河北省元氏县第一中学2019-2020学年高一下学期期中考试物理试题

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河北省元氏县第一中学2019-2020学年高一下学期期中考试物理试题

高一年级下学期期中考试物理试题 一、选择题(共15题。每题4分 共60分。其中1~10题为单选,11~15为多选,多选题目少选得2分,多选错选不得分)‎ ‎1.在物理学的发展过程中,许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步。下列表述符合物理学史实的是(  )‎ A. 开普勒认为只有在一定的条件下,弹簧的弹力才与弹簧的形变量成正比 B. 伽利略用“月—地检验”证实了万有引力定律的正确性 C. 牛顿利用实验较为准确地测出了引力常量G的数值 D. 卡文迪许利用实验较为准确地测出了引力常量G的数值 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A.胡克认为只有在一定的条件下,弹簧的弹力才与弹簧的形变量成正比,故A错误;‎ B.牛顿用“月—地检验”证实了万有引力定律的正确性,故B错误;‎ CD.卡文迪许利用实验较为准确地测出了引力常量G的数值,故C错误,D正确。‎ 故选D。‎ ‎2.关于功率,下列说法正确的是(  )‎ A. 不同物体做相同的功,它们的功率一定相同 B. 物体做功越多,它的功率就越大 C. 功率大说明物体做功多 D. 发动机的额定功率与实际功率可能相等,也可能不相等 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】ABC.功率是表示做功快慢的物理量,不仅与做功的多少有关,而且跟做功所需的时间有关,故ABC错误;‎ D.发动机的实际功率可能等于额定功率,也可能不等于额定功率,故D正确。‎ 故选D。‎ ‎3.当火车在某个弯道按规定运行速度‎40 m/s转弯时,内、外轨对车轮皆无侧压力,若火车在该弯道实际运行速度为‎30 m/s,则下列说法中正确的是 A. 仅外轨对车轮有侧压力 B. 仅内轨对车轮有侧压力 C. 内、外轨对车轮都有侧压力 D. 内、外轨对车轮均无侧压力 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】若火车按‎40m/s转弯时,内外轨与车轮之间均没有侧压力,此时火车拐弯所需要的向心力由其重力和铁轨的支持力的合力提供,若火车的速度为‎30m/s,小于规定速度,重力和支持力的合力大于火车转弯所需要的向心力,所以此时内轨对车轮有侧压力。‎ 故选B。‎ ‎4.有关圆周运动的基本模型,下列说法正确的是(  )‎ A. 如图a,汽车通过拱桥的最高点时处于超重状态 B. 如图b所示是一圆锥摆,增大θ,但保持圆锥的高不变,则圆锥摆的角速度不变 C. 如图c,同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置分别做匀速圆周运动,则在A、B两位置小球的角速度及所受筒壁的支持力大小相等 D. 火车转弯超过规定速度行驶时,内轨对内轮缘会有挤压作用 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A.车通过拱桥的最高点时加速度向下,因此处于失重状态,故A错误;‎ B.汽圆锥摆的向心力为 高度不变,则其轨道半径为 由牛顿第二定律得 联立解得 由此可见角速度与角度无关,故B正确;‎ C.题图c中,同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置分别做匀速圆周运动,则小球的向心力 则在A、B两位置小球的向心力相同,但A位置的转动半径较大,故角速度较小,小球所受筒壁的支持力大小为 因此支持力相等,故C错误;‎ D.火车转弯超过规定速度行驶时,外轨对外轮缘会有挤压作用,故D错误。‎ 故选B。‎ ‎5.宇航员王亚平在“天宮1号”飞船内进行了我国首次太空授课,演示了一些完全失重状态下的物理现象.若飞船质量为m,距地面高度为h,地球质量为M,半径为R,引力常量为G,则飞船所在处的重力加速度大小为(  )‎ A. 0 B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ 对飞船受力分析知,所受到的万有引力提供匀速圆周运动的向心力,等于飞船所在位置的重力,即,可得飞船的重力加速度为,故选B.‎ ‎【考点定位】万有引力定律的应用.‎ ‎6.假设地球和火星都绕太阳做匀速圆周运动,已知地球到太阳的距离小于火星到太阳的距离,那么( )‎ A. 地球公转周期大于火星的公转周期 B. 地球公转的线速度小于火星公转的线速度 C. 地球公转的加速度小于火星公转的加速度 D. 地球公转的角速度大于火星公转的角速度 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】两天体运动均为万有引力提供向心力,即,解得:、、、;所以轨道半径越大,线速度越小、角速度越小、周期越大、向心加速度越小.据,可得选项D正确,ABC三项错误.‎ ‎7.关于力对物体做功,下列说法正确的是 A. 滑动摩擦力对物体一定做负功 B. 静摩擦力对物体可能做正功 C. 作用力与反作用力的功代数和一定为零 D. 合外力对物体不做功,则物体速度一定不变 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 试题分析:恒力做功表达式,滑动摩擦力的方向与物体相对运动方向相反,但与运动方向可以相同,也可以相反,还可以与运动方向垂直,故可能做负功,也可能做正功,也可以不做功,故A错误;静摩擦力的方向与物体相对运动趋势方向相反,但与运动方向可以相同,也可以相反,故静摩擦力可以做正功,也可以做负功,故B正确;作用力作用在一个物体上,反作用力必然是在另外一个物体上,作用力和反作用力等大反向,两个物体的位移没有必然的联系,所以两个功也就不一定相等且一正一负,故C错;合外力对物体不做功,物体动能一定不变,但不一定平衡,如匀速圆周运动,故D错误.‎ 考点:摩擦力、作用力与反作用力、功的计算,‎ ‎8.关于做功和物体动能变化的关系,正确的是(  )‎ A. 只要动力对物体做功,物体的动能就增加 B. 只要物体克服阻力做功,它的动能就减少 C. 外力对物体做功的代数和等于物体的末动能与初动能之差 D. 动力和阻力都对物体做功,物体的动能一定变化 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】根据动能定理的内容:合外力所做的总功等于物体动能的变化,要看所有力做的总功之和才能判断动能变不变。‎ 故选C。‎ ‎9.质量为m的汽车,启动后沿平直路面行驶,如果发动机的功率恒为P,且行驶过程中受到的摩擦阻力大小一定,汽车速度能够达到的最大值为ν,那么当汽车的车速为时,汽车的瞬时加速度的大小为( )‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】当汽车匀速行驶时,据知,摩擦阻力 当汽车的速度为,根据 得牵引力 由牛顿第二定律得加速度 故B正确,ACD错误。‎ 故选B。‎ ‎10.经长期观测,人们在宇宙中已经发现了“双星系统”.“双星系统”由两颗相距较近的恒星组成,每个恒星的线度远小于两个星体之间的距离,而且双星系统一般远离其他天体, 如图所示,两颗星球组成的双星,在相互之间的万有引力作用下,绕连线上的 O ‎ 点做周期相同的匀速圆周运 动.现测得两颗星之间的距离为 L,质量之比为 m1:m2=3:2,下列说法中正确的是:‎ A. m1、m2 做圆周运动的线速度之比为 3:2‎ B. m1、m2 做圆周运动的角速度之比为 3:2‎ C. m1做圆周运动的半径为L D. m2做圆周运动的半径为L ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】由于双星系统中,m1、m2完成一次圆周运动的时间相同,故它们的角速度之比;两颗星球组成的双星,在相互之间的万有引力作用下,绕连线上的 O 点做周期相同的匀速圆周运动,设它们的轨道半径分别为和,则:‎ 联立解得:‎ 又根据圆周运动角速度和线速度的关系可知:‎ A与计算不符,故A错误;‎ B.与分析不符,故B错误;‎ C.与计算相符,故C正确;‎ D.与计算不符,故D错误.‎ ‎11. 关于重力势能,下列说法中正确的是( )‎ A. 物体的位置一但确定,它的重力势能的大小也随之确定 B. 物体与零势能面的距离越大,它的重力势能比越大 C. 一个物体的重力势能从-5J变化到-3J,重力势能变大了 D. 重力势能的减少量等于重力对物体做的功 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ ‎【详解】AB.重力势能E=mgh,除了与m、g、h有关外,还与参考系的位置有关,所以AB错误;‎ C.-5J的重力势能说明到零势面遥远,所以重力势能变为-3J说明势能变大了,C正确;‎ D.做功是能量转化的量度,所以重力势能的改变量就是重力做的功,所以D正确。‎ 故选CD。‎ ‎12.一质量为m=‎50kg的滑雪运动员由某一高度无初速沿直线下滑,经测量可知出发点距离底端的高度差为h=‎30m,斜坡的倾角大小为θ=30°,该运动员在下滑的过程中所受的摩擦力大小为f=200N,重力加速度g取‎10m/s2。则(  )‎ A. 合力对运动员所做的功为3000J B. 摩擦力对运动员所做的功为12000J C. 重力对运动员所做的功为15000J D. 支持力对运动员所做的功为J ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】由于滑雪运动员的高度下降了,则重力对滑雪运动员所做的功为 代入数据解得 摩擦力对运动员所做的功为 代入数据得 由于支持力的方向与运动员的运动方向始终垂直,则支持力对运动员所做的功为零,即 合外力对运动员所做的功为 代入数据解得 故AC正确,BD错误。‎ 故选AC。‎ ‎13.图中的甲是地球赤道上的一个物体,乙是“神舟十号”宇宙飞船(周期约90min),丙是地球的同步卫星,它们运行的轨道示意图如图所示,它们都绕地心做匀速圆周运动。下列有关说法中正确的是(  )‎ A. 它们运动的线速度大小关系是v乙<v丙<v甲 B. 它们运动的向心加速度大小关系是a乙>a丙>a甲 C. 已知甲运动的周期T甲=24h,可计算出地球的密度 D. 已知乙运动周期T乙及轨道半径r乙,可计算出地球质量 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】AB.根据万有引力提供向心力 则有 ‎,,‎ 据题知,同步卫星丙的周期为24h,大于乙的周期,则丙的轨道半径大于乙的轨道半径。根据线速度、加速度与轨道半径的关系,知 a乙>a丙,v乙>v丙 又因为甲与丙的角速度相等,根据v=rω知 v丙>v甲 根据a=rω2知 a丙>a甲 所以有 a乙>a丙>a甲,v乙>v丙>v甲 故A错误,B正确;‎ C.因为甲不是卫星,它的周期与贴近星球表面做匀速圆周运动的周期不同,根据甲的周期无法求出地球的密度,故C错误;‎ D.对于乙,根据 可得 故D正确;‎ 故选BD。‎ ‎【点睛】解决本题的关键掌握万有引力提供向心力这一理论,知道线速度、角速度、加速度、周期与轨道半径的关系.以及知道同步卫星的特点。‎ ‎14.一行星绕恒星作圆周运动,由天文观测可得,其运动周期为T,速度为v,引力常量为G,则 A. 恒星的质量为 B. 行星的质量为 C. 行星运动的轨道半径为 D. 行星运动的加速度为 ‎【答案】ACD ‎【解析】‎ ‎【详解】AC.设恒星的质量为M,行星绕恒星运动的半径为r,行星质量为m,则:‎ 解得 故AC正确;‎ B.根据行星绕恒星运动学量,求不出行星的质量,故B项错误;‎ D.设行星运动的加速度为a,则:‎ 故D项正确。‎ 故选ACD。‎ ‎15.如图所示,弹簧的一端固定在墙上,另一端在水平力F作用下缓慢拉伸了x.关于拉力F、弹性势能Ep随伸长量x的变化图象正确的是( )‎ A. ‎ B. ‎ C. ‎ D. ‎ ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】:根据胡克定律,有:F=kx,由于劲度系数k由弹簧本身决定,为一个常数,故F与行变量成正比,故F-x图象是正比例图象;故A正确,B错误;弹性势能为 ;其图象为开口向上的二次函数图象;故C错误,D正确;故选AD.‎ 二.填空题(每空3分,共6分)‎ ‎16.在“探究恒力做功与动能改变的关系”实验中(装置如图甲):‎ ‎① 下列说法哪一项是正确的___________.(填选项前字母)‎ ‎ A.平衡摩擦力时必须将钩码通过细线挂在小车上 ‎ B.为减小系统误差,应使钩码质量远大于小车质量 ‎ C.实验时,应使小车靠近打点计时器由静止释放 ‎② 图乙是实验中获得的一条纸带的一部分,选取O、A、B、C计数点,已知打点计时器使用的交流电频率为50 Hz.则打B点时小车的瞬时速度大小为______m/s(保留三位有效数字).‎ ‎【答案】 (1). C (2). 0.653‎ ‎【解析】‎ 试题分析:①车在水平木板运动时水平方向受到绳的拉力和摩擦力,想用钩码的重力表示小车受到的合外力,首先需要平衡摩擦力;而平衡摩擦力是小车带动纸带恰好做匀速运动,A错误;设小车质量M,钩码质量m,整体的加速度为a,绳上的拉力为F,则:‎ 对小车有:F=Ma;‎ 对钩码有:mg-F=ma,即:mg=(M+m)a;‎ 如果用钩码的重力表示小车受到的合外力,则要求:Ma=(M+m)a,必须要满足小车的总质量远大于钩码质量,这样两者才能近似相等.为使纸带打上尽量多的点,实验时,应使小车靠近打点计时器由静止释放 ‎② 中间时刻的瞬时速度等于该过程的平均速度得:=‎0.653m/s.‎ 考点:本题考查探究恒力做功与动能改变关系 三.计算题(共3小题,17 18题每题10分,19题14分)‎ ‎17.2013年1月,一场别开生面的节能车竞赛在东风本田发动机有限公司厂区内进行,40支车队以各家独门绝技挑战‎1升汽油行驶里程的最高纪录.某公司研制开发的某型号小汽车发动机的额定功率为24 kW,汽车连同驾乘人员总质量为m=‎2000 kg,在水平路面上行驶时受到恒定的阻力是800 N,求:‎ ‎(1)汽车在额定功率下匀速行驶的速度大小;‎ ‎(2)汽车在额定功率下行驶,速度为‎20 m/s时的加速度大小.‎ ‎【答案】(1)‎30m/s;(2)‎0.2m/s2‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)汽车匀速行驶时,牵引力F等于阻力Ff,即 F=Ff 由功率公式可得 P=Fv 代入数据得 v=‎30 m/s ‎(2)设v1=‎20 m/s时汽车牵引力为F1,则 P=F1v1‎ 根据牛顿第二定律 F1-Ff=ma 代入数据得 a=‎0.2 m/s2‎ ‎18.取地球的第一宇宙速度为‎7.9km/s,地球表面的重力加速度为g=‎10m/s2,某行星的质量是地球的8倍,半径是地球的2倍,则:‎ ‎(1)此行星的第一宇宙速度大小为多少?‎ ‎(2)一个质量‎60kg的人在该行星表面上的重力大小是多少?‎ ‎【答案】(1)‎15.8km/s;(2)1200N ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)设卫星的质量为m,中心天体的质量为M,半径为R,天体的第一宇宙速度即卫星绕天体表面做圆周运动的运行速度,设为v,由牛顿第二定律得 解得 由题意可知 联立解得 ‎(2)设人的质量为m′,当人在一个天体表面上时,由牛顿第二定律得 得 代入可得 所以在该行星表面上,一个质量‎60kg的人的重力大小为 ‎19.如图所示,质量为m=‎2 kg的木块在倾角θ=37°的斜面上由静止开始下滑,木块与斜面间的动摩擦因数为μ=0.5,已知:sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g取‎10 m/s2.求:‎ ‎(1)前2 s内重力做的功;‎ ‎(2)前2 s内重力的平均功率;‎ ‎(3)2 s末重力的瞬时功率.‎ ‎【答案】(1)W=48 J(2)=24 W(3)P=48 W ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)木块所受的合外力 F合=mgsin θ–μmgcos θ=mg(sin θ–μcos θ)=2×10×(0.6–0.5×0.8)N=4 N 木块的加速度 a== m/s2=‎2 m/s2‎ 前2 s内木块的位移 l=at2=×2×‎22 m=‎‎4 m 所以,重力在前2 s内做的功为W=mglsin θ=2×10×4×0.6 J=48 J ‎(2)重力在前2 s内的平均功率为 ‎== W=24 W ‎(3)木块在2 s末的速度 v=at=2×‎2 m/s=‎4 m/s ‎2 s末重力的瞬时功率 P=mgvsin θ=2×10×4×0.6 W=48 W ‎ ‎
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