【物理】湖北省武汉市三校联合体2019-2020学年高一下学期期中考试试题

【物理】湖北省武汉市三校联合体2019-2020学年高一下学期期中考试试题

湖北省武汉市三校联合体2019-2020学年下学期期中考试题一、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1～8题只有一项符合题目要求，第 9～12 题有多项符合题目要求。全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分。） ‎ ‎1．关于万有引力，下列说法正确的是 A．万有引力只有在天体与天体之间才能明显表现出来 ‎ B．一个苹果由于其质量很小，所以它受的万有引力几乎可以忽略 ‎ C．地球对人造卫星的万有引力远大于卫星对地球的万有引力 ‎ D．地球表面的大气层是因为万有引力的约束而存在于地球表面附近 ‎ ‎2．两个分别带有电荷量 Q 和+3Q 的相同金属小球（均可视为点电荷），固定在相距为 r 的两处，它们间库仑力的大小为 F 。两小球相互接触后将其固定距离变为 ，则两球间库仑力的大小为 ‎ A．FB．FC．FD．12F ‎3．如图所示，两个不带电的导体A 和 B，用一对绝缘柱支持使它们彼此接触。把一带正电荷的物体 C 置于 A 附近，贴在 A、B 下部的金属箔都张开 ‎ A．此时 A 带正电，B 带负电 ‎ B．此时 A、B 带负电 ‎ C．移去 C，贴在 A、B 下部的金属箔都闭合 ‎ D．先把 A 和 B 分开，然后移去 C，贴在 A、B 下部的金属箔都闭合 ‎ ‎4．如图所示，ACB 是一个半径为 R 的半圆柱面的横截面，直径 AB 水平，C 为截面上的最低点，AC 间有一斜面，从 A 点以大小不同的初速度 v1、v2 沿 AB 方向水平抛出两个小球，a 和 b，分别落在斜面 AC 和圆弧面 CB 上，不计空气阻力，下列判断正确的是 A．初速度 v1 可能大于 v2 ‎ B．a 球的飞行时间可能比 b 球长 ‎ C．若 v2 大小合适，可使 b 球垂直撞击到圆弧面 CB 上 ‎ D．a 球接触斜面前的瞬间，速度与水平方向的夹角为 45° ‎ ‎5．如图所示，汽车在炎热的夏天沿不平的曲面行驶，其中最容易发生爆胎的点是（假定汽车运动速率va=vc ， vb=vd ）‎ A．a 点 B．b点 ‎ C．c 点 D．d点 ‎ ‎6．如图所示，一电子沿等量异种点电荷的中垂直线由 A→O→B 运动，则电子所受等量异种点电荷的电场力的大小和方向变化情况是 A．先变大后变小，方向水平向左 ‎ B．先变大后变小，方向水平向右 ‎ C．先变小后变大，方向水平向左 ‎ D．先变小后变大，方向水平向右 ‎ ‎7．如图所示，发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道 1，然后经点火将卫星送入椭圆轨道 2，然后再次点火，将卫星送入同步轨道 3。轨道1、2 相切于 Q 点，2、3相切于 P 点，则当卫星分别在 1、2、3 轨道上正常运行时，下列说法中正确的是 A．卫星在轨道 3 上的速率大于在轨道 1 上的速率 ‎ B．卫星在轨道 3 上的角速度大于在轨道 1 上的角速度 ‎ C．卫星在轨道 1 上经过 Q 点的加速度大于它在轨道 2 上经过 Q 点的加速度 ‎ D．卫星在轨道 2 上经过 P 点的加速度等于它在轨道 3 上经过 P 点的加速度 ‎ ‎8．如图所示，一质量为 m 的小球固定于轻质弹簧的一端，弹簧的另一端固定于O 点处。将小球拉至 A 处时，弹簧恰好无形变，由静止释放小球，它运动到 O点正下方 B 点速度为 v，AB 间的竖直高度差为 h，则 ‎ A．由 A 到 B 过程合力对小球做的功等于 mgh ‎ B．由 A 到 B 过程小球的重力势能减少 m C．由 A 到 B 过程小球克服弹力做功为 mgh ‎ D．小球到达位置 B 时弹簧的弹性势能为 mghm ‎9．卫星 A、B 的运行方向相同，其中 B 为近地卫星。某时刻，两卫星相距最近(O、B、A 在同一直线上)。已知地球半径为 R，卫星 A 离地心 O 的距离是卫星B 离地心 O 距离的 4 倍，地球表面的重力加速度为 g，则 A．卫星 A、B 运行的加速度大小之比 ‎ B．卫星 A、B 运行的周期之比 C．卫星 A、B 运行的线速度大小之比 ‎ D．卫星 A、B 至少要经过时间t =，两者再次相距最近 ‎ ‎10．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，称之为双星系统。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 AO＞OB，则 ‎ A．星球 A 的质量一定大于 B 的质量 ‎ B．星球 A 的线速度一定大于 B 的线速度 ‎ C．双星间距离一定，双星的总质量越大，其转动周期越小 ‎ D．双星的总质量一定，双星之间的距离越大，其转动周期越小 ‎ ‎11．一辆小汽车在水平路面上由静止启动，在前 5s 内做匀加速直线运动，5s 末达到额定功率，之后保持以额定功率运动。其 v-t 图象如图所示。已知汽车的质量为 m = 1103 kg ，汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍，以下说法正确的是 ‎ A．汽车在前 5s 内的牵引力为5103 N B．汽车速度为 25m /s 时的加速度为5m/s2 ‎ C．汽车的额定功率为 100 kW ‎ D．汽车的最大速度为 80 m/s ‎ ‎12．如图所示，当列车以恒定速率通过一段水平圆弧形弯道时，乘客发现在车厢顶部悬挂玩具小熊的细线与车厢侧壁平行。同时观察放在桌面上水杯内的水面（与车厢底板平行）。已知此弯道路面的倾角为θ，不计空气阻力，重力加速度为 g，则下列判断正确的是 ‎ A．列车转弯时的向心加速度大小为 gtanθq B．列车的轮缘与轨道均无侧向挤压作用 ‎ C．水杯受到指向桌面外侧的静摩擦力 ‎ D．水杯内水面与桌面不平行 ‎ 二、实验题(本大题共 2 小题，第 13 题 6 分，第 14 题 8 分，共 14 分。把答案写在答题卡指定的答题处。) ‎ ‎13．如图所示，在“利用自由落体运动验证机械能守恒定律”的实验中，让重锤拖着穿过打点计时器的纸带做自由落体运动，测量重锤的重力势能减少量和动能增加量，从而验证机械能守恒定律。 ‎ ‎（1）下列对实验过程的描述哪些是正确的（_____） ‎ A．实验前必须要用天平称出重锤的质量； ‎ B．实验需要重复操作几次，打出多条纸带，从中挑选出头两个点之间间距大约为 2mm 的一条纸带进行测量； ‎ C．更换纸带后的每次操作都必须要先接通电源，后释放纸带； ‎ D．为获得重锤的动能，可以先用公式获得重锤的速度。 ‎ ‎（2）如果交流电频率是 50Hz，实验得到的纸带如右图，O 点为计时器打下的第一个点，A、B、C 是纸带上连续的三个计时点，测得 OA = 9.51 cm、OB = 12.42 cm、OC = 15.70 cm，若用 OB 段来验证机械能守恒定律，g 取 9.80m/s2。则单位质量重锤重力势能减少量为 ΔEP =______J/kg，单位质量重锤动能的增加量为 ΔEk =_____ J/kg。（保留均三位有效数字） ‎ ‎14．某同学做“研究小球做平抛运动”的实验如图所示 ‎ ‎1）该实验中必须保证的条件和进行的实验操作是（______） ‎ A．测定平抛小球的质量 m ‎ B．保证斜槽光滑 ‎ C．保证斜槽末端水平 ‎ D．测定斜槽顶端到桌面的高度 h ‎ ‎2）如图所示是该同学采用频闪照相机拍摄到的小球做平抛运动的照片，图中背景方格的边长为 L = 5cm，A、B、C 是拍下小球的三个位置，如果重力加速度取 g=10m/s2，那么： ‎ ‎①照相机拍摄时每________s 曝光一次； ‎ ‎②小球做平抛运动的初速度的大小为________m/s。‎ ‎③上图照片中三个位置中的 A 点________（选填：是或不是）小球做平抛运动的抛出位置。‎ 三、计算题(本题共 4 小题，第 15 题 8 分，第 16 题 10 分，第 17 题 10 分，第18 题 10 分，共 38 分。把解答写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。) ‎ ‎15．如图所示，匀强电场的场强方向水平向右。一根绝缘丝线一端固定在 O 点，另一端连接一质量为 m、电荷量为 q 的小球．小球静止在电场中，丝线与竖直方向成37°。已知重力加速度为 g，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求： ‎ ‎（1）小球带电的种类； ‎ ‎（2）小球受到的电场力大小 F； ‎ ‎（3）电场强度的大小 E。‎ ‎16．已知地球半径为 R，地球表面的重力加速度为 g，地球自转的周期为 T，万有引力常量 G，试求 ‎ ‎（1）地球的质量 M 和地球的密度ρ； ‎ ‎（2）地球同步卫星的轨道半径 r； ‎ ‎（3）地球同步卫星的向心加速度大小。 ‎ ‎ ‎ ‎17．如图所示，竖直平面内的四分之三圆弧形光滑轨道半径为 R，A 端与圆心 O等高，B 端在 O 的正上方，AD 为与水平方向成 θ＝45°的斜面。一个质量为 m 的小球在 A 点正上方某处由静止开始释放，自由下落至 A 点后相切进入圆形轨道并能沿圆形轨道运动到B 点，且到达 B 处时小球对圆弧轨道顶端的压力大小为mg，重力加速度为 g。求： ‎ ‎（1）小球到 B 点时速度 vB 的大小； ‎ ‎（2）小球从 B 点抛出到斜面上 C 点所用的时间 t。 ‎ ‎（3）小球落到斜面上 C 点时的速度大小？ ‎ ‎ ‎ ‎18．如图所示，质量都是 m 的物体 A 和 B，通过轻绳子跨过滑轮相连．斜面光滑，不计绳子和滑轮之间的摩擦．开始时 A 物体离地的高度为 h，B 物体位于斜面的底端，用手托住 A 物体，A、B 两物均静止。撤去手后，求： ‎ ‎（1）A 物体将要落地时的速度多大？ ‎ ‎（2）A 物落地后，B 物由于惯性将继续沿斜面上升，则 B 物在斜面上的最远点离地的高度多大？‎ ‎【参考答案】‎ 一、选择题 ‎1.D2.C3.C4.B5.D6.A7.D8.D9.CD10.BC11.AC12.AB ‎ 二、实验题 ‎13．(6分)（1）BC（2）1.221.20‎ ‎14．(8分)（1）C（2）0.11.5不是 ‎ 三、计算题 ‎15．（8分）【答案】（1）小球带正电 （2）mg （3）‎ ‎【解析】‎ ‎（1）由题意可知，小球的受力方向与电场线方向一致，所以小球带正电．(2分）‎ ‎（2）小球在电场中静止时，受力分析如图所示：‎ 根据平衡条件得：F＝mgtan37°＝mg(3分）‎ ‎（3）根据电场强度的定义：‎ 解得电场强度：E＝ (3分）‎ ‎16．（10分）【答案】（1） （2）（3） ‎ ‎【解析】（1）设一质量为 的物体放在地球表面，‎ ‎ 则： 有： (2分）‎ 又： 有：(2分）‎ ‎（2）设同步卫星质量为，有 有：（3分）‎ ‎（3）地球同步卫星的向心加速度：‎ （3分） ‎ ‎17．（10分）【答案】（1） （2）‎ ‎【解析】（1）由牛顿第三定律可知：圆弧轨道顶端对小球的压力大小也为mg，对小球在B点应用牛顿第二定律可得： （2分）‎ 解得： （1分）‎ ‎（2）小球从B到C做平抛运动,故有 ‎ ‎ 由题意可知合位移与水平方向夹角为45°，则 （2分）‎ 联立解得： （2分）‎ ‎（3）小球落在斜面上C点时竖直分速度为 ‎（1分）‎ 小球落到C点得速度大小 ‎（2分）‎ ‎18．（10分）【答案】(1) (2) ‎ ‎【解析】 (1)A、B两物构成的整体(系统)只有重力做功，受力如图（1）所示：‎ 故整体的机械能守恒，得：mgh−mghsinθ=(m+m)v2 （3分）‎ 整理得v=（2分）‎ ‎ (2)当A物体落地后，B物体由于惯性将继续上升，此时绳子松了，受力如图（2）所示：‎ 对B物体而言，只有重力做功，故B物体的机械能守恒，设其上升的最远点离地高度为H，根据机械能守恒定律得：mv2=mg(H−hsinθ)（3分）‎ ‎ 整理得H=h(1+sinθ) （2分）‎