【物理】江苏省宝应县2019-2020学年高一下学期期中考试试题

【物理】江苏省宝应县2019-2020学年高一下学期期中考试试题

江苏省宝应县2019-2020学年高一下学期期中考试试题 第Ι卷（非选择题共40分）‎ 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分，每小题只有一个选项符合题意．‎ ‎1．火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行，根据开普勒行星运动定律可知(　　)‎ A．太阳位于木星运行轨道的中心 B．火星和木星绕太阳运行速度的大小始终相等 C．火星与木星公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的立方 D．相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积 ‎2．一质点做匀速圆周运动，其线速度为2 m/s，转速为0.5 r/s，下列说法中正确的是(　　)‎ A．该质点做匀速圆周运动的角速度为2 rad/s ‎ B．该质点做匀速圆周运动的加速度大小为2π m/s2‎ C．匀速圆周运动是一种匀速运动 ‎ D．匀速圆周运动是一种加速度不变的运动 ‎3．2020年5月5日，为我国载人空间站研制的“长征五号B”运载火箭，首次飞行任务取得圆满成功，我国载人航天工程“第三步”任务拉开序幕。火箭搭载的载荷组合体成功进入预定轨道，如图所示，载荷组合体B在轨运行时，与地球卫星A均绕地球做匀速圆周运动，用ω、T、v、a分别表示卫星A和载荷组合体B运动的角速度、周期、运行速率、向心加速度．下列关系正确的是(　　)‎ A．TA>TB B．vA>vB C．aA>aB D．ωA>ωB ‎4．下列说法正确的是(　　)‎ A．秋千的吊绳最容易断裂的时候是秋千摆到最高点时 B．可以发射一颗定点于扬州上空的地球同步卫星 C．作用力做正功，反作用力一定做负功 D．弹簧弹力做正功，弹簧的弹性势能减小 ‎5．把一桶20L的纯净水从一楼搬到四楼，在这个过程中，下列说法中正确的是 (　　) ‎ A．重力做正功，重力势能约增加2×106 J B．重力做负功，重力势能约增加2×103 J ‎ C．重力做正功，重力势能约减少2×106 J D．重力做负功，重力势能约减少2×103 J ‎6．使两个完全相同的金属小球(均可视为点电荷)分别带上－3Q和＋5Q的电荷后，将它们固定在相距为a的两点，它们之间库仑力的大小为F1。现用绝缘工具使两小球相互接触后，再将它们固定在相距为2a的两点，它们之间库仑力的大小为F2。则F1与F2之比(　)‎ A．60∶1 B．16∶1 C． 4∶1 D． 2∶1 ‎ ‎7．宇宙中，两颗靠得比较近的恒星，只受到彼此之间的万有引力作用互相绕转，称为双星系统。在浩瀚的银河系中，多数恒星都是双星系统。设某双星系统A、B绕其连线上的O点做匀速圆周运动，如图所示。若>，则(　　)‎ A．星球A的质量大于B的质量 B．星球A的线速度等于B的线速度 C．双星间距离一定，双星的质量越大，其转动周期越大 D．双星的质量一定，双星之间的距离越大，其转动周期越大 ‎8．如图所示，物体A的质量为m，置于水平地面上，A的上端连一轻弹簧，原长为L，劲度系数为k.现将弹簧上端B缓慢地竖直向上提起，使B点上移距离为L，此时物体A也已经离开地面，则下列说法中正确的是(　　) ‎ A．提弹簧的力对系统做功为mgL B．物体A的重力势能增加mgL C．系统增加的机械能小于mgL D．以上说法都不正确 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分，每小题有不少于两个选项符合题意．全部选对得4分，漏选得2分，错选和不答的得0分 ‎9．以下说法正确的有(　　)‎ A. 元电荷就是点电荷 ‎ B. 感应起电的本质是自由电子的移动 C. 点电荷所带的电荷量一定是元电荷的整数倍 D. 若点电荷q1的电荷量大于q2的电荷量,则q1对q2的库仑力大于q2对q1的库仑力 ‎10．如图所示，在发射地球同步卫星的过程中，卫星首先进入椭圆轨道I，然后在Q点通过改变卫星速度，让卫星进入地球同步轨道Ⅱ，下列说法正确的是(　　)‎ A．该卫星的发射速度必定大于11. 2 km/s B．卫星在同步轨道II上的周期大于在椭圆轨道I上的周期 C．在轨道I上，卫星在P点的加速度等于在Q点的加速度 D．卫星在Q点通过加速实现由轨道I进入轨道II ‎11．如图所示， 质量为m的小球在竖直放置的半径为R的光滑圆形管道内做圆周运动，小球半径不计，重力加速度为g，下列说法中正确的有（ ）‎ A．小球通过最高点的最小速度为0‎ B．小球通过最低点的最小速度为 C．小球在水平线ab以下管道中运动时，外侧管壁对小球不一定有作用力 D．小球在水平线ab以上管道中运动时，外侧管壁对小球不一定有作用力 ‎12. 质量是2 000 kg、额定功率为80 kW的汽车，在平直公路上行驶中的最大速度为20 m/s.若汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度大小为2 m/s2，运动中的阻力不变，下列说法正确的是(　　)‎ A．汽车所受阻力为4000N ‎ B．3 s末汽车的瞬时功率为80 kW C．汽车做匀加速运动的时间为10s ‎ D．汽车在匀加速运动中牵引力所做的功2×105 J 第Ⅱ卷（非选择题共60分）‎ 三、简答题：本题共2小题，共 18分．把答案填在答题卡相应的横线上或按题目要求作答．‎ ‎13．（8分）如图所示为用打点计时器验证机械能守恒定律的实验装置．‎ ‎（1）实验中使用的电源是 ▲ ．(选填“交流电”或“直流电”) ‎ ‎（2）关于这一实验，下列说法中正确的是 ▲ ．‎ A．重物应选用密度小的物体 B．两个限位孔应在同一竖直线上 C．实验中必须测出重锤的质量 D．应先释放纸带，后接通电源 ‎（3）若质量m=1 kg的重锤自由下落，在纸带上打出一系列的点如图所示，O为第一个点，A、B、C为相邻的点，相邻计数点的时间间隔为0.02 s，长度单位是cm，取g=9.8 m/s2，求从点O到打下计数点B的过程中，物体重力势能的减少量ΔEp= ▲ J，动能的增加量 ΔEk= ▲ J(结果均保留两位有效数字).‎ ‎14. (10分)甲乙两同学探究做圆周运动的物体所受向心力大小。‎ ‎（1）甲同学利用细绳系一小物体在空气中甩动，使物体在水平面内做圆周运动，来感受向心力大小，则下列说法中正确的是 ▲ ‎ A．保持质量、绳长不变，增大转速，绳对手的拉力将不变 B．保持质量、绳长不变，增大转速，绳对手的拉力将增大 C．保持质量、角速度不变，增大绳长，绳对手的拉力将不变 D．保持质量、角速度不变，增大绳长，绳对手的拉力将增大 ‎（2）乙同学利用如图甲所示的实验装置，探究做圆周运动的物体所受向心力大小与质量、轨道半径及线速度的定量关系。圆柱体放置在水平光滑圆盘（图中未画出）上做匀速圆周运动，力电传感器测定的是向心力，光电传感器测定的是圆柱体的线速度，该同学通过保持圆柱体质量和运动半径不变，来探究向心力F与线速度v的关系：‎ ‎①该同学采用的实验方法为 ▲ ‎ A．等效替代法 B．控制变量法 C．理想化模型法 D．微小量放大法 ‎②改变线速度v，多次测量，该同学测出了五组F、v数据，如下表所示，请在图乙中作出F-v2图线；‎ ‎③由作出的F-v2的图线，可得出F和v2的关系式： ▲ ，‎ 若圆柱体运动半径r＝0.4 m，得圆柱体的质量m＝ ▲ kg．(结果保留两位有效数字)‎ 四、计算论述题：本题共3小题，共42分．解答时请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能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．‎ ‎15. (12分)一质量为m的小球以速度v0水平抛出，经时间t落地，不计空气阻力，求： ‎ ‎(1)小球落地时重力的瞬时功率；‎ ‎(2)此过程中重力的平均功率；‎ ‎(3)小球落地时的动能。‎ ‎16. (14分)某航天员在一个半径为R的星球表面做了如下实验：取一根细线穿过光滑的细直管，细线一端拴一质量为m的砝码，另一端连在一固定的测力计上，手握直管抡动砝码，使它在水平面内做圆周运动，停止抡动细直管并保持细直管竖直．砝码继续在一水平面绕圆心O做匀速圆周运动，如图所示，此时测力计的示数为F，细直管下端和砝码之间的细线长度为L且与竖直方向的夹角为θ.‎ ‎(1)求该星球表面重力加速度g的大小；‎ ‎(2)求砝码在水平面内绕圆心O做匀速圆周运动时的角速度大小；‎ ‎(3)若某卫星在距该星球表面h高处做匀速圆周运动，则该卫星的线速度为多大？‎ ‎17.(16分)如图所示，动摩擦因数均为μ＝0.1的水平轨道AB和DE分别长2.0m和10.0m，光滑圆弧形轨道CD半径R＝0.5 m，光滑斜面EF足够长。一质量m＝0.4 kg的滑块(可视为质点)静止于水平轨道上的A点，现对滑块施加一水平外力，使其向右运动，外力的功率恒为P＝10.0 W；经过一段时间后撤去外力，滑块继续滑行至B点后水平飞出，恰好在C点沿切线方向进入固定在竖直平面内的光滑圆弧形轨道CD，轨道的最低点D处装有压力传感器，当滑块到达传感器上方时，传感器的示数为25.6 N；已知半径OC和竖直方向的夹角α＝37°，(空气阻力可忽略，重力加速度g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)，求：‎ ‎(1)滑块运动到C点时速度vC的大小；‎ ‎(2)滑块从B点运动到C点重力做的功；‎ ‎(3)滑块在水平轨道AB段上水平外力作用在滑块上的时间t和最终滑块停在距D点多远的位置。‎ ‎【参考答案】‎ 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分，每小题只有一个选项符合题意．‎ 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分，每小题有不少于两个选项符合题意．全部选对得4分，漏选得2分，错选和不答的得0分 三、简答题：共 18分.‎ ‎13．（8分）（1）交流电 （2分） （2）B （2分） ‎ ‎（3） 0.48 （2分） 0.47（2分）‎ ‎14. （10分）（1） BD （2分） ‎ ‎（2）①B （2分） ②如图 （2分） ‎ ‎③F＝0.90v2　（2分） 0.36（2分）‎ 四、计算论述题：本题共3小题，共42分。‎ ‎15. （12分）‎ ‎（1）落地瞬间小球竖直分速度vy=gt (1分)‎ 落地时重力的瞬时功率p瞬=mgvy=mg2t (2分)‎ ‎（2）小球全过程下落的高度h=gt2 (1分) ‎ 此过程中重力做的功为WG=mgh=mg2 t2 (1分)‎ 此过程中重力的平均功率`P= WG/t= mg2 t (2分)‎ ‎（3）全过程根据动能定理 WG = EK－ mv02 (3分) 解得EK =mg2 t2＋mv02 (2分)‎ ‎16. （14分）‎ ‎ (1)砝码在水平面内做匀速圆周运动，合力的方向沿水平方向，所以mg＝Fcos θ 得g＝ (3分)‎ ‎(2)由细线的拉力和重力的合力提供向心力，则 Fsin θ＝mω2Lsin θ，则ω＝ (4分)‎ ‎(3)在星球表面的物体有 G＝m′g (3分)‎ 对卫星，根据万有引力提供向心力得 ＝m″· (3分)‎ 联立得 v＝R. (1分)‎ ‎17. （16分）‎ ‎ (1) (5分)滑块运动到D点时，由牛顿第二定律得 FN－mg＝m (2分)‎ 滑块由C点运动到D点的过程，由机械能守恒定律得 mgR(1－cos α)＋mv＝mv (2分)‎ 联立解得vC＝5 m/s (1分)‎ ‎(2) (4分) 滑块运动到B点时的速度为vB＝vCcos α＝4 m/s (2分)‎ 滑块由B点运动到C点的过程，由动能定理得：‎ WG=mvC2－mvB2‎ 代入数据解得WG=1.8J (2分)‎ ‎（或：滑块在C点时，速度的竖直分量为vy＝vCsin α＝3 m/s ‎ B、 C两点的高度差为h＝＝0.45 m ‎ 滑块由B运动到C重力做的功为WG=mgh=1.8J ） ‎ ‎(3)(7分) 滑块由A点运动到B点的过程，由动能定理得 Pt－μmgL＝mv (2分) ‎ ‎ 解得t＝0.4 s (1分)‎ 滑块由D点运动到停止的过程，由动能定理得 ‎－μmgx=0－mvD2 解得x＝13.5m (2分) ‎ 水平轨道DE长10.0m，滑块冲上斜面EF后返回DE，‎ Δx=10－(13.5－10)m=6.5m (2分)‎ 最终停在距D点6.5m的位置上。‎ 其它解法只要正确、合理，相应给分