1、甘肃省武威市民勤县第一中学2019-2020学年高一物理下学期期中试题 理（含解析）（时间：90分钟总分100分）一、选择题（本题共12小题，共52分。其中1-8小题，每小题4分，给出的四个选项中，只有一个选项正确；9-12小题，每小题5分，给出的四个选项中，有多个选项正确，漏选得3分，错选、多选均不得分）1. 关于引力常量G，下列说法中正确的是（）A. G是一个没有单位的比例常数，它的数值是人为规定的B. 在国际单位制中，G在数值上等于两个质量都是1kg的物体相距1m时的相互作用力C. 在不同的星球上，G的数值不一样D. 在不同的单位制中，G的数值是相同的【答案】B【解析】【详解】AG的数值
2、都为是卡文迪许通过实验测出的，A错误；B根据万有引力定律可知，引力常量G在数值上等于两个质量都是1kg的可视为质点的物体相距1m时的相互吸引力，B正确；CG是一个与星球无关的常量，在不同星球上，G的数值一样，C错误；DG的数值与单位制有关，在不同的单位制中，G的数值是不同的，D错误。故选B。2. 如图为卫星发射过程的示意图，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再一次点火，将卫星送入同步圆轨道3。轨道1、2相切于Q点，轨道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，以下说法中正确的是（）A. 卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率B. 卫星在轨道3
3、上的周期大于在轨道2上的周期C. 卫星在轨道1上经过Q点时的速率大于它在轨道2上经过Q点时的速率D. 卫星在轨道2上经过P点时的加速度小于它在轨道3上经过P点时的加速度【答案】B【解析】【详解】A卫星在圆轨道上做匀速圆周运动时有解得因为所以A错误；B由开普勒第三定律可知T3T2B正确；C在Q点从轨道1到轨道2需要做离心运动，故需要加速，所以在Q点v2Qv1QC错误；D在同一点P，根据可知，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点的加速度，D错误。故选B。3. 已知地球质量为月球质量的81倍，地球半径约为月球半径的4倍若在月球和地球表面同样高度处，以相同的初速度水平抛出物体，抛出点
4、与落地点间的水平距离分别为和，则 ：约为A. 9：4B. 6：1C. 3：2D. 1：1【答案】A【解析】设月球质量为，半径为，地球质量为M，半径为R已知，根据万有引力等于重力得：则有： 因此由题意从同样高度抛出，联立、解得：在地球上的水平位移在月球上的；因此得到：，故A正确，BCD错误点睛：根据万有引力等于重力，求出月球表面重力加速度和地球表面重力加速度关系，运用平抛运动规律求出两星球上水平抛出的射程之比4. 2019年5月17日，我国成功发射第45颗北斗导航卫星，该卫星属于地球静止轨道卫星（同步卫星）该卫星A. 入轨后可以位于北京正上方B. 入轨后速度大于第一宇宙速度C. 发射速度大于第二
5、宇宙速度D. 若发射到近地圆轨道所需能量较少【答案】D【解析】【详解】由同步卫星特点和卫星发射到越高的轨道所需的能量越大解答由于卫星为同步卫星，所以入轨后一定只能与赤道在同一平面内，故A错误；由于第一宇宙速度为卫星绕地球运行的最大速度，所以卫星入轨后的速度一定小于第一宇宙速度，故B错误；由于第二宇宙速度为卫星脱离地球引力的最小发射速度，所以卫星的发射速度一定小于第二宇宙速度，故C错误；将卫星发射到越高的轨道克服引力所作的功越大，所以发射到近地圆轨道所需能量较小，故D正确5. 质量为m的汽车在平直公路上行驶，阻力f保持不变当汽车的速度为v、加速度为a时，发动机的实际功率为（ ）A. fvB. （
6、ma+f）vC. mavD. （maf）v【答案】B【解析】根据牛顿第二定律得, 则发动机的实际功率 ，故B正确；故选B 6. 如图甲所示，一水平传送带沿顺时针方向旋转，在传送带左端A处轻放一可视为质点的小物块，小物块从A端到B端的速度时间变化规律如图乙所示，t=6s时恰好到B点，则A. 物块与传送带之间动摩擦因数为=0.1B. AB间距离为24m，小物块在传送带上留下的痕迹是8mC. 若物块质量m=1kg，物块对传送带做的功为8JD. 物块速度刚好到4m/s时，传送带速度立刻变为零，物块不能到达B端【答案】A【解析】【详解】A由图乙可知，物块先加速后匀速，且由图乙可知，加速过程的加速度为根据
7、牛顿第二定律可知由以上两式解得故A正确；BAB间距离即为物块在6s内发生的位移，即图乙的面积故B错误；C物块对传带只在加速过程中做功，根据公式，其中代入公式中可解得故C错误；D物块速度刚好到4m/s时，传送带速度立刻变为零，物块由于惯性向前做匀减速直线运动，减速加速度为，物块从开始到速度为4m/s时发生的位移为所以物块减速的长度为而物块从4m/s减到零发生的位移为，所以物块刚好到达B端，故D错误故选A。点晴：物块滑上传送带先做匀加速直线运动，当速度达到传送带速度，做匀速直线运动，结合运动学公式和牛顿第二定律求出动摩擦因数，注意判断物块从开始到达到传送带速度时的位移与传送带的长度的比较7. 如图
8、所示，和是竖直平面内两个半径不同半圆形光滑轨道，、三点位于同一水平面上，和分别为两轨道的最低点，将两个质量相同的小球分别从和两处同时无初速释放，则（）A. 沿光滑轨道运动的小球的重力势能永远为正值B. 两小球到达点和点时，重力做功相等C. 两小球到达点和点时，重力势能相等D. 两小球刚开始从和两处无初速释放时，重力势能相等【答案】D【解析】【详解】AB重力势能具有相对性，如果选A、P、B三点在零势能参考面上，则两球在运动过程中的重力势能恒为负值，如果选C点在零势能参考面上，则两球在运动过程中的重力势能恒为正值，另外，重力做功跟路径无关，只取决于物体初、末两点在竖直方向的高度差，两球从开始运动到
9、到达C点和D点时竖直高度差不等，所以重力做功不相等，故AB错误；CD不管选哪一点为零势能，A点和B点相对零势能点的竖直高度均相等，所以重力势能相等，两小球到达C点和D点时，重力势能不相等，宫C错误D正确。故选：D。8. 如图，abc是竖直面内的光滑固定轨道，ab水平，长度为2R：bc是半径为R的四分之一的圆弧，与ab相切于b点一质量为m的小球始终受到与重力大小相等的水平外力的作用，自a点处从静止开始向右运动，重力加速度大小为g小球从a点开始运动到其他轨迹最高点，机械能的增量为A. 2mgRB. 4mgRC. 5mgRD. 6mgR【答案】C【解析】本题考查了运动的合成与分解、动能定理等知识，意
10、在考查考生综合力学规律解决问题的能力设小球运动到c点的速度大小为vC，则对小球由a到c的过程，由动能定理得：F3R-mgR=mvc2，又F=mg，解得：vc2=4gR，小球离开c点后，在水平方向做初速度为零的匀加速直线运动，竖直方向在重力作用力下做匀减速直线运动，由牛顿第二定律可知，小球离开c点后水平方向和竖直方向的加速度大小均为g，则由竖直方向的运动可知，小球从离开c点到其轨迹最高点所需的时间为:t=vC/g=2，小球在水平方向的加速度a=g，在水平方向的位移为x=at2=2R由以上分析可知，小球从a点开始运动到其轨迹最高点的过程中，水平方向的位移大小为5R，则小球机械能的增加量E=F5R=
11、5mgR，选项C正确ABD错误【点睛】此题将运动的合成与分解、动能定理有机融合，难度较大，能力要求较高9. 如图，海王星绕太阳沿椭圆轨道运动，P为近日点，Q为远日点，M、N为轨道短轴的两个端点，运行的周期为T0。若只考虑海王星和太阳之间的相互作用，则海王星在从P经过M、Q到N的运动过程中（）A. 从P到M所用的时间小于B. 从Q到N阶段，速率逐渐减小C. 从P到Q阶段，速率逐渐变小D. 从M到N阶段，万有引力对它先充当阻力后充当动力【答案】ACD【解析】【详解】A从P到Q的时间为半个周期，根据开普勒第二定律，从P到M运动的速率大于从M到Q的速率，可知从P到M所用时间小于，A正确；BC海王星在运
12、动过程中只受太阳的引力作用，从P到Q是远离太阳的过程，引力是阻力，速率是减小的；从Q到N是靠近太阳的过程，引力是动力，速率会增大，B错误C正确；D从M到Q是远离太阳的过程，引力是阻力，从Q到N是靠近太阳的过程，引力是动力，D正确。故选ACD。10. 已知地球的半径为R、表面重力加速度为g，月球绕地球圆周运动的轨道半径为nR、周期为T，则月球运动的向心加速度可表示为A. B. C. D. 【答案】AC【解析】【详解】对地球表面物体，重力等于万有引力，故： ；对月球，根据牛顿第二定律，有： ；联立解得： ；或者；故选AC.【点睛】本题关键是明确两点：在地球表面物体的重力等于万有引力；对卫星而言，万
13、有引力提供向心力11. 如图质量为m的小球用长为L的细线悬挂且静止在竖直位置，现用水平拉力将小球缓慢拉到细线与竖直方向成的位置，此时的拉力为F1，在此过程中，拉力做的功为W1，若用水平恒力F2，将小球拉到相同的位置，F2做的功为W2，下面结果正确的是（）A. W1=F1LsinB. W1=mgL（1-cos）C. W2=F2LsinD. W2=mgL（1-cos）【答案】BC【解析】【详解】AB平拉力将小球缓慢拉到细线与竖直方向成的位置，由动能定理得解得故B正确，A错误；CD当小球用细线悬挂而静止在竖直位置，当用恒力拉离与竖直方向成角的位置过程中，则拉力做功为故C正确，D错误。故选BC。12.
14、 如图所示，小物体从竖直弹簧上方离地高h1处由静止释放，其动能Ek与离地高度h的关系如图2所示。其中高度从h1下降到h2图象为直线，其余部分为曲线，h3对应图象的最高点，轻弹簧劲度系数为k，弹簧的重力不计，小物块质量为m，重力加速度为g，下列说法正确的是（）A. 小物体下降至高度h2时，弹簧的弹性势能为0B. 小物体下降至高度h3时，弹簧的弹性势能最大C. 小物体下降至高度h3时，弹簧弹性势能最小D. 小物体下降至高度h5时，弹簧的弹性势能最大【答案】AD【解析】【详解】A高度从h1下降到h2，图线为直线，该过程中小物体做自由落体运动，小物体下降至h2时才开始接触弹簧，所以小物体下绛至高度h2
15、，弹簧的弹性势能为0，A正确；BC由题图知，小物体下降至高度h3时，动能最大，此时重力和弹力平衡，小物体继续向下运动，弹簧的弹性势能继续增大，所以小物体下降至高度h3时，弹簧的弹性势能不是最大，也不是最小，BC错误；D小物体下降至高度h5时，动能为0，小物体下降至最低点，弹簧的弹性势能最大，D正确。故选AD。二、填空题（每空3分，共15分）13. 利用图示装置做“验证机械能守恒定律”实验。(1)为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的_。A动能变化量与势能变化量B速度变化量与势能变化量C速度变化量与高度变化量(2)除带夹子的重物、纸带、铁架台（含铁夹）、电磁打点计时器、重物导线
16、及开关外，在下列器材中，还必须使用的器材有_。A交流电源 B刻度尺 C天平（含砝码） D秒表(3)实验中，先接通电源，再释放重物，得到如图所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点、，测得它们到起始点的距离分别为、。已知当地重力加速度为，打点计时器打点的周期为。设重物的质量为，从打点到打点的过程中，重物重力势能的减少量_，动能的增加量_（用题中所给字母表示）。(4)大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量略大于动能的增加量，出现这种结果的原因是_。A利用公式计算重物速度 B利用公式计算重物速度C存在空气阻力和摩擦阻力的影响 D没有采用多次实验取平均值的方法【答案】 (1). A (2).
17、AB (3). (4). (5). C【解析】【详解】(1)1为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间动能的增加量和重力势能的减小量是否相等。故选A。(2)2打点计时器使用交流电源，实验中需要测量点迹间的距离，从而得出瞬时速度和下降的高度，所以需要刻度尺；实验中验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，质量可以约去，不需要测量质量，则不需要天平；打点计时器可有计时的作用，则不用秒表。故选AB。(3)3重物重力势能的减少量4打B点时的速度为则动能的增量为(4)5由于纸带在下落过程中，重锤和空气之间存在阻力，纸带和打点计时器之间存在摩擦力，所以减小的重力势能一部分转化为动能，还有一
18、部分要克服空气阻力和摩擦力阻力做功，故重力势能的减少量大于动能的增加量。故选C。三、计算题（本题共3小题，共33分，解答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。14. 火星半径约为地球半径的，火星质量约为地球质量的，地球表面的重力加速度g取10m/s2。(1)求火星表面的重力加速度；（结果保留两位有效数字）(2)若弹簧测力计在地球上最多可测出质量为2kg的物体所受的重力，则该弹簧测力计在火星上最多可测出质量为多大的物体所受的重力?【答案】(1)4.4m/s2；(2)4.5kg【解析】【详解】(1)对于在星球表面的物体，
19、有解得则有 (2)弹簧测力计在地球上最多可测出质量是2kg的物体所受的重力，则有弹簧的最大弹力为该弹簧测力计在火星上最大弹力仍为20N，根据G=mg火，则有15. 一列车的质量是5.0105 kg，在平直的轨道上以额定功率3 000 kW加速行驶，当速度由10 m/s加速到所能达到的最大速率30 m/s时，共用了2 min，则在这段时间内列车前进的距离是多少？【答案】1600米【解析】【详解】速度最大时，牵引力F=f所以 应用动能定理 得s=1600m16. 如图所示，竖直平面内的圆弧形光滑管道半径略大于小球半径，管道中心到圆心距离为R，A端与圆心O等高，AD为水平面，B端在O的正下方，小球自A点正上方由静止释放，自由下落至A点时进入管道，当小球到达B点时，管壁对小球的弹力大小为小球重力大小的9倍。求：(1)释放点距A点的竖直高度；(2)落点C与A的水平距离。【答案】(1)3R；(2)（21）R【解析】【详解】(1)设小球到达B点的速度为，因为到达B点时管壁对小球的弹力大小为小球重力大小的9倍，所以有又由机械能守恒定律得(2)设小球到达最高点的速度为v2，落点C与A的水平距离为x由机械能守恒定律得由平抛运动规律得，由此可解得