2018-2019学年河南省洛阳市高一下学期期中考试物理试题（解析版）

2018-2019学年河南省洛阳市高一下学期期中考试物理试题（解析版）

河南省洛阳市2018-2019学年高一下学期期中考试 物理试题 一、选择题 ‎1.下列说法中不正确的是 （ ）‎ A. 牛顿的行星运动定律及万有引力定律被月地检验所证实 B. 在物理学的发展过程中,牛顿贡献出了两个关键性的概念“力”和“质量”‎ C. 以牛顿为代表的经典力学有它的局限性,它适合于宏观、低速、弱引力 D. 牛顿在发展经典力学的过程中已有能量守恒思想的萌芽但没有提出“能量”得概念 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A、开普勒发现行星运动定律，牛顿用“月-地检验”证实了万有引力定律的正确性，故A错误；‎ B、伽利略和笛卡儿、惠更斯等用位移、速度、加速度等一系列科学概念代替了古希腊人模糊不清的自然哲学概念，而牛顿的功绩是在把它们系统化的同时贡献出两个关键性的概念：“力”和“质量”，故B正确；‎ C、以牛顿为代表的经典力学有它的局限性,它适合于宏观、低速、弱引力，故C正确；‎ D、牛顿在发展经典力学的过程中已有能量守恒思想的萌芽但没有提出“能量”得概念，19世纪40年代前后，迈尔、焦耳、亥姆霍兹等科学家以不同的方式，各自独立地提出能量以及能量守恒定律，故D正确。‎ ‎2.2019年春节期间电影《流浪地球》的热播使人们关注到影视中“领航员号”空间站通过让圆形空间站旋转的方法获得人工重力的情形，即刘培强中校到达空间站时电脑“慕斯”所讲的台词“离心重力启动”，空间模型如图，已知空间站半径为1000米，为了使宇航员感觉跟在地球表面上的时候一样“重”g取，空同站转动的角速度为 （ ）‎ A. 10 rad/s B. 1 rad/s C. 0.1 rad/s D. 0.01 rad/s ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】空间站中宇航员做匀速圆周运动，使宇航员感受到与地球一样的“重力”是向心力所致，则根据，则，故选项C正确，ABD错误。‎ ‎3.我国研发的“天琴一号”技术验证试验卫星预计在今年年底发射并在太空探测引力波。“天琴计划”，设想在10万公里高度的地球轨道上,部署3颗卫星组成臂长17万公里的等边三角形编队,这三颗卫星在太空中的分列图类似乐器竖琴,故命名为“天琴计划”。该系统目的是探测1mHz-1Hz频段的引力波信号，并利用引力波进行基础物理、天文学和宇宙学研究。则下列有关三颗卫星的运动描述正确的是（ ）‎ A. 三颗卫星一定是地球同步卫星 B. 三颗卫星具有相同大小的加速度 C. 三颗卫星线速度大于第一宇宙速度 D. 若知道万有引力常量G及三颗卫星绕地球运转周期T，可估算出地球的密度 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A、同步轨道卫星的半径约为42400公里，是个定值，而三颗卫星的半径约为10万公里，所以这三颗卫星不是地球同步卫星，故A错误； B、根据，解得：，由于三颗卫星到地球的距离相等，则它们的加速度大小相等，故B正确； C、第一宇宙速度是在地面附近绕地球运动的最大速度，而三颗卫星的半径约为10万公里，可知三颗卫星线速度都小于第一宇宙速度，故C错误； D、若知道万有引力常量及三颗卫星绕地球运转周期可以求出地球的质量，但不知道地球半径，所以不能求出地球的密度，故D错误。‎ ‎4.如图所示为汽车在水平路面上启动过程中速度图象，Oa为过原点的倾斜直线，ab段表示以额定功率行驶时的加速阶段，bc段是与ab段相切的水平直线，则下述说法正确的是（ ）‎ A. 0～t1时间内汽车做匀加速运动且功率恒定 B. t1～t2时间内汽车牵引力做功为 C. t1～t2时间内的平均速度为 D. 在全过程中t1时刻的牵引力及其功率都是最大值 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A、时间内为倾斜的直线，故汽车做匀加速运动，因故牵引力恒定，由可知，汽车的牵引力的功率均匀增大，故A错误； B、时间内动能的变化量为，而在运动中受牵引力及阻力，故牵引力做功一定大于，故B错误； C、时间内，若图象为直线时，平均速度为，而现在图象为曲线，故图象的面积大于直线时的面积，即位移大于直线时的位移，故平均速度大于，故C错误； D、时间内为倾斜的直线，故汽车做匀加速运动，因故牵引力恒定且为最大，此后功率达到最大而且以后不变，而速度继续增大，故牵引力减小，而时间内，物体做匀速直线运动，物体的牵引力最小，故D正确；‎ ‎5.某同学掷出的铅球在空中运动轨迹如图所示，如果把铅球视为质点，同时忽略空气阻力作用，则铅球在空中的运动过程中，铅球的速率v、机械能E、动能Ek和重力的瞬时功率P随时间t变化的图像中可能正确的是 A. B. C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ 忽略空气阻力，石块抛出后只受重力，由牛顿第二定律得知，其加速度为g，保持不变，故A错误；因只受重力所以机械能守恒，故B错误；动能先减小后增大，但是落地是的动能要比抛出时的动能大，故C错误； 重力的瞬时功率，上升过程中竖直速度均匀减下，下降过程中竖直速度均匀增大，故D正确。所以D正确，ABC错误。‎ ‎6.如图所示,在同一轨道平面上的三颗人造地球卫星A、B、C绕地球做匀速圆周运动,某一时刻恰好在同一直线上,下列说法中正确的是( )‎ A. 向心加速度满足 B. 运转角速度满足 C. 根据，可知,运行速度满足 D. 从图示位置开始时，运动一周后，C最先回到图示位置 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A、设地球的质量为M，卫星的轨道半径为r，根据牛顿第二定律得向心加速度，由于，所以，故A错误；‎ B、设地球的质量为M，卫星的轨道半径为r，根据万有引力提供向心力，得到，由于，所以角速度满足，故B错误；‎ C、设地球的质量为M，卫星的轨道半径为r，根据万有引力提供向心力，得到卫星的速度，由于，则有，故C错误；‎ D、根据，由于，所以，所以运动一周后，先回到原地点，故D正确。‎ ‎7.如图所示,滑块A和B叠放在固定的斜面体上,从静止开始以相同的加速度一起沿斜面加速下滑.已知B与斜面体间光滑接触,则在AB下滑的过程中,下列说法正确的是( )‎ A. B对A的支持力对A不做功 B. B对A的摩擦力对A做正功 C. B对A的作用力对A做正功 D. B对A的作用力对A做负功 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A、B对A的支持力竖直向上，A和B一起沿着斜面下滑的，所以B对A的支持力与运动方向之间的夹角大于，所以B对A的支持力做负功，所以A错误； B、B对A的摩擦力是沿着水平面向左的，与运动方向之间的夹角小于，所以B对A的摩擦力做正功，故B正确；‎ C、B对A的作用力包括B对A的支持力和摩擦力的作用，它们的合力的方向垂直斜面向上，所以B对A的作用力不做功，故CD错误。‎ ‎8.关于动能、动能定理,下列说法正确的是( )‎ A. 动能不变的物体,一定处于平衡状态 B. 一定质量的物体,速度变化时,其动能一定变化 C. 运动物体所受的合外力为零,则物体的动能一定不变 D. 运动物体所受的合外力不为零,则物体的动能一定变化 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A、动能不变物体，说明物体的质量和速率不变，但是速度方向可能变化，则不一定处于平衡状态，故A错误；‎ B、一定质量的物体，速度变化时，速度的大小不一定变化，如匀速圆周运动，故动能不一定改变，故B错误；‎ C、运动物体所受合外力为零，合外力对物体不做功，由动能定理可知，物体动能不变，故C正确。‎ D、运动物体所受合外力不为零,动能不一定变化，例如匀速圆周运动，故D错误。‎ ‎9.宇宙中有一些由二颗或多颗星球组成的天体系统,它们离其他星系很远,与其他星系相互作用的万有引力可忽略不计,依靠彼此的万有引力而运动,关于这些星系,下列说法正确的是( )‎ A. 双星系统中两星球可以有不同的周期,且周期大的质量小 B. 三星系统中各星球可以的不同的质量,且质量大的角速度大 C. 双星系统中两星球可以有不同的线速度,且线速度大的质量小 D. 双星系统必以两者的连线中点为中心做匀速圆周运动 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】双星系统中每个星球只受另一个星球的万有引力，必然产生一个加速度，因此它们一定绕连线上某一点（不一定为连线的中点）做角速度相等即周期相等的匀速圆周运动，万有引力恰好等于向心力，由 得，即质量大的轨道半径小，而，因此线速度大的轨道半径大，质量小，故C正确，AD错误；三星或多星系统都可以有不同的质量星球，各星球的相对位置稳定不变，角速度相等，故B错误。‎ ‎10.北斗卫星导航系统是我国自行研制的全球卫星导航系统。2019年我国计划再发射10颗北斗卫星，使其为全球服务可用性达95%以上，定位精度在10m，其中亚太地区定位精度为5m.现在北斗导航已经在我国的生产生活中发挥着越来越重要的作用。则下列对已发射的北斗导航地球同步卫星的说法中正确的是( )‎ A. 运行速度大小相等,且都小于 B. 离地面高度都相等,运行速度、动能也都相等 C. 环绕地球运行的轨道半径相同，周期可以不相同 D. 向心加速度与静止在赤道上物体的向心加速度大小相等 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A、第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，也是最大的圆周运动的环绕速度，而同步卫星的轨道半径要大于近地卫星的轨道半径，根据可以发现，同步卫星运行的线速度一定小于第一宇宙速度，由于已发射的北斗导航地球同步卫星的半径相等，故其运行速度大小相等，故A正确；‎ B、由于已发射的北斗导航地球同步卫星的半径相等，则离地面高度都相等，其线速度大小都相等，但不知道质量关系，所以不能判断动能是否相等，故B错误；‎ C、同步卫星距离地面的高度一定，则其轨道半径相同，其周期必须与地球自转周期相同，所以北斗导航地球同步卫星的周期相同，故C错误；‎ D、根据向心加速度公式可知，由于同步卫星和静止在赤道上物体具有相同的角速度，但是二者的轨道半径不同，所以同步卫星向心加速度大于静止在赤道上物体的向心加速度，故D错误。‎ ‎11.对于万有引力的表达式,下列说法正确的是( )‎ A. 两个物体间的引力总是大小相等,方向相反的 B. 当两物体间的距离r趋于零时,万有引力趋于无穷大 C. 如果，则对的引力大于对的引力 D. 公式中的G是引力常量,其单位是N·m2/kg2,它是卡文迪许用扭秤在实验室测得的 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】AC、根据牛顿第三定律可知，两个物体之间相互引力是一对作用力与反作用力，总是大小相等，方向相反的，作用在两个不同的物体上，与和的质量无关，故A正确，C错误 B、万有引力是一种远程相互作用，该公式只适用于两个质点间引力的计算，距离趋近零时物体不能在看成质点，即此公式不再适用，所以得不到：当趋近于零时，万有引力趋近于无穷大的结论，故B错误；‎ D、根据万有引力公式，则，即公式中的为万有引力常量，其单位为，它是卡文迪许用扭秤在实验室测得的，故D正确。‎ ‎12.以下说法正确是（ ）‎ A. 在物体运动的过程中，它受到的阻力可能对物体做正功 B. 公式既能用来计算瞬时功率也能用来计算平均功率 C. 汽车发动机的实际功率小于额定功率时，发动机不能正常工作 D. 重力势能的大小是相对的，且重力势能的变化量跟物体运动路径无关 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A、功是标量，但功有正负，正功表示动力做功，负功表示阻力做功，在物体运动的过程中，它受到的阻力一定对物体做负功，故A错误；‎ B、公式，当为瞬时速度时，为瞬时功率，当为平均速度时，为平均功率，故B正确；‎ C、汽车发动机的实际功率小于额定功率时，发动机能正常工作，额定功率是最大值，平时发动机功率往往比额定功率小，故C错误；‎ D、由定义式可知，重力势能的大小是相对的，当参考平面不同时其重力势能也不同，重力势能的变化量取决于重力所做的功，与运动路径无关，故D正确。‎ ‎13.如图所示,一块长木板B放在光滑的水平面上,再在B上放一物体A,现以恒定的外力拉B,A、B发生相对滑动,A、B都向前移动一段距离,在此过程中，下列判断正确的是( )‎ A. 外力F做的功等于A和B动能的增加之和 B. B对A的摩擦力所做的功等于A的动能增量 C. A对B的摩擦力所做的功等于B对A的摩擦力所做的功 D. 外力F对B做的功等于B的动能的增量与B克服摩擦力所做的功之和 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A、A对B的摩擦力与B对A的摩擦力是一对作用力与反作用力，大小相等，方向相反，但是由于A在B上滑动，A、B对地的位移不等，A对地的位移小于B对地的位移，即 对A根据动能定理有：‎ 对B根据动能定理有：‎ 联立可以得到：，即外力F做的功大于A和B动能的增加之和，故 A错误，B正确；‎ C、由于A与B之间的摩擦力大小相等，而且，所以A对B的摩擦力所做的功不等于B对A的摩擦力所做的功，故C错误；‎ D、对B根据动能定理有：，则，即外力F对B做的功等于B的动能的增量与B克服摩擦力所做的功之和，故D正确。‎ ‎14.放在粗糖水平地面上的滑块，受到随时间t变化的水平拉力尸(如图甲所示)作 甩其运动的v—t图像如图4乙所示，重力加速度g=10m/s2，则下列说法正确的 A. 第Is末滑块所受摩擦力的大小为4N B. 滑块与水平面间的动摩擦因数 C. 1〜4s内，力F对滑块做功为48J D. 1〜4s内，摩擦力对滑块做功为-16J ‎【答案】ABC ‎【解析】‎ ‎（1）从甲、乙两图可以看出，滑块在0-2s内，处于静止状态，F=4N的拉力未能时滑块运动状态发生改变，依然处于静止状态，受力平衡，则静摩擦力，故A正确；同时也表明，滑块受到粗糙地面的最大静摩擦力；‎ ‎（2）滑块在2s-4s内，做匀加速直线运动，由牛顿第二定律得：，从v-t图象可得：；在4-6秒内，滑块做匀速直线运动，则；联立方程得：， ‎ ‎，故B选项正确；‎ ‎（3）在0-2s内，力F未做功。由v-t图象的面积可知，在前4s内，滑块走过的位移S=4m，所以力F做的功，故C选项正确；‎ ‎（4）0-4s内，前2s内静摩擦力不做功，所以=-32J，故D错误。‎ 二、实验探究题 ‎15.某同学利用如图所示的装置探究功与速度变化的关系。实验步骤如下：‎ ‎①小物块在橡皮筋的作用下弹出，沿水平桌面滑行，之后平抛落至水平地面上，落点记为；‎ ‎②在钉子上分别套上2条、3条、4条……同样橡皮筋，使每次橡皮筋拉伸的长度都保持一致，重复步骤①，小物块落点分别记为、、……；‎ ‎③测量相关数据，进行数据处理。‎ ‎（1）为求出小物块抛出时的动能，需要测量下列物理量中的_____（填正确答案标号）。‎ A．小物块的质量m B．橡皮筋的原长 C．橡皮筋的伸长量 D．桌面到地面的高度h E．小物块抛出点到落地点的水平距离L ‎（2）将几次实验中橡皮筋对小物块做功分别记为、、、……，桌边到小物块落地点的水平距离分别记为、、、……。若功与速度的平方成正比，则应以W为纵坐标、_____为横坐标作图，才能得到一条直线。‎ ‎（3）由于小物块与桌面之间的摩擦不能忽略，则由此引起的误差属于_____（填“偶然误差”或“系统误差”）。‎ ‎【答案】 (1). ADE (2). L2 (3). 系统误差 ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）小球离开桌面后做平抛运动，根据桌面到地面的高度，可计算出平抛运动的时间，再根据小物块抛出点到落地点的水平距离，可计算出小球离开桌面时的速度，根据动能的表达式，还需要知道小球的质量，故ADE正确，BC错误；‎ ‎（2）根据，和，可得，因为功与速度的平方成正比，所以功与正比，故应以W为纵坐标、为横坐标作图，才能得到一条直线；‎ ‎（3）偶然误差的特点是它的随机性，如果我们对一些物理量只进行一次测量，其值可能比真值大也可能比真值小，这完全是偶然的，产生偶然误差的原因无法控制，所以偶然误差总是存在，通过多次测量取平均值可以减小偶然误差，但无法消除；系统误差是由于仪器的某些不完善、测量技术上受到限制或实验方法不够完善没有保证正确的实验条件等原因产生，由于小物块与桌面之间的摩擦不能忽略且无法消除，则由此引起的误差属于系统误差。‎ ‎16.用如图甲实验装置验证用轻绳连接的质量分别为、的的重物组成的系统机械能守恒，从高处由静止开始下落，上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律，图乙给出的是实验中获取的一条纸带：A、B、C、D、E、F为所取计数点，每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出)，计数点间的距离如图乙所示，已知打点计时器所用电源的频率为，当的重力加速度为g； ‎ ‎①在打B-E点过程中，系统重力势能的减少量_______，系统动能的增量________‎ ‎(用题中和图中给出的字母表示)； ‎ ‎②经计算发现现, 总是略大于，其主要原因是_____________(写出两条即可)。‎ ‎【答案】 (1). (2). (3). 纸带通过打点计时器受到摩擦力、打点阻力及重物受空气阻力等影响的结果 ‎【解析】‎ ‎【详解】①计数点B的瞬时速度为:‎ 同理，计数点E的瞬时速度为：‎ 系统动能的增加量为：‎ 的重力势能减小了：‎ 的重力势能增加了：‎ 系统重力势能的减小量为：；‎ ‎②由上述计算得，造成这种结果的主要原因是纸带通过打点计时器受摩擦力、打点阻力及重物受空气阻力等影响的结果。‎ 三、计算题 ‎17.探月宇航员在距月球表面高h处绕月圆周运动的线速度大小为,月球的半径为R,引力常量为G,不考虑月球的自转。求: ‎ ‎（1）月球的质量M; ‎ ‎（2）月球表面的重力加速度; ‎ ‎（3）在月球表面发射卫星的第一宇宙速度.‎ ‎【答案】（1）（2）（3）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）对飞船，根据万有引力提供向心力，则：‎ 得到：；‎ ‎（2）对于物体，由，其中 故月球表面在重力加速度为；‎ ‎（3）对近月卫星，由，其中 则第一宇宙速度为：。‎ ‎18.“嫦娥四号”抵达月背留下了第一个“脚印”，“嫦娥五号”将在年底奔月，任务是实现月球采样返回，将带回约2kg月球表面的土壤。如图所示，若“嫦娥五号”上放有压力传感器，其从月球表面起动后，以加速度g/2竖直向上做匀加速运动．升到某一高度时，土壤对水平放置的压力传感器的压力为起动前压力的17/18，已知月球半径为R，求“嫦娥五号”此时离月球表面的高度h（g为月球表面附近的重力加速度）．‎ ‎ ‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】取土壤为研究对象，由物体的平衡条件和牛顿第二定律有，在月球表面时：‎ 在月球表面上某一高度处根据牛顿第二定律有：‎ 根据题意，得到：‎ 而且，‎ 联立得到：。‎ ‎19.如图所示，竖直平面内半径为R的光滑半圆形轨道，与水平轨道AB相连接，AB的长度为s.一质量为m 的小滑块，在水平恒力F作用下由静止开始从A向B运动，小滑块与水平轨道间的动摩擦因数为μ，到B点时撤去力F，小滑块沿圆轨道运动到最高点C时对轨道的压力为2mg，重力加速度为g.求：‎ ‎(1)小球在C点的加速度大小；‎ ‎(2)恒力F的大小．‎ ‎【答案】3g ‎【解析】‎ ‎(1)由牛顿第三定律知在C点，轨道对小球的弹力为：‎ 小球在C点时，受到重力和轨道对球向下的弹力，由牛顿第二定律：，解得：.‎ ‎(2)设小球在B、C两点的速度分别为v1、v2，在C点由.‎ 得：‎ 从B到C过程中，由机械能守恒定律得：‎ 解得：‎ 从A到B过程中，由动能定理得：‎ 解得：.‎ ‎20.如图所示,皮带在轮、，带动下以速度v匀速转动,皮带与轮之间不打滑.皮带AB段长为L,皮带轮左端B处有一光滑小圆弧与一光滑斜面相连接.物体无初速放上皮带右端后,能在皮带带动下向左运动,并滑上斜面.己知物体与皮带间的动摩擦因数为,且，为重力加速度，求:‎ ‎（1）若物体无初速放上皮带的右端A处,则其运动到左端B处的时间.‎ ‎（2）物体无初速的放上皮带的不同位置,则其沿斜面上升的最大高度也不同.设物体放上皮带时离左端B的距离为x,请写出物体沿斜面上升最大高度h与x之间的关系,并画出图象.‎ ‎【答案】（1）‎ ‎（2）当时,‎ 当时，‎ 如图所示：‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）物体放上皮带运动时加速度，物体加速到前进的位移为：‎ 根据题意：，则有，所以物体先加速后匀速，加速时间为：‎ 匀速时间为：‎ 则总时间为；‎ ‎（2）当时，物体一直加速，到B点的速度为，则 又，所以:‎ 当时，物体先加速后匀速，达到B点时速度均为，则，‎ 做图如图所示：‎ ‎ ‎