离，银川的物体的向心加速度小于在三亚的物体的向心加速度，C错误。‎ 故选B。‎ ‎6. 铁道转弯处内、外铁轨间设计有高度差，可以使火车顺利转弯，已知火车转弯时有个安全速度v，则下列说法中正确的是（　　）‎ A. 转弯处内轨应略高于外轨 B. 转弯时只要速度小于v就是安全的 C. 转弯处轨道有高度差主要是为了减少轮缘与铁轨间的挤压 D. 转弯时速度如果超过v，火车对内轨有压力 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】AC．当外轨高于内轨时，轨道给火车的支持力斜向弯道内侧，它与重力的合力指向圆心，为火车转弯提供了一部分向心力，减轻了轮缘和外轨的挤压，在修筑铁路时，根据弯道半径和轨道速度行驶，适当选择内外轨道的高度差，可以使火车的向心力完全由火车的支持力和重力的合力提供，减少轮缘与铁轨间的挤压，避免轨道变形，使火车行驶更安全，A错误C正确；‎ - 19 -‎ BD．当实际速度等于v时，内、外轨都不受轮缘挤压，比较安全；如果实际转弯速度大于v，有离心趋势，与外侧铁轨挤压；反之，挤压内侧铁轨，易使轨道变形，BD错误。‎ 故选C。‎ ‎7. 井深10m，井上支架高为1.5m，在支架上用一根2m长的绳子系住一个重100N的物体，则物体的重力势能是（以地面为参考平面） （　　）‎ A. 50J B. 1000J C. -50J D. -1000J ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】ABCD．以地面为重力势能零势能面，则物体的高度 则 ABD错误C正确。‎ 故选C。‎ ‎8. 北京冬季奥运会将在2022年2月4日至2022年2月20日在中华人民共和国北京市和河北省张家口市联合举行，冬奥会上有一个项目叫自由式滑雪，运动员沿着山坡上的雪道从高处加速滑下，如图所示。下列描述正确的是（　　）‎ A. 雪道对雪橇的摩擦力做正功 B. 运动员的重力势能增大 C. 运动员的机械能增大 D. 运动员的动能增大 ‎【答案】D ‎【解析】‎ - 19 -‎ ‎【详解】AB．运动员沿着山坡上的雪道从高处加速滑下，可知速度不断增大，故动能增大；而重力做正功，则重力势能减小，雪道对雪橇的摩擦力做负功，故AB错误，D正确；‎ C．因除重力之外还有摩擦力做负功，故运动员的机械能减小，故C错误。‎ 故选D。‎ ‎9. 如图所示，重物M沿竖直杆下滑，并通过绳带动小车沿斜面升高．当滑轮右侧的绳与竖直方向成θ角，且重物下滑的速率为v时，小车的速度为(　 )‎ A. vsinθ B. v/cosθ C. vcosθ D. v/sinθ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】将M物体的速度按图示两个方向分解，如图所示 则绳子的速率为： ‎ 而绳子速率等于物体m的速率，则有物体m的速率为 ‎ ‎ 故选C．‎ ‎10. 如图所示，半径为R的细圆管（管径可忽略）内壁光滑，竖直放置，一质量为m直径略小于管径的小球可在管内做完整的圆周运动，g为当地重力加速度，则（　　）‎ A. 小球运动到管顶部时动能最大 - 19 -‎ B. 小球运动到管顶部时最小速度为 C. 小球运动到管顶部时对管壁的压力一定向上 D. 小球运动到管底部时对管壁的压力一定向下 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．在最低点速度最大，动能最大，A错误；‎ BC．要使小球能通过最高点，只要小球的速度大于零即可，则在最高点的临界速度为0。而当向心力等于重力时，小球对轨道没有压力，此时有 可得 若大于此速度，球对外轨道有向上压力，若小于此速度，则球对内轨道有向下压力，BC错误；‎ D．小球在最低点时由于做圆周运动，故小球受到向上的支持力和本身的重力，两个力的合力提供了圆周运动的向心力，故小球在最低点一定对外轨道有向下的压力，故D正确。‎ 故选D。‎ ‎11. 某人将质量为2 kg的物体，由静止匀加速举高2m，且获得1m/s的速度，（g=10m/s2）则在这一过程中，下列说法错误的是（　　）‎ A. 重力对物体做了40J的负功 B. 合外力对物体做了1J的正功 C. 物体的机械能增加41J D. 人对物体的力做了1 J的正功 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．物体被举高，重力做负功 故A正确，不符合题意；‎ B．根据动能定理可得合外力做功为 - 19 -‎ 故B正确，不符合题意；‎ CD．人对物体做的功等于物体的机械能增加量，而物体的机械能增加量等于重力势能增加量与动能增加量之和，故 故C正确，不符合题意；D错误，符合题意。‎ 故选D。‎ ‎12. 小球以的初速度水平抛出，垂直砸在倾角为θ的斜面上时，运动轨迹如图中虚线所示。已知重力加速度为g，小球在空中飞行的时间为（　　）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】小球撞在斜面上，速度方向与斜面垂直，由几何知识可知此时速度方向与竖直方向的夹角为 ‎ 解得 故选A。‎ ‎13. 如图所示是行星m绕恒星M运动情况的示意图，下列说法正确的是（　　）‎ - 19 -‎ A. 速度最大点是B点 B. 速度最小点是C点 C. m从A到D做减速运动 D. m从C到A的过程中机械能减小 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】ABC．根据开普勒第二定律，对每一个行星而言，太阳行星的连线在相同时间内扫过的面积相等，所以速度最大点是A点，速度最小点是B点，m从A到D做减速运动，AB错误，C正确；‎ D．行星绕恒星运动机械能守恒，m从C到A的过程中机械能减小错误，D错误。‎ 故选C。‎ ‎14. 地球表面的重力加速度为g，地球半径为R，万有引力常量为G，则地球的平均密度为(　　)‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】在地球表面有，且地球的质量，由两式可得，故A正确，BCD错误．‎ ‎15. 土卫六叫“泰坦”（如图），它每16天绕土星一周，经测量其公转轨道半径约为，已知引力常量，1天为86400s，则土星的质量约为（　　）‎ A. kg - 19 -‎ B. kg C. kg D. kg ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】卫星受到的万有引力提供向心力，得 其中 r=1.2×106km=1.2×109m；T=16天=16×24×3600≈1.4×106s，G=6.67×10-11N•m2/kg2‎ 代入数据可得 M≈5×1026kg B正确，ACD错误 故选B。‎ ‎16. 水平光滑直轨道ab与半径为R的竖直半圆形光滑轨道bc相切，一质量为m的小球以一定初速度沿直轨道向右运动，如图所示，小球进入圆形轨道后刚好能通过c点，然后小球做平抛运动落在直轨道上的d点，则（　　）‎ A. 小球到达c点的动能为mgR B. 小球的初速度为 C. 小球从c点落到d点需要时间为 D. 小球在直轨道上的落点d与b点距离为R ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A．小球进入圆形轨道后刚好能通过c点，则 ‎ - 19 -‎ 得出 小球到达c点的动能为 A错误； ‎ B．设小球的初速度为，根据机械能守恒 解得 B正确；‎ C．球从c点落到d点需要时间 解得 C错误； ‎ D．小球在直轨道上的落点d与b点距离 D错误。‎ 故选B。‎ 二、多选题（共20分）‎ ‎17. 在下列实例中，不计空气阻力，机械能守恒的是（　　）‎ A. 做平抛运动的物体 B. 在竖直面上做匀速圆周运动的物体 C. 沿斜面匀速下滑的物体 D. 做自由落体运动的物体 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ - 19 -‎ ‎【详解】A．做平抛运动的物体，只受重力，机械能守恒，A正确；‎ B．在竖直面上做匀速圆周运动的物体，动能不变，重力势能变化，所以机械能变化，故机械能不守恒，B错误；‎ C．沿斜面匀速下滑的物体，动能不变，重力势能减小，故机械能不守恒，C错误；‎ D．做自由落体的物体，只受重力，机械能守恒，D正确。‎ 故选AD。‎ ‎18. 某同学用定滑轮将质量m=4kg的物体向上提升，他竖直向下拉绳子，使物体由静止开始以2m/s2的加速度上升，在此后的1s时间内，一切摩擦不计，以下说法正确的是（取g=10m/s2）（　　）‎ A. 拉力F做的功为48J B. 拉力F在1s末的瞬时功率为48W C. 拉力F的平均功率为48W D. 物体克服重力做功的平均功率为80W ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】根据牛顿第二定律可得 解得 A．1s末，物体上升高度为 故拉力做的功为 A正确；‎ B．1s末物体的速度为 故拉力的瞬时功率为 B错误；‎ C．1s内拉力的平均功率为 - 19 -‎ C正确；‎ D．1s内物体克服重力做功的平均功率为 D错误。‎ 故选C。‎ ‎19. 从同一点沿水平方向抛出的A、B两个小球能落在同一个斜面上，运动轨迹如图所示，不计空气阻力，则小球初速度vA、vB的关系和运动时间tA、tB的关系分别是(　　)‎ A. vA＞vB B. vA＜vB C. tA＞tB D. tA＜tB ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】CD．A小球下落的高度小于B小球下落的高度，所以根据 h＝gt2‎ 知 t＝‎ 故 tA＜tB 选项C错误，D正确；‎ AB．根据x＝vt知，B的水平位移较小，时间较长，则水平初速度较小，故vA＞vB，A正确，B错误。‎ 故选AD。‎ ‎【点睛】解决本题的关键知道平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，根据高度确定时间，根据水平位移和时间确定初速度。‎ ‎20. 如图所示，轻质弹簧的左端固定，并处于自然状态。小物块的质量为m，从A - 19 -‎ 点向左沿水平地面运动，压缩弹簧后被弹回，运动到A点恰好静止。物块向左运动的最大距离为s，与地面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，弹簧未超出弹性限度。在上述过程中（　　）‎ A. 弹簧被压缩最短时弹力最大 B. 物块克服摩擦力做的功为μmgs C. 弹簧的最大弹性势能为2μmgs D. 物块在A点的初速度为 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．弹簧被压缩的形变量越大，弹力越大，所以弹簧被压缩最短时弹力最大，A正确；‎ B．整个过程中，物块一来一回。所受的摩擦力大小恒定，摩擦力一直做负功，则物块克服摩擦力做的功为，B错误；‎ C．物体向右运动的过程，根据能量守恒定律得弹簧的最大弹性势能 C错误；‎ D．设物块在A点的初速度为。对整个过程，利用动能定理得 可得 D正确。‎ 故选AD。‎ ‎21. 中国自行研制的“神舟号”飞船的发射过程简化如下∶飞船在酒泉卫星发射中心发射，由长征运载火箭送入近地点为P、远地点为Q的椭圆轨道上，然后在Q点通过改变卫星速度，让卫星进入地球同步轨道Ⅱ。则（　　）‎ - 19 -‎ A. 卫星在Q点通过加速实现由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ B. 卫星在同步轨道Ⅱ上运行速度大于第一宇宙速度7.9km/s C. 在轨道Ⅰ上，卫星在P点的动能大于在Q点的动能 D. 卫星的发射速度必定大于第二宇宙速度11.2km/s ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．从椭圆轨道Ⅰ到同步轨道Ⅱ，需要在轨道Ⅰ上经过P点时点火加速，做离心运动，逃逸到轨道Ⅱ，A正确；‎ B．第一宇宙速度是近地轨道卫星的环绕速度，根据公式 解得 可知轨道半径越大，线速度越小，即同步卫星的线速度小于第一宇宙速度，B错误；‎ C．在轨道Ⅰ上运动时，只有万有引力做功，从P到Q，引力做负功，所以动能减小，故卫星在P点的动能大于在Q点的动能，C正确；‎ D．以第二宇宙速度发射的卫星将脱离地球的束缚，成为太阳的行星，所以该卫星的发射速度必定小于第二宇宙速度11.2km/s，D错误。‎ 故选AC。‎ 三、填空题（共18分）‎ ‎22. 如图所示的传动装置中，B、C两轮固定在一起绕同一轴转动，A、B两轮用皮带传动，三个轮的半径关系是rA＝rC＝2rB.若皮带不打滑，求A、B、C三轮边缘上a、b、c三点的角速度之比为：________；线速度之比为：___________．‎ - 19 -‎ ‎【答案】 (1). 1:2:2 (2). 1:1:2‎ ‎【解析】‎ 试题分析：传送带在传动过程中不打滑，则传送带传动的两轮子边缘上各点的线速度大小相等，共轴的轮子上各点的角速度相等．再根据v=rω求出线速度和角速度之比．‎ 解：a、b两点靠传送带传动，线速度大小相等，半径之比2：1，根据v=rω知，ωA：ωB=1：2．b、c两点的角速度相等，根据v=rω知，vB：vC=1：2，所以ωA：ωB：ωC=1：2：2．vA：vB：vC=1：1：2．‎ ‎23. 河宽，水流速度v1=6m/s，小船在静水中的速度v2=10m/s，若使该小船以最短时间渡河，则渡河时间为_______s ；若以最短位移渡河，渡河时间为____s。‎ ‎【答案】 (1). 10s (2). 12.5s ‎【解析】‎ ‎【详解】[1]当以静水中的速度垂直河岸过河的时候渡河时间最短，则知 ‎[2]因为水流速度小于船在静水中的速度，所以合速度的方向能垂直河岸，则小船能到达正对岸，即小船的最短位移等于河宽。当合速度的方向与河岸方向垂直时，渡河航程最小，根据几何关系，则有船的合速度 因此最短的航程时，渡河的时间为 ‎24. 我国先后发射的“风云一号”和“风云二号”气象卫星，运行轨道不同，前者采用“极地圆形轨道”，轨道平面与赤道平面垂直，通过地球两极，每12小时巡视地球一周，每天只能对同一地区进行两次观测；后者采用“地球同步轨道”，轨道平面在赤道平面内 ，能对同一地区进行连续观测。两种不同轨道的气象卫星在运行与观测时，“风云一号”卫星的轨道半径________（填“大于”、“小于”或“等于”）“风云二号”卫星的轨道半径，“风云一号”卫星运行的向心加速度______‎ - 19 -‎ ‎（填“大于”、“小于”或“等于”）“风云二号”卫星运行的向心加速度。‎ ‎【答案】 (1). 小于 (2). 大于 ‎【解析】‎ ‎【详解】[1]由题意可知“风云一号”的周期小于“风云二号”的运动周期，根据公式 可得 所以周期越大，轨道半径越大，所以“风云一号”卫星的轨道半径小于“风云二号”卫星的轨道半径；‎ ‎[2]万有引力充当向心力，根据公式 解得 所以轨道半径越大，向心加速度越小，所以“风云一号”卫星的向心加速度大于“风云二号”卫星的向心加速度。‎ 四、计算题 ‎25. 某人在高为1.8m的平台上，以8m/s的初速度沿水平方向抛出一个质量为5kg的小球，不计空气阻力。问：‎ ‎(1)小球从抛出到落地，重力对小球做了多少功？‎ ‎(2)物体落地时速度的大小是多少？‎ ‎【答案】（1）90J；（2）10m/s ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）小球从抛出到落地，重力对小球做功为 代入数据解得 ‎（2）设落时速度的大小为v，根据机械能守恒定律有 - 19 -‎ 代入数据解得v=10m/s ‎26. 杂技演员在做水流星表演时，用绳系着装有水的水桶，在竖直平面内做圆周运动，若水的质量m=0.4 kg，绳长90cm，g=10m/s2。求：‎ ‎(1)最高点水不流出的最小速率；‎ ‎(2)水在最高点速率v=4m/s时，水对桶底的压力。‎ ‎【答案】(1)3m/s；(2)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)水桶运动到最高点时，设速度为v时恰好水不流出，由水的重力刚好提供其做圆周运动的向心力，根据牛顿第二定律得 代入数据解得 ‎(2)对水研究，在最高点时由水的重力和桶底的弹力的合力提供水做圆周运动的向心力，由牛顿第二定律得 代入数据解得 由牛顿第三定律得水对桶底的压力为。‎ ‎27. 如图所示，粗糙的水平面BC与光滑的曲面AB平滑的连接于B点（小球在B点没有能量损失），BC右端有一内壁光滑、半径为r=0.4m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=1N/cm的轻弹簧，轻弹簧下端固定，上端恰好与管口D端齐平。质量为2kg的小球在曲面上距BC的高度为2r=0.8m处从静止开始下滑，进入管口C端时与管壁间恰好无作用力，通过CD后压缩弹簧，在压缩弹簧过程中速度最大时弹簧的弹性势能为2J，已知小球与BC间的动摩擦因数μ=0.5，g=10m/s2。求：‎ - 19 -‎ ‎(1)小球达到B点时的速度大小vB；‎ ‎(2)水平面BC的长度l；‎ ‎(3)在压缩弹簧过程中小球的最大速度vm。‎ ‎【答案】(1)4m/s；(2)1.2m；(3)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)由机械能守恒定律得 解得 ‎(2)进入管口C端时与管壁间恰好无作用力，由 代入数据得 vC=2m/s 从A到C过程中，由动能定理得 代入数据得 l=1.2m ‎(3)由题意可知 k=1N/cm=100N/m 设在压缩弹簧过程中小球速度最大时离D端的竖直距离为x，则有 得 - 19 -‎ 由功能关系得 解得 - 19 -‎