河北2019-2020高一物理下学期期中试题（Word版带答案）

高一物理 第 1 页 共 7 页 2020-2021 学年度高一年级第二学期线上期中 考试物理试卷 （时间：90 分钟，分值 100 分 ） 一．单项选择题（共 8 小题，每小题 4 分，共 32 分） 1．下列说法正确的是（ ） A．力对物体做功越多，力的功率一定越大 B．物体速度发生变化，合外力做功一定不为零 C．物体所受合外力为零，物体的机械能不一定守恒 D．做匀速圆周运动的物体，动量不变 2．下列说法正确的是（ ） A．根据电场强度的定义式 E＝ ，可知 E 与 F 成正比，与 q 成反比 B．静电平衡状态下的导体内部场强处处为零，导体的电势也为零 C．电场线跟等势面垂直，并且由电势较低的等势面指向电势较高的等势面 D．在电场中，把电荷量为 4×10－9 C 的正点电荷从 A 点移到 B 点，克服静电力做功为 6×10－8 J，电荷的电势能增加了 6×10－8 J 3．中国预计 2020 年底发射“嫦娥五号”月球探测器，实现区域软着陆及取样返回。中 国进入探月新阶段。如图所示，探测器发射到月球上要经过多次变轨，最终降落到月球 表面上，其中轨道Ⅰ为圆形轨道，轨道Ⅱ为椭圆轨道．下列说法正确的是( ) A．探测器的发射速度必定大于 11.2 km/s B．探测器在环月轨道Ⅰ上 P 点的加速度大于在环月轨道Ⅱ上 P 点的加速度 C．探测器在轨道Ⅱ上的运行周期小于在轨道Ⅰ上的运行周期 D．探测器在轨道Ⅰ运行时的加速度大于月球表面的重力加速度 4．在采煤方法中，有一种是用高压水流将煤层击碎而将煤采下，今有一采煤高压水枪， 设水枪喷水口横截面积 S，由枪口喷出的高压水流流速为 v，假设水柱垂直射在竖直煤层 的表面上，冲击煤层后水的速度变为零，已知水的密度为 ρ，则水柱对煤层的平均冲击 力有多大 （ ） A. ρSv2 B. 2ρSv2 C. ρSv D. 2ρSv 5．2020 年 5 月，我国将发射北斗三号系统的最后一颗组网卫星。北斗三号全球星座部 署将全面完成，这也意味着我国的卫星导航产业即将迎来收获期。某颗地球卫星做圆周 运动，其加速度大小为 a ，线速度大小为 v ，万有引力常量为 G ，由以上数据可知（ ） F q高一物理 第 2 页 共 7 页 A．该卫星的质量为 B．该卫星轨道半径为 C．该卫星周期大小为 D．该卫星角速度大小为 6．a、b 两个小球在一直线上发生碰撞，它们在碰撞前后的 s-t 图象如图所示．若 a 球的 质量 ma＝5 kg，则 b 球的质量 mb 为（ ） A．5kg B ．12.5kg C ．7.5kg D ．15kg 7．2019 年 12 月，京张高铁通车。从自主设计修建零的突破到世界最先进水平，从时速 35 公里到 350 公里，京张线见证了中国铁路的发展，也见证了中国综合国力的飞跃。假 设一辆高速列车在机车牵引力和恒定阻力作用下，在水平轨道上由静止开始启动，其 v －t 图象如图所示，已知 0～t1 时间内为过原点的倾斜直线，t1 时刻达到额定功率 P，此 后保持功率 P 不变，在 t3 时刻达到最大速度 v3，以后匀速运动．下列判断正确的是( ) A．从 0 至 t1 时间内，列车牵引力逐渐变小 B．t1 时刻的加速度大于 t2 时刻的加速度 C．在 t3 时刻以后，机车的牵引力为零 D．该列车所受的恒定阻力大小为 8．如图所示，A、B 两小球在光滑水平面上分别以动量 P1＝5kgm/s 和 P2＝7 kgm/s(向 右为参考正方向)做匀速直线运动，则在 A 球追上 B 球并与之碰撞的过程中，两小球的动 量变化量 ΔP1 和 ΔP2 可能分别为( ) 4v Ga 2 a v 2 v a π v a 1 P v高一物理 第 3 页 共 7 页 A．－4 kgm/s， 5 kgm/s B．－10 kgm/s，10 kgm/s C ．2 kgm/s， －2 kgm/s D． －1kgm/s， 1 kgm/s 二、多项选择题（共 4 小题，每小题 4 分，部分选对得 2 分，共 16 分） 9．如图所示为某探究活动小组设计的节能运动系统。斜面轨道倾角为 30°，木箱质量为 M，货物质量 m＝2M，木箱与轨道的动摩擦因数为 。木箱在轨道顶端时，自动装货 装置将货物装入木箱，然后木箱载着货物沿轨道无初速滑下，当轻弹簧被压缩至最短时， 自动卸货装置立刻将货物卸下后返回。下列选项正确的是( ) A．卸下货物后木箱恰好被弹回到轨道顶端 B．木箱不与弹簧接触时，上滑的加速度大于下滑的加速度 C．在木箱与货物从顶端滑到最低点的过程中，木箱和货物的减少的重力势能全部转化 为弹簧的弹性势能 D．木箱上升的过程中，弹簧减少的弹性势能全部转化为木箱的机械能和系统的内能 10．2020 年“中国航天日”主场活动在将福建举办。2020 年也是我国首颗人造卫星“东方 红一号”成功发射 50 周年。1970 年 4 月 24 日我国首次成功发射的人造卫星东方红一号， 目前仍然在椭圆轨道上运行，其轨道近地点高度约为 440 km，远地点高度约为 2060 km； 1984 年 4 月 8 日成功发射的东方红二号卫星运行在赤道上空 35786 km 的地球同步轨道 上.设东方红一号在近地点的加速度为 a1，线速度 v1 ，角速度ω1 ，东方红二号的加速度 为 a2，线速度 v2 ，角速度ω 2 ，固定在地球赤道上的物体随地球自转的加速度为 a3，线 速度 v3 ，角速度ω 3 ，则下列大小关系正确的是( ) A. a2 > a1 > a3 B. a1 > a2 > a3 C. v1 > v2 > v3 D. ω1 > ω2 > ω3 11．x 轴所在空间存在平行于 x 轴方向的电场，其电势ϕ 随 x 分布如图所示，一质量为 m， 带电量为－q 的粒子（重力不计），从 x = −d0 处静止释放。则下列说法中正确的是（ ） 3 6高一物理 第 4 页 共 7 页 A．粒子将在区间[ − d0 ， 2d0 ]之间往复运动 B．粒子在 x = 2d0 处加速度大小为 C． x = −d0 与 x = 2d0 处电场强度大小相同 D．粒子在坐标原点处电势能一定最小 12．如图所示，质量为 M=2kg 的木板静止在光滑的水平面上，一小滑块的质量为 m=1kg， 以初速度 v0=1m/s 从木板的右端滑上木板，且始终未离开木板。小滑块与木板之间的动 摩擦因数为 µ =0.1。 取 g=10 m/s2，则下列说法正确的是（ ） v0 A．滑块刚滑上木板时受到的摩擦力水平向左 B．滑块先做匀减速运动，后做匀速运动 C．滑块和木板最终速度为 0.5m/s D．木板的最小长度为 m 三、实验题（共 10 分，每空 2 分） 13．（6 分）利用图示实验装置探究重物下落过程中动能与重力势能的转化问题．打点 计时器所用电源频率为 50 Hz，当地重力加速度的值为 9.80 m/s2，测得所用重物的质量 为 1.00 kg，得到的纸带如图所示， （1）以下说法正确的是 A．实验中摩擦是不可避免的，因此纸带越短越好，因为纸带越短，克服摩擦力做的功 就越少，误差就越小 B．实验时应该先释放纸带，再接通打点计时器的电源 C．在“验证机械能守恒定律”的实验中，必须由 v＝gt 求出打某点时纸带的速度 02 q d m ω 1 3高一物理 第 5 页 共 7 页 D．选择体积小质量大的重物, 纸带、限位孔在同一竖直线上，可以减小系统误差 （2）在从起点 O 到打下标记点 B 的过程中重物重力势能的减少量是 ΔEp＝ ， 此过程中重物动能的增加量是 ΔEk＝ _.（结果均保留两位有效数字） 14.（4 分）用如图甲所示装置结合频闪照相机拍摄的照片来验证动量守恒定律，实验步 骤如下： ①用天平测出 A、B 两个小球的质量 mA 和 mB，且满足 mA > mB , ②安装好实验装置，使斜槽的末端所在的平面保持水平； ③先不在斜槽的末端放小球 B，让小球 A 从斜槽上位置 P 由静止开始释放，小球 A 离开 斜槽后，频闪照相机连续拍摄小球 A 的两位置（如图乙所示）； ④将小球 B 放在斜槽的末端，让小球 A 仍从位置 P 处由静止开始释放，使它们碰撞，频 闪照相机连续拍摄下两个小球的位置（如图丙所示）； ⑤测出所需要的物理量。 请回答： (1)在步骤⑤中，需要在照片中直接测量的物理量有 ；（请选填“x0、y0、xA、yA、 xB、yB”） (2)两球在碰撞过程中若动量守恒，满足的方程是： ． 四、计算题（共 42 分） 15.(8 分)宇宙间存在一些离其他恒星较远的三星系统，其中有一种三星系统如图所示， 三颗质量均为 m 的星体位于等边三角形的三个顶点，三角形边长为 R，忽略其他星体对 它们的引力作用，三星体在同一平面内绕三角形中心 O 做匀速圆周运动，万有引力常量 为 G，求：每颗星体做圆周运动的周期。高一物理 第 6 页 共 7 页 16.（10 分）如图所示，固定的光滑竖直杆上套着一个质量为 m1＝2m 的滑块（可看成质 点），轻绳的一端系着滑块绕过光滑的轻小定滑轮，另一端吊一个质量为 m2＝3m 的物 块，小滑轮到竖直杆的距离为 3d，d=0.2m。开始时用 T 形卡使滑块停在与定滑轮等高的 位置上，现去掉 T 形卡， 求：当滑块 m1 下落到绳子与竖直方向的夹角为 37°时，物块 m2 的速度大小。（g=10m/s2）。 17.（10 分）如图所示，竖直平面内存在竖直向上的足够大的匀强电场，电场强度大小为 5×105 N/C ，在 O 点处固定一根长为 l=0.4m 的轻绳，绳的另一端连接一带电量为 +1.6 ×10−5 C ，质量为 0.4kg 的小球，重力加速度 g=10m/s2，求： （1）小球静止时绳的拉力； （2）若小球静止时给小球一个垂直于绳的初速度 v0，使小球在竖直平面内恰好做完整的 圆周运动，则 v0 的大小为多少.高一物理 第 7 页 共 7 页 18．（14 分）如图所示，是一传送装置，其中 AB 段粗糙，AB 段长为 L＝1m，动摩擦因 数 μ＝0.5；BC、DEN 段均可视为光滑，DEN 是半圆形轨道，其直径 DN 沿竖直方向，C 位于 DN 竖直线上，CD 间的距离恰能让小球自由通过。其中 N 点又与足够长的水平传 送带的右端平滑对接，传送带以 4m/s 的速率沿顺时针方向匀速转动，小球与传送带之间 的动摩擦因数也为 0.5。左端竖直墙上固定有一轻质弹簧，现用一可视为质点的小球 1 压 缩弹簧至 A 点后由静止释放(小球和弹簧不粘连)，当小球 1 运动到 AB 中点时，与静止 于 AB 中点的小球 2 发生弹性碰撞，之后小球 2 恰好通过 D 点，不脱离轨道。已知两小 球 的质量均为 m＝0.2kg ，弹簧压缩至 A 点时的弹性势能为 1.5J，g =10m/s2，试求： （1）小球 1 与小球 2 碰撞前的速度； （2）DEN 半圆形轨道的半径； （3）小球 2 第一次在传送带上滑动的过程中，小球与传送带之间因摩擦产生的热量. 2020-2021 学年度高一年级第二学期线上期中 考试物理试卷答案 1.C 2.D 3.C 4.A 5.C 6.B 7.B 8.D 9.ABD。解析：设弹簧压缩最大时的弹性势能为 ，由能量守恒得，下滑过程： 上滑过程，到达最高点速度为 v，上滑过程由能量守恒得 ，解得 。即木箱恰好被弹回到轨道 顶端。由能量守恒有，在木箱与货物从顶端滑到最低点的过程中，木箱和货物的减少的重 力势能全部转化为弹簧的弹性势能和系统的内能。上滑过程，弹簧减少的弹性势能全部转 pE 030cos)(30sin)( =−°+−°+ pEsgmMgsmM µ 02 130cos30sin 2 p −=°−°− MvsMgMgsE µ 0=v高一物理 第 8 页 共 7 页 化为木箱机械能和系统的内能。下滑加速度 ，上滑加速度 ，故 C 正确。 10.BC。解析：卫星围绕地球运行时，万有引力提供向心力，对于东方红一号，在近地点 时有 即 ，对于东方红二号，有 即， 由于 h2>h1，故 a1>a2，东方红二号卫星与地球自转的角速度相等，小 于东方红一号的角速度。 。 由于东方红二号做圆周运动的轨道半径大于地球 赤道上物体做圆周运动的半径，根据 an＝ω2r，故 a2>a3，所以 a1>a2>a3，东方红一号近地 点做近心运动线速度大于同轨道半径圆周运动的卫星线速度，且此卫星线速度大于东方红 二号线速度，即线速度 ，选项 B、C 正确. 11.AD。解析：由于 ，故 电场强度是 处的 2 倍，粒子先做匀加速再做 匀减速，故 ， ，故粒子将在区间 之间往复运动； 粒子在 处加速度为 ，电场力先做正功再做负功，故粒子在坐标 原点处电势能一定最小。综上分析，AD 正确。 12. BD。 解析： 受力分析得，滑块刚滑上小车时受到的摩擦力水平向右。A 错误。 滑块先做匀减速运动，后与车共速匀速运动，由动量守恒有 ，得 ，即 B 正确，C 错误。设木板由能量守恒有， ，解得 ,D 正确。 13.（1）D (2 分） （2）0.49 J (2 分） 0.48 J (2 分） 解析：(1)　D。纸带越短，记录数据越少，误差大；实验时应该先接通打点计时器的 电源，再释放纸带；由纸带法求出打某点时纸带的速度。 （2）解析：vB＝xOC－xOA 2T ＝0.98 m/s；ΔEp＝mgxOB 0.49 J，ΔEk＝1 2mv2B 0.48 J 14.： (1) 、 、 （2 分） （2） （2 分） 解析： （1）由于频闪照相的频率固定，因此只需要测量小球的水平位移，在步骤⑤ 中，需要在照片中直接测量的物理量有 、 、 θµ cosgga −=下 θµ cosgga +=上 112 1 )( amhR MmG =+ 2 1 1 )( hR GMa += 222 2 )( amhR MmG =+ 2 2 2 )( hR GMa += 321 ωωω => 321 vvv >> E x ϕ∆= ∆ 0d− 02d 0 02 EqEqd x− = 02x d= [ ]0 0,2d d− 02d md q xm qa 0 0 2 ϕϕ ≠∆ ∆= vmMmv )(0 += m/s3 1=v 22 0 )(2 1 2 1 vmMmvmgl +−=µ m3 1=l ≈ ≈ 0x Ax Bx BBAA0A xmxmxm += 0x Ax Bx高一物理 第 9 页 共 7 页 （2）由动量守恒得，验证的方程为 15.解析：每颗星做匀速圆周运动的半径 r＝ R 2 cos 30°＝ 3 3 R (3 分) 由牛顿第二定律得 2Gm2 R2 ·cos 30°=m4π2 T2 r，（3 分） 解得，T＝2π R3 3Gm (2 分) 16.解析：设 m1 下落到绳子与竖直方向夹角为 37°时下落的高度为 h1，速度为 v1，此时 m2 上升高度为 h2，速度为 v2。由系统机械能守恒得 m1gh1＝m2gh2＋1 2m1v21＋1 2m2v22（4 分） 由几何关系得 h1＝4d，h2＝2d （2 分） 速度关系为 v1cos 37°＝v2 （2 分） 代入数据得, （2 分） 17.解析：（1）当小球静止时，由受力由 ，（2 分）解得 F=4N.（2 分） （2）当小球在 O 点下方 l 处时： ，（2 分）从小球在 O 点上方 l 处到 O 点下方 l 处过程中，对小球由动能定理可得： （2 分） 解得 （2 分） 18．（1） （2）0.5m （3）8.1J （1）从释放到与球 2 碰撞前，对球 1 由能量守恒定律得： （2 分） 得， （1 分） BBAA0A xmxmxm += 1.14m/sm/s7 8 2 ≈=v qEmgF =+ l mvmgqE 2 =− 2 0 2 2 1 2 12)( mvmvlmgqE −=−− m/s520 =v m/s10 2 02 1 2 mvLmgEP += µ m/s100 =v高一物理 第 10 页 共 7 页 （2）两小球发生弹性碰撞，交换速度； 即小球 1 的速度为 0；小球 2 的速度为 （1 分） 小球 2 到达 D 点的速度，由动能定理知： ， 解得， （2 分） 小球刚好能沿 DEN 轨道滑下，在圆周最高点 D 点必有： 联立得： （2 分） （3）从 D 到 N，由机械能守恒可得 ，解得 （1 分） 在传送带上小球运动的加速度大小 ，小球向左减速的时间 小球向左运动的距离： （1 分），小球向左运动的过程中传送带的 位移： （1 分） 小球向右加速的时间 ，小球向右运动的距离： （1 分） 小球向右运动的过程中传送带的位移： 相对路程为： （1 分） 摩擦生热： ，解得 （1 分） 注：其他方法，也给分。 m/s101 =v 2 1 2 2 2 1 2 1 2 mvmvLmg −=− µ m/s52 =v r vmmg 2 2= m5.0=r 2 N 2 2 2 1 2 12 mvmvrmg =+• m/s5N =v 2m/s5== ga µ s1N 1 == a vt m5.22 1 N1 == tvx m412 == vtx s8.00 2 == a vt m6.12 1 03 == tvx m2.324 == vtx m1.8)( 3421 =−++=∆ xxxxx xmgQ ∆= µ J1.8=Q