2019-2020學年湖北省武漢市武昌實驗中學高一(下)期中物理試卷

1、2019-2020學年湖北省武漢市武昌實驗中學高一（下）期中物理試卷、選擇題（本題共 12小題，每小題4分，共48分.在每小題給出的四個選項中，第 18題，只有一個選項符合題意；第912題，有多個選項符合題意，全部選對的得4分，選對而不全的得 2分，錯選或不選的得 0分）（4分）下列說法正確的是（A.伽利略提出了行星運動的三大定律B.牛頓在實驗室里比較準確地測出了引力常量的數值C.海王星被稱為“筆尖下發(fā)現的行星”，它的發(fā)現確立了萬有引力定律的地位D.開普勒從實驗中得出了行星運動定律2.（4分）如圖所示，斜面體和小物塊一起沿水平面向右做勻速直線運動，并通過一段位移，則斜面體對物塊的摩擦力和支持力

2、的做功情況分別是（A.摩擦力做正功,支持力做負功B.摩擦力做負功,支持力不做功C.摩擦力做負功,支持力做正功D .摩擦力做負功,支持力做負功3.（4分）在田徑運動會上進行跳遠比賽時，人落在沙坑里比落在塑膠地上安全，這是由于（A .人落在沙坑里的動量的變化率比落在塑膠地上的大B.人落在沙坑里的動量的變化率比落在塑膠地上的小C.人落在沙坑里受到的沖量比落在塑膠地上的小D.人落在沙坑里受到的沖量比落在塑膠地上的大4.（4分）有一條捕魚小船停靠在湖邊碼頭，小船又窄又長（估計一噸左右）. 一位同學想用一個卷尺粗略測定它的質量.他進行了如下操作:首先將船平行碼頭自由停泊， 輕輕從船尾上船，走到船頭后停下來

3、，而后輕輕下船.用卷尺測出船后退的距離為d,然后用卷尺測出船長L,已知他自身的質量為 m,則漁船的質量（5.d)ndCL-d)（4分）一人造地球衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動,C.mLD, dL假如該衛(wèi)星變軌后仍做勻速圓周運動，動能增大為原來的4倍,不考慮衛(wèi)星質量的變化，則變軌前后衛(wèi)星的（A.向心加速度大小之比為1: 4B.軌道半徑之比為4: 1C.周期之比為4: 1D.角速度大小之比為1: 26.（4分）2024年我國或將成為全球唯一擁有空間站的國家。若我國空間站離地面的高度是同步衛(wèi)星離地面高度的,同步衛(wèi)星離地面的高度為地球半徑的6倍。已知地球的半徑為 R,地球表面的重力加速度為 g,則空間站繞地

4、球做圓周運動的周期的表達式為（7.A. 2兀C. 2兀Gt+6 )為尸RV ng（4 分）如圖所示，A、B、C、D、E、F、B.D.2ngRn+6G為七個質量分布均勻、 半徑相同的球，其中A、G兩球質量相等,B、C、D、E、F五球質量相等，且 A球質量小于B球質量?，F將 B、C、D、E、F、G放置在光滑的水平面上排成一條直線且均處于靜止狀態(tài)。某時刻讓A球以速度V0正對B球運動，所發(fā)生的碰撞均為彈性碰撞，則發(fā)生一系列碰撞之后，最終（A B C D E F G說OOQ雙QA.五個小球靜止，兩個小球運動B.四個小球靜止，三個小球運動C.三個小球靜止，四個小球運動D.七個小球都運動8.（4分）如圖所示

5、，足夠長的光滑斜面固定在水平面上，輕質彈簧與A、B物塊相連，A、C物塊由跨過光滑小滑輪的輕繩連接。初始時刻，C在外力作用下靜止，繩剛好伸直但無拉力作用,B放置在水平面上，A靜止?，F撤去外力，物塊 C沿斜面向下運動，當 C運動到最低點時，B剛好離開地面。已知A、B的質量均為m,彈簧始終處于彈性限度內，則上述過程中（A. C的質量me可能小于 mB. C的速度最大時，A的加速度為零e. c的速度最大時，彈簧彈性勢能最大D. A、彈簧、C組成的系統的機械能先變小后變大9. （4分）我國計劃在2020年7月發(fā)射火星探測器，預計經過10個月的飛行，火星探測器 2021年到達火星，著陸火星表面并進行巡視探

6、測。假設探測器在火星表面和地球表面以相同的速度豎直上拋一物體，其在地球上落回拋出點的時間是火星上的 a倍，已知地球半徑與火星半徑之比為b。不計地球和火星的自轉及其表面氣體的阻力。下列說法正確的是（）A.地球與火星繞太陽運動時，它們與太陽的連線在相等的時間內掃過的面積相等B .地球與火星表面的重力加速度大小之比為1: aC.地球與火星的質量之比為 a： b2D.地球與火星的第一宇宙速度大小之比為湘:F10. （4分）質量為m= 0.10kg的小鋼球以v0= 10m/s的水平速度拋出，下落 h= 5.0m時撞擊一鋼板，如圖所示，撞 后速度恰好反向，且速度大小不變，已知小鋼球與鋼板作用時間極短，取g

7、=10m/s2,則（）A .鋼板與水平面的夾角 0= 30°B.小鋼球從水平拋出到剛要撞擊鋼板的過程中重力的沖量為1N?sC .小鋼球剛要撞擊鋼板時小球動量的大小為2kg?m/sD,鋼板對小鋼球的沖量大小為2百N?s11. （4分）如圖所示，ab、ac、ad、ae是豎直面內的四根固定的細桿，四根細桿與豎直方向的夾角分別為0。、30。、45。、60。.a、b、c、d、c、e點位于同一圓周上，a點為圓周的最高點。每根桿上都套著一個相同的小滑環(huán)（圖中未畫出），小滑環(huán)與細桿之間的動摩擦因數為w當四個小滑環(huán)從 a點由靜止釋放分別沿不同細桿滑到另一端的過程中，以下說法正確的是（）A .末速度的關

8、系為 vb>vc> vd> veB.所用時間的關系為 tb=tc= td=teC.產生的熱量關系為 QbQc= QevQdD.滑環(huán)滑至 b、c、d、e各點的重力的功率 PbPc=PevPd12. （4分）如圖甲所示，光滑固定的斜面上有一質量為m=6kg的物體，在平行于斜面拉力F=12N的作用下，沿斜面向上做勻速直線運動，當物體運動到x1 = 2.5m位置處拉力F開始逐漸減小，力 F隨位移x的變化規(guī)律如圖g=10m/s ,下列說法正確的是（,當x2= 7m時拉力減為零，物體速度剛好為零，取A .斜面傾角。為30°B.整個上滑的過程中，物體的機械能增加57JC.物體勻速

9、運動時的動能大小為 27JD.物體在減速階段所受合外力的沖量為-18N?s二、填空題（本題共 2小題，共12分）13. （6分）在“探究動能定理”實驗中，某實驗小組采用如圖甲所示的裝置，在水平氣墊導軌上安裝了兩個光電門M、N,滑塊上固定一遮光條，細線繞過定滑輪將滑塊與力傳感器相連，傳感器下方懸掛鉤碼。已知遮光條的寬 度為d,滑塊與遮光條的總質量為m。I： 甲A(1)接通氣源，滑塊從 A位置由靜止釋放，讀出遮光條通過光電門M、N的時間分別為ti、t2,力傳感器的示數F,改變鉤碼質量，重復上述實驗。為探究在M、N間運動過程中，細線拉力對滑塊做的功 W和滑塊動能增量 Ek的關系，還測量了光電門 M、

10、N間的距離為L;利用上述實驗中直接測量的物理量表示需探究的關系式為 。(2)保持鉤碼質量不變，改變光電門N的位置，重復實驗(每次滑塊都從A點由靜止釋放)，根據實驗數據作出從M到N過程中細線拉力對滑塊做的功 W與滑塊到達N點時動能Ek的關系圖象，如圖乙所示，由圖象能探 究動能定理，則圖線斜率約等于 ,圖線在橫軸上的截距表示 。14(6 分)利用圖甲裝置做驗證機械能守恒定律”實驗(1)對于實驗要點，下列說法正確的是 。A.應選用體積較小且質量較小的重錘B.安裝器材時必須保證打點計時器的限位孔在豎直方向，以便減少限位孔與紙帶間的摩擦C.重錘下落過程中，應用手提著紙帶，保持紙帶始終豎直2 ,D.根據打

11、出的紙帶，用 x = gT求出重力加速度再驗證機械能守恒(2)該同學選取了一條紙帶，取點跡清晰的一段如圖乙所示，將打出的計時點分別標號為1、2、3、4、5、6,計時點1與3、2與5和4與6之間的距離分別為 X1、x2、X3,已知當地的重力加速度為 g,使用的交流電頻率 為f,則從打計時點2到打計時點5的過程中，為了驗證機械能守恒定律，需檢驗的表達式為 。(3)由于阻力的作用，使測得的重錘重力勢能的減小量總是大于重錘動能的增加量。若重錘的質量為m,根據(2)中紙帶所測數據可求得該實驗中存在的平均阻力大小F= (結果用m、g、f、X1、x2、x3表示)。三、計算題(本題共 4小題，共40分.解答中

12、應寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不給分)15. (8分)地球質量約為月球質量的81倍，地球半徑約為月球半徑的4倍。一飛行器在近地圓軌道 1上，經一系列變軌后在近月圓軌道 2上運行，已知地球中心到月球中心的距離為r,求:(1)飛行器在近地圓軌道1上受到地球的引力 Fi與在近月圓軌道2上受到月球的引力 F2的比值；(2) O為地月連線上一點，飛行器在該點受到地球和月球的引力的合力為零，求。點到地心的距離ri。16. (10分)用一臺額定功率為Po=60kW的起重機，將一質量為m = 500kg的工件由地面豎直向上吊起，不計摩擦等阻力，取g=10m/s2.求：(1)工件

13、在被吊起的過程中所能達到的最大速度vm；(2)若使工件以a= 2m/s2的加速度從靜止開始勻加速向上吊起，則勻加速過程能維持多長時間？(3)若起重機在始終保持額定功率的情況下從靜止開始吊起工件，經過 t= 1.14s工件的速度vt=10m/s,則此時 工件離地面的高度 h為多少？17. (10分)如圖所示，質量分別為 M1 = 0.99kg和M2=1kg的木塊用一輕彈簧相連，兩木塊靜止在光滑水平地面上?，F有一顆質量 m= 0.01kg的子彈以v0= 100m/s的水平速度射入木塊 M1中并立即與 M1保持相對靜止，求:(1)子彈與木塊 M1相對靜止的瞬間 M1的速度大??；(2)彈簧被壓縮到最短

14、瞬間木塊 M2的速度以及該過程彈簧的最大彈性勢能。18. (12分)如圖所示，豎直平面內的軌道由粗糙的直軌道AB和光滑的半圓弧軌道 BC組成，且兩部分軌道在最低點B平滑連接，直軌道AB的傾角為0= 53。.質量m1= 0.1kg的小滑塊1從斜面上A點由靜止開始下滑，當它滑到斜面底端后與靜止在B點小滑塊2發(fā)生彈性正碰。已知滑塊1與AB間的動摩擦因數 科=工，A與B的15高度差h= 2m,圓軌道的半徑 R=¥m,滑塊2的質量m2=0.2kg,重力加速度g= 10m/s2,兩滑塊可視為質點。35求滑塊2脫離半圓軌道 BC的位置離B點的豎直距離。r2019-2020學年湖北省武漢市武昌實驗中

15、學高一（下）期中物理試卷參考答案與試題解析一、選擇題（本題共 12小題，每小題4分，共48分.在每小題給出的四個選項中，第18題，只有一個選項符合題意；第912題，有多個選項符合題意，全部選對的得4分，選對而不全的得 2分，錯選或不選的得 0分）1 .【解答】解：A、開普勒提出了行星運動的三大定律，故 A錯誤。B、牛頓發(fā)現了萬有引力定律，但他并沒有測出引力常量，引力常量最先由卡文迪許在實驗室里比較準確地測出的，故B錯誤。C、海王星是利用萬有引力定律發(fā)現的一顆行星，被人們稱為“筆尖下發(fā)現的行星”，它的發(fā)現確立了萬有引力定律的地位，故C正確。D、開普勒通過研究第谷的行星觀測數據，研究總結出了行星運

16、動的三大規(guī)律，并不是從實驗中得出了行星運動定律，故D錯誤。故選：Co2 .【解答】解：物塊向右做勻速直線運動，受力平衡，物體受重力（方向豎直向下）、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，支持力做負功故選：A。3 .【解答】解：AB、人在下落中接觸地面的瞬間速度不變，故跳在沙坑的動量與跳在水泥地的動量是相等的，人跳在沙坑的動量與跳在水泥地的動量是相等的，落地時人的動量變成0,故動量的變化是相等的；沙坑中由于沙的緩沖，減速時間延長，故落在沙坑里的動量的變化率要小，即沖擊力較小，故人跳到沙坑里要安全，故A錯誤，B正確；CD、人跳在沙坑的動量與跳在水泥地的動

17、量變化是相等的，則由動量定理mv=Ft可知，人受到的沖量也不變，故CD錯誤。故選：B。4 .【解答】解：設人走動時船的速度大小為v,人的速度大小為 v',人從船尾走到船頭所用時間為to取船的速度為正方向。則 v=且,v' = -_-根據動量守恒定律：Mv - mv = 0,則得：M旦=m L7解得漁船的質量：M = .L-d） d故選：D。5 .【解答】解：B、動能增大為原來的 4倍，則線速度增大為原來的 2倍,根據萬有引力提供向心力得=nr,工之工V飛則軌道半徑變?yōu)樵瓉淼?1倍。則軌道半徑之比為 4: 1.故B正確； 國2ACD、根據 G怨稈-t-r = m 32rr2 T2

18、解得a=,JGH軌道半徑之比為4: 1,則向心加速度大小之比為 1: 16,角速度大小之比為 1: 8,周期之比為8: 1,故ACD錯誤。故選：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,空間站做勻速圓周運動時，G鳴一 =m' r （卒）2,r1軌道半徑 r= R+X6R = R+, nn聯立解得：T=2 7tAl= 2%八口6-R ,故BCD錯誤， GM故選：A。T，A正確。7.【解答】解：假設有兩類球質量分別為m1、m2,球m1以速度V0與靜止的球 m2發(fā)生彈性碰撞，碰撞過程系統動量守恒、機械能守恒，以 V0的速度方向為正方向，由動量守恒定

19、律得:miv0= mivi+m2v2由機械能守恒定律得:代入數據解得：如果mi = m2,則有：vi = 0, v2=vo,即質量相等的兩球發(fā)生彈性碰撞，兩球交換速度；如果m1< m2, v1 < 0, v2>0,即質量小的球與質量大的球發(fā)生彈性碰撞，碰撞后質量小的球反彈，質量大的球 向前運動；如果m1>m2, v1>0, v2> 0,即質量大的球與質量小的球發(fā)生彈性碰撞，碰撞后兩球都向前運動； 由題意可知：A、G兩球的質量相等，設為 m, B、C、D、E、F五個球的質量相等，設為 M,由題意可知：m v MA的質量小于B的質量，因此 A、B發(fā)生彈性碰撞后

20、A球反彈，B球向前運動；B、C、D、E、F五個球的質量都相等，因此 B與C碰撞后，交換速度，B靜止，同理碰撞后 C、D、E都靜止， 由于F的質量大于G的質量，F、G發(fā)生彈性碰撞后，F、G都向前運動，由以上分析可知，發(fā)生一系列碰撞后， B、C、D、E四個球靜止，A、F、G三個球運動，故 ACD錯誤，B正確。故選：B。8 .【解答】解：A、彈簧原來的壓縮量為：£ =睥k當C運動到最低點時，B對地面的壓力剛好為零，彈簧的拉力等于C的重力，則彈簧此時的伸長量為：X2=E&k則有：X1 = X2彈簧初末狀態(tài)的彈性勢能相等，根據A、B、C和彈簧構成的系統機械能守恒，有：mCgsina?2

21、 = mg?2kka是斜面的傾角，得： mCsin a= m, sin 1,所以 mC>m,故A錯誤；B、當A、C的合力為零時，速度最大，加速度為零，故 B正確；C、C速度最大時還繼續(xù)沿斜面向下運動，A要繼續(xù)上升，所以彈簧彈f勢能不是最大，故 C錯誤；D、由于A、B、C和彈簧構成的系統機械能守恒，而彈簧先復原再拉伸，彈性勢能先減小后增加，故A、彈簧、C組成的系統的機械能先變大后變小，故D錯誤。故選：B。9 .【解答】解：A、根據開普勒第二定律知同一橢圓運動過程中，行星與太陽的連線在相等的時間內掃過的面積相等，不同的行星周期不同，并不是所有行星與太陽的連線在相等的時間內掃過的面積相等，故A

22、錯誤；卬門B、根據豎直上拋運動規(guī)律知豎直上拋運動時間為：t= 2,已知探測器在火星表面和地球表面以相同的速度g豎直上拋一物體，其在地球上落回拋出點的時間是火星上的a倍，則地球表面的重力加速度與火星表面之比目火=1: a,故B正確；C、根據星球表面物體的重力等于萬有引力，有mg = m斗，得 M=1L,地球與火星的質量之比為 胃=1x b2： ax 12=b2： a,故 C 錯誤；d、第一宇宙速度即近地衛(wèi)星的速度：v=程匚所以地球與火星的第一宇宙速度大小之比為譚=Vb： 故D正確。故選：BD。10 .【解答】解：A、小鋼球在空中的運動時間為t,則有： 言滬寸建力,所以小球與鋼板碰撞瞬間豎直方向的

23、速度為vy=gt=10m/s,則小鋼球與鋼板時速度方向與水平方向的夾角的正切值為：land = = 1 ,所以a= 45。，因為小鋼球與鋼板撞擊后速度恰好反向，所以鋼球是垂直撞擊到鋼板上，則鋼板與水平面的夾角為 45。故A錯誤；B、小鋼球從水平拋出到剛要撞擊鋼板的過程中重力的沖量為：I=mgt=0.10X10X 1N?s=1N?s,故B正確；C、小鋼球剛要撞擊鋼板時小球的速度為：沁彳=lXh/m/占,所以此時小球的動量大小為：故 C 錯誤；D、因為小鋼球與鋼板碰撞后速度的大小不變，規(guī)定初速度方向為正方向，所以撞擊后的動量為： 產,鋼板對小鋼球的沖量大小等于鋼球的動量的變化量，即為： =R

24、9; -e)=-2w=-2/2N'3,故 d 正確。故選：BD。11 .【解答】解：A、設細桿與豎直方向成角為0,圓周半徑為 R.滑環(huán)質量為 m,末速度為v,從軌道下滑到另一端的過程中，由動能定理，可得:7j_irp'=2ingR<os ® _2 mgRsin 0 c口S日解得：v= - :, -. 1代入。值，可得:區(qū)者以"R，vd=V(2-|i；gR心R°比較大小，可知:Vb>vc> vd>ve,故 A 正確。B、設運行時間為t,由運動學公式，得:-(gcos9 - gsin0 )/=2辰口3。解得：t =4Rg-k ：

25、?tan 0B錯誤。因為角度不同，所以角度的正切值也不相同，故運行時間彼此均不相等，故C、產生熱量即摩擦力做功的大小，根據題意，有:Q=師gsin 0?2Rcos0=(jmgRsin2 0代入數值，可得：Qb=0, Qrr-y-kmgR, Qd= ggR, Q所以Qb< Qc= Qe< Qd,故C正確。D、由功率公式，可得:P= mgvcos & 代入數值，可得：Pb=m/4gR ,二)正，F/m4(1) gK，禮)gR根據數值可知，Pb最大，故D錯誤。故選：AC 。12 .【解答】解：A、當物體沿斜面向上做勻速直線運動時，由平衡條件得F= mgsinQ,把F= 12N和m

26、=6kg代入得：s 士n白二喜，故A錯誤； 51B、整個過程中拉力F做的功為N=F五卷(工2一X1)=12X2,(7-2,5)J=57J,物體機械能的變化量等于重力以外的力做的功，則該物體在上滑過程中除重力做功外只有拉力F做功，所以物體的機械能增加了 57J,故B正確；C、 在物體整個運動過程中，根據動能定理可得 WG+WF = 0 - Ek0 , 其中WG=-nig；i2sin9 =-6X 10X 7X-j-rJ=-S4J, Wf表示拉力 F 做的功，貝U WF=57J,則可得到 Ek0= 27J,故 C正確;,根據動量定理可得物體在減速階段所受合D、由上面的C可得到物體的初動量大小為二18

27、kg ,血/三外力的沖量為1= 0- p= - 18N?s,故D正確。故選：BCD。2填空題(本題共 2小題，共12分)13.【解答】解：(1)拉力做功 W=FL,利用極短時間內的平均速度表示瞬時速度，則通過兩個光電門的速度分別為:動能增加量為： Ek= mvN2- mvM2= md2 ( - z-),222 t2所以需要驗證的表達式為：FL = Lmd2 (-二、)。* t 2 1 f(2)用Ek表示到達N點的動能，根據動能定理，有：W=Ek-工mvM2,這個式子是 W與Ek的一次函數關系2式，其中Ek的系數為1,故表示 W-EK圖象的斜率為1；圖線在橫軸上的截距表示滑塊經過光電門M時的動能

28、。故答案為:(1) FL= Lmd2 (2 t='); (2) 1;滑塊經過光電門 %M時的動能。14 .【解答】解：(1) A、應選用體積較小且質量較大的重錘，從而減小空氣阻力，故A錯誤;B、由于紙帶和打點計時器之間存在阻力，因此為了減小摩擦力所做的功，應使限位孔豎直，故B正確;C、讓重錘拖著紙帶做自由落體運動，所以實驗過程中手不能提著紙帶，故 C錯誤;D、為驗證機械能守恒，需要用到重力加速度，但重力加速度應直接取當地的自由落體加速度，如果用打出的紙帶，用 x=gT2求解，再去驗證機械能守恒就無意義，故 D錯誤;故選：B。(2)打計時點2時的速度為：V2=打計時點5時的速度為：V5

29、=2T則要驗證的機械能量守恒的表達式為:I 2 12_一巾二航九一025f 2即 gx2=q-(耳(3)根據動能定理有：(mg-F) X2=從而求得：F=mg - 77(%故答案為: gX2 = X；) (3) mg-三、計算題(本題共 4小題，共40分.解答中應寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不給分)15【解答】解：(1)飛行器在近地圓軌道 1上運行，萬有引力 F-普,在近月圓軌道2上，萬有引力F2=QM'，地球質量約為月球質量的81倍，地球半徑約為月球半徑的4倍，則 F1： F2=81 : 16。(2)飛行器在。點受到地球和月球的引力的合力為零，dGk m2 -2 ，T：1 t2其中門+2=r,解得。點到地心的距離 c = 0.9r。答：(1)飛行器在近地圓軌道 1上受到地球的引力F1與在近月圓軌道2上受到月球的引力 F2的比值為81： 16。2 2) O為地月連線上一點，飛行器在該點受到地球和月球的引力的合力為零，。點到地心的距離為 0.9r。16 .【解答】解：(1)當工件達到最大速度時，F=mg, P=P0=60kW卅 p o 6Q000 0 ,