【物理】江苏省启东中学2019-2020学年高一下学期期中考试试题

【物理】江苏省启东中学2019-2020学年高一下学期期中考试试题

江苏省启东中学 2019～2020 学年高一下学期期中考试试题 一、单项选择题(本题共 7 小题，每小题 3 分，共 21 分．) 1．开普勒有关行星的三个定律被称为“中世纪科学与近代科学的分水岭”．如图所示，下面 说法正确的是( ) A．火星绕太阳运行过程中，速率不变 B．地球靠近太阳的过程中，运行速率减小 C．在相等时间内，火星和太阳的连线扫过的面积与地球和太阳的连线扫过的面积相等 D．火星绕太阳运行一周的时间比地球的长 2．全球受“新冠”疫情的影响，能源市场需求减少，国际原油价格一路走低．下列关于能量 和能源说法正确的是 (　　) A．由于自然界的能量守恒，所以不需要节约能源 B．在利用能源的过程中，能量在数量上并未减少 C．能量耗散说明能量在转化过程中没有方向性 D．人类在不断地开发和利用新能源，所以能量可以被创造 3．如图所示，两个质量均为 m 的完全相同的金属球壳 a 和 b，其壳层的厚度和质量分布均 匀，将它们固定于绝缘底座上，两球心间的距离 l 为球半径的 3 倍．若使它们带上等量异种 电荷，使其电荷量的绝对值均为 Q，那么关于 a、b 两球之间的万有引力 F 引和库仑力 F 库的 表达式正确的是(　　) A．F 引＝Gm2 l2 ， F 库＝kQ2 l2 B．F 引≠Gm2 l2 ， F 库≠kQ2 l2 C．F 引≠G m2 l2 ，F 库＝kQ2 l2 D．F 引＝Gm2 l2 ，F 库≠kQ2 l2 4．我国是航天强国，1970 年发射的第一颗人造卫星“东方红一号”，质量为 173kg，在轨运 动的速率为 7.2km/h．2003 年发射的“神州 5 号”飞船的质量为 7790kg，在轨运动的速率为 7.6km/h，航天器运行轨道视为圆周，则(　　) A．“东方红一号”卫星的轨道半径大于“神州 5 号”飞船的轨道半径 B．“东方红一号”卫星在轨加速度大于“神州 5 号”飞船在轨加速度 C．“东方红一号”卫星在轨角速度大于“神州 5 号”飞船在轨角速度 D．“神州 5 号”飞船可以在一小时内绕地球一周 5．“歼-20”是中国自主研制的双发重型隐形战斗机，该机将担负中国未来对空、对海的主权 维护任务．在某次起飞中，质量为 m 的“歼-20”以恒定的功率 P 起动，其起飞过程的速度随 时间变化如图所示，经时间 t0 飞机的速度达到最大值为 vm 时，刚好起飞．关于起飞过程， 下列说法正确的是(　　) A．飞机所受合力不变，速度增加越来越慢 B．飞机所受合力增大，速度增加越来越快 C．平均速度 D．该过程克服阻力所做的功为 6．A、B 是一条电场线上的两个点，一带正电的粒子仅在电场力作用下以一定的初速度从 A 点沿电场线运动到 B 点，其 v-t 图象如图所示，则电场的电场线分布可能是 (　　) 7．如图所示，光滑水平面 OB 与足够长粗糙斜面 BC 交于 B 点．轻弹簧左端固定于竖直墙 面，用质量为 m1 的滑块压缩弹簧至 D 点，然后由静止释放滑块，滑块脱离弹簧后经 B 点滑 上斜面，上升到最大高度，并静止在斜面上．换用相同材料、质量为 m2 的滑块（m2>m1） 2 mv 2 0 1 2 mPt mv− 压缩弹簧至同一点 D 后，重复上述过程．不计滑块经过 B 点时的机械能损失，下列说法正 确的是(　　) A．两滑块到达 B 点的速度相同 B．两滑块沿斜面上升的高度相同 C．两滑块上升到最高点的过程中因摩擦产生的热量相同 D．两滑块上升到最高点的过程中质量小的滑块克服重力所做的 功比质量大的滑块少 二、多项选择题(本题共 5 小题，共 20 分.全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，错选 和不选的得 0 分) 8．设地球的质量为 M，半径为 R，自转角速度为 ω，万有引力常量为 G，同步卫星离地心 高度为 r，地表重力加速度为 g，则关于同步卫星的速度 v 的表达式正确的是(　　) A．v=rω B． C． D． 9．下列关于电势高低的判断，正确的是(　　) A．负电荷从 A 移到 B 时，外力做正功，A 点的电势一定较高 B．负电荷从 A 移到 B 时，电势能增加，A 点的电势一定较高 C．正电荷从 A 移到 B 时，电势能增加，A 点的电势一定较低 D．正电荷只在电场力作用下从静止开始，由 A 移到 B，A 点的电势一定较高 10．重力对运动物体所作的功只跟物体运动的起点和终点的高度有关，而跟物体运动的路径 无关．我们把这种所作的功只与运动物体的始末位置有关，而与路径无关的力，称为保守力， 只有保守力才有与它相联系的势能．保守力做正功，与它相联系的势能减小；反之，势能增 大．如重力做正功，物体的重力势能减小．可以证明，分子间相互作用力也是保守力，分子 间的势能称为分子势能．两分子间距离在减小的过程中（） A．若分子间相互作用表现为引力，分子势能增加 B．若分子间相互作用表现为引力，分子势能减小 C．若分子间相互作用表现为斥力，分子势能增加 D．若分子间相互作用表现为斥力，分子势能减小 11．我们用两个物理量的比值定义一个新的物理量，它的物理意义与原来的两个物理量完全 不同，这就是比值定义法．如用位移和时间的比值定义了一个新的物理量速度． GMv R = v GMw= gv R r = 以下是用比值定义法的公式是(　　) A． B． C． D． 12．如图所示，用铰链将三个质量均为 m 的小球 A、B、C 与两根长为 L 的轻杆相连，B、C 置于水平地面上，系统静止时轻杆竖直，现给系统一个微小扰动，B、C 在杆的作用下向两 侧滑动，三小球始终在同一竖直平面内运动，忽略一切摩擦，重力加速度为 g，则此过程中 (　　) A．球 A 的机械能一直减小 B．球 C 的机械能一直增大 C．球 B 对地面的压力可能小于 mg D．球 A 落地的瞬时速度为 三、填空题(本题共 2 小题，共 14 分.把答案填在题中的横线上或按要求作答) 13．某实验小组的学生们为探究“机械能守恒定律”设计了如图所示的实验装置：用一个电磁 铁吸住一个质量为 m，直径为 d 的小铁球；当将电磁铁断电后，小铁球由静止开始向下加速 运动；小铁球经过光电门时，计时装置将记录其通过光电门的时间 t．小铁球由静止开始下 降至光电门时的高度 h，当地的重力加速度为 g，那么 (1)小铁球通过光电门的速度 v= （用 d、t 表示）； (2)验证此过程小铁球机械能守恒定律的表达式 ； (3)考虑小铁球在运动过程中受到阻力的因素，其重力势能减少量 动 能的增加量（选填 “大于”，“等于”或“小于”） 14．如图所示，A、B 为相互接触的用绝缘支柱支撑的金属导体，起初它们不带电，在它们 的下部贴有金属箔片，C 是带正电的小球．当 C 移近 A 时，A、B 上的金属箔片都张开． FE q = 2 QE k r = FE q = PE q ϕ = FE q = Fa m = 2gL (1)若撤去 C，A、B 下部金属箔片是（选填 “张开”或“闭合”） (2)若先分离 A、B，再撤去 C，A、B 下部金属箔片是 （选 填 “张开”或“闭 合”）．在分离 A、B 的过程中，A、B 组成的系统电势能 （选填 “增大”“不变” 或“减小”） (3)静电感应的原因是金属导体中存在大量的 ． 四、计算题（本题共 4 小题，共计 45 分．其中 15、16、17 题 11 分，18 题 12 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．如图所示，一质量为 m 的小球，用长为 l 的轻绳悬挂于 O 点的正下方 P 点．球在水平 拉力的作用下，从 P 点缓慢地移动到 Q 点，此时轻绳与竖直方向夹角为 θ．已知重力加速 度为 g， (1)求小球在 Q 点时水平拉力 F 的大小； (2)求小球在此过程中水平拉力 F 做的功； (3)若小球在水平恒力 F = mg 的作用下，从 P 点运动到 Q 点，求小球在 Q 点的速度大小． 16．如图所示，一质量为 m＝1.0×10-2 kg，带电荷量为 q＝﹣1.0×10-6 C 的小球，用绝缘细线 悬挂在水平向右的匀强电场中，假设电场范围足够大，静止时悬线向左与竖直方向成 37°角， 此时小球的电势能为零．若在某时刻将细线突然剪断，小球在运动过程中电荷量保持不变， 重力加速度取 g＝10m/s2. (sin37°＝0.6，cos37°＝0.8) 求： (1) 电场强度 E 的大小； (2) 小球运动 1s 末的速度大小和电势能大小． 17．如图甲所示，竖直平面内的光滑轨道由倾斜直轨道 AB 和圆轨道 BCD 组成，AB 和 BCD 相切于 B 点，OB 与 OC 夹角为 37º ，CD 连线是圆轨道竖直方向的直径（C、D 为圆轨道的 最低点和最高点），可视为质点的小滑块从轨道 AB 上高 H 处的某点由静止滑下，用力传感 器测出滑块经过圆轨道最低点 C 时对轨道的压力为 F，并得到如图乙所示的压力 F 与高度 H 的关系图象，该图线截距为 2N，且过（0.5m，4N）点， g=10m/s2 求： (1)滑块的质量和圆轨道的半径； (2)若要求滑块不脱离圆轨道，则静止滑下的高度为多少； (3)是否存在某个 H 值，使得滑块经过最高点 D 飞出后落在圆心等高处的轨道上．若存在， 请求出 H 值；若不存在，请说明理由． 18．如图所示，顶端安装有轻质定滑轮，倾角为 37°的光滑斜面固定在水平地面上，离斜面 的顶端距离为 L=0.4m 下方粘贴有一厚度不计、宽度是 d=0.2m 的橡胶带，小物块 A、B 用轻 绳连接并跨过定滑轮．A 的质量 m1=1kg，宽度 d=0.2m，其上边缘与斜面顶端齐平，B 的质 量 m2= 0.4kg．现由静止释放 A，已知 A 与橡胶带之间的动摩擦因素 μ=0.5，在运动过程中与 A 相连的绳子始终与斜面平行，A 未离开斜面，B 未上升到滑轮处，重力加速度 g=10m/s2， 不计空气阻力和滑轮与绳子间的阻力，求： (1)A 物体刚进入橡胶带时的速度大小； (2)A 物体穿过橡胶带克服摩擦力所做的功； (3) A 物体完全离开橡胶带时的速度大小。 【参考答案】 一、单项选择题 1.D 2.B3.D 4.A5.D 6.C 7.C 二、多项选择题 8.AD9．BD10．BC11.AC12.CD 三、填空题 13.(1) (2) (3)大于 14. (1)闭合 (2)张开；减小 (3)自由电荷 四、计算题 15. (1)小球受力平衡,由受力分析可得：F=mgtanθ (2)小球从 P 到 Q 的过程中，由动能定理得 WF－mgl(1-cosθ)=0 ∴WF=mgl(1-cosθ) (3) 小球从 P 到 Q 的过程中，由动能定理得 Flsinθ－mgl(1-cosθ)= ∴ 16.(1) 小球受力平衡,由受力分析可得： (2)绳子剪断后，小球做匀加速直线运动，受到的合力 ∴ 加速度 ∴ 1s 末小球速度 v=at=12.5m/s 小球运动 1s 的过程中，水平方向受到的静电力 水平方向位移 x1=vttsinθ=12.5×0.6m=7.5m∴静电力做功 W=F1 x1=56.25J 由功能关系得，小球的电势能减少 56.25J ∴小球的电势能 Ep=－56.25 J 17(1)当 H=0 时，由图象截距可知 F=mg=2N ∴m=0.2kg 当小物块从 A 点静止下滑，由图象知， h=0.5m，对轨道的压力 F1=4N ∵ 解得 ． (2)不脱离轨道分两种情况： FE q = 21 2 dmgh m t  =    21 02 Qmv − 2 (sin cos 1)Qv gl θ θ= + − 2 4 6 tan37 1.0 10 10 0.75 N/C=7.5 10 N/C 1.0 10 F mgE q q ° − − × × ×= = = × × = cos37 mgF °合 2= 12.5m/scos37 ga =° 6 4 2 1 10 7.5 10 J=7.5 10 NF qE − −= = × × × 2 1 1 2mgh mv= 2 1 1 vF mg m R =− 1mR = ①到圆心等高处速度为零 有能量守恒可知，滑块从静止开始下滑高度 ②通过最高点，通过最高点的临界条件 设下落高度为 ，由动能定理 解得 则应该满足下落高度 (3)假设滑块经过最高点 D 后能直接落到直轨道 AB 上与圆心等高的 E 点： 解得： 而滑块过 D 点的临界速度 由于： ，所以存在一个 H 值，使得滑块经过最高点 D 后能直接落到直轨道 AB 上 与圆心等高的点 解得： 18.（1）A 物体从静止释放到刚进入橡胶带过程中，A、B 组成的系统机械能守恒定律 设 A 物体刚进入橡胶带速度为 v1 ∴ (2)A 物体从进入橡胶带到离开，滑动摩擦力是变力 由 Ff－x 图象可得 W=0.8J (3) A 物体完全离开橡胶带时的速度大小 v2，由能量守恒定律得 1 1mh R≤ = Dv gR= 0H ( ) 2 0 D 12 2mg H R mv=− 0 2.5H m= 2 2.5mh ≥ sin37 ROE °= Dx OE v t= = 21 2R gt= D 5 5 m/s3v = DL 10m/sv gR= = D DLv v> ( ) 2 DL 12 2mg H R mv− = 97 .36H m= 2 1 2 1 2 1 1sin37 ( )2m gL m gL m m v° − = + 1 22 m/s7v = 2 1 2 1 2 2 1+ )sin37 ( ) ( )2m g L d m g L d m m v Q° − + = + +（ 2 12 m/s7v =