2020池州一中高一下学期期中物理试题含答案

2019～2020学年度第二学期期中教学质量检测

高一物理试卷

一、选择题（1-8单选，9-14多选，每题4分，共56分）

1、下列关于重力势能的说法正确的是(　　)

A．物体的位置一旦确定，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，它的重力势能也越大

C．在地面上的物体具有的重力势能一定等于零

D．一个物体的重力势能从－5 J变化到－3 J，重力势能增加了

2、大小相等的力F按如图所示的四种方式作用在相同的物体上，使物体沿粗糙的水平面移动相同的距离，其中力F做功最多的是(　　)

3、元宵节期间人们燃放起美丽的焰火以庆祝中华民族的传统节日，按照设计，某种型号的装有焰火的礼花弹从专用炮筒中射出后，在4 s末到达离地面100 m的最高点时炸开，构成各种美丽的图案．假设礼花弹从炮筒中竖直向上射出时的初速度是v0，上升过程中所受的阻力大小始终是自身重力的k倍，g＝10 m/s2，那么v0和k分别等于(　　)

A．40 m/s,0.5         B．40 m/s,0.25        C．50 m/s,0.25       D．50 m/s,0.5

4、如图，一个物体在O点以初速度v开始做曲线运动，已知物体只受到沿x轴方向的恒力F作用，则物体速度的变化情况是(　　)

A．不断减小 

B．先增大后减小

C．先减小后不变 

D．先减小后增大

5、有一条两岸平直、河水均匀流动、流速恒为v的大河。小明驾着小船渡河，去程时船头指向始终与河岸垂直，回程时行驶路线与河岸垂直。回程与去程所用时间的比值为k，船在静水中的速度大小相同，则小船在静水中的速度大小为(　　)

A．            B．            C．            D．

6、“嫦娥一号”是我国首次发射的探月卫星，它在距月球表面高度为200 km的圆形轨道上运行，运行周期为127 min。已知引力常量G＝6.67×10－11 N·m2/kg2，月球半径约为1.74×103 km。利用以上数据估算月球的质量约为(　　)

A．8×1010 kg        B．7×1022 kg       C．5×1019 kg        D． 7×1013 kg

7、宇航员在某星球上为了探测其自转周期做了如下实验：在该星球两极点，用弹簧秤测得质量为M的砝码所受重力为F，在赤道测得该砝码所受重力为F′。他还发现探测器绕该星球表面做匀速圆周运动的周期为T。假设该星球可视为质量分布均匀的球体，则其自转周期为(　　)

A．T          B．T       C．T       D． T

8、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v，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．

9、央视新闻2018年3月11日报道：中国将建设324颗卫星组星座，“用户不在服务区”将成历史。即将建设的全球低轨卫星星座被命名为“鸿雁”。

据悉，北京航天飞行控制中心已对“鸿雁一号”卫星实

施变轨控制。如图为“鸿雁一号”卫星某次在近地点A

由轨道1变轨为轨道2的示意图，下列说法中正确的是(　　)

A．“鸿雁一号”在轨道1的B点处的速度比在轨道1的A点处的速度大

B．“鸿雁一号”在轨道1的A点处的速度比在轨道2的A点处的速度小

C．“鸿雁一号”在轨道1的A点处的加速度与在轨道2的A点处的加速度相等

D．“鸿雁一号”在轨道1的A点处的加速度比在轨道2的A点处的加速度大

10、如图所示，一粗糙斜面放在地面上，斜面顶端装有一光滑定滑轮．一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块N，另一端与斜面上的物块M相连，系统处于静止状态．现用水平向左的拉力缓慢拉动N，直至悬挂N的细绳与竖直方向成45°.已知系统始终保持静止，则在此过程中(　　)

A．地面对斜面的支持力变大

B．M所受细绳的拉力大小一定一直增加

C．M所受斜面的摩擦力大小一定一直增加

D．M所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增加

11、质量为m的物体以速度v0水平抛出，经过一段时间速度大小变为v0，不计空气阻力，重力加速度为g，以下说法正确的是(　　)

A．该过程平均速度大小为v0                             B．运动位移的大小为

C．速度大小变为v0时，重力的瞬时功率为mgv0        D．运动时间为

12、如图所示，一个内壁光滑的圆锥筒固定在地面上，圆锥筒的轴线竖直。一个小球贴着筒的内壁在水平面内做圆周运动，由于微弱的空气阻力作用，小球的运动

轨迹由A轨道缓慢下降到B轨道，则在此过程中(　　)

A．小球的向心加速度逐渐减小

B．小球运动的角速度逐渐减小

C．小球运动的线速度逐渐减小

D．小球运动的周期逐渐减小

13、2017年，人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波。根据科学家们复原的过程，在两颗中子星合并前约100 s时，它们相距约400 km，绕二者连线上的某点每秒转动12圈。将两颗中子星都看作是质量均匀分布的球体，由这些数据、万有引力常量并利用牛顿力学知识，可以估算出这一时刻两颗中子星(　　)

A．质量之积   B．质量之和

C．速率之和   D．各自的自转角速度

14、两实心小球甲和乙由同一种材料制成，甲球质量大于乙球质量。两球在空气中由静止下落，假设它们运动时受到的阻力与球的半径成正比，与球的速率无关。若它们下落相同的距离，则(　　)

A．甲球用的时间比乙球长

B．甲球末速度的大小大于乙球末速度的大小

C．甲球加速度的大小小于乙球加速度的大小

D．甲球克服阻力做的功大于乙球克服阻力做的功

二、实验题（14分）

15、（6分）学校物理兴趣小组利用如图甲所示的实验装置完成“探究加速度与力的关系”的实验。他们所用的器材有小车、一端带有滑轮的导轨、打点计时器和几个已知质量的钩码，另有学生电源和力传感器(图中未画出)。

（1）图乙是实验中得到的一条纸带，图中打相邻两计数点的时间间隔为0.1 s，由图中数据可得小车的加速度大小a＝________ m/s2。(结果保留三位有效数字)

（2）实验小组A、B分别以各自测得的加速度a为纵轴，小车所受的合力F为横轴，作出图象如图丙中图线1、2所示，则图线1、2中对应小车(含车内的钩码)的质量较大的是图线________(填“1”或“2”)。

16、（8分）宇航员登陆某星球做了一个平抛运动实验，并用频闪照相机记录小球做平抛运动的部分轨迹，且已知平抛初速度为5 m/s。将相片放大到实际大小后在水平方向和竖直方向建立平面直角坐标系，A、B、C为小球运动中的3个连续的记录点，A、B和C点的坐标分别为(0 m，0 m)(0.50 m，0.20 m)和(1.00 m，0.60 m)。则：

（1）频闪照相机的频闪频率为________ Hz；

（2）该星球表面重力加速度为________ m/s2；

（3）小球开始做平抛运动的初始位置坐标为x＝________ m，

     y＝________ m。

三、计算题（每题10分，共30分）

17、现有一根长L＝0.9 m的刚性轻绳，其一端固定于O点，另一端系着质量m＝1 kg的小球(可视为质点)，将小球提至O点正上方的A点处，此时绳刚好伸直且无张力，如图所示．不计空气阻力(g＝10 m/s2)．则：

（1）为保证小球能在竖直面内做完整的圆周运动，在A点至少应施加给小球多大的水平速度？

（2）在小球以速度v1＝9 m/s水平抛出的瞬间，绳中的张力为多少？

（3）小球以速度v2＝ m/s水平抛出，试求绳子再次伸直时所经历的时间．

18、在勇气号火星探测器着陆的最后阶段，着陆器降落到火星表面上，再经过多次弹跳才停下来。假设着陆器第一次落到火星表面弹起后，到达最高点时高度为h，速度方向是水平的，速度大小为v0，求它第二次落到火星表面时速度的大小，计算时不计火星大气阻力。已知火星的一个卫星的圆轨道的半径为r，周期为T，火星可视为半径为r0的均匀球体。

19、如图所示，一水平放置的圆盘面上水平放置一劲度系数为k的弹簧，弹簧的一端固定于轴O上，另一端连接一个可视为质点、质量为m的物体A，物体与盘面间的动摩擦因数为μ，开始时弹簧未发生形变，长度为l0，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。求：

（1）为使物体A能与转盘相对静止，求圆盘转动角速度的最大值ω0；

（2）使弹簧的长度变为l0，为使物体A能与转盘相对静止，

     求圆盘转动的角速度ω应满足的条件。

2019～2020学年度第二学期期中教学质量检测

高一物理参考答案

一、选择题（1-8单选，9-14多选，每题4分，共56分）

1、D

2、A 

    解析　将力沿水平方向分解，A图中，水平方向的力为F，其他图中水平方向的分力小于F，位移相等，所以A图中力F做功最多，故选A。

3、C　

    解析 利用运动学知识有x＝·t，代入数据得v0＝50 m/s；对上升过程中的礼花弹受力分析，如图所示，由牛顿第二定律有mg＋Ff＝ma，又Ff＝kmg，a＝12.5m/s2，解得k＝0.25，选项C正确．

4、D

解析　将初速度v分解为F所在方向的v∥和垂直F方向的v⊥，可看出F不改变v⊥，在F的作用下v∥先减小到零，后反向增大，故v先减小到v⊥，后增大，D正确。

5、A

解析　设河宽为d，船速为u，由于去程时小船的船头指向始终与河岸垂直，故去程所用时间为t1＝；由于回程时小船的行驶路线与河岸垂直，故回程所用时间为t2＝＝；根据题意有k＝，解得u＝，A正确。

6、B

解析　由G＝m··r得M＝，又r＝R月＋h，代入数据得月球质量M≈7×1022 kg，B正确。

7、C

解析　设星球和探测器质量分别为m、m′，在两极点，有：G＝F，在赤道，有：G－F′＝MR，探测器绕该星球表面做匀速圆周运动的周期为T，则有：G＝m′R；联立以上三式解得T自＝T。故C正确。

8、C

解析　当汽车匀速行驶时，有Ff＝F＝，根据P＝F′·，得F′＝，由牛顿第二定律得，故C正确

9、　BC

解析　在轨道1上从A到B过程中引力做负功，速度减小，故“鸿雁一号”在轨道1的B点处的速度比在轨道1的A点处的速度小，A错误；从轨道1变轨到轨道2，需要在A点点火加速，故“鸿雁一号”在轨道1的A点处的速度比在轨道2的A点处的速度小，B正确；“鸿雁一号”在轨道1的A点处的受力等于在轨道2的A点处的受力，根据a＝可知“鸿雁一号”在轨道1的A点处的加速度与在轨道2的A点处的加速度相等，C正确， D错误。

10、BD　

    解析，以整体为研究对象，A错误。以物块N为研究对象，它在水平向左拉力F作用下，缓慢向左移动直至细绳与竖直方向夹角为45°的过程中，水平拉力F逐渐增大，绳子拉力T逐渐增大，B正确．对M受力分析可知，若起初M受到的摩擦力Ff沿斜面向下，则随着绳子拉力T的增大，则摩擦力Ff也逐渐增大；若起初M受到的摩擦力Ff沿斜面向上，则随着绳子拉力T的增大，摩擦力Ff可能先减小后增大，选项C错误，D正确．

11、BC

解析　根据题述，经过一段时间速度大小变为v0，将该速度分解可得竖直速度等于v0，重力的瞬时功率为P＝mgv0，C正确；由v0＝gt，解得运动时间为t＝，D错误；水平位移为x＝v0t＝，竖直位移y＝gt2＝，运动位移的大小为s＝＝，B正确；该过程平均速度大小为v＝＝，A错误。

12、CD

解析　以小球为研究对象，对小球受力分析。由牛顿第二定律得：＝ma＝m＝mrω2，可知在A、B轨道的向心力大小相等，a＝，向心加速度不变，故A错误。角速度ω＝ ，由于半径减小，则角速度变大，故B错误。线速度v＝ ，由于半径减小，线速度减小，故C正确。周期T＝，角速度增大，则周期减小，故D正确。

13、BC

解析　依题意已知两颗中子星的周期T、距离L，各自的自转角速度不可求，D错误；对m1：G＝m1ω2r1，对m2：G＝m2ω2r2，已知几何关系：r1＋r2＝L，ω＝，联立以上各式可解得：r1＝L，r2＝L，m1＋m2＝，B正确；速率之和v1＋v2＝ωr1＋ωr2＝ω(r1＋r2)＝，C正确；质量之积m1m2＝·＝·r1r2，r1r2不可求，故m1m2不可求，A错误。

14、BD

解析　甲、乙下落的时间与加速度有关，应先求加速度，由m甲＝ρV甲＝ρ得R甲＝ ，阻力f甲＝kR甲＝k ，由牛顿第二定律知a甲＝＝g－k ，同理a乙＝g－k ，因m甲>m乙，所以a甲>a乙，故C项错误；再由位移公式h＝at2可知t甲<t乙，故A项错误；再由速度位移公式v2＝2ah得v甲>v乙，B项正确；甲球受到的阻力大，甲、乙下落距离相等，故甲球克服阻力做的功大于乙球克服阻力做的功，D项正确。

二、实验题（14分）

15、（6分，每空3分）    　(1)0.195　    (2)1

解析　(1)由匀变速直线运动的推论Δx＝aT2可知，小车的加速度大小：

    a＝＝＝0.195 m/s2。

(2)由牛顿第二定律得：a＝F，则a­F图线的斜率k＝，故小车质量越大，图象的斜率越小，由图丙所示图象可知，图线1的斜率较小，则图线1对应的小车(含车内钩码)质量较大。

16、（8分，每空2分）   　(1)10　  (2)25　    (3)－0.25　－0.025

三、计算题（每题10分，共30分）

19、解析：(1)要使小球在竖直面内能够做完整的圆周运动，则有在最高点时重力恰好提供向心力，根据牛顿第二定律可得mg＝m，代入数据解得v0＝3 m/s.    ………………3分

(2)因为v1>v0，所以绳中有张力，根据牛顿第二定律得T＋mg＝m；代入数据解得T＝80 N，即绳中的张力大小为80 N.      ………………3分

(3)小球将做平抛运动，经时间t绳拉直，如图所示：

在竖直方向有：y＝gt2，在水平方向有：x＝v2t；

由几何知识得：L2＝x2＋(y－L)2，联立并代入数据解得：t＝0.4 s.

      …………………………4分

20、解：以g′表示火星表面附近的重力加速度，M表示火星的质量，

    m表示火星的卫星的质量，m′表示火星表面处某一物体的质量，由万有引力定律和牛顿第二定律，有

  ①            2分

  ②         2分

    设v表示着陆器第二次落到火星表面时的速度，它的竖直分量为v1，水平分量仍为v0，有    ③              2分

   ④               2分

    由以上各式解得     ⑤      2分

21、(1)          (2)  ≤ω≤

解析　(1)A与转盘相对静止时，弹簧弹力为0，则当圆盘转动角速度取最大值ω0时，A的向心力大小等于最大静摩擦力，即μmg＝mωl0           2分

解得ω0＝ 。                             1分

(2)因为k≥μmg，角速度取最小值ω1时，A的向心力的大小为弹簧弹力与最大静摩擦力之差，

k－μmg＝mω·                               2分

解得：ω1＝                          1分

角速度取最大值ω2时，A的向心力的大小为弹簧弹力与最大静摩擦力之和，

k＋μmg＝mω·                                  2分

解得：ω2＝                             1分

所以  ≤ω≤ 。      1分