江西省都昌县蔡岭慈济中学2019-2020高一物理下学期期中试题（Word版带答案）
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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
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
3．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，则下列说法正确的是( )
A．仅内轨对车轮有侧压力 B．仅外轨对车轮有侧压力
C．内、外轨对车轮都有侧压力 D．内、外轨对车轮均无侧压力
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
5．宇航员王亚平在“天宫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．GMR＋h2
C．GMmR＋h2 D．GMh2
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．地球公转的周期大于火星公转的周期
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
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
8．关于做功和物体动能变化的关系，下列说法正确的是( )
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
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v，那么当汽车的车速为v/3时，汽车的瞬时加速度的大小为( )
A．Pmv B．2Pmv
C．3Pmv D．4Pmv
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．如下图所示，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m1∶m2＝3∶2，则可知( )
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2L/5
D．m2做圆周运动的半径为2L/5
11．(多选)关于重力势能，下列说法正确的是( )
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．一个物体的重力势能从－5 J变化到－3 J，重力势能增加了
D．重力势能的减少量等于重力对物体做的功
12．(多选)一质量为m＝50 kg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＝30 m，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＝200 N，重力加速度g取10 m/s2.则( )
A．合力对运动员所做的功为3 000 J
B．摩擦力对运动员所做的功为12 000 J
C．重力对运动员所做的功为15 000 J
D．支持力对运动员所做的功为15 0003 J
13．(多选)图中的甲是地球赤道上的一个物体、乙是“神舟六号”宇宙飞船(周期约90分钟)、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．下列说法正确的是( )
A．它们运动的向心加速度大小关系是a乙>a丙>a甲
B．它们运动的线速度大小关系是v 乙 C．已知甲运动的周期T甲＝24 h，可计算出地球的密度ρ＝3πGT2甲
D．已知乙运动的周期T乙及轨道半径r乙，可计算出地球质量M＝4π2r3乙GT2乙
14．(多选)一行星绕恒星做圆周运动．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v3T2πG B．行星的质量为4π2v3GT2
C．行星运动的轨道半径为vT2π D．行星运动的加速度为2πvT
15．(多选)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l.关于拉力F，弹性势能Ep随弹簧伸长量l的变化关系图象，其中正确的是( )
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(装置如图甲所示)
(1)下列说法正确的是________.(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为计数点，已知打点计时器使用的交流电源频率为50 Hz，则打B点时小车的瞬时速度大小为________m/s．
三计算题（共3小题，17 18题每题10分，19题14分）
17．(10分)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＝2 000 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．
18． (10分)取地球的第一宇宙速度为7.9 km/s，地球表面的重力加速度为g＝10 m/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60 kg的人在该行星表面上的重力大小是多少？
19．(14分)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．
高一年级下学期期中考试物理试题答案
1解析：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，故选项A错误；牛顿用“月—地检验”证实了万有引力定律的正确性，故选项B错误；卡文迪许利用实验较为准确地测出了引力常量G的数值，故选项C错误，选项D正确．
答案：D
2解析：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，故选项A、B、C错误；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，故选项D正确．
答案：D
3解析：实际速度v小于设计规定速度v0，故内轨对车轮有压力，选项A正确．
答案：A
4解析：汽车通过拱桥的最高点时加速度向下，故处于失重状态，选项A错误；圆锥摆的向心力为mgtan θ，高度h不变，其轨道半径为htan θ，由牛顿第二定律得mgtan θ＝mω2htan θ，易得ω＝gh，角速度与角度θ无关，选项B正确；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，
宁夏石嘴山三中2019-2020高一物理下学期期中试题（Word版带答案）
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则小球的向心力F＝mgtan θ＝mω2r，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FN＝mgsin θ，故支持力相等，选项C错误；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，选项D错误．
答案：B
5解析：飞船受的万有引力等于在该处所受的重力，即GMmR＋h2＝mg，得g＝GMR＋h2，选项B正确．
答案：B
6解析：根据GMmr2＝m2πT2r＝mv2r＝man＝mω2r得，公转周期T＝2πr3GM，故地球公转的周期较小，选项A错误；公转线速度v＝GMr，故地球公转的线速度较大，选项B错误；公转加速度an＝GMr2，故地球公转的加速度较大，选项C错误；公转角速度ω＝GMr3，故地球公转的角速度较大，选项D正确．
答案：D
7解析：摩擦力的方向可以和物体的运动方向相同，此时摩擦力做正功，选项A错误，选项B正确．作用力与反作用力可能一个做正功、一个做负功，也可能同时做正功(或负功)，也可以一个做功、一个不做功，做功的代数和不一定为零，选项C错误．合外力对物体不做功，物体的速度大小一定不变，方向可能变化，如匀速圆周运动，选项D错误．
答案：B
8解析：物体动能的变化量取决于合外力对物体做的总功，有动力对物体做功或物体克服阻力做功时，合外力做的总功的正负不能确定，所以动能的增减无法确定．综上，只有选项C正确．
答案：C
9解析：当汽车匀速行驶时，有Ff＝F＝Pv.根据P＝F′v3，得F′＝3Pv.由牛顿第二定律得a＝F′－Ffm＝3Pv－Pvm＝2Pmv.选项B正确．
答案：B
10解析：设两星的运动半径分别为r1和r2，由于两星的周期相同，据ω＝2π/T知，它们的角速度相同，选项B错误．两星之间的万有引力等于它们的向心力，即m1r1ω2＝m2r2ω2，而r1＋r2＝L，所以r1＝25L，r2＝35L，选项C正确，选项D错误．又因v＝ωr，所以v1∶v2＝r1∶r2＝2∶3，选项A错误．答案：C
11解析：物体的重力势能与参考平面有关，同一物体在同一位置相对不同的参考平面的重力势能不同，选项A错误．物体在零势能面以上，距零势能面的距离越大，重力势能越大；物体在零势能面以下，距零势能面的距离越大，重力势能越小，选项B错误．重力势能的正、负号表示大小，－5 J的重力势能小于－3 J的重力势能，选项C正确．重力做的功量度了重力势能的变化，选项D正确．
答案：CD
12解析：a点和c点是与皮带接触解析：由于滑雪运动员的高度下降了30 m，则重力对滑雪运动员所做的功为WG＝mgh＝50×10×30 J＝15 000 J，则选项C正确；摩擦力对运动员所做的功为Wf＝＝－f·hsin 30°－200×3012 J＝－12 000 J，选项B错误；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0，选项D错误；合外力对运动员所做的功为W＝WG＋WFN＋Wf＝15 000 J＋0－12 000 J＝3 000 J，选项A正确．
答案：AC
13解析：ω甲＝ω丙、r甲 a丙，v乙>v丙，故选项A正确，选项B错误．对于甲物体，万有引力的一个分力提供向心力，假设地球半径为R，质量为M，那么赤道上质量为m的物体受到的万有引力为GMmR2，而物体做匀速圆周运动的向心力公式F＝m4π2RT2.条件中告诉我们周期T甲，故有GMmR2>m4π2RT2甲，可得MR3>4π2GT2甲，密度ρ＝M43πR3>3πGT2甲，选项C错误；对于乙物体，万有引力提供向心力，GMmr2乙＝m4π2r乙T2乙，可得M＝4π2r3乙GT2乙，故选项D正确．
答案：AD
14解析：由GMmr2＝mv2r＝m4π2T2r得M＝v2rG＝v3T2πG，选项A正确；无法计算行星的质量，选项B错误；r＝vω＝v2πT＝vT2π，选项C正确；a＝ω2r＝ωv＝2πTv，选项D正确．
答案：ACD
15解析：由胡克定律F＝kl可知，弹簧弹力F与其形变量l成正比，故选项A正确；由弹簧弹性势能表达式Ep＝12kl2可知，Ep与l之间存在二次函数关系，图象开口向上，故Epl图象应为选项D．
答案：AD
16解析：(1)平衡摩擦力是让小车重力的下滑分力与摩擦力平衡，故不能挂钩码平衡摩擦力，选项A错误；本实验中，近似认为小车所受拉力等于钩码的重力，因此应使钩码的质量远小于小车的质量，选项B错误；实验时，为充分利用纸带，应使小车靠近打点计时器由静止释放，选项C正确．
(2)vB＝AC2t＝18.59－5.53×10－20.2 m/s＝0.653 m/s．
答案：(1)C (2)0.653
17解析：(1)汽车匀速行驶时，牵引力F等于阻力Ff，即
F＝Ff
又P＝Fv
代入数据解得v＝30 m/s．
(2)设v1＝20 m/s时汽车牵引力为F1，则
P＝F1v1
根据牛顿第二定律有F1－Ff＝ma
代入数据解得a＝0.2 m/s2．
答案：(1)30 m/s (2)0.2 m/s2
18解析：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GMmR2＝mv2R
解得v＝GMR
由题意可知M行＝8M地，R行＝2R地
可得v行＝2v地＝15.8 km/s
设人的质量为m′，当人在一个天体表面上时有
m′g′＝GMm′R2
解得g′＝GMR2
可得g行＝2g＝20 m/s2
所以在该行星表面上，一个质量60 kg的人的重力大小为
m′g行＝1 200 N．
19解析：(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＝F合m＝42 m/s2＝2 m/s2．
前2 s内木块的位移l＝12at2＝12×2×22 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P＝Wt＝482 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．
答案：(1)48 J (2)24 W (3)48 W
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