【物理】河北省唐山市第一中学2019-2020学年高一下学期期中考试试题 （解析版）

【物理】河北省唐山市第一中学2019-2020学年高一下学期期中考试试题 （解析版）

唐山一中2019-2020学年高一下学期期中考试物理试卷 一、选择题 ‎1.一做匀速圆周运动的人造地球卫星轨道半径增大到原来的3倍后仍做匀速圆周运动，则（　　）‎ A. 根据公式，可知卫星运动的线速度增大到原来的3倍 B. 根据公式，可知卫星运动的线速度减小到原来的倍 C. 根据公式，可知卫星运动的线速度增大到原来的倍 D. 根据公式，可知卫星所需的向心力将减小到原来的 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】ABC．根据，可得，轨道半径增大到原来的3倍，则卫星线速度变为原来的倍，不能通过v=rω分析，因为角速度在变化，也不能根据公式分析，因为g在变化，故AC错误，B正确；‎ D．根据公式可知，轨道半径增大到原来的3倍，则地球提供的向心力将减小到原来的，不能通过分析向心力的变化，因为线速度在变化，故D错误。 2.如图所示，P、Q是真空中两个等量正点电荷，A、B是P、Q连线的中垂线上的两点，某电荷仅受电场力作用，自A点以某一初速度沿AB连线运动，到B点时速度恰好为零，则下列说法中正确的是（　　）‎ A. 该电荷一定带正电 B. AO阶段电场力对电荷一定做正功 C. AB整个过程中电荷的电势能一定减少 D. A点电势低于B点电势 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A．该电荷到达B点时速度为零，由两个等量的正电荷的电场线的分布可知，如果带正电荷，则在AO段电荷做负功在OB段电荷做正功，则速度不会为零，因此一定为负电荷，先做正功后做负功，可知电荷一定带负电，选项A错误； ‎ B．电荷带负电，则在AO阶段电场力沿着AO方向，则电场力对电荷一定做正功，选项B正确；‎ C．在AB整个过程中电势能和动能的总能量守恒，整个过程动能减少，因此电势能一定增加，C错误；‎ D．由点电荷的电势叠加可知，A点距离两个正电荷较近，则A点电势高于B点电势，选项D错误。‎ ‎3.假设一小型宇宙飞船沿人造地球卫星的运动轨道在高空做匀速圆周运动，若从飞船上将一质量不可忽略的物体向与飞船运行速度相反的方向抛出，则（　　）‎ A. 物体的机械能增大，飞船的机械能减小 B. 物体和飞船的机械能可能都减小 C. 物体可能沿直线指向地心方向下落，而飞船的轨道半径将增大 D. 物体运行的轨道半径可能减小，且飞船的轨道半径也可能减小 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．抛出物体的速度大小可能与原来相同或比原来小，或比原来大，则物体的机械能可能不变，也可能减小，也可能增加；抛出物体的过程中，系统的动量守恒，因为物体是沿飞船向后抛出，由动量守恒得飞船的速度增大，动能增大，机械能变大，选项AB错误；‎ C．若抛出后物体相对地面的速度为零，则物体会在万有引力的作用下沿直线指向地心方向下落，而飞船的速度变大，将做离心运动，上升到高轨道，选项C正确； D．若抛出后物体的速度比原来小，则物体将做近心运动，轨道半径减小，而飞船的速度变大，将做离心运动，上升到高轨道，选项D错误； 故选C。‎ ‎4.在光滑的导轨上，一质量为m1=‎2kg、速度为v1=‎1m/s的滑块A跟一质量为m2=‎1kg、速度为v2=0的滑块B发生正碰，它们碰撞后的总动能的最大值和最小值分别是（　　）‎ A. 1J、J B. J、J C. J，1J D. 2J、J ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】当两物体发生完全弹性碰撞时，系统不损失能量，此时碰后的总动能最大，最大动能；若两物体发生完全非弹性碰撞，则碰后共速，此时系统损失的动能最大，碰后系统总动能最小，则，解得，，故选A。‎ ‎5.直立的轻弹簧一端固定在地面上，另一端拴住一个铁块，现让铁块在竖直方向做往复运动，从块所受合力为零开始计时，取向上为正方向，其运动的位移-时间图像如图所示（　　）‎ A. t=0.25s时物体对弹簧的压力最大 B. t=0.25s和t=0.75s两时刻弹簧的弹力相等 C. t=0.25s至t=0.50s这段时间物体做加速度逐渐增大的加速运动 D. t=0.25s至t=0.50s这段时间内物体的动能和弹簧的弹性势都在增大 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．t=0.25s时物体在平衡位置上方最大位移处，此时加速度向下最大，物体发生失重最大，此时对弹簧的压力最小，选项A错误；‎ B． t=0.25s和t=0.75s两时刻物块相对平衡位置的位移大小相等，但此时弹簧的形变量不同，即弹簧的弹力不相等，选项B错误；‎ CD．t=0.25s至t=0.50s这段时间物体从最高点向平衡位置运动，相对平衡位置的位移逐渐减小，则所受合外力逐渐减小，则加速度减小，即物体做加速度逐渐减小的加速运动，此过程中物体的动能变大，弹簧不断被压缩，弹性势能逐渐变大，选项C错误，D正确。‎ 故选D。‎ ‎6.光滑绝缘水平面上放置一质量为m、带电量为q的物块，开始时物块静止。现沿水平方向加一场强为E的匀强电场后，物块在电场力作用下加速运动，一段时间t后撤去电场，物块获得动能为Ek。若仍使物块从静止开始运动，则下面哪些方法可使物块动能变为原来的2倍（　　）‎ A. 仅将电场作用时间t变为原来的2倍 B. 仅将物块质量m变为原来的 C. 仅将物块带电量q变为原来2倍 D. 仅将电场强度E变为原来的2倍 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】物块的加速度 ，经t后的速度，则得到的动能，‎ A．仅将电场作用时间t变为原来的2倍，则动能变为原来的4倍，选项A错误； ‎ B．仅将物块质量m变为原来的，则动能变为原来的2倍，选项B正确；‎ C．仅将物块带电量q变为原来的2倍，则动能变为原来的4倍，选项C错误； ‎ D．仅将电场强度E变为原来2倍，则动能变为原来的4倍，选项D错误。 ‎ 故选B。‎ ‎7.如图所示，在足够长的光滑的水平面上原长为L的轻弹簧连接着两质量分别为m1、m2的木块A、B，将两木块拉开到相距‎1.5L时以共同的向右的初速度v0释放，在释放后的运动过程中，由上述已知条件不可能求出的物理量是（　　）‎ A. 两木块相距L时，两木块的速度大小 ‎ B. 两木块再次相距‎1.5L时，两木块的动量大小 C. 两木块运动过程中的最大距离 ‎ D. 两木块运动过程中的最小距离 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A．两物块组成的系统动量守恒(m1+m2)v0=m1v1+m2v2，由能量关系 当两木块相距L时，，但是由于不知EP的大小，则不能求解两木块的速度v1和v2的大小，选项A符合题意；‎ B．因系统动量守恒，则两木块再次相距‎1.5L时，两木块的动量等于初始的总动量大小(m1+m2)v0，选项B可求，不符合题意；‎ CD．开始两木块间的距离为L，现将两木块拉开到相距‎1.5L时由静止释放，弹簧形变量是‎0.5L，两木块相距最近或者最远时木块速度再次相等，仍都等于v0，根据能量守恒，两木块相距最近或最远时弹簧的弹性势能等于相距‎1.5L时的弹簧的弹性势能，所以两木块相距最近或最远时弹簧形变量都是‎0.5L，即最近时可达‎0.5L，最远距离为‎1.5L，故CD可求，不符合题意。‎ ‎8.如图，质量为M且足够长的倾角为θ的斜面体C始终静止在水平面上，一质量为m的长方形木板A上表面光滑，木板A获得初速度v0后恰好能沿斜面匀速下滑，当木板A匀速下滑时将一质量也为m的滑块B轻轻放在木板上，滑块B在木板A上下滑的过程中，下列说法正确的是（　　）‎ A. A与B组成的系统在沿斜面的方向上动量不守恒 B. A的加速度大小为2gsinθ C. A的速度为时B的速度也是 D. 水平面对斜面体有向右的摩擦力 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．因木板A获得初速度v0后恰好能沿斜面匀速下滑，即沿斜面方向受合力为零，可知，当放上木块B后，对AB系统沿斜面方向仍满足，可知系统沿斜面方向受到的合外力为零，则系统沿斜面方向动量守恒，选项A错误；‎ B．A的加速度大小为，选项B错误；‎ C．由系统沿斜面方向动量守恒可知，解得，选项C正确；‎ D．斜面体受到木板A垂直斜面向下正压力大小为，A对斜面体向下的摩擦力大小为 ，这两个力的合力竖直向下，可知斜面体水平方向受力为零，即水平面对斜面体没有摩擦力作用，选项D错误。‎ 故选C。‎ 二、多项选择题 ‎9.如图，A、O、C、B是真空中一条直线上的四点，其中，，O是AB的中点。在A、B两点分别放置点电荷+4Q和+Q，则下列说法正确的是（　　）‎ A. O点电场强度为零 B. C点电场强度为零 C. 带正电的检验电荷从A运动到O的过程中电势能持续减小，从O运动到B的过程中电势能持续增加 D. 若取O点电势为零，带正电的检验电荷在C点的电势能小于零 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．因为且QA>QB，则O点的场强方向向右，不等于零，选项A错误；‎ B．在C点，由场强叠加可得，选项B正确； ‎ C．在AC之间的场强方向向右，在CB之间的场强方向向左，则带正电的检验电荷从A运动到O的过程中电场力做正功，电势能持续减小，从O运动到B的过程中电场力先做正功，后做负功，则电势能先减小后增加，选项C错误；‎ D．因OC间的电场线向右，则若取O点电势为零，则C点的电势小于零，则带正电的检验电荷在C点的电势能小于零，选项D正确。‎ 故选BD。‎ ‎10.质量相同的甲、乙两小球，自同一高度开始运动，甲作自由落体运动，乙以速度v0作竖直上抛运动，则在从开始运动到落地的过程中（　　）‎ A. 两球动量的变化相同 B. 两球所受的重力做功相同 C. 两球动量的变化不同，乙球动量的变化较大 D. 两球所受的重力做功不同，乙球所受的重力做功多 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】AC．甲做自由落体运动的时间小于竖直上抛运动的时间，则乙球重力的冲量大于甲球重力的冲量，根据动量定理知，两球动量的增量不同，乙球动量的变化大于甲球动量的变化，故A错误，C正确；‎ BD．两球质量相同，重力的位移相同，则由W=mgh可知，所受的重力做功相同，选项B正确，D错误。‎ 故选BC。‎ ‎11.小球在空中P点，以初速度v0竖直下抛，经一段时间后，正好落在下端固定于地面竖直放置的轻弹簧上，把弹簧压缩后又被弹起，则下面说法正确的是（　　）‎ A. 小球落到轻弹簧上后，立即做减速运动，动能不断减小 B. 当小球所受合外力为零时，小球的动能最大 C. 当小球所受合外力为零时，弹簧形变最大 D. 小球被反弹后，所能达到的最高点不再是P点 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．小球落到轻弹簧上后，开始时弹力小于重力，做加速运动，后来当弹力大于重力时做减速运动，则动能先增加后减小，选项A错误；‎ B．当小球所受重力等于弹力时，此时小球受合外力为零，此时加速度为零，速度最大，此时小球的动能最大，选项B正确；‎ C．当小球所受合外力为零时重力等于弹力，小球还会向下运动继续压缩弹簧，此时弹簧形变不是最大，选项C错误；‎ D．由于开始时小球在P点有竖直初速度v0，则小球被反弹后所能达到的最高点将高于P点，选项D正确。‎ 故选BD。‎ ‎12.如图，倾角为θ，高为h的斜面体，底面光滑、斜面粗糙。把它置于光滑的水平面上，再将一质量为m的物体（可视为质点）放在斜面体上，让它自顶端沿由静止开始下滑到底端，则重物m（　　）‎ A. 下滑时，只有重力和摩擦力做功 B. 到达底端时，动能Ek＜mgh C. 下滑时，重力对物体做功，物体克服斜面的摩擦力和弹力做功 D. 到达底端时，机械能的减少等于克服摩擦力所做的功 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】AC．由于斜面体与地面接触光滑，可知当物体下滑时，斜面体向右运动，则对物体除有重力和摩擦力做功之外，斜面的支持力也对物体做功，选项A错误，C正确；‎ B．由能量关系可知，物体到达底端时，物体的重力势能转化为物体和斜面体的动能以及摩擦生热，则物体滑到底端时的动能Ek＜mgh，选项B正确；‎ D．到达底端时，物体机械能的减少等于克服摩擦力和弹力做的功的和，选项D错误。‎ 故选BC。‎ ‎13.质量为5×‎103kg的汽车在水平公路上行驶，阻力是车重的0.1倍，当汽车在额定功率为60kW的条件下从静止开始行驶时，g取‎10m/s2，下列说中正确的是（　　）‎ A. 车速为‎2m/s时的加速度大于车速为‎6m/s时的加速度 B. 车速达到最大时，汽车的加速度最大 C 车速达到最大后将做匀速直线运动 D. 若车从静止到达到最大速度历时30s，则这段时间汽车行驶的路程为‎288m ‎【答案】ACD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．汽车能达到的最大速度为，根据 可知，车速为‎2m/s时的牵引力大于车速为‎6m/s时的牵引力，则车速为‎2m/s时的加速度大于车速为‎6m/s时的加速度，选项A正确；‎ B．车速达到最大时，汽车的加速度为零，选项B错误；‎ C．车速达到最大后，牵引力等于阻力，功率达到最大，此时汽车将做匀速直线运动，选项C正确；‎ D．若车从静止到达到最大速度历时30s，则根据动能定理，解得 x＝‎288m，‎选项D正确。‎ 故选ACD。‎ ‎14.2018年7月10口，中国在西昌卫星发射中心用长征三号甲运载火箭，成功发射第三十二颗北斗导航卫星。该颗北斗卫星属倾斜地球同步轨道卫星，卫星入轨并完成在轨测试后，将接入北斗卫星导航系统，为用户提供更可靠服务。关于卫星的运动，下列说法中正确的有（　　）‎ A. 卫星在轨道Ⅱ上经过M的速度小于在轨道Ⅰ上经过M的速度 B. 卫星在轨道Ⅱ上的机械能等于在轨道Ⅰ上的机械能 C. 卫星在轨道Ⅱ上运动的周期大于在轨道Ⅰ上运动的周期 D. 卫星在轨道Ⅱ上经过M的加速度等于在轨道Ⅰ上经过M的加速度 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．在轨道Ⅱ经过M点时，通过加速做离心运动可进入轨道Ⅰ，所以卫星在轨道Ⅰ上经过M的速度小于在轨道Ⅱ上经过Ｍ的速度，星在轨道Ⅱ上的机械能小于在轨道Ⅰ上的机械能故A正确，B错误； C．根据开普勒第三定律知，，椭圆轨道Ⅱ的半长轴小于轨道Ⅰ的半径，所以在轨道Ⅱ 上运动的周期小于在轨道Ⅰ上运动的周期，故C错误。 D．在轨道Ⅱ上经过M点所受的万有引力等于在轨道Ⅰ上经过M的万有引力，根据牛顿第二定律知，加速度相等，故D正确。 故选AD。‎ ‎15.如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即Uab=Ubc，实线为一带负电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点，据此可知（　　）‎ A. 三个等势面中，a的电势最高 B. 带电质点在P点时的加速度小于在Q点时的加速度 C. 带电质点在P点时的电势能大于在Q点时的电势能 D. 带电质点在P点时的动能大于在Q点时的动能 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．电荷所受电场力指向轨迹内侧，由于电荷带负电，因此电场线指向左上方，沿电场线电势降低，故c等势线的电势最高，a的电势最低，故A错误； B．等势线密的地方场强大，电荷的加速度大，故带电质点在P点时的加速度小于在Q点时的加速度，故B正确；‎ C．根据质点受力情况可知，从P到Q过程中电场力做负功，电势能增加，故P点的电势能小于Q点的电势能，故C错误； D．从P到Q过程中电场力做负功，动能减小，故P点的动能大于Q点的动能，故D正确。‎ 故选BD。‎ 三、计算题 ‎16.如图所示，固定斜面倾角为45°，在其顶端装有定滑轮，细绳的一端与水平面上的滑块连接，此绳跨过定滑轮后于另一端系一物体B，设滑块A和物体B 的质量相等，绳子两端点竖直高度差为h，滑轮质量及半径与绳的质量均不计，一切摩擦不计。先用手使A静止于图示位置，此时绳与水平面夹角为30°，然后放手。求滑块A到达斜面底端时的速率。‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】A未动时，A与轮间绳长为s1，有 ‎ A到斜面底端时，A与轮间绳长为s2，有 B下落的高度为 ‎ A的速度为vA，B的速度为vB，有vB=vAcos45° ‎ 对A、B由动能定理有 ‎ 解得 ‎17.AB是半径为R的四分之一光滑圆弧轨道，其B端与水平面相切，BC是长为S1的水平轨道，CD是长为S2的倾角为37°的斜轨道，水平轨道与斜轨道用同样材料制成，且表面粗糙程度相同，一个小物体从A点由静止释放，运动到D点时速度恰好为零。求∶‎ ‎(1)小物体与轨道间的动摩擦因数。‎ ‎(2)若已知R=S1=2S2=‎10m，小物体从D点再次下滑，最后停止的位置距B点多远？‎ ‎【答案】(1)；(2)‎‎8m ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)物体从A到D由动能定理，有 ‎ ‎ ‎ ‎ ‎(2)代入数据可知μ=0.5 ； ‎ 小物体从D点再次下滑，从C处向前滑行x而停止 由动能定理有 ‎ 可得x=‎‎2m 故距B为‎8m.‎ ‎18.假设有一行星绕太阳做圆周运动的轨道半径为地球绕太阳做圆周运动的轨道半径约的64倍。该天体的半径约为地球的，密度约为地球3倍。取地球表面重力加速度g=‎10m/s2，地球绕太阳公转的周期为1年。求∶‎ ‎(1)该行星表面的重力加速度。‎ ‎(2)这颗行星绕太阳公转的周期。‎ ‎【答案】(1)‎5m/s2；(2)年 ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)根据万有引力定律 ‎ 又， ‎ 得 ‎ 由 ‎ 故行星表面得重力加速度为g′=‎5m/s2‎ ‎(2)由牛顿第二定律 ‎ 得 ‎ ‎ ‎ 解得年 ‎19.如图所示，光滑的水平面上静止一个足够长的木板，质量为M=‎4kg木板的左端放一个质量为m=‎0.9kg的小木块（可看成质点）木块与木板间的动摩擦因数为μ=0.2.距木板右端S=‎0.81m处固定一个竖直弹性挡板，木板与挡板碰撞时没有能量损失。一颗质量为m0=‎100g的子弹以速度v0=‎50m/s水平击中木块且留在其中。求∶‎ ‎(1)子弹击中木块瞬间，木块的速度；‎ ‎(2)木板与挡板碰撞时木块的速度大小；‎ ‎(3)最终木板的速度大小和方向；‎ ‎(3)木块相对木板滑行的最大位移（结果保留1位有效数字）。‎ ‎【答案】(1)‎5m/s；(2)‎1.4m/s；(3)‎-0.44m/s，方向向左；(4)‎‎6m ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)设子弹击中木块后与木块的共同速度为v1取向右为正方向，由动量守恒定律知 代入数据得v1=‎5m/s ‎(2)子弹击中木块以后与木块一起向右减速，同时木板向右加速运动，设经过时间t后恰达到共同速度v，由动量守值定律（m0+m）v1=(m0+m+M）v 代入数据得v=‎1m/s 对木板，由牛顿第二定律 由运动学公式得 则木板在t时间内向右运动的位移 由于x>S，可知木板在与木块达到共同速度之前就已经和弹性板相撞 设木板与弹性挡板相撞前速度为v3，木块的速度为v2‎ 对木板，运动学公式 得v3=‎0.9m/s 由动量守值定律（m0+m）v1=(m0+m）v2+Mv3‎ 代入上式得v2=‎1.4m/s ‎(3)碰后木板的动量向左，大小为p=Mv3=3.6kgm/s 木块的动量向右，大小为p′=(m0+m）v2=1.4kgm/s 因此，木块与板相对滑动后，最终一起向左以共同速度v′做匀速直线运动。‎ 由动量守恒定律知（m0+m）v2-Mv3=(m0+m+M）v′ ‎ 代入数据得v′=‎-0.44m/s 方向向左 ‎(4)设木块相对木板滑行最大位移为L，由木块与木板相对滑动全过程中能量守恒知∶‎ 得L=‎‎6m