宁夏2019-2020高一物理下学期期中试题（Word版附解析）

2019/2020 学年度（下）高期中考试 物理试卷 一、单项选择题：（每小题仅有一个正确答案，每题 3 分，共 42 分） 1.做曲线运动的物体，在运动过程中一定变化的量是（　　） A. 速率 B. 速度 C. 加速度 D. 合外力 【答案】B 【解析】 【详解】AB．曲线运动的物体，它的速度方向是轨迹的切线方向，肯定是不断变化的，所以 速度一定在变化，但速度大小可以不变，故速率可能不变，A 错误 B 正确； CD．曲线运动的物体可能受恒力作用，如平抛运动，只受重力不变，其加速度为重力加速度， 保持不变，CD 错误。 故选 B。 2.在平坦的垒球运动场上，击球手挥动球棒将垒球水平击出，垒球飞行一段时间后落地．若不 计空气阻力，则（　　） A. 垒球落地时瞬时速度的大小仅由初速度决定 B. 垒球落地时瞬时速度的方向仅由击球点离地面的高度决定 C. 垒球在空中运动的水平位移仅由初速度决定 D. 垒球在空中运动 时间仅由击球点离地面的高度决定 【答案】D 【解析】 试题分析：物体做平抛运动，我们可以把平抛运动可以分解为水平方向上的匀速直线运动， 和竖直方向上的自由落体运动来求解，两个方向上运动的时间相同． 解：A、垒球做平抛运动，落地时的瞬时速度的大小为 V= = ，t= ， 所以垒球落地时瞬时速度的大小即与初速度有关，也与高度有关，所以 A 错误． B、垒球落地时瞬时速度的方向 tanθ= = ，时间 t= ，所以 tanθ= ，所以垒球落 地时瞬时速度的方向与击球点离地面的高度和球的初速度都有关，所以 B 错误． C、垒球在空中运动的水平位移 x=V0t=V0 ，所以垒球在空中运动的水平位移与击球点离 的地面的高度和球的初速度都有关，所以 C 错误． D、垒球在空中运动的时间 t= ，所以垒球在空中运动的时间仅由击球点离地面的高度决 定，所以 D 正确． 故选 D． 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 【答案】C 【解析】 太阳位于木星运行轨道的焦点位置，选项 A 错误；根据开普勒行星运动第二定律可知，木星 和火星绕太阳运行速度的大小不是始终相等，离太阳较近点速度较大，较远点的速度较小， 选项 B 错误；根据开普勒行星运动第三定律可知， 木星与火星公转周期之比的平方等于它们 轨道半长轴之比的立方，选项 C 正确；根据开普勒行星运动第二定律可知，相同时间内，火 星与太阳连线扫过的面积相等，但是不等于木星与太阳连线扫过面积，选项 D 错误；故选 C. 4.假设地球和火星都绕太阳做匀速圆周运动，已知地球到太阳的距离小于火星到太阳的距离， 那么（ ） A. 地球公转周期大于火星的公转周期 B. 地球公转的线速度小于火星公转的线速度 C. 地球公转的加速度小于火星公转的加速度 D. 地球公转的角速度大于火星公转的角速度 【答案】D 【解析】 【详解】两天体运动均为万有引力提供向心力，即 ， 2 2 2 2 2 4Mm vG m m r m r mar r T πω= = = =解得： 、 、 、 ；所以轨道半径越大，线速度 越小、角速度 越小、周期 越大、向心加速度 越小．据 ，可得选项 D 正确，ABC 三项错误． 5.下列说法中正确的是（　　） A. 运动物体所受的合外力不为零，合外力必做功，物体的动能肯定要变化 B. 运动物体所受合外力不为零，则该物体一定做变速运动，其动能肯定要变化 C. 运动物体 合外力为零，则物体的动能肯定不变 D. 运动物体的动能保持不变，则该物体所受合外力一定为零 【答案】C 【解析】 【详解】ABD．物体做匀速圆周运动，合外力不为零，但物体的速度始终与合外力垂直，合 外力不做功，动能保持不变，故 ABD 错误； C．运动物体所受的合外力为零，因此合外力做功为零，则物体的动能肯定不变，故 C 正确。 故选 C。 6.如图所示，斜面体放在光滑的水平面上，小物块 A 与斜面体间接触面光滑。在小物块沿斜面 体下滑的过程中，斜面体对小物块的作用力（　　） A. 垂直于斜面，做功为零 B. 垂直于斜面，做功不为零 C. 不垂直于斜面，做功为零 D. 不垂直于斜面，做功不为零 【答案】D 【解析】 【详解】当斜面固定不动时斜面体对小物块的作用力垂直斜面，支持力对小物块不做功，本 题是把斜面体放在光滑的水平面上，小物块沿斜面体下滑的过程中，支持力和速度方向夹角 为钝角，说明支持力对小物块做负功，故 D 正确，ABC 错误。 的 GMv r = 3 GM r ω = 2 34 rT GM π= 2 GMa r = v ω T a r r> 地火故选 D。 7.如图所示，下列四个选项的图中，木块均在固定的斜面上运动，其中图 A、B、C 中的斜面 是光滑的，图 D 中的斜面是粗糙的，图 A、B 中的 F 为木块所受的外力，方向如图中箭头所 示，图 A、B、D 中的木块向下运动，图 C 中的木块向上运动，在这四个图所示的运动过程中 机械能守恒的是 （ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】A．由 A 图可知，力 F 对物体做正功，机械能增加，不守恒，故 A 错误； B．由 B 图可知，力 F 做负功，机械能减小，故 B 错误； C．C 图中物体斜面光滑，运动过程中只有重力做功，只有重力势能和动能的相互转化，机械 能守恒，故 C 正确； D．D 图中斜面粗糙，物体下滑中，摩擦力做负功，机械能减小，不守恒，故 D 错误． 8.如图所示，轻杆的一端有一个小球，另一端有光滑的固定轴 O。现给球一初速度，使球和杆 一起绕 O 轴在竖直面内转动，不计空气阻力，用 F1 表示球到达最高点时杆对小球的作用力， 用 F2 表示球到达最低点时杆对小球的作用力，则（　　） A. F1 一定是拉力 B. F1 一定是推力 C. F2 一定是拉力 D. F2 一定是推力 【答案】C【解析】 【详解】AB．小球做竖直面内的圆周运动，且属于轻杆模型，小球在最高点时的向心力大小 与速度 v 有关。当 时，小球做圆周运动的向心力刚好由重力提供，此时小球只受重 力作用，轻杆对小球的作用力 F1=0；当 时，小球做圆周运动所需的向心力小于 重力，小球有做向心运动的趋势，所以轻杆对小球有向上的推力 F1，此时小球做圆周运动的 向心力由重力和推力的合力提供；当 时，小球做圆周运动所需的向心力大于重力， 小球有做离心运动的趋势，所以轻杆对小球有向下的拉力 F1，此时小球做圆周运动的向心力 由重力和拉力的合力提供。故 AB 错误； CD．小球做竖直面内的圆周运动，在最低点时，向心力竖直向上（指向圆心），而重力竖直向 下，所以轻杆对小球一定有向上的拉力 F2，且拉力大于重力，故 C 正确，D 错误。 故选 C。 9.太阳系以外存在着许多恒星与行星组成的双星系统。它们运行的原理可以理解为，质量为 M 的恒星和质量为 m 的行星（M > m），在它们之间的万有引力作用下有规则地运动着。如图所 示，我们可认为行星在以某一定点 C 为中心、半径为 a 的圆周上做匀速圆周运动（图中没有 表示出恒星）。设万有引力常量为 G，恒星和行星的大小可忽略不计，则图中粗略反映恒星、 行星运动的轨道和位置的是（　　） A. B. C. D. v gR= 0 v gR< < v gR>【答案】C 【解析】 【详解】双星系统中，双星间的万有引力提供它们各自圆周运动的向心力，且双星的角速度 相等。 A．双星间的引力提供圆周运动的向心力，即引力指向圆周运动的圆心，而 A 轨迹中双星间的 引力没有指向圆周运动的圆心，故 A 错误； BD．万有引力提供各自圆周运动的向心力，则 可知，恒星和行星 质量与圆周运动半径成反比，因为恒星和行星质量不等，故圆周运动的 半径也不相同，故 BD 错误； C．因为恒星的质量 M 大于行星的质量 m，且恒星和行星的质量与圆周运动半径成反比，所以 行星 m 做圆周运动的半径较大，故 C 正确。 故选 C。 10.有一条两岸平直、河水均匀流动、流速恒为 v 的大河．小明驾着小船渡河，去程时船头指 向始终与河岸垂直，回程时行驶路线与河岸垂直．去程与回程所用时间的比值为 k，船在静水 中的速度大小相同，则小船在静水中的速度大小为(　　) A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】设河岸宽度为 d，船的静水速度 vc；去程时 t1＝ 回程时 t2＝ 的 2 2M R m rω ω= 2 1 kv k − 21 v k− 21- kv k 2 1 v k − c d v 2 2 c d v v−又 ＝k，得 vc＝ ． A． ，与结论不相符，选项 A 错误； B． ，与结论相符，选项 B 正确； C． ，与结论不相符，选项 C 错误； D． ，与结论不相符，选项 D 错误； 故选 B。 11.如图所示，甲、乙、丙三个轮子依靠摩擦转动，相互之间不打滑，其半径分别为 r1、r2、 r3。若甲轮的角速度为 ω1，则丙轮的角速度为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】由甲、乙、丙三个轮子依靠摩擦传动，相互之间不打滑知三者线速度相同，其半径 分别为 r1、r2、r3，则 则丙轮的角速度为 1 2 t t 21 v k− 2 1 kv k − 21 v k− 21- kv k 2 1 v k − 1 1 3 r r ω 3 1 1 r r ω 3 1 2 r r ω 1 1 2 r r ω 1 1 2 2 3 3r r rω ω ω= = 1 1 3 3 r r ωω =故 A 正确，BCD 错误。 故选 A。 12.冰面对溜冰运动员的最大静摩擦力为运动员重力的 k 倍，在水平冰面上沿半径为 R 的圆周 滑行的运动员，其安全速度为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】由题意可知，最大静摩擦力为重力的 k 倍，所以最大静摩擦力等于 kmg，设运动员的 最大的速度为 vmax，由牛顿第二定律得 解得 所以安全速度为 故 ACD 错误，B 正确。 故选 B。 13. 已知地球的质量约为火星质量的 10 倍，地球的半径约为火星半径的 2 倍，则航天器在火 星表面附近绕火星做匀速圆周运动的速率约为（ ） A. 3.5km/s B. 5.0km/s C. 17.7km/s D. 35.2km/s 【答案】A 【解析】 试题分析：设航天器的质量为 m，地球的质量为 M1，半径为 R1，火星的质量为 M2，半径为 R2，航天器在它们表面附近绕它们运动的速率分别为 v1、v′1，其向心力由它们对航天器的万 有引力提供，根据牛顿第二定律和万有引力定律有： ， ＝ ，解 得： ＝ ＝ ，在地球表面附近做圆周运动的速度为第一宇宙速度，即：v1＝ gRv k ≥ v kgR≤ v kgR≥ gRv k ≤ 2 maxvkmg m R = maxv kgR= maxv v kgR≤ = 2 1 1 2 1 1 =M m vG mR R 2 2 2 M mG R 2 1 2 vm R ′ 1 1 v v ′ 2 1 1 2 M R M R ⋅ 5 57.9km/s ，解得航天器在火星表面附近绕火星做匀速圆周运动的速率约为：v′1 ＝ v1 ＝ 3.5km/s，故选项 A 正确． 考点：本题主要考查了牛顿第二定律、万有引力定律的应用和第一宇宙速度的识记问题，属 于中档题． 14.一滑块在水平地面上沿直线滑行，t = 0 时其速度为 1 m/s。从此刻开始滑块运动方向上再施 加一水平面作用 F，力 F 和滑块的速度 v 随时间的变化规律分别如图 a 和图 b 所示。设在第 1 秒内、第 2 秒内、第 3 秒内力 F 对滑块做功的功率分别为 P1、P2、P3。则以下关系正确的是 （　　） A. P1=P2 =P3 B. P3>P2>P1 C. P1>P2>P3 D. P3>P2 =P1 【答案】B 【解析】 【详解】由速度图象可知，第 1s、2s、3s 内的位移分别为 ， ， 由 F − t 图象及功率的计算公式可知，第 1 秒内、第 2 秒内、第 3 秒内力 F 对滑块做功的功率 分别为 所以 P3>P2>P1 故 B 正确，ACD 错误。 5 5 1 0.5mx = 2 0.5mx = 3 1mx = 1 1 1 1 1 1 1 0.5 W 0.5W1 W F xP t t ×= = = = 2 2 2 2 2 2 3 0.5 W 1.5W1 W F xP t t ×= = = = 3 3 3 3 3 3 2 1W 2W1 W F xP t t ×= = = =故选 B。 二、多项选择题∶（本题共 4 小题，每小题 4 分，共 16 分。在每小题给出的四个 选项中，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，不选 或有选错的得 0 分）。 15.一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方 高台下落，到最低点时距水面还有数米距离。 假定空气阻力可忽略，运动员可视为质点，下列说法正确的是（　　） A. 运动员到达最低点前重力势能始终减小 B. 蹦极绳张紧后的下落过程中，弹力做负功，弹性势能增加 C. 蹦极过程中，运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒 D. 运动员到达最低点前的下落过程中，合力先做负功后做正功 【答案】ABC 【解析】 【详解】A．运动员到达最低点前重力始终做正功，重力势能始终减小，故 A 正确； B．蹦极绳张紧后的下落过程中，弹力方向与位移方向始终相反，弹力做负功，弹性势能增加， 故 B 正确； C．运动员、地球和蹦极绳所组成的系统，只有重力和弹力做功，所以系统的机械能守恒，故 C 正确； D．运动员到达最低点前的下落过程中，合力方向先向下，然后向上，所以合力先做正功后做 负功，故 D 错误。 故选 ABC。 16.如图所示，电梯质量为 M，地板上放置一质量为 m 的物体。钢索拉电梯由静止开始向上加 速运动，当上升高度为 H 时，速度达到 v，则（　　） A. 地板对物体的支持力做的功等于 B. 物体对地板的压力做的功等于 的 21 2 mv 21 2MgH Mv +  C. 钢索的拉力做的功等于 D. 合力对电梯 M 做的功等于 【答案】D 【解析】 【详解】AB．电梯由静止开始向上做加速运动，设加速度的大小为 a，由速度和位移的关系 式可得 v2=2aH 所以 对电梯由牛顿第二定律可得 FN-mg=ma 可得 FN=mg+ 地板对物体的支持力做的功为 故 AB 错误； C．对于整体由牛顿第二定律可得 F-（M+m）g=（M+m）a 所以钢索的拉力为 F=（M+m）g+（M+m）a 钢索的拉力做的功等于 故 C 错误； D．根据动能定理可得，合力对电梯 M 做的功等于电梯的动能的变化即为 ，故 D 正确。 故选 D。 17. 2012 年伦敦奥运会跳水比赛首先进行的女子单人 3 米板比赛中，中国队派出了夺得双人 项目金牌的吴敏霞和何姿现假设她的质量为 m，她进入水中后受到水的阻力而做减速运动，设 21 2 Mv MgH+ 21 2 Mv 2 2 va H = 2 2 vm H 21 2NW F H mg ma H mgH mv= = + = +（ ） ( ) ( ) 21 2W FH M m gH M m v′ = = + + + 21 2 Mv水对她的阻力大小恒为 F，那么在她减速下降高度为 h 的过程中，下列说法正确的是(g 为当 地的重力加速度) （ ） A. 她的动能减少了 Fh B. 她的重力势能减少了 mgh C. 她的机械能减少了(F－mg)h D. 她的机械能减少了 Fh 【答案】BD 【解析】 试题分析：下降过程中重力做功 ，重力势能减少 ，B 对．阻力做功 ，根据动能 定理合外力做功 即为动能增加量答案 A 错．只有重力做功系统机械能守恒，除重力 弹力外系统外力做功等于系统机械能增加量，除重力外就是阻力做功 ，所以机械能减少 Fh. 考点：动能定理机械能守恒 18.如图所示，“旋转秋千”中的两个座椅 A、B 质量相等，通过相同长度的缆绳悬挂在旋转 圆盘上。不考虑空气阻力的影响，当旋转圆盘绕竖直的中心轴匀速转动时，下列说法正确的 是（　　） A. A 的速度比 B 的小 B. A 与 B 的向心加速度大小相等 C. 悬挂 A、B 的缆绳与竖直方向的夹角相等 D. 悬挂 A 的缆绳所受的拉力比悬挂 B 的小 【答案】AD 【解析】 【详解】如图所示 mgh mgh Fh− mgh Fh− Fh−设转轴到悬挂点的距离为 R，缆绳长为 L，缆绳与竖直方向的夹角为 θ，缆绳拉力与重力的合 力提供向心力，由牛顿第二定律得 解得 当角速度 ω、缆绳长 L 不变时，角度 θ 从 0 到 90°逐渐增大，R 也随着增大，因为 A、B 座椅 同轴转动，所以它们的角速度 ω 相等，又因为 A、B 座椅缆绳长度 L 相同，且 RA