2019-2020学年湖北省武汉市武昌实验中学高一(下)期中物理试卷

1、2019-2020学年湖北省武汉市武昌实验中学高一（下）期中物理试卷、选择题（本题共 12小题，每小题4分，共48分.在每小题给出的四个选项中，第 18题，只有一个选项符合题意；第912题，有多个选项符合题意，全部选对的得4分，选对而不全的得 2分，错选或不选的得 0分）（4分）下列说法正确的是（A.伽利略提出了行星运动的三大定律B.牛顿在实验室里比较准确地测出了引力常量的数值C.海王星被称为“笔尖下发现的行星”，它的发现确立了万有引力定律的地位D.开普勒从实验中得出了行星运动定律2.（4分）如图所示，斜面体和小物块一起沿水平面向右做匀速直线运动，并通过一段位移，则斜面体对物块的摩擦力和支持力

2、的做功情况分别是（A.摩擦力做正功,支持力做负功B.摩擦力做负功,支持力不做功C.摩擦力做负功,支持力做正功D .摩擦力做负功,支持力做负功3.（4分）在田径运动会上进行跳远比赛时，人落在沙坑里比落在塑胶地上安全，这是由于（A .人落在沙坑里的动量的变化率比落在塑胶地上的大B.人落在沙坑里的动量的变化率比落在塑胶地上的小C.人落在沙坑里受到的冲量比落在塑胶地上的小D.人落在沙坑里受到的冲量比落在塑胶地上的大4.（4分）有一条捕鱼小船停靠在湖边码头，小船又窄又长（估计一吨左右）. 一位同学想用一个卷尺粗略测定它的质量.他进行了如下操作:首先将船平行码头自由停泊， 轻轻从船尾上船，走到船头后停下来

3、，而后轻轻下船.用卷尺测出船后退的距离为d,然后用卷尺测出船长L,已知他自身的质量为 m,则渔船的质量（5.d)ndCL-d)（4分）一人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动,C.mLD, dL假如该卫星变轨后仍做匀速圆周运动，动能增大为原来的4倍,不考虑卫星质量的变化，则变轨前后卫星的（A.向心加速度大小之比为1: 4B.轨道半径之比为4: 1C.周期之比为4: 1D.角速度大小之比为1: 26.（4分）2024年我国或将成为全球唯一拥有空间站的国家。若我国空间站离地面的高度是同步卫星离地面高度的,同步卫星离地面的高度为地球半径的6倍。已知地球的半径为 R,地球表面的重力加速度为 g,则空间站绕地

4、球做圆周运动的周期的表达式为（7.A. 2兀C. 2兀Gt+6 )为尸RV ng（4 分）如图所示，A、B、C、D、E、F、B.D.2ngRn+6G为七个质量分布均匀、 半径相同的球，其中A、G两球质量相等,B、C、D、E、F五球质量相等，且 A球质量小于B球质量。现将 B、C、D、E、F、G放置在光滑的水平面上排成一条直线且均处于静止状态。某时刻让A球以速度V0正对B球运动，所发生的碰撞均为弹性碰撞，则发生一系列碰撞之后，最终（A B C D E F G说OOQ双QA.五个小球静止，两个小球运动B.四个小球静止，三个小球运动C.三个小球静止，四个小球运动D.七个小球都运动8.（4分）如图所示

5、，足够长的光滑斜面固定在水平面上，轻质弹簧与A、B物块相连，A、C物块由跨过光滑小滑轮的轻绳连接。初始时刻，C在外力作用下静止，绳刚好伸直但无拉力作用,B放置在水平面上，A静止。现撤去外力，物块 C沿斜面向下运动，当 C运动到最低点时，B刚好离开地面。已知A、B的质量均为m,弹簧始终处于弹性限度内，则上述过程中（A. C的质量me可能小于 mB. C的速度最大时，A的加速度为零e. c的速度最大时，弹簧弹性势能最大D. A、弹簧、C组成的系统的机械能先变小后变大9. （4分）我国计划在2020年7月发射火星探测器，预计经过10个月的飞行，火星探测器 2021年到达火星，着陆火星表面并进行巡视探

6、测。假设探测器在火星表面和地球表面以相同的速度竖直上抛一物体，其在地球上落回抛出点的时间是火星上的 a倍，已知地球半径与火星半径之比为b。不计地球和火星的自转及其表面气体的阻力。下列说法正确的是（）A.地球与火星绕太阳运动时，它们与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等B .地球与火星表面的重力加速度大小之比为1: aC.地球与火星的质量之比为 a： b2D.地球与火星的第一宇宙速度大小之比为湘:F10. （4分）质量为m= 0.10kg的小钢球以v0= 10m/s的水平速度抛出，下落 h= 5.0m时撞击一钢板，如图所示，撞 后速度恰好反向，且速度大小不变，已知小钢球与钢板作用时间极短，取g

7、=10m/s2,则（）A .钢板与水平面的夹角 0= 30°B.小钢球从水平抛出到刚要撞击钢板的过程中重力的冲量为1N?sC .小钢球刚要撞击钢板时小球动量的大小为2kg?m/sD,钢板对小钢球的冲量大小为2百N?s11. （4分）如图所示，ab、ac、ad、ae是竖直面内的四根固定的细杆，四根细杆与竖直方向的夹角分别为0。、30。、45。、60。.a、b、c、d、c、e点位于同一圆周上，a点为圆周的最高点。每根杆上都套着一个相同的小滑环（图中未画出），小滑环与细杆之间的动摩擦因数为w当四个小滑环从 a点由静止释放分别沿不同细杆滑到另一端的过程中，以下说法正确的是（）A .末速度的关

8、系为 vb>vc> vd> veB.所用时间的关系为 tb=tc= td=teC.产生的热量关系为 QbQc= QevQdD.滑环滑至 b、c、d、e各点的重力的功率 PbPc=PevPd12. （4分）如图甲所示，光滑固定的斜面上有一质量为m=6kg的物体，在平行于斜面拉力F=12N的作用下，沿斜面向上做匀速直线运动，当物体运动到x1 = 2.5m位置处拉力F开始逐渐减小，力 F随位移x的变化规律如图g=10m/s ,下列说法正确的是（,当x2= 7m时拉力减为零，物体速度刚好为零，取A .斜面倾角。为30°B.整个上滑的过程中，物体的机械能增加57JC.物体匀速

9、运动时的动能大小为 27JD.物体在减速阶段所受合外力的冲量为-18N?s二、填空题（本题共 2小题，共12分）13. （6分）在“探究动能定理”实验中，某实验小组采用如图甲所示的装置，在水平气垫导轨上安装了两个光电门M、N,滑块上固定一遮光条，细线绕过定滑轮将滑块与力传感器相连，传感器下方悬挂钩码。已知遮光条的宽 度为d,滑块与遮光条的总质量为m。I： 甲A(1)接通气源，滑块从 A位置由静止释放，读出遮光条通过光电门M、N的时间分别为ti、t2,力传感器的示数F,改变钩码质量，重复上述实验。为探究在M、N间运动过程中，细线拉力对滑块做的功 W和滑块动能增量 Ek的关系，还测量了光电门 M、

10、N间的距离为L;利用上述实验中直接测量的物理量表示需探究的关系式为 。(2)保持钩码质量不变，改变光电门N的位置，重复实验(每次滑块都从A点由静止释放)，根据实验数据作出从M到N过程中细线拉力对滑块做的功 W与滑块到达N点时动能Ek的关系图象，如图乙所示，由图象能探 究动能定理，则图线斜率约等于 ,图线在横轴上的截距表示 。14(6 分)利用图甲装置做验证机械能守恒定律”实验(1)对于实验要点，下列说法正确的是 。A.应选用体积较小且质量较小的重锤B.安装器材时必须保证打点计时器的限位孔在竖直方向，以便减少限位孔与纸带间的摩擦C.重锤下落过程中，应用手提着纸带，保持纸带始终竖直2 ,D.根据打

11、出的纸带，用 x = gT求出重力加速度再验证机械能守恒(2)该同学选取了一条纸带，取点迹清晰的一段如图乙所示，将打出的计时点分别标号为1、2、3、4、5、6,计时点1与3、2与5和4与6之间的距离分别为 X1、x2、X3,已知当地的重力加速度为 g,使用的交流电频率 为f,则从打计时点2到打计时点5的过程中，为了验证机械能守恒定律，需检验的表达式为 。(3)由于阻力的作用，使测得的重锤重力势能的减小量总是大于重锤动能的增加量。若重锤的质量为m,根据(2)中纸带所测数据可求得该实验中存在的平均阻力大小F= (结果用m、g、f、X1、x2、x3表示)。三、计算题(本题共 4小题，共40分.解答中

12、应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不给分)15. (8分)地球质量约为月球质量的81倍，地球半径约为月球半径的4倍。一飞行器在近地圆轨道 1上，经一系列变轨后在近月圆轨道 2上运行，已知地球中心到月球中心的距离为r,求:(1)飞行器在近地圆轨道1上受到地球的引力 Fi与在近月圆轨道2上受到月球的引力 F2的比值；(2) O为地月连线上一点，飞行器在该点受到地球和月球的引力的合力为零，求。点到地心的距离ri。16. (10分)用一台额定功率为Po=60kW的起重机，将一质量为m = 500kg的工件由地面竖直向上吊起，不计摩擦等阻力，取g=10m/s2.求：(1)工件

13、在被吊起的过程中所能达到的最大速度vm；(2)若使工件以a= 2m/s2的加速度从静止开始匀加速向上吊起，则匀加速过程能维持多长时间？(3)若起重机在始终保持额定功率的情况下从静止开始吊起工件，经过 t= 1.14s工件的速度vt=10m/s,则此时 工件离地面的高度 h为多少？17. (10分)如图所示，质量分别为 M1 = 0.99kg和M2=1kg的木块用一轻弹簧相连，两木块静止在光滑水平地面上。现有一颗质量 m= 0.01kg的子弹以v0= 100m/s的水平速度射入木块 M1中并立即与 M1保持相对静止，求:(1)子弹与木块 M1相对静止的瞬间 M1的速度大小；(2)弹簧被压缩到最短

14、瞬间木块 M2的速度以及该过程弹簧的最大弹性势能。18. (12分)如图所示，竖直平面内的轨道由粗糙的直轨道AB和光滑的半圆弧轨道 BC组成，且两部分轨道在最低点B平滑连接，直轨道AB的倾角为0= 53。.质量m1= 0.1kg的小滑块1从斜面上A点由静止开始下滑，当它滑到斜面底端后与静止在B点小滑块2发生弹性正碰。已知滑块1与AB间的动摩擦因数 科=工，A与B的15高度差h= 2m,圆轨道的半径 R=¥m,滑块2的质量m2=0.2kg,重力加速度g= 10m/s2,两滑块可视为质点。35求滑块2脱离半圆轨道 BC的位置离B点的竖直距离。r2019-2020学年湖北省武汉市武昌实验中

15、学高一（下）期中物理试卷参考答案与试题解析一、选择题（本题共 12小题，每小题4分，共48分.在每小题给出的四个选项中，第18题，只有一个选项符合题意；第912题，有多个选项符合题意，全部选对的得4分，选对而不全的得 2分，错选或不选的得 0分）1 .【解答】解：A、开普勒提出了行星运动的三大定律，故 A错误。B、牛顿发现了万有引力定律，但他并没有测出引力常量，引力常量最先由卡文迪许在实验室里比较准确地测出的，故B错误。C、海王星是利用万有引力定律发现的一颗行星，被人们称为“笔尖下发现的行星”，它的发现确立了万有引力定律的地位，故C正确。D、开普勒通过研究第谷的行星观测数据，研究总结出了行星运

16、动的三大规律，并不是从实验中得出了行星运动定律，故D错误。故选：Co2 .【解答】解：物块向右做匀速直线运动，受力平衡，物体受重力（方向竖直向下）、支持力（垂直斜面向上）、，擦力（沿斜面向上），位移方向水平向右，所以摩擦力做正功，支持力做负功故选：A。3 .【解答】解：AB、人在下落中接触地面的瞬间速度不变，故跳在沙坑的动量与跳在水泥地的动量是相等的，人跳在沙坑的动量与跳在水泥地的动量是相等的，落地时人的动量变成0,故动量的变化是相等的；沙坑中由于沙的缓冲，减速时间延长，故落在沙坑里的动量的变化率要小，即冲击力较小，故人跳到沙坑里要安全，故A错误，B正确；CD、人跳在沙坑的动量与跳在水泥地的动

17、量变化是相等的，则由动量定理mv=Ft可知，人受到的冲量也不变，故CD错误。故选：B。4 .【解答】解：设人走动时船的速度大小为v,人的速度大小为 v',人从船尾走到船头所用时间为to取船的速度为正方向。则 v=且,v' = -_-根据动量守恒定律：Mv - mv = 0,则得：M旦=m L7解得渔船的质量：M = .L-d） d故选：D。5 .【解答】解：B、动能增大为原来的 4倍，则线速度增大为原来的 2倍,根据万有引力提供向心力得=nr,工之工V飞则轨道半径变为原来的 1倍。则轨道半径之比为 4: 1.故B正确； 国2ACD、根据 G怨秆-t-r = m 32rr2 T2

18、解得a=,JGH轨道半径之比为4: 1,则向心加速度大小之比为 1: 16,角速度大小之比为 1: 8,周期之比为8: 1,故ACD错误。故选：B。6.【解答解：在地球表回用重力等于力有引力，即mg = GR得 GM = gR2,空间站做匀速圆周运动时，G鸣一 =m' r （卒）2,r1轨道半径 r= R+X6R = R+, nn联立解得：T=2 7tAl= 2%八口6-R ,故BCD错误， GM故选：A。T，A正确。7.【解答】解：假设有两类球质量分别为m1、m2,球m1以速度V0与静止的球 m2发生弹性碰撞，碰撞过程系统动量守恒、机械能守恒，以 V0的速度方向为正方向，由动量守恒定

19、律得:miv0= mivi+m2v2由机械能守恒定律得:代入数据解得：如果mi = m2,则有：vi = 0, v2=vo,即质量相等的两球发生弹性碰撞，两球交换速度；如果m1< m2, v1 < 0, v2>0,即质量小的球与质量大的球发生弹性碰撞，碰撞后质量小的球反弹，质量大的球 向前运动；如果m1>m2, v1>0, v2> 0,即质量大的球与质量小的球发生弹性碰撞，碰撞后两球都向前运动； 由题意可知：A、G两球的质量相等，设为 m, B、C、D、E、F五个球的质量相等，设为 M,由题意可知：m v MA的质量小于B的质量，因此 A、B发生弹性碰撞后

20、A球反弹，B球向前运动；B、C、D、E、F五个球的质量都相等，因此 B与C碰撞后，交换速度，B静止，同理碰撞后 C、D、E都静止， 由于F的质量大于G的质量，F、G发生弹性碰撞后，F、G都向前运动，由以上分析可知，发生一系列碰撞后， B、C、D、E四个球静止，A、F、G三个球运动，故 ACD错误，B正确。故选：B。8 .【解答】解：A、弹簧原来的压缩量为：£ =睥k当C运动到最低点时，B对地面的压力刚好为零，弹簧的拉力等于C的重力，则弹簧此时的伸长量为：X2=E&k则有：X1 = X2弹簧初末状态的弹性势能相等，根据A、B、C和弹簧构成的系统机械能守恒，有：mCgsina?2

21、 = mg?2kka是斜面的倾角，得： mCsin a= m, sin 1,所以 mC>m,故A错误；B、当A、C的合力为零时，速度最大，加速度为零，故 B正确；C、C速度最大时还继续沿斜面向下运动，A要继续上升，所以弹簧弹f势能不是最大，故 C错误；D、由于A、B、C和弹簧构成的系统机械能守恒，而弹簧先复原再拉伸，弹性势能先减小后增加，故A、弹簧、C组成的系统的机械能先变大后变小，故D错误。故选：B。9 .【解答】解：A、根据开普勒第二定律知同一椭圆运动过程中，行星与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等，不同的行星周期不同，并不是所有行星与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等，故A

22、错误；卬门B、根据竖直上抛运动规律知竖直上抛运动时间为：t= 2,已知探测器在火星表面和地球表面以相同的速度g竖直上抛一物体，其在地球上落回抛出点的时间是火星上的a倍，则地球表面的重力加速度与火星表面之比目火=1: a,故B正确；C、根据星球表面物体的重力等于万有引力，有mg = m斗，得 M=1L,地球与火星的质量之比为 胃=1x b2： ax 12=b2： a,故 C 错误；d、第一宇宙速度即近地卫星的速度：v=程匚所以地球与火星的第一宇宙速度大小之比为谭=Vb： 故D正确。故选：BD。10 .【解答】解：A、小钢球在空中的运动时间为t,则有： 言沪寸建力,所以小球与钢板碰撞瞬间竖直方向的

23、速度为vy=gt=10m/s,则小钢球与钢板时速度方向与水平方向的夹角的正切值为：land = = 1 ,所以a= 45。，因为小钢球与钢板撞击后速度恰好反向，所以钢球是垂直撞击到钢板上，则钢板与水平面的夹角为 45。故A错误；B、小钢球从水平抛出到刚要撞击钢板的过程中重力的冲量为：I=mgt=0.10X10X 1N?s=1N?s,故B正确；C、小钢球刚要撞击钢板时小球的速度为：沁彳=lXh/m/占,所以此时小球的动量大小为：故 C 错误；D、因为小钢球与钢板碰撞后速度的大小不变，规定初速度方向为正方向，所以撞击后的动量为： 产,钢板对小钢球的冲量大小等于钢球的动量的变化量，即为： =R

24、9; -e)=-2w=-2/2N'3,故 d 正确。故选：BD。11 .【解答】解：A、设细杆与竖直方向成角为0,圆周半径为 R.滑环质量为 m,末速度为v,从轨道下滑到另一端的过程中，由动能定理，可得:7j_irp'=2ingR<os ® _2 mgRsin 0 c口S日解得：v= - :, -. 1代入。值，可得:区者以"R，vd=V(2-|i；gR心R°比较大小，可知:Vb>vc> vd>ve,故 A 正确。B、设运行时间为t,由运动学公式，得:-(gcos9 - gsin0 )/=2辰口3。解得：t =4Rg-k ：

25、?tan 0B错误。因为角度不同，所以角度的正切值也不相同，故运行时间彼此均不相等，故C、产生热量即摩擦力做功的大小，根据题意，有:Q=师gsin 0?2Rcos0=(jmgRsin2 0代入数值，可得：Qb=0, Qrr-y-kmgR, Qd= ggR, Q所以Qb< Qc= Qe< Qd,故C正确。D、由功率公式，可得:P= mgvcos & 代入数值，可得：Pb=m/4gR ,二)正，F/m4(1) gK，礼)gR根据数值可知，Pb最大，故D错误。故选：AC 。12 .【解答】解：A、当物体沿斜面向上做匀速直线运动时，由平衡条件得F= mgsinQ,把F= 12N和m

26、=6kg代入得：s 士n白二喜，故A错误； 51B、整个过程中拉力F做的功为N=F五卷(工2一X1)=12X2,(7-2,5)J=57J,物体机械能的变化量等于重力以外的力做的功，则该物体在上滑过程中除重力做功外只有拉力F做功，所以物体的机械能增加了 57J,故B正确；C、 在物体整个运动过程中，根据动能定理可得 WG+WF = 0 - Ek0 , 其中WG=-nig；i2sin9 =-6X 10X 7X-j-rJ=-S4J, Wf表示拉力 F 做的功，贝U WF=57J,则可得到 Ek0= 27J,故 C正确;,根据动量定理可得物体在减速阶段所受合D、由上面的C可得到物体的初动量大小为二18

27、kg ,血/三外力的冲量为1= 0- p= - 18N?s,故D正确。故选：BCD。2填空题(本题共 2小题，共12分)13.【解答】解：(1)拉力做功 W=FL,利用极短时间内的平均速度表示瞬时速度，则通过两个光电门的速度分别为:动能增加量为： Ek= mvN2- mvM2= md2 ( - z-),222 t2所以需要验证的表达式为：FL = Lmd2 (-二、)。* t 2 1 f(2)用Ek表示到达N点的动能，根据动能定理，有：W=Ek-工mvM2,这个式子是 W与Ek的一次函数关系2式，其中Ek的系数为1,故表示 W-EK图象的斜率为1；图线在横轴上的截距表示滑块经过光电门M时的动能

28、。故答案为:(1) FL= Lmd2 (2 t='); (2) 1;滑块经过光电门 %M时的动能。14 .【解答】解：(1) A、应选用体积较小且质量较大的重锤，从而减小空气阻力，故A错误;B、由于纸带和打点计时器之间存在阻力，因此为了减小摩擦力所做的功，应使限位孔竖直，故B正确;C、让重锤拖着纸带做自由落体运动，所以实验过程中手不能提着纸带，故 C错误;D、为验证机械能守恒，需要用到重力加速度，但重力加速度应直接取当地的自由落体加速度，如果用打出的纸带，用 x=gT2求解，再去验证机械能守恒就无意义，故 D错误;故选：B。(2)打计时点2时的速度为：V2=打计时点5时的速度为：V5

29、=2T则要验证的机械能量守恒的表达式为:I 2 12_一巾二航九一025f 2即 gx2=q-(耳(3)根据动能定理有：(mg-F) X2=从而求得：F=mg - 77(%故答案为: gX2 = X；) (3) mg-三、计算题(本题共 4小题，共40分.解答中应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不给分)15【解答】解：(1)飞行器在近地圆轨道 1上运行，万有引力 F-普,在近月圆轨道2上，万有引力F2=QM'，地球质量约为月球质量的81倍，地球半径约为月球半径的4倍，则 F1： F2=81 : 16。(2)飞行器在。点受到地球和月球的引力的合力为零，dGk m2 -2 ，T：1 t2其中门+2=r,解得。点到地心的距离 c = 0.9r。答：(1)飞行器在近地圆轨道 1上受到地球的引力F1与在近月圆轨道2上受到月球的引力 F2的比值为81： 16。2 2) O为地月连线上一点，飞行器在该点受到地球和月球的引力的合力为零，。点到地心的距离为 0.9r。16 .【解答】解：(1)当工件达到最大速度时，F=mg, P=P0=60kW卅 p o 6Q000 0 ,