新疆2018-2019学年乌鲁木齐七十中高一（下）期中物理试卷

第 1 页，共 8 页 2018-2019 学年新疆乌鲁木齐七十中高一（下）期中物理试卷 一、单选题（本大题共 7 小题，共 28.0 分） 1. 起重机将质量为 1kg 的物体从地面提升到 10m 高处，g=10m/s2，在这个过程中，下列说法中正确的是 （ ） A. 重力做正功，重力势能增加 100J B. 重力做正功，重力势能减少 100J C. 重力做负功，重力势能增加 100J D. 重力做负功，重力势能减少 100J 2. 从下列物理规律中演绎出“质量是物体惯性大小的量度”这一结论的规律是（ ） A. 机械能守恒定律 B. 牛顿第一定律 C. 牛顿第二定律 D. 牛顿第三定律 3. 下列用电器中，消耗的电能主要转化为内能的是（ ） A. 电风扇 B. 电动机 C. 电动自行车 D. 电水壶 4. 两个大轮半径相等的皮带轮的结构如图所示，AB 两点的半径之比 为 2：1，CD 两点的半径之比也为 2：1，下列说法正确的是（ ） A. A、B 两点的线速度之比为 ： 1 ：2 B. A、C 两点的 线速度之比为 ： 1 ：1 C. A、C 两点的角速度之比为 ： 1 ：2 D. A、D 两点的线速度之比为 ： 1 ：2 5. 关于开普勒第三定律的公式 3 2 ，下列说法中正确的是（ ） A. 公式只适用于绕太阳作椭圆轨道运行的行星 B. 式中的 R 只能为做圆周轨道的半径 C. 围绕不同星球运行的行星 或卫星 ，其 K 值相同 D. 公式适用于宇宙中所有围绕同一星球运行的行星 或卫星 6. 一质点在光滑水平面上以速度 v0 做匀速直线运动，当运动到 P 点时突然受到一个与 v0 在同一水平面的 恒力 F 的作用，图中 a、b、c、d 表示物体此后的一小段运动轨迹，其中正确的是 （ ） A. B. C. D. 7. 关于功和功率的说法中，正确的是（ ） A. 由 可知，只要知道 W 和 t 就可求出任意时刻的功率 B. 因为功有正功和负功之分，所以功是矢量 C. 由 㜷 可知，汽车的功率与它的速度成正比 D. 正功表示做功的力为动力，负功表示做功的力为阻力 二、多选题（本大题共 5 小题，共 20.0 分） 8. 铁路在弯道处的内外轨道高低是不同的，已知内外轨道对水平面倾 角为θ，如图所示，弯道处的圆弧半径为 R，火车质量为 m（未画 出），下列说法正确的是（ ） A. 若转弯时速度小于 tan ，外轨对外侧车轮轮缘有挤压 B. 若转弯时速度小于 tan ，则内轨对内侧车轮轮缘有挤压 C. 若转弯时速度小于 tan ，这时铁轨对火车的支持力大于 cos D. 若转弯时速度等于 tan ，这时铁轨对火车的支持力等于 cos 9. 某河水的流速与离河岸距离的变化关系如图所示。河宽 300m，船在静水中的速度与时间的关系如图乙 所示。若要使船以最短时间渡河，则（ ） A. 船渡河的最短时间是 50s B. 船在行驶过程中，船头始终与河岸垂直 C. 船在河水中的最大速度是 5 D. 船在河水中航行的轨迹是一条直线 10. 对于万有引力的表达式 F=G 12 2 ，下列说法正确的是（ ） A. 两个物体间的引力总是大小相等，方向相反的 B. 当两物体间的距离 r 趋于零时，万有引力趋于无穷大 C. 如果 1 2 ，则 1 对 2 的引力大于 2 对 1 的引力 D. 公式中的 G 是引力常量，其单位是 2 2 ，它是卡文迪许用扭秤在实验室测得的 11. 如图所示，一块长木板 B 放在光滑的水平面上，再在 B 上放一物体 A，现以恒 定的外力拉 B，A、B 发生相对滑动，A、B 都向前移动一段距离，在此过程中 （ ） A. 外力 F 做的功等于 A 和 B 动能的增加 B. B 对 A 的摩擦力所做的功等于 A 的动能增量 C. A 对 B 的摩擦力所做的功等于 B 对 A 的摩擦力所做的功 D. 外力 F 对 B 做的功等于 B 的动能的增量与 B 克服摩擦力所做的功之和 12. 将卫星发射至近地圆轨道 1，然后经过变轨，可将卫星送入同步轨道 3．轨道 1、2 相 切于 Q 点，2、3 相切于 P 点，则当卫星分别在 1、2、3 轨道上正常运行时，以下说 法正确的是（ ） A. 卫星在轨道 3 上的角速度大于在轨道 1 上的角速度 第 2 页，共 8 页 B. 卫星在轨道 2 上经过 Q 点时的速度大于它在轨道 1 上经过 Q 点时的速度 C. 卫星在轨道 2 上经过 Q 点时的加速度大于它在轨道 1 上经过 Q 点时的加速度 D. 卫星在轨道 2 上经过 P 点的加速度等于它在轨道 3 上经过 P 的加速度 三、填空题（本大题共 6 小题，共 24.0 分） 13. 质量是 2.0×10-3kg 的子弹，以 300m/s 的速度水平射入厚度是 10 毫米的钢板，射穿后的速度是 100m/s， 则子弹受到的平均阻力的大小为______N。 14. 如图所示的皮带传动装置中，轮 A 和 B 同轴，A、B、C 分别是三个轮 边缘的质点，且 RA=RC=2RB，则 aA：aB=______；ωA：ωC=______。 15. 小汽艇在静水中的速度为 3m/s，河水的流速是 4m/s，河宽是 90m 则渡 河的最短时间是______s，此时的合速度是______m/s． 16. 一条河宽 400m，水流的速度为 2.5m/s，船相对静水的速度 5m/s，要想渡河的时间最短，渡河的最短时 间是______s；若要以最短位移渡河，则最短位移为______m。 17. 一小船在静水中的速度为 3m/s，它在一条河宽为 150m，水流速度为 4m/s 的河流中渡河，则该小船______ （填“能”或者“不能”）到达正对岸，若以最短时间渡河，它渡河时间为______s。 18. 一质量为 m=9kg 的物块，将它放置在航天飞机内的平台上，航天飞机随火箭以 a=5m/s2 的加速度匀加 速上升，此时飞机内平台对物块的支持力______N，当火箭飞离地面高为地球半径 2 倍时，求此时飞机 内平台对物块的支持力______N（地面处重力加速度 g=10m/s2） 四、计算题（本大题共 3 小题，共 28.0 分） 19. 如图所示，用 F=8N 的水平拉力，使物体从 A 点由静止开始沿光滑水平面做 匀加速直线运动到达 B 点，已知 A、B 之间的距离 s=8m。求： （1）拉力 F 在此过程中所做的功； （2）若物体从 A 到 B 刚好用时 t=4s，求拉力 F 做功的平均功率。 20. 如图，AB 为斜面，倾角为 30°，小球从 A 点以初速度 v0 水平抛出，恰 好落到 B 点。求： （1）AB 间的距离； （2）物体在空中飞行的时间； 21. 探月宇航员在距月球表面高 h 处绕月圆周运动的线速度大小为 v0，月球的半径为 R，引力常量为 G， 求： （1）月球的质量 M； （2）月球表面的重力加速度 g 月； （3）在月球表面发射卫星的第一宇宙速度 v1。 第 3 页，共 8 页 答案和解析 1.【答案】C 【解析】 解：物体升高，位移向上，重力向下，所以重力做负功；重力做负功，重力势能增加，且增加量等 于重力做功值： △ Ep=mgh=100J，故 ABD 错误 C 正确。 故选：C。 重力做正功物体重力势能减少，重力做负功，重力势能增加，由功的计算公式可以求出重力做 的功。 本题考查重力做功与重力势能间的关系，要明确重力做正功重力势能减少，重力做负功，重力 势能增加。 2.【答案】B 【解析】 解：牛顿第一运动定律内容我为：一切物体在没有受到力的作用时，总保持匀速直线运动状态 或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种运动状态； 物体保持原来速度不变的这种性质叫做惯性，故牛顿第一运动定律又称惯性定律；故 B 正确， ACD 错误； 故选：B。 牛顿第一运动定律，又称惯性定律，它科学地阐明了力和惯性这两个物理概念，正确地解释了 力和运动状态的关系，并提出了一切物体都具有保持其运动状态不变的属性--惯性，它是物理 学中一条基本定律． 本题关键明确牛顿的三条运动定律的关系，其中第一定律给出了物理不受力时的运动规律，第 二定律给出了加速度与力和质量的关系，第三定律是作用力与反作用力定律． 3.【答案】D 【解析】 解：A、B、电风扇中有电动机，主要是把电能转化为机械能。故 AB 错误； C、电动自行车主要把电能转化为机械能，故 C 错误； D、电水壶将电能主要转化为内能，给水加热。故 D 正确。 故选：D。 根据电流做功的过程是把电能转化为其他形式的能量的过程，结合各选项中的能量转化的方 向即可得出结论． 该题考查对电流做功的理解，要注意与能量转化方向的结合．基础题目． 4.【答案】C 【解析】 解：A、AB 两点共轴转动，角速度相等，根据 v=rω知，vA：vB=rA：rB=2：1，故 A 错误； B、A、D 两点靠传送带传动，则 vA=vD，C、D 两点共轴转动，则角速度相等，根据 v=rω知，vC： vD=rC：rD=2：1，所以 vA：vC=vD：vC=1：2．故 B 错误； C、由 B 的方向可知，vA：vC=1：2，又两个大轮半径相等，根据 v=rω知ωA：ωC=1：2．故 C 正确； D、因为 A、D 两点靠传送带传动，则两点的线速度相等。故 D 错误。 故选：C。 共轴转动的点角速度相等，靠传送带传动轮子边缘上的点线速度大小相等，结合线速度与角速 度关系求出 A、B、C、D 的线速度大小和角速度大小之比． 解决本题的关键知道共轴转动的点角速度相等，靠传送带传动轮子边缘的点线速度大小相等， 以及知道线速度与角速度的关系，并能灵活运用． 5.【答案】D 【解析】 解：A、公式适用于绕太阳作椭圆轨道运行的行星，也适用于绕地球做匀速圆周运动的人造卫 星。故 A 错误； B、式中的 R 可以为做圆周轨道的半径，也可以做椭圆轨道运行半长轴。故 B 错误； C、K 和中心天体的质量有关，围绕不同星球运行的行星（或卫星），其 K 值不相同。故 C 错误； D、公式适用于宇宙中所有围绕同一星球运行的行星（或卫星）。故 D 正确。 故选：D。 第 4 页，共 8 页 普勒第三定律的公式 ，公式适用于宇宙中所有围绕同一星球运行的行星（或卫星），不 管是圆轨道还是椭圆轨道都适用；K 值由中心天体质量决定。 本题考查了开普勒定律。对第三定律的公式 的理解，是本题的关键。 6.【答案】C 【解析】 解：物体做匀速运动时，受力平衡，突然受到一个与运动方向不在同一直线上的恒力作用时， 合外力方向与速度方向不在同一直线上，所以物体一定做曲线运动，且合外力的方向指向弯曲 的方向； A、A 图中在 F 方向与轨迹的延长线上二者可能会相交，这是不可能的，故 A 错误； B、D、力 F 的方向不能指向轨迹的外侧。故 B 错误，D 错误； C、图中合外力的方向指向弯曲的方向。故 C 正确 故选：C。 当物体受到的合外力与速度方向不在同一直线上时，物体做曲线运动，根据牛顿第二定律可知， 合外力指向曲线弯曲的方向． 本题关键是对质点做曲线运动的条件的考查，掌握了做曲线运动的条件，本题基本上就可以解 决了，注意加速度方向与合力方向相同． 7.【答案】D 【解析】 解：A、由 P= 可以求出时间 t 内的平均功率，不能求出任意时刻的瞬时功率，故 A 错误； B、功虽然有正负，但公式标量，不是矢量，故 B 错误； C、汽车的功率由发动机决定，与汽车的速度无关，故 C 错误； D、正功表示做功的力为动力，负功表示做功的力为阻力，故 D 正确； 故选：D。 由功率的定义式求出的是平均功率，不能求瞬时功率； 功是标量而不是矢量；力对物体做正功时物体动能增加，力对物体做负功时物体动能减少。 解答此题的关键是： ① 理解做功的两个必要因素：作用在物体上的力；物体在力的方向上通过 的距离。二者缺一不可； ② 理解平均功率和瞬时功率的概念，会用控制变量法讨论； ③ 同时要 明确恒力做功的求法。 8.【答案】BD 【解析】 解：火车以某一速度 v 通过某弯道时，内、外轨道均不受侧压力作用，其所受的重力和支持力的 合力提供向心力 由图可以得出 F 合=mgtanθ（θ为轨道平面与水平面的夹角） 合力等于向心力，故 mgtanθ=m 解得：v= ； AB、若转弯时速度小于 ，火车所受的重力和支持力的合力大于所需的向心力，火车 有向心趋势，故其内侧车轮轮缘会与铁轨相互挤压，内轨受到侧压力作用方向平行轨道平面向 内，故 A 错误，B 正确； CD、火车在竖直方向受力平衡，不管通过弯道的速度大小，铁轨对火车的支持力在竖直方向的 分力与重力平衡 Ncosθ=mg，铁轨对火车的支持力 N= ，故 C 错误 D 正确。 故选：BD。 火车以轨道的速度转弯时，其所受的重力和支持力的合力提供向心力，先平行四边形定则求出 合力，再根据根据合力等于向心力求出转弯速度，当转弯的实际速度大于或小于轨道速度时， 火车所受的重力和支持力的合力不足以提供向心力或大于所需要的向心力，火车有离心趋势 或向心趋势，故其轮缘会挤压车轮。 本题关键抓住火车所受重力和支持力的合力恰好提供向心力的临界情况，计算出临界速度，然 后根据离心运动和向心运动的条件进行分析。 第 5 页，共 8 页 9.【答案】BC 【解析】 解：AB、当静水速于河岸垂直，即船头始终与河岸垂直，渡河时间最短。根据分运动与合运动 具有等时性，则 t= = s=100s，故 A 错误，B 正确； C、当水流速最大时，合速度最大，最大速度 v= = =5m/s，故 C 错误； D、船在垂直于河岸方向上是匀速直线运动，在沿河岸方向是变速运动，所以合运动的轨迹是 曲线，不是直线，故 D 正确； 故选：BC。 将船的运动分解为沿河岸方向和垂直于河岸方向，当静水速于河岸垂直时，渡河时间最短；根 据平行四边形定则求出船的最大速度。 解决本题的关键知道静水速与河岸垂直时渡河时间最短，以及知道分运动与合运动具有等时 性。 10.【答案】AD 【解析】 解：AC、根据牛顿第三定律可知，两个物体之间相互引力是一对作用力与反作用力，总是大小 相等，方向相反的，作用在两个不同的物体上，与 m1 和 m2 的质量无关，故 A 正确，C 错误 B、万有引力是一种远程相互作用，该公式只适用于两个质点间引力的计算，距离趋近零时物 体不能在看成质点，即此公式不再适用，所以得不到：当 r 趋近于零时，万有引力趋近于无穷大 的结论，故 B 错误； D、根据万有引力公式 ，则 ，即公式中的 G 为万有引力常量，其单位为 N m2/kg2，它是卡文迪许用扭秤在实验室测得的，故 D 正确。 故选：AD。 万有引力定律的条件是适用于两质点间的万有引力，自然界中任意两个物体都有万有引力，两 物体间相互的万有引力是一对作用力和反作用力 解决本题的关键掌握万有引力定律的公式，知道公式的适用条件。基础题。注意两物体间的引 力是一对作用力和反作用力，不是一对平衡力。 11.【答案】BD 【解析】 解：A、选择 A 和 B 作为研究对象，由动能定理可知：B 受外力 F 做功，A 对 B 的摩擦力与 B 对 A 的摩擦力是一对作用力与反作用力，大小相等，方向相反，但是由于 A 在 B 上滑动，A、B 对 地的位移不等，故二者做功不等，wF+（-f• △ x）= △ EkA+ △ EkB，其中 △ x 为 A、B 的相对位移。所以 外力 F 做的功不等于 A 和 B 的动能的增量，故 A 错误。 B、对 A 物运用动能定理，则有 B 对 A 的摩擦力所做的功，等于 A 的动能的增量，故 B 正确。 C、A 对 B 的摩擦力与 B 对 A 的摩擦力是一对作用力与反作用力，大小相等，方向相反，但是由 于 A 在 B 上滑动，A、B 对地的位移不等，故二者做功不等，故 C 错误。 D、对 B 物体应用动能定理，WF-Wf= △ EkB，Wf 为 B 克服摩擦力所做的功，即 WF= △ EkB+Wf， 就是外力 F 对 B 做的功等于 B 的动能增量与 B 克服摩擦力所做的功之和，故 D 正确。 故选：BD。 选择研究对象运用动能定理研究此过程找出功和能的对应关系． 求总功时，要正确受力分析，准确求出每一个力所做的功． 运用动能定理时，研究对象如果是系统，系统的内力做功也要考虑．一般情况下两物体相对静 止，系统的内力做功为 0．如果两物体有相对位移，那么系统的内力做功有可能就不为 0．对于 动能定理列出的表达式注意变形，要和所求的问题相接近． 12.【答案】BD 【解析】 解：A、据万有引力提供圆周运动向心力 可得卫星角速度 ，可得轨道 3 的半径大，角速度小，故 A 错误； B、卫星在轨道 1 上做匀速圆周运动， ，在轨道 2 上经过 Q 点时，开始做离心运动， 有 ，同在 Q 点，万有引力大小相等，故在轨道 2 上经过 Q 点时的速度大于在轨道 1 上经过 Q 点时的速度，故 B 正确； CD、卫星在同一地点加速度由万有引力产生，故同一地点不同轨道上卫星的加速度相同，故 C 第 6 页，共 8 页 错误 D 正确。 故选：BD。 万有引力提供圆周运动向心力，根据轨道半径关系分析，卫星变轨时加速做离心运动增加轨道， 减速做近心运动减小轨道。 万有引力提供圆周运动向心力，掌握卫星变轨原理是正确解题的关键。 13.【答案】8000 【解析】 解：设子弹受到的平均阻力为 f，根据动能定理得： -fx= - 其中 x=10mm=0.01m 代入数据解得：f=8000N 故答案为：8000。 子弹运动过程中，只有阻力做功，根据动能定理求子弹受到的平均阻力。 对于涉及力在空间上积累效果，要首选动能定理求解。解题时要注意物理量的单位。 14.【答案】2：1 2：1 【解析】 解：由于 A 轮和 B 轮共轴，故两轮角速度相同，即ωA=ωB，据 a=ω2r 得：aA：aB=2：1， 由于 B 轮和 C 轮是皮带传动，皮带传动的特点是两轮与皮带接触点的线速度的大小与皮带的 线速度大小相同，故有：vC=vB； 由于 A 轮和 B 轮共轴，故两轮角速度相同，即ωA=ωB，再由角速度和线速度的关系式 v=ωR 可 得：ωA：ωC=2：1， 故答案为：2：1，2：1。 利用同轴转动角速度相同，传动过程中皮带皮带不打滑，边缘上各点线速度大小相等，再利用 线速度、角速度和周期关系即可求解。 利用同轴转动角速度相同，传动过程中皮带皮带不打滑，边缘上各点线速度大小相等是解题的 关键，灵活应用利用线速度、角速度和周期关系即可求解。 15.【答案】30 5 【解析】 解：当静水速与河岸垂直时，渡河时间最短，则 t= = s=30s． 根据平行四边形定则可知，则合速度 v= =5m/s， 故答案为：30，5． 当静水速与河岸垂直时，渡河时间最短．根据平行四边形定则，从而求出渡河的时间，与合速 度的大小． 解决本题的关键知道当静水速与河岸垂直时，渡河时间最短，当合速度与河岸垂直时，船垂直 到对岸． 16.【答案】80 400 【解析】 解：小船过河，要想渡河时间最短，则船头垂直于河岸，渡河的最短时间： m/s。 因为船速大于水速，所以水速与船速合成后可垂直于河岸，渡河的最短位移：xmin=d=400m。 故答案为：80，400 因为水流速度大于静水速度，所以合速度的方向不可能垂直河岸，则小船不可能到达正对岸。 当静水速的方向与河岸垂直，渡河时间最短，从而即可求解。 解决本题的关键知道当静水速与河岸垂直时，渡河时间最短，当静水速大于水流速，合速度与 河岸垂直，渡河航程最短，当静水速小于水流速，合速度与静水速垂直，渡河航程最短。 17.【答案】不能 50 【解析】 解：因为船在静水中的速度小于河水的流速，由平行四边形法则求合速度不可能垂直河岸，小 船不可能垂直河岸正达对岸。 当船的静水中的速度垂直河岸时渡河时间最短，为：tmin= = =50s， 故答案为：不能，50。 船航行时速度为静水中的速度与河水流速二者合速度，最短的时间主要是希望合速度在垂直 第 7 页，共 8 页 河岸方向上的分量最大，这个分量一般刚好是船在静水中的速度，即船当以静水中的速度垂直 河岸过河的时候渡河时间最短；如果船在静水中的速度小于河水的流速，则合速度不可能垂直 河岸，那么，小船不可能垂直河岸正达对岸。 小船过河问题属于运动的合成问题，要明确分运动的等时性、独立性，运用分解的思想，看过 河时间只分析垂直河岸的速度，分析过河位移时，要分析合速度。 18.【答案】135 55 【解析】 解：以物块为研究对象，由牛顿第二定律得 N1-mg=ma，得 N1=135N 设地球的质量为 M，半径为 R，当火箭离地球表面的距离为地球半径的 2 倍处时，它受到的万 有引力为： F=G 在地面上有 mg=G 可得：F=10N 根据牛顿第二定律得：FN-F=ma 所以：FN=F+ma=10+9×5=55N 故答案为：135，55。 航天飞机随火箭以 a=5m/s2 的加速度匀加速上升时，以物块为研究对象，由牛顿第二定律求平 台对物块的支持力。 当火箭飞离地面高为地球半径 2 倍时，由万有引力定律求出此时物块受到的重力，然后对物体 进行受力分析，由牛顿第二定律可以求出此时飞机内平台对物块的支持力。 解决本题的关键要抓住重力等于万有引力，来确定万有引力的大小，能熟练应用牛顿第二定律、 万有引力定律公式即可正确解题。 19.【答案】解：（1）根据做功方程：W=Fs=8×8J=64J； （2）根据功率方程： 64 4 16答：（1）拉力 F 在此过程中所做的功为 64J； （2）若物体从 A 到 B 刚好用时 t=4s，拉力 F 做功的平均功率为 16W。 【解析】 力为恒力，则由功的定义式求拉力做的功，由功率公式可求得拉力的平均功率。 本题考查功率以及功的计算，要注意掌握平均功率的计算方法，同时知道 W=FL 适用于恒力做 功。 20.【答案】解：小球做的是平抛运动， 在竖直方向上做自由落体运动： 1 2 gt2=lABsin30° 在水平方向上匀速直线运动： v0t=lABcos30° 联立以上两个方程解得： t= 20 tan30°= 2 3 3 v0 lAB= 40 2 3 ， 答：（1）AB 间的距离为 40 2 3 ， （2）物体在空中飞行的时间 2 3 3 v0。 【解析】 研究平抛运动的方法是把平抛运动分解到水平方向和竖直方向去研究，水平方向做匀速直线 运动，竖直方向做自由落体运动，两个方向上运动的时间相同。 利用平抛运动的规律，在水平和竖直方向列方程，同时要充分的利用三角形的边角关系，找出 内在的联系。 21.【答案】解：（1）对飞船，根据牛顿第二定律，有： h 2 0 2 h 解得：M= 0 2 h ； （2）对月面物体，有：mg 月= h 2 ， 其中：M= 0 2 h ， 故： 月 h0 2 2 ； 第 8 页，共 8 页 （3）对近月卫星，有： mg 月= 1 2 其中： 月 h0 2 2 ， 故 1 0 h ； 答：（1）月球的质量为 0 2 h ； （2）月球表面的重力加速度为 h0 2 2 ； （3）在月球表面发射卫星的第一宇宙速度为 0 h 。 【解析】 （1）飞船绕月圆周运动，万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律列式求解月球的质量 M； （2）在月球表面，物体的重力等于万有引力，据此列式求解月球表面的重力加速度 g 月； （3）在月球表面，卫星的重力提供向心力，据此列式求解卫星的第一宇宙速度 v1。 本题关键是明确卫星的向心力来源，根据牛顿第二定律列式分析，同时要明确在星球表面重力 等于万有引力，不难。