2020-2021学年广西玉林市博白中学高一（下）期中物理试卷

2020-2021学年广西玉林市博白中学高一（下）期中物理试卷

1. 在物理学建立、发展的过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步。关于科学家和他们的贡献，下列说法中错误的是

A. 德国天文学家开普勒对他的导师一第谷观测的行星数据进行了多年研究，得出了开普勒三大行星运动定律
B. 英国物理学家卡文迪许用实验的方法测出引力常量G，并说明了天上和地下的物体间引力作用都遵从万有引力定律
C. 爱因斯坦建立了相对论，当相对论与量子力学的出现，使人们认识到经典力学只适用于低速运动与宏观世界
D. 德国的伽勒在勒维耶预言的位置处发现了海王星，人们称其为“笔尖下发现的行星”

2. 关于弹簧的弹性势能与物体的重力势能，以下说法中正确的是

A. 弹簧在拉伸时弹性势能一定大于压缩时的弹性势能
B. 当弹簧变长时，它的弹性势能一定增大
C. 某个物体处于某个位置，重力势能的大小是唯一确定的
D. 只要重力做功，物体的重力势能一定变化，物体克服重力做功重力势能增加

3. 如图，从地面上方某点，将一质量为1kg小球以的初速度沿水平方向抛出。小球经过1s落地。不计空气阻力，则可求出
    

A. 小球抛出时离地面的高度是10m
B. 小球落地时重力的瞬时功率为100W
C. 小球落地时的速度大小是
D. 小球落地时的速度方向与水平地面成角

4. 2020年7月23日，我国成功发射“天问1号”火星探测器。已知火星的质量约为地球的倍，半径约为地球的倍，地球的第一宇宙速度约为，则火星的第一宇宙速度约为

A.  B.  C.  D.

5. 如图所示，某河流中水流速度大小恒为，A处的下游C处是个旋涡，A点和旋涡的连线与河岸的最大夹角为为使小船从A点出发以恒定的速度安全到达对岸，小船航行时在静水中速度的最小值为

A.  B.  C.  D.

6. 如图所示为学员驾驶汽车在水平面上绕点做匀速圆周运动的俯视示意图。已知质量为60kg的学员在A点位置，质量为70kg的教练员在B点位置，A点的转弯半径为，B点的转弯半径为，学员和教练员均可视为质点
    

A. 运动周期之比为4：5 B. 运动线速度大小之比为5：4
C. 向心加速度大小之比为4：5 D. 受到的合力大小之比为15：14

7. 如图甲所示，物体受到水平推力F的作用在粗糙水平面上做直线运动。通过力传感器和速度传感器监测到推力F、物体速度v随时间变化的规律如图乙所示，取。则

A. 物体的质量
B. 物体与水平面间的动摩擦因数
C. 第2s内物体克服摩擦力做的功
D. 前2s内物体合力所做的功

8. 如图所示，细绳一端系着质量为的物体在水平台面上，另一端通过光滑小孔吊着质量为的物体，M的中点与圆孔的距离为，已知M和水平面的最大静摩擦力为2N，现在似相对平面静止一起绕中心轴线匀速转动，当角速度突然变为以下何值时，m将向上移动

A.  B.  C.  D.

9. 某实验小组采用如图1所示的装置探究功与速度变化的关系，小车在橡皮筋的作用下弹出后，沿木板滑行。打点计时器的工作频率为50Hz。
   
   实验中木板略微倾斜，这样做______；
   A.是为了使释放小车后，小车能匀加速下滑     是为了增大小车下滑的加速度
   C.可使得橡皮筋做的功等于合力对小车做的功   可使得橡皮筋松弛后小车做匀速运动
   实验中先后用同样的橡皮筋1条、2条、3条…合并起来挂在小车的前端进行多次实验，每次都要把小车拉到同一位置再释放。把第1次只挂1条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功记为，第二次挂2条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功为…橡皮筋对小车做功后而使小车获得的速度可由打点计时器打出的纸带测出。根据第四次的纸带如图2所示求得小车获得的速度为______。保留三位有效数字
   若根据多次测量数据画出的图象如图3所示，根据图线形状，可知对W与v的关系符合实际的是图______。
10. 一艘宇宙飞船飞向某一新发现的行星，并进入该行星表面的圆形轨道绕该行星运行数圈后宇宙飞船的轨道半径近似等于行星的半径，着陆于该行星，宇宙飞船上备有下列器材：
    A.精确秒表一只
    B.弹簧秤一个
    C.质量已知为m的钩码
    D.天平一台
    E.刻度尺一把
    已知宇航员在宇宙飞船绕行星飞行的过程中和飞船着陆后均作了测量，依据所测得的数据和引力常量G，可求得该行星的质量M和半径R。请回答下列问题：
    测量相关数据应选用的器材是______选填宇宙飞船上备有的器材前面的字母序号。
    宇宙飞船在绕行星表面运行的过程中，应测量的物理量是______填一个物理量及符号，为了测出地球表面的重力加速度，宇航员在着陆后应间接测量的物理量是______填一个物理量及符号。
    用测得的数据，可求得该行星的质量______，该行星的半径______均用已知的物理量和测得的物理量表示。
11. 疫情期间，质量为25kg的小孩在如图所示的小区游乐场荡秋千。小孩可以看作质点，小孩坐在秋千板上静止时，小孩离系绳子的横梁；如果秋千板摆到最低点时，小孩的速度为；当秋千板摆到最高点时，小孩与横梁在竖直方向上的距离为，不考虑空气阻力的影响，取。求：
    秋千从最高点摆到最低点的过程中，小孩重力做的功；
    当秋千板摆到最低点时，小孩对秋千板的压力大小与方向；
    
    
    
    
    
    
     
12. 发射地球同步卫星时，先将卫星发射至距地面高度为的近地轨道上，在卫星经过A点时点火，实施变轨，进入远地点为B的椭圆轨道上，然后在B点再次点火，将卫星送入同步轨道，如图所示，已知同步卫星的运动周期为T，地球的半径为R，地球表面重力加速度为
    求出卫星在近地点A的加速度大小a；
    求出远地点B距地面的高度；
    列出计算卫星在椭圆轨道上的周期的表达式．
    
    
    
    
    
    
     
13. 某同学对一辆玩具遥控车的性能进行了研究。他让这辆小车在水平的直轨道上由静止开始运动，通过传感器得到了小车的图像。如图所示，在内的图像为曲线，其余时间段图像均为直线。已知在内，小车以额定功率运动，14s末关闭动力让小车自由滑行。若小车的质量为1kg，在整个运动过程中可认为小车所受的阻力大小不变。求：
    小车所受的阻力大小为多少？
    小车的额定功率为多少？
    在内，小车电动机的平均功率为多少？保留三位有效数字

答案和解析

1.【答案】B
 

【解析】解：A、德国天文学家开普勒对他的导师——第谷观测的行星数据进行了多年研究，得出了开普勒三大行星运动定律，故A正确；
B、英国物理学家卡文迪许利用卡文迪许扭秤首先较准确的测定了万有引力常量，牛顿发现了万有引力定律，故B错误；
C、经典力学的局限性一节提到，经典力学在微观，高速情况下不再适用，经典力学的适用条件为，宏观世界，低速运动，故C正确；
D、德国的伽勒在勒维耶预言的位置附近发现了海王星，人们称其为“笔尖下发现的行星”，故D正确。
本题选错误的，
故选：B。
根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可。
本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一。
 

2.【答案】D
 

【解析】解：A、根据可知，弹簧在拉伸时弹性势能与压缩时的弹性势能大小取决于弹簧的形变量大小，弹簧在拉伸时弹性势能不一定大于压缩时的弹性势能，故A错误；
B、如果弹簧处于压缩状态，则当弹簧变长时小于原长，它的弹性势能减小，故B错误；
C、重力势能是一个相对量，其大小与零势能面的选取有关，所以某个物体处于某个位置时，重力势能的大小不是唯一的值，故C错误；
D、重力势能的大小与重力做功有关，只要重力做功，物体的重力势能一定变化，物体克服重力做功重力势能增加，故D正确。
故选：D。
根据分析弹性势能的变化；重力势能是一个相对量，其大小与零势能面的选取有关；重力势能的大小与重力做功有关。
本题主要是考查功能关系，关键是能够分析能量的转化情况，知道重力势能变化与重力做功有关、弹性势能的变化与弹力做功有关。
 

3.【答案】B
 

【解析】解：A、小球抛出点的高度为：；故A错误；
B、小球落地时竖直分速度为：，落地时重力的瞬时功率为：，故B正确；
C、小球的速度大小为：，故C错误；
D、设小球落地的速度方向与水平方向的夹角为，则有：，可知故D错误。
故选：B。
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，根据高度求出落地的高度，结合初速度和时间求出水平位移，求出落地时竖直方向上的分速度，通过平行四边形定则求出小球落地时的速度大小。根据平行四边形定则求出落地时的速度与水平方向的夹角。
解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式灵活求解。
 

4.【答案】A
 

【解析】解：根据万有引力用来提供向心力，

由题意可知：
所以，故A正确，BCD错误；
故选：A。
根据万有引力用来提供向心力，可求出第一宇宙速度的表达式，根据火星与地球的比值关系求出火星的第一宇宙速度。
本题主要考查了万有引力用来提供向心力，求出速度表达式，根据比值关系求解即可。
 

5.【答案】A
 

【解析】解：如图所示，

当小船在静水中的速度与其在河流中的速度v垂直时，小船在静水中的速度最小，故有：，故A正确，BCD错误。
故选：A。
根据几何关系，小船在静水中的速度和实际速度垂直时，小船在静水中的速度最小，根据平行四边形法则，可以求出小船航行时在静水中速度的最小值。
本题考查运动的合成与分解，目的是考查学生的推理能力。一个速度要分解，已知一个分速度的大小与方向，还已知另一个分速度的大小且最小，则求这个分速度的方向与大小值。这种题型运用平行四边形定则，由几何关系来确定最小值。
 

6.【答案】BD
 

【解析】解：A、AB两点做圆周运动的角速度相等，根据知，周期相等，故A错误。
B、根据知，半径之比为5：4，则线速度之比为5：4，故B正确。
C、根据知，半径之比为5：4，则向心加速度大小之比为5：4，故C错误。
D、根据知，向心加速度之比为5：4，质量之比为6：7，则合力大小之比为15：14，故D正确。
故选：BD。
A、B两点做圆周运动的角速度相等，根据半径之比，结合、得出线速度和向心加速度之比，从而根据牛顿第二定律得出合力大小之比。
解决本题的关键知道学员和教练员的角速度大小相等，掌握线速度、角速度、向心加速度之间的关系，并能灵活运用。
 

7.【答案】AC
 

【解析】解：A、由速度-时间图象可以知道在的时间内，物体匀速运动，处于受力平衡状态，所以滑动摩擦力的大小为2N，在的时间内，物体做匀加速运动，直线的斜率代表加速度的大小，所以，由牛顿第二定律可得，所以，故A正确；
B、由，所以，代入数据解得：
，故B错误；
C、第2s内物体的位移，可知第2s内物体克服摩擦力做功，故C正确。
D、根据动能定理得内物体所受合力做的功为
代入数据解得：，故D正确；
故选：AC。
通过速度图象的斜率代表物体的加速度。速度的正负代表物体运动的方向，结合牛顿第二定律、冲量的公式和动能定理可求解。
对于速度图象类的题目，主要是要理解斜率的含义：斜率代表物体的加速度；速度正负的含义：速度的正负代表物体运动的方向；速度图象与时间轴围成的面积的含义：面积代表物体的位移。
 

8.【答案】CD
 

【解析】解：水平台面对M的最大静摩擦力为，
当m恰好向上移动时，由牛顿第二定律得：，
代入数据解得：
因此只要，m就能向上移动，故CD正确，AB错误。
故选：CD。
应用牛顿第二定律求出m向上移动的临界角速度，然后分析答题。
要注意，静摩擦力与拉力的合力有最大值与最小值，决定了角速度的变化范围，由此作为切入点，依据牛顿第二定律与圆周运动的知识求解。
 

9.【答案】
 

【解析】解：使木板倾斜，小车受到的摩擦力与小车所受重力的分量大小相等，在不施加拉力时，小车在斜面上受到的合力为零，小车可以在斜面上静止或做匀速直线运动；小车与橡皮筋连接后，小车所受到的合力等于橡皮筋的拉力，橡皮筋对小车做的功等于合外力对小车做的功，故AB错误，CD正确；
故选：CD。
各点之间的距离相等的时候小车做直线运动，由图可知，两个相邻的点之间的距离是时做匀速直线运动，
，
利用公式：
可得：
由动能定理得：，W与v是二次函数关系，由图示图象可知，C正确，
故选：C
故答案为：
根据实验原理橡皮筋做的功等于小车增加的动能，要消除摩擦力带了的影响。分析答题。
根据纸带上的数据可以判定，各点之间的距离相等的时候小车做直线运动，利用公式：可得出结论。
要掌握实验原理与实验注意事项，同时注意数据处理时注意数学知识的应用，本题是考查应用数学知识解决物理问题的好题。
 

10.【答案】ABCD 飞船绕行星运行的周期T 钩码在行星表面受到的重力 
 

【解析】解：物体在行星表面上时，由重力等于万有引力，有：
 
宇宙飞船绕行星做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心，有：
 
由以上两式解得：
  …①
  …②
式中g是行星表面重力加速度，用弹簧秤测量质量已知为m的钩码在行星表面受到的重力F，则…③
由②③得：
由①③得：
需要用秒表测量飞船绕行星运行的周期T，用天平测量物体的质量m，用弹簧秤测量物体在行星表面受到的重力F，故ABCD正确，E错误。
故选：ABCD。
宇宙飞船在绕行星表面运行的过程中，应测量的物理量是飞船绕行星运行的周期T；为了测出地球表面的重力加速度，宇航员在着陆后应间接测量的物理量是钩码在行星表面受到的重力F。
该行星的质量：；
该行星的半径：。
故答案为：。飞船绕行星运行的周期T；钩码在行星表面受到的重力F。，。
要测量行星的质量M和半径R，理论根据是重力等于万有引力和万有引力提供向心力，列式求解会发现需要测量出行星表面的重力加速度和行星表面卫星的公转周期，从而确定需要选择的器材。
本题关键要弄清实验原理，根据万有引力等于重力，以及万有引力提供向心力，得到M和R的表达式，再选择实验器材。
 

11.【答案】解：秋千从最高点摆到最低点的过程中，小孩下降的高度
小孩重力做功。
小孩到最低点时，受到重力mg、秋千板对小孩的支持力，
根据牛顿第二定律
得
根据牛顿第三定律
方向竖直向下。
答：秋千从最高点摆到最低点的过程中，小孩重力做的功为250J；
当秋千板摆到最低点时，小孩对秋千板的压力大小为500N，方向竖直向下。
 

【解析】重力是恒力，根据功的公式计算重力做功的大小；
对小孩受力分析，在最低点时合力提供向心力，根据牛顿第二定律求出秋千板对小孩的支持力，再根据牛顿第三定律得出小孩对秋千板的压力。
解决本题的关键知道小孩在最低点向心力的来源，结合牛顿第二定律进行求解，本题特别要注意牛顿第三定律的应用。
 

12.【答案】解：设地球的质量为M，在地球表面，物体的重力等于万有引力，有：，
卫星在A点时，由牛顿第二定律得：，
由上述各式得：
点位于同步卫星轨道上，卫星所受万有引力提供向心力，有：，
得：，
解得：
由开普勒第三定律，得椭圆轨道上的周期表达式为：
解得：
答：卫星在近地点A的加速度大小为；
远地点B距地面的高度为；
卫星在椭圆轨道上的周期的表达式为
 

【解析】根据牛顿第二定律以及万有引力等于重力求出卫星在近地点A的加速度大小．
根据万有引力提供向心力求出远地点B距地面的高度．
根据开普勒第三定律求出卫星在椭圆轨道上的周期的表达式．
解决本题的关键掌握万有引力定律的两个重要理论：1、万有引力提供向心力，2、万有引力等于重力，并能灵活运用．
 

13.【答案】解：由图象可得，在时间内，加速度大小：，
阻力大小：
在内小车做匀速运动：，
故小车的额定功率：
速度图象与时间轴的“面积”的数值等于物体位移大小：
内，，加速度，
由牛顿第二定律得，
代入数据解得：
电动机做功为
内，小车电动机的功率保持不变，故电动机做功为：
故小车的平均功率为：。
答：小车所受的阻力大小为；
小车的额定功率为9W；
在内，小车电动机的平均功率为
 

【解析】根据图线的斜率求出匀减速运动的加速度大小，根据牛顿第二定律求出阻力的大小；
抓住匀速运动时，结合求出额定功率的大小；
根据匀加速运动的图线求出加速度的大小，结合牛顿第二定律求出牵引力的大小，根据匀加速运动的位移和牵引力的大小求出牵引力做功的大小．根据求出变加速运动牵引力做功大小，从而结合平均功率公式求出加速阶段平均功率的大小．
本题考查了机车启动与图象的综合，知道恒定加速度启动整个过程中的运动规律，结合牛顿第二定律和运动学公式综合求解，难度中等．