江西省濂溪一中2019-2020高一物理下学期期中考试试卷（附答案Word版）

2020 年高一二下学期期中阶段性评价考试 物 理 试 卷 卷首语： 因疫情影响无法开学，本次考试采取网络阅卷方式，每科试卷与答题卡都提前两小时通过班 级群发送，请下载打印，考试中，自觉遵守纪律，做到家校统一，考试结束后，请将答题卡拍照上 传。 注意：考试时间 90 分，试卷总分 100 分，本卷由高二物理教研组命题，考试范围为必修+选修全 部内容，试卷格式与高考一致。 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．以下说法正确的是( ) A．经典力学理论普遍适用，大到天体，小到微观粒子 B．相对论与量子力学否定了经典力学理论 C．在经典力学中，物体的质量随运动状态而改变 D．经典力学理论具有一定的局限性 2．如图所示，在灭火抢救过程中，消防队员有时要借助消防车上的梯子爬到高处进行救人或灭 火作业。为了节省救援时间，消防队员沿梯子匀加速向上运动的同时消防车匀速后退，则关于消防 队员的运动，下列说法正确的是(　　) A．消防队员做匀加速直线运动 B．消防队员做匀变速曲线运动 C．消防队员做变加速曲线运动 D．消防队员水平方向的速度保持不变 3．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 4．以一定的初速度竖直向上抛出一个小球，小球上升的最大高度为 h，空气阻力的大小恒为 f， 则从抛出至回到原出发点的过程中，空气阻力对小球做的功为(　　) A．0 B．－fh C．－2fh D．2fh 5．汽车以 10 m/s 的速度驶过圆弧形桥的最高点时，汽车对桥面的压力是车重的 0.9 倍，此桥面 的圆弧半径为 r。如果车速加倍，在最高点时汽车对桥面的压力将变为车重的(　　) A．0.5 倍 B．0.6 倍 C．0.7 倍 D．0.8 倍 6．利用探测器探测某行星，探测器在距行星表面高度为 h1 的轨道上做匀速圆周运动时，测得 周期为 T1；探测器在距行星表面高度为 h2 的轨道上做匀速圆周运动时，测得周期为 T2，万有引力常 量为 G，根据以上信息不能求出的是(　　) A．该行星的质量 B．该行星的密度 C．该行星的第一宇宙速度 D．探测器贴近行星表面飞行时行星对它的引力 7．两轮用齿轮传动，且不打滑，图中两轮的边缘上有 A、B 两点，它们到各自转轴 O1、O2 的 距离分别为 rA、rB，且 rA＞rB。当轮子转动时，这两点的线速度大小分别为 vA 和 vB，向心加速度大 小分别为 aA 和 aB，角速度大小分别为 ωA 和 ωB，周期分别为 TA 和 TB 则下列关系式正确的是(　　) A．vA＞vB B．ωA＝ωB C．aA＞aB D．TA＞TB 8．如图所示，质量为 m 的小球以初速度 v0 水平抛出，恰好垂直打在倾角为 θ 的斜面上，则小 球落在斜面上时重力的瞬时功率为(不计空气阻力)(　　) A．mgv0tan θ B．mgv0 tan θ C．mgv0 sin θ D．mgv0cos θ 9．关于重力、摩擦力做功的叙述中，正确的是(　　) A．物体克服重力做了多少功，物体的重力势能就增加多少 B．重力对物体做功只与始、末位置有关，而与路径无关 C．摩擦力对物体做功也与路径无关 D．摩擦力对物体一定做负功10．如图所示，置于竖直面内的光滑金属圆环半径为 r，质量为 m 的带孔小球穿于环上，同时 有一长为 r 的细绳一端系于圆环最高点，另一端系小球，当圆环以角速度 ω(ω≠0)绕竖直直径转动时 (　　) A．细绳对小球的拉力可能为零 B．细绳和金属圆环对小球的作用力大小可能相等 C．细绳对小球拉力与小球的重力大小不可能相等 D．当 ω＝ 2g r 时，金属圆环对小球的作用力为零 11．如图为某双星系统 A、B 绕其连线上的 O 点做匀速圆周运动的示意图，若 A 星的轨道半径 大于 B 星的轨道半径，双星的总质量 M，双星间的距离为 L，其运动周期为 T，则(　　) A．A 的质量一定大于 B 的质量 B．A 的线速度一定大于 B 的线速度 C．L 一定，M 越大，T 越大 D．M 一定，L 越大，T 越大 12．如图，两个质量均为 m 的小木块 a 和 b(可视为质点)放在水平圆盘上，a 与转轴 OO′的距离 为 l，b 与转轴的距离为 2l，木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的 k 倍，重力加速度大小为 g。若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，用 ω 表示圆盘转动的角速度，下列说法正确的是(　　) A．b 一定比 a 先开始滑动 B．a、b 所受的摩擦力始终相等 C．ω＝ kg 2l是 b 开始滑动的临界角速度 D．当 ω＝ 2kg 3l 时，a 所受摩擦力的大小为 kmg 二、非选择题：本题共 5 小题，共 52 分。按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方 程式和重要演算步骤，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。 13．(6 分)某同学在“探究平抛运动的规律”的实验中，只画出了如图所示的一部分曲线，于是他 在曲线上取水平距离 Δx 相等的三点 A、B、C，量得 Δx＝0.4 m，又量出它们之间的竖直距离分别为 h1＝0.1 m，h2＝0.5 m。g 取 10 m/s2，利用这些数据，可得： (1)物体从 A 到 B 所用的时间 T＝___________s； (2)物体抛出时的初速度为___________m/s； (3)物体经过 B 点时速度为___________m/s。 14．(9 分)如图，假设某星球表面上有一倾角为 θ＝37°的固定斜面，一质量为 m＝2.0 kg 的小物 块从斜面底端以速度 9 m/s 沿斜面向上运动，小物块运动 1.5 s 时速度恰好为零。已知小物块和斜面 间的动摩擦因数为 0.25，该星球半径为 R＝1.2×103 km(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)，试求： (1)该星球表面上的重力加速度 g 的大小； (2)该星球的第一宇宙速度。 15．(10 分)我国自行研制、具有完全自主知识产权的新一代大型喷气式客机 C919 首飞成功后， 拉开了全面试验试飞的新征程。假设飞机在水平跑道上的滑跑是初速度为零的匀加速直线运动，当 位移 x＝1.6×103 m 时才能达到起飞所要求的速度 v＝80 m/s。已知飞机质量 m＝7.0×104 kg，滑跑时 受到的阻力为自身重力的 0.1 倍，重力加速度取 g＝10 m/s2。求飞机滑跑过程中， (1)加速度 a 的大小； (2)牵引力的平均功率 P。16．(10 分)在光滑的水平面内，建立一平面直角坐标系，一质量 m＝1 kg 的小物块以速度 v0＝10 m/s 沿 x 轴正方向运动，经过原点 O 时开始受一沿 y 轴正方向的恒力 F＝5 N 作用，直线 OA 与 x 轴 成 37°角，如图所示。(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8) (1)如果小物块的运动轨迹与直线 OA 相交于 P 点，则求物块从 O 点到 P 点所经历的时间以及 P 点的位置坐标； (2)求小物块经过 P 点时的速度大小 vp 以及速度方向与 x 轴的夹角 α（用 tan α 表示）。 17．(17 分)现有一根长 L＝1 m 的刚性轻绳，其一端固定于 O 点，另一端系着质量 m＝0.5 kg 的 小球(可视为质点)，将小球提至 O 点正上方的 A 点处，此时绳刚好伸直且无张力。不计空气阻力， 取 g＝10 m/s2。 (1)在小球以速度 v1＝4 m/s 水平向右抛出的瞬间，绳中的张力大小为多少？ (2)在小球以速度 v2＝1 m/s 水平向右抛出的瞬间，绳中若有张力，求其大小；若无张力，试求绳 子再次伸直时所经历的时间。 (3)接(2)问，当小球摆到最低点时，绳子拉力的大小是多少？物 理 答 案 与 解 析 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．【答案】D 【解析】经典力学理论适应于宏观物体，不适应微观粒子，选项 A 错误；相对论并没有 否定经典力学，而是在其基础上发展起来的，有各自成立范围，故 B 错误；在相对论中，物 体的质量随运动状态而改变，在经典力学中，物体的质量与运动状态无关，故 C 错误；经典 力学理论具有一定的局限性，对高速微观粒子不适用，选项 D 正确。 2．【答案】B 【解析】根据运动的合成，知合速度的方向与合加速度的方向不在同一条直线上，其合 加速度的方向、大小不变，所以消防队员做匀变速曲线运动，故 A、C 错误，B 正确。将消防 队员的运动分解为水平方向和竖直方向，知水平方向上的最终的速度为匀速后退的速度和沿 梯子方向速度在水平方向上的分速度的合速度，因为沿梯子方向的速度在水平方向上的分速 度在变，所以消防队员水平方向的速度在变，故 D 错误。 3．【答案】C 【解析】由开普勒第一定律可知，太阳位于木星运行轨道的一个焦点上，A 错误；火星和 木星绕太阳运行的轨道不同，运行速度的大小不可能始终相等，B 错误；根据开普勒第三定律 (周期定律)知太阳系中所有行星轨道的半长轴的三次方与它的公转周期的平方的比值是一个 常数，C 正确；对于太阳系某一个行星来说，其与太阳连线在相同的时间内扫过的面积相等， 不同行星在相同时间内扫过的面积不相等，D 错误。 4．【答案】C 【解析】上升过程：空气阻力对小球做功 W1＝－fh；下落过程：空气阻力对小球做功 W2 ＝－fh；则从抛出到落回到抛出点的过程中，空气阻力对小球做的功为 W＝W1＋W2＝－2fh， 选项 C 正确。 5．【答案】B 【解析】根据 mg－FN＝m v2 R可得：当汽车的速度为 10 m/s 时， ，当车 速加倍时， ，联立解得 k＝0.6，选项 B 正确。 2100.9mg mg m R − = 220mg kmg m R − =6．【答案】D 【 解 析 】 探 测 器 在 距 行 星 表 面 高 度 为 h 的 轨 道 上 做 匀 速 圆 周 运 动 时 ， 有 ： ，解得： ，则有 ， ， 联 立 两 式 即 可 求 出 行 星 的 质 量 M 和 行 星 的 半 径 R ， A 正 确 ； 行 星 的 密 度 ： ，可以求出行星的密度，B 正确；根据万有引力提供向 心力，得第一宇宙速度 v＝ GM R ，C 正确；由于不知道探测器的质量，所以不可求出探测器贴 近行星表面飞行时行星对它的引力，D 错误。 7．【答案】D 【解析】轮子边缘上的点，靠齿轮传动，两点的线速度相等 vA＝vB，故 A 错误；A、B 两 点的线速度相等，由于 rA＞rB，根据 可知 ωA＜ωB，故 B 错误；由 a＝v2 r 得，r 越大，a 越小，所以 aA＜aB，故 C 错误；根据 T＝2π ω ，可知角速度越大则周期越小，可知 A 点的周 期大，即 TA＞TB，故 D 正确。 8．【答案】B 【解析】小球落在斜面上时重力的瞬时功率为 P＝mgvy，而 vytan θ＝v0，所以 P＝mgv0 tan θ，B 正确。 9．【答案】AB 【解析】物体克服重力做了多少功，物体的重力势能就增加多少，选项 A 正确；重力对 物体做功只与始、末位置有关，而与路径无关，选项 B 正确；摩擦力对物体做功与路径有关， 选项 C 错误；摩擦力对物体可以做正功，也可以做负功，也可以不做功，选项 D 错误。 10．【答案】CD 【解析】因为圆环光滑，小球受到重力、环对球的弹力和绳子的拉力，根据几何关系可 知，此时细绳与竖直方向的夹角为 60°，当圆环旋转时，小球绕竖直轴做圆周运动，则有 FTcos 60°＋FNcos 60°＝mg，FTsin 60°－FNsin 60°＝mω2rsin 60°，解得 FT＝mg＋1 2mω2r，FN＝mg－1 2 mω2r, 当 ω＝ 2g r 时，金属圆环对小球的作用力 FN＝0，故 C、D 正确，A、B 错误。 11．【答案】BD 2 2 2 4π ( )( ) MmG m R hR h T = ++ 2 3 2 4π ( )R hM GT += 2 3 1 2 1 4π ( )R hM GT += 2 3 2 2 2 4π ( )R hM GT += 2 3 2 3 1 1 1 3 2 3 1 4π ( ) / 3π( ) 4π / 3 R h GT R hM V R GT R ρ + += = = v r ω =【解析】设双星质量分别为 mA、mB，轨道半径分别为 RA、RB，角速度相等，均为 ω，根 据万有引力定律可知：GmAmB L2 ＝mAω2RA，GmAmB L2 ＝mBω2RB，距离关系为：RA＋RB＝L，联立解 得：mA mB＝RB RA，因为 RA＞RB，所以 A 的质量一定小于 B 的质量，故 A 错误；根据线速度与角速 度的关系有：vA＝ωRA、vB＝ωRB，因为角速度相等，半径 RA>RB，所以 A 的线速度大于 B 的 线速度，故 B 正确；又因为 T＝2π ω，联立可得周期为：T＝2π L3 GM，所以总质量 M 一定，两星 间距离 L 越大，周期 T 越大，故 C 错误，D 正确。 12．【答案】AC 【解析】因圆盘从静止开始绕转轴缓慢加速转动，在某一时刻可认为，木块随圆盘转动 时，其受到的静摩擦力的方向指向转轴，两木块转动过程中角速度相等，则根据牛顿第二定 律可得 f＝mω2R，由于 b 的轨道半径大于 a 的轨道半径，故 b 做圆周运动需要的向心力较大， 即 fa＜fb，B 错误；因为两木块的最大静摩擦力相等，故 b 一定比 a 先开始滑动，A 正确；当 b 开始滑动时，由牛顿第二定律可得 kmg＝mωb2·2l，可得 ωb＝ kg 2l，C 正确；当 a 开始滑动时， 由牛顿第二定律可得 kmg＝mωa2l，可得 ωa＝ kg l ，而转盘的角速度 2kg 3l ＜ω＜ kg l ，a 未发生 滑动，其所需的向心力由静摩擦力来提供，由牛顿第二定律可得 f＝mω2l＝2 3kmg，D 错误。 二、非选择题：本题共 5 小题，共 52 分。按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说 明、方程式和重要演算步骤，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。 13．(6 分) 【答案】(1)0.2 (2)2 (3)2.5 【解析】(1)在竖直方向上根据 Δy＝gt2， s。 (2)物体抛出时的初速度 m/s。 (3)经过 B 点时的竖直分速度 m/s，物体经过 B 点的速度 m/s。 14．(9 分) 【解析】(1)由牛顿第二定律得：mgsin θ＋μmgcos θ＝ma 2 1 0.2h hyt g g −∆= = = 0 2xv t ∆= =∆ 1 2 1.52By h hv t += = 2 2 0 2.5B Byv v v= + =a＝Δv Δt＝9－0 1.5 m/s2＝6 m/s2 联立可得：g＝7.5 m/s2 (2)对该星球表面的物块：GMm R2 ＝mg 对在该星球表面附近运行的卫星：GMm′ R2 ＝m′v2 R 故：v＝ gR，代入数据得 v＝3.0×103 m/s。 15．(10 分) 【解析】(1)飞机做初速度为零的匀加速直线运动，有 v2＝2ax ① 代入数据解得 a＝2 m/s2。 ② (2)飞机受到的阻力 F 阻＝0.1mg ③ 设发动机的牵引力为 F，根据牛顿第二定律有 F－F 阻＝ma ④ 飞机滑跑过程中的平均速度v＝v 2⑤ 所以牵引力的平均功率 P＝Fv ⑥ 联立②③④⑤⑥式得 P＝8.4×106 W。 ⑦ 16．(10 分) 【解析】(1)物体做类平抛运动 F＝ma，x＝v0t，y＝1 2at2 联立可得 t＝3 s，x＝30 m，y＝22.5 m 即 P 点的位置坐标为（30 m，22.5 m）。 (2)物体在 P 点时： vy＝at＝15 m/s vP＝ m/s 。 17．(17 分) 【解析】(1)绳子刚好无拉力时对应的临界速度满足 mg＝mv 临界 2 L 解得 v 临界＝ 10 m/s tan37 y x ° = 2 2 0 5 13B yv v v= + = 0 tan 1.5yv v α = =因为 v1＞v 临界，所以绳子有拉力且满足 mg＋T1＝mv12 L 解得 T1＝3 N。 (2)因为 v2