湖北省武钢三中等六校2018_2019学年高一物理下学期期中联考试题（含解析）.docx

湖北省部分重点中学 20182019 学年度下学期期中联考高一物理试卷一、单选题1.下列关于功的说法中，正确的是()A. 功有大小又有正负，因此功是矢量B. 一对作用力和反作用力在相同时间内做的功一定大小相等，正负相反C. 滑动摩擦力对物体一定做负功D. 一个力对物体做了负功，则该力对物体一定起阻碍作用【答案】D【解析】【详解】功虽然有大小和正负，但是功是标量，故A错误；一对作用力和反作用力一定大小相等、方向相反，而相互作用的两物体所发生的位移不一定相等，因此他们所做的功不一定大小相等，故B错误；滑动摩擦力可以对物体做正功，也可以对物体做负功，例如：轻轻放在运动的传送带上的物块，传送带对物块做正功，物块对传送带做负功，故C错误；由功的表达式WFlcos知，只有当90时，cos0，力才对物体做负功，此力阻碍物体的运动，故D正确。所以D正确，ABC错误。2.下列说法正确的是( )A. 古希腊学者托勒密提出了日心说B. 牛顿提出了万有引力定律，并测定了引力常量C. 第一宇宙速度是地球卫星的最大环绕速度D. 空间站中的宇航员处于完全失重状态是因为不受重力【答案】C【解析】【详解】A项：古希腊学者托勒密提出了地心说，故A错误；B项：牛顿提出了万有引力定律，卡文迪许测定了引力常量的数值，故B错误；C项：第一宇宙速度是将物体抛出后不再落回地面的最小发射速度，也是卫星绕地球表面运行的最大速度，故C正确；D项：空间站中的宇航员处于完全失重状态，并不是不受重力，而万有引力全部提供向心力，故D错误。3.在西昌卫星发射中心已成功发射“嫦娥四号”月球探测器。探测器奔月飞行过程中，在月球上空的某次变轨是由椭圆轨道a变为近月圆形轨道b，a、b两轨道相切于P点，如图所示，不计变轨时探测器质量的变化，下列关于探测器说法正确的是A. 在a轨道上P点的速率与在b轨道上P点的速率相同B. 在a轨道上P点所受月球引力等于在b轨道上P点所受月球引力C. 在a轨道上P点的加速度小于在b轨道上P点的加速度D. 在a轨道上运动的周期小于在b轨道上运动的周期【答案】B【解析】【详解】在轨道a上经过P点时需要减速制动才能进入轨道b，则在a轨道上P点的速率大于在b轨道上P点的速率，选项A错误；根据万有引力定律可知，在a轨道上P点所受月球引力等于在b轨道上P点所受月球引力，由牛顿第二定律可知，在a轨道上P点的加速度等于在b轨道上P点的加速度，选项B正确，C错误；在a轨道上运动的半长轴大于在b轨道上运动的半径，根据开普勒第三定律可知，在a轨道上运动的周期大于在b轨道上运动的周期，选项D错误；故选B.4.人类梦想能找到其它适宜人类生存的星球，科学家发现在太阳系外某个恒星质量是太阳的2倍、有多颗行星绕该恒星运动，其中一颗行星表面温度在0到40之间，其质量是地球的8倍，直径是地球的2倍，公转周期与地球相同。设该行星与地球均可视为质量分布均匀的球体，并绕其中心天体做匀速圆周运动，下列说法中正确的是A. 该行星表面重力加速度大小与地球表面相同B. 该行星卫星的最小周期是在地球上的2倍C. 在该行星上发射卫星的第一宇宙速度是地球上的2倍D. 该行星绕恒星运动的轨道半径与地球绕太阳运动的轨道半径相同【答案】C【解析】【分析】根据题中“行星质量是地球的8倍，直径是地球的2倍，公转周期与地球相同”、“行星与地球均可视为质量分布均匀的球体，并绕其中心天体做匀速圆周运动”可知，本题考察万有引力的应用，应用万有引力定律、牛顿第二定律、向心力等知识分析求解。【详解】A：据可得，；其质量是地球的8倍，直径是地球的2倍，则该行星表面重力加速度是地球表面的2倍。故A项错误。B：据可得，；当卫星轨道半径等于天体半径时，卫星周期最小；其质量是地球的8倍，直径是地球的2倍，则该行星卫星的最小周期与地球上相同。故B项错误。C：据可得，；其质量是地球的8倍，直径是地球的2倍，则在该行星上发射卫星的第一宇宙速度是地球上的2倍。故C项正确。D：据可得，；恒星质量是太阳2倍，行星公转周期与地球相同，则该行星绕恒星运动的轨道半径与地球绕太阳运动的轨道半径不相等。故D项错误。5.质量为m的物体，在距地面h高处以的加速度由静止竖直下落到地面。下列说法中正确的是（ ）A. 物体的动能增加B. 重力做功C. 物体的重力势能减少了D. 物体的机械能减少 【答案】A【解析】【分析】物体以g/3的加速度向下运动，对物体受力分析可知，物体受到重力之外，一定还受到向上的拉力的作用，根据力对物体的做功的情况，可以分析物体的能量的变化的情况【详解】设物体所受的阻力大小为f。对物体，由牛顿第二定律得 mg-F=m，所以阻力f=mg。物体下降h时，重力做的功为mgh，所以物体的重力势能减少mgh，故BC错误；由动能定理可得，W总=EK，即物体的动能增加EK=mah=mgh，故A正确；物体下降h时，阻力做的功为-fh=-mgh，所以物体的机械能减少mgh，故D错误；故选A。【点睛】本题的关键要的掌握常见的功与能的关系：重力做功是重力势能变化的量度；合力做功是动能变化的量度；重力之外的其他力做的总功是机械能变化的量度6.汽车发动机的额定功率是 60 kW,汽车的质量为 2103 kg,在平直路面上行驶,受到的阻力是车重的 0.2 倍。若汽车从静止出发,以1 m/s2 的加速度做匀加速运动,则出发 12s 时, 汽车发动机的实际功率 P 和汽车匀速行驶的最大速度 vm 分别为( )(g 取10 m/s2)A. P=60 Kw, vm=10m/sB. P=72 kW, vm=15m/sC. P=60 kW, vm=15m/sD. P=60 kW, vm=12m/s【答案】C【解析】【详解】根据牛顿第二定律得，则匀加速时牵引力，匀加速运动末速度，则匀加速运动的时间，所以末功率达到额定功率，最大速度为，故C正确。7.如图所示，质量为 m 的小球 A 沿高度为 h 倾角为的光滑斜面以初速 v0 滑下，另一质量与 A 相同的小球 B 自相同高度同时由静止落下，结果两球同时落地。下列说法正确的是（ ）A. 重力对两球做的功不相等B. 落地前的瞬间 A 球的速度等于 B 球的速度C. 落地时两球重力的瞬时功率相等D. 两球重力的平均功率相等【答案】D【解析】【详解】A项：根据知，重力对两球做功相同，故A错误；B项：对A球，根据动能定理得，对B球，根据动能定理得，知，故B错误；C项：，两相比得：而vAsin就是A球在底端的竖直速度，很明显小于vB，因此PAPB，故C错误；D项：两球重力做功相等，时间相等，根据知，重力的平均功率相等，故D正确。8.质量为400 kg的赛车在平直赛道上以恒定功率加速，受到的阻力不变，其加速度a和速度的倒数的关系如图所示，则赛车在加速的过程中( )A. 速度随时间均匀增大B. 加速度随时间均匀增大C. 输出功率为160 kWD. 所受阻力大小为1 60 N【答案】C【解析】【详解】由图可知，加速度变化，故做变加速直线运动，速度随时间不是均匀增大故A错误；a-函数方程a4，汽车加速运动，速度增大，加速度减小，故B错误；对汽车受力分析，受重力、支持力、牵引力和摩擦力，根据牛顿第二定律，有：F-f=ma；其中：F=P/v；联立得：，结合图线，当物体的速度最大时，加速度为零，故结合图象可以知道，a=0时，=0.01，v=100m/s，所以最大速度为100m/s；由图象可知：f/m4，解得：f=4m=4400=1600N； ，解得：P=160kW，故C正确，D错误；故选C。二、多选题9.如图所示，同步卫星与地心的距离为r，运行速率为v1，向心加速度为a1；近地卫星的运行周期T1，地球赤道上的物体P随地球自转的向心加速度为a2，地球自转周期T2，第一宇宙速度为v2，地球半径为R，某时刻同步卫星、近地卫星在赤道上物体P正上方并连成一条线，则下列说法正确的是（）A. =B. =C. D. 同步卫星、近地卫星再次同时出现在P点正上方至少需要时间【答案】ACD【解析】【详解】因为地球同步卫星的角速度和地球赤道上的物体随地球自转的角速度相同，由a1=2r，a2=2R得：，故A正确；对于地球同步卫星和以第一宇宙速度运动的近地卫星，由万有引力提供做匀速圆周运动所需向心力得到：，解得 ，解得：，故B错误；地球自转的周期T2等于同步卫星的周期，则可得 可得，选项C正确；同步卫星、近地卫星再次同时出现在P点正上方时满足：，解得，选项D正确；故选ACD.10.如图所示，在地面上以速度v0抛出质量为m的物体，抛出后物体落到比地面低h的海平面上若以地面为零势能面，不计空气阻力，则下列说法中正确的是 ()A. 物体上升到最高点时的重力势能为B. 物体落到海平面时的重力势能为mghC. 物体在海平面上的动能为D. 物体在海平面上的机械能为【答案】BD【解析】【详解】物体在最高点时，由斜抛运动的规律可知，以地面为零势能面，则在最高点的重力势能，选项A错误；以地面为零势能面，海平面低于地面h，所以物体在海平面上时的重力势能为-mgh，故B正确。由动能定理得：mgh=Ek2-mv02，物体在海平面上的动能为：Ek2=mv02+mgh，故C错误。整个过程机械能守恒，即初末状态的机械能相等，以地面为零势能面，抛出时的机械能为mv02，所以物体在海平面时的机械能也为mv02，故D正确。故选BD。【点睛】此题考查重力势能、重力做功、动能定理和机械能守恒，动能定理揭示了外力对物体所做总功与物体动能变化之间关系，它描述了力在空间的积累效果，力做正功，物体的动能增加，力做负功，动能减少动能定理解决的问题不受运动形式和受力情况的限制11.如图所示，光滑圆形轨道固定在竖直平面内，一可视为质点的小球 在轨道内运动，小球始终不脱离轨道，重力加速度为 g。则小球通过最低点时的加速度大小可能为（ ）A. 5gB. C. 3gD. 2g【答案】ABD【解析】【详解】情况一：完整的圆周运动，球在最高点是重力和支持力的合力提供向心力，支持力为零时速度最小，根据牛顿第二定律，有： ，解得：，从最高点到最低点过程，以最低点为零势能参考点，根据机械能守恒定律，有：，解得：，故最低点的最小加速度为：；情况二：不完整的圆周运动，如果是小角度摆动，最低点速度最大时运动的最高点与圆心等高，以最低点为零势能参考点，根据机械能守恒定律，有：，解得：，最低点向心加速度的最大值为：，综上，最低点的向心加速度的范围：，故ABD正确。12.如图所示，质量分别为 2m、m 的小滑块 A、B，其中 A 套在固定的竖直杆上，B 静置于水平地面上，A、B 间通过铰链用长为 L 的刚性轻杆连接。一轻弹簧左端与 B 相连， 右端固定在竖直杆上，弹簧水平。当=30时，弹簧处于原长状态此时将 A 由静止释放， 下降到最低点时变为 45，整个运动过程中，A、B 始终在同一竖直平面内，弹簧在弹性限度内，忽略一切摩擦，重力加速度为 g。则 A 下降过程中（ ）A. A、B 组成的系统机械能守恒B. 弹簧弹性势能的最大值为C. A 下降到最低点时 B 的速度达到最大D. A 的速度达到最大值前，地面对 B 的支持力小于 3mg【答案】BD【解析】【详解】A项：根据能量守恒知，A、B、弹簧组成的系统机械能守恒，A、B组成的系统机械能不守恒。故A错误；B项：根据系统机械能守恒可得：，弹性势能的最大值为，故B正确；C项：对B，水平方向的合力，所以滑块先做加速运动后做减速运动，故C错误；D项：A下降过程中动能达到最大前，A加速下降，对A、B整体，在竖直方向上根据牛顿第二定律有，则有，故D正确。三、实验题13.某同学用如图甲的实验装置探究“恒力做功与动能变化的关系”。他将细绳一端固定 在小车上，另一端绕过定滑轮与力传感器、重物相连。实验中，小车在细绳拉力的作用下从静止开始加速运动，打点计时器在纸带上记录小车的运动情况，力传感器记录细绳对小车的拉力大小。（1）下列措施中不必要的一项是_A使细绳与长木板平行B实验前调节长木板的倾角以平衡摩擦力C使小车质量远大于重物和力传感器的总质量（2）假设已经完全消除了摩擦力和其它阻力的影响，若重物质量不满足远小于小车质量的条件，则从理论上分析，图中正确反映小车速度 v 的二次方与拉力对小车做的功 W 关系的是（ ）【答案】 (1). C (2). A【解析】【详解】(1) A项：实验中必须要使细绳与长木板平行，这样才能使得绳子的拉力等于小车的合外力，故A正确；B项：实验前调节长木板的倾角以平衡摩擦力，以保证细绳的拉力等于小车受的合力，故B正确；C项：由于有力传感器测量绳的拉力，则没必要使小车质量远大于重物和力传感器的总质量，故C错误；本题选没有必要的，故选：C。(2) 如果实验中完全消除了摩擦力和其它阻力，由实验原理得：，所以与 成正比，故A正确。14.在“验证机械能守恒定律”的实验中，当地重力加速度的值为9.80m/s2，所用重物的质量为 1.00kg若按实验要求正确地选出纸带进行测量，测得连续三点 A、B、C 到第一个点的距离如图所示，已知电源频率 50 赫兹,那么：（1）打点计时器打下计数点 B 时，物体的速度vB=_m/s；（2）从起点 O 到打下计数点 B 的过程中重力势能减少量是Ep=_，此过程中物 体动能的增加量Ek=_.(结果均保留三位有效数字)【答案】 (1). 0.973 (2). 0.476 (3). 0.473【解析】【详解】(1) 根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度有：；(2) 根据功能关系可知，当打点计时器打在B点时，重锤重力势能的减少量为：，。四、解答题15.如图所示，物体 A 和 B 系在跨过定滑轮的细绳两端，物体 A 的质量 mA = 3kg ，物体 B 的质量 mB = 1kg ，开始把 A 托起，使 B 刚好与地面接触，此时物体 A 离地高度为 1.6m.放手让 A 从静止开始下落.（ g 取 1th/s2）求：（1）当 A 着地时，B 的速率多大？（2）B 能上升距地面的最大高度是多少？【答案】（1）4（2）2.4【解析】【详解】(1)设当A着地时，B的速度为v，A落地之前，根据机械能守恒得解得两球得速率（2）A落地之后，绳子松弛，B开始做初速度为V得竖直上抛运动，根据机械能守恒解得所以B上升得最大高度为16.2018 年 11 月，我国成功发射第 41 颗北斗导航卫星，被称为“最强北斗”。这颗卫星是地球同步卫星，其运行周期与地球的自转周期 T 相同。已知地球的半径为 R，地球表面的重力加速度为 g，万有引力常量为 G。求该卫星的轨道半径 r 和地球平均密度。【答案】，【解析】【详解】质量为m得北斗卫星绕地球做匀