1、江苏省常熟市2019-2020学年高一物理下学期期中试题（含解析）一、单项选择题1.在物理学理论建立的过程中，有许多科学家做出了巨大的贡献。关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是（）A. 牛顿提出了“日心说”B. 开普勒发现了万有引力定律C. 卡文迪许通过实验比较准确地测出了引力常量的数值D. 第谷通过对天体运动的长期观察，发现了行星运动三定律【答案】C【解析】【详解】哥白尼提出了“日心说”，第谷通过对天体运动的长期观察，积累了大量的天文数据；开普勒在第谷天文数据的基础上，总结和归纳数据，发现行星运动的三定律，牛顿发现万有引力定律，卡文迪许通过实验比较精确地测出了“万有引力常量”，被誉为能“
2、称出地球质量的人”，故C正确，ABD错误。故选C。2.美国科学家2016年2月11日宣布，他们探测到引力波的存在。引力波是实验验证爱因斯坦相对论的最后一块缺失的“拼图”，相对论在一定范围内弥补了经典力学的局限性。关于经典力学，下列说法正确的是（ ）A 经典力学完全适用于宏观低速运动B. 经典力学取得了巨大成就，是普遍适用的C. 随着物理学的发展，经典力学将逐渐成为过时的理论D. 由于相对论、量子论的提出，经典力学已经失去了它的应用价值【答案】A【解析】【详解】A经典力学完全适用于宏观低速运动的物体，宏观物体是相对于微观粒子而言的，故A正确；B经典力学取得了巨大的成就，但它也具有一定的局限性，并
3、不是普遍适用的，故B错误；CD在微观高速情况下，要用量子力学和相对论来解释，但是并不会因为相对论和量子力学的出现，就否定了经典力学，经典力学仍然是正确的，不会过时也不会失去价值，故CD错误。故选A。3.“天宫一号”（）主要是和载人飞船配合完成空间交会对接试验任务，而“天宫二号”（）则是我国第一个具备太空补加功能的载人航天实验室。已知“天宫二号”的轨道高度为393km，比“天宫一号”高了50km。关于两者运行情况的比较，以下结论正确的是（）A. 线速度vvB. 加速度aaC. 角速度D. 周期TT【答案】D【解析】【详解】万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得解得，天宫二号的轨道半径大于天宫一号的
4、轨道半径，故“天宫二号”运行的线速度比“天宫一号”小，“天宫二号”运行的加速度比“天宫一号”小，“天宫二号”运行的角速度比“天宫一号”小，“天宫二号”运行的周期比“天宫一号”大，故D正确，ABC错误。故选D。4.2019年1月3日，“嫦娥四号”探测器成功着陆在月球背面，世界第一张近距离拍摄的月背影像图通过“鹊桥”中继星传回地球。已知地球半径约为月球的4倍，地球表面重力加速度约为月球的6倍，则地球质量约为月球的（）A. 24倍B. 64倍C. 96倍D. 144倍【答案】C【解析】【详解】探测器在星球表面受到的重力等于万有引力，则故有故故C正确，ABD错误。故选C。5.自由下落的物体，其动能与位
5、移的关系如图所示，则图中直线的斜率表示该物体的（）A. 质量B. 机械能C. 重力大小D. 重力加速度【答案】C【解析】【详解】试题分析：自由下落的物体，只受重力，根据动能定理得：，则图中斜率，故选C考点：考查了动能定理的应用点评：自由下落的物体，只受重力，根据动能定理列式即可求解。6.如图所示，质量相同的两个物体分别自斜面AC和BC的顶端由静止开始下滑，物体与斜面间的动摩擦因数都相同，物体下滑过程中克服摩擦力所做的功分别为WA和WB，滑到斜面底部C点时的动能分别为EkA和EkB，则（）A. ，B. ，C. ，D. ，【答案】B【解析】【详解】设斜面的倾角为，滑动摩擦力大小为，则物体克服摩擦力
6、所做的功为而相同，所以克服摩擦力做功相等。即根据动能定理得在斜面上滑动时重力做功多，克服摩擦力做功相等，则在面上滑到底端的动能大于在面上滑到底端的动能，即，故B正确，ACD错误。故选B。7.两根长度不同的细线下面分别悬挂着小球A和B（），细线上端固定在同一点，若两个小球以相同的角速度，绕共同的竖直轴在水平面内做匀速圆周运动，则两个小球在运动过程中的相对位置关系示意图正确的是（）A. B. C. D. 【答案】B【解析】【详解】如图小球做匀速圆周运动，则有整理得是常量，即两球处于同一高度，故B正确，ACD错误。故选B。8.假设某足球运动员罚点球直接射门时，球恰好从横梁下边缘踢进，此时的速度为v。
7、横梁下边缘离地面的高度为h，足球质量为m，运动员对足球做的功为W1，足球运动过程中克服空气阻力做功为W2。选地面为零势能面，下列说法正确的是（）A. 运动员对足球做的功B. 足球克服空气阻力做的功C. 足球在整个过程中机械能的变化量为D. 足球离开运动员脚的瞬间机械能为【答案】D【解析】【详解】A由功能关系可知，运动员对足球做的功为故A错误；B足球克服阻力做功为故B错误；C机械能的变化量等于除重力以外的力做功之和，故机械能的增加量为故C错误；D运动员刚踢完球的瞬间，足球的重力势能为零，足球的动能为故足球离开运动员脚的瞬间机械能为故D正确。故选D。二、多项选择题9.在如下四种情形中，物块的机械能
8、守恒的是（）A. 如甲图所示，物块向下运动压缩弹簧B. 如乙图所示，物体沿光滑斜面自由下滑C. 如丙图所示，物体在推力F作用下沿光滑斜面匀速下滑D. 如丁图所示，物体在拉力F（大小等于所受斜面摩擦力）作用下沿斜面下滑【答案】BD【解析】【详解】A在物体压缩弹簧的过程中，弹簧和物体组成的系统，只有重力和弹力做功，系统机械能守恒。由于弹性势能增加，则物体的机械能减小，故A不符合题意；B物体沿光滑斜面自由下滑过程中，只有重力做功，物体的机械能守恒，B符合题意；C物体在推力F作用下沿光滑斜面匀速下滑，推力F做负功，物体的机械能减小，故C不符合题意；D物体在拉力F（大小等于所受斜面摩擦力）作用下沿斜面下
9、滑过程中，除重力以外的力做功代数和为零，物体的机械能守恒，故D符合题意。故选BD。10.1970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。2020年3月9日，我国成功发射北斗系统第54颗导航卫星，以大约3.08km/s的速度运行在高度约为35786km的地球同步轨道上。则关于这两颗卫星，下列说法正确的是（）A. “东方红一号”和“北斗54”的轨道平面都经过地心B. “东方红一号”和“北斗54”都有可能经过常熟的正上空C. “东方红一号”在近地点的运行速度大于11.2km/sD. 根据题中信息，若再已知地球自转周期和表面重力加速度，可以求出第一宇宙速度【答案
10、】AD【解析】【详解】A所有卫星的轨道平面都经过地心，故A正确；B“北斗54”是地球的同步卫星，只运行在赤道上空，不可能经过常熟的正上方，故B错误；C11.2km/s是第二宇宙速度，第二宇宙速度是物体挣脱地球引力束缚的最小发射速度，故“东方红一号”在近地点的运行速度小于11.2km/s，故C错误；D地球表面的物体受到的重力等于万有引力第一宇宙速度是卫星的最大环绕速度，则对于同步卫星有联立以上式子可求得第一宇宙速度的表达式，故D正确。故选AD。11.如图所示，一长度为L的轻杆一端固定质量为m的小球，给小球一定的初速度，使小球以轻杆的另一端为圆心，在竖直面内做圆周运动。其中A点为最高点，B点为最低
11、点，C点与圆心等高。则下列说法错误的是（）A. 小球过A点时，速度的最小值为B. 小球过C点时，杆对球的弹力等于零C. 小球过B点时，杆对球弹力大于球的重力D. 小球过A点时，杆对球的弹力一定随速度增大而增大【答案】ABD【解析】【分析】【详解】A轻杆拉着小球在竖直面内做圆周运动，过最高点的最小速度为0，故A错误；B小球过C点时，速度不为零，向心力不为零，轻杆对球弹力提供向心力，故轻杆对球的弹力不为零，故B错误；C小球在最低点时，由于合力向上，则杆子对小球的弹力一定表现为拉力，且大于重力，故C正确；D小球在最高点，若则有杆子的作用力随着速度的增大而减小，若则有杆子的作用力随着速度增大而增大，故
12、D错误。本题选择错误的，故选ABD。12.某卫星在发射过程中经过四次变轨进入同步轨道，如图所示为第四次变轨的示意图，卫星先沿椭圆轨道（A点为近地点，B点为远地点）飞行，后在B点实现变轨，进入同步轨道。则关于该卫星，下列说法中正确的是（）A. 在轨道上的运行周期比在轨道上小B. 在B点变轨时需要通过点火使卫星加速C. 在轨道上的机械能比在轨道上任意一点的机械能大D. 在轨道上经过B点时的加速度比在轨道上经过B点时大【答案】BC【解析】【详解】A根据开普勒第三定律（定值）可知半长轴越大，运动周期越大，因卫星轨道上的半径大于轨道的半长轴，故在轨道上的运行周期比在轨道上大，故A错误；BC在轨道上B点点
13、火加速，卫星受到的万有引力不足以提供向心力，做离心运动，进入轨道上B点，故在轨道上的机械能比在轨道上任意一点的机械能大，故BC正确；D根据得可知卫星在两轨道上B点加速度大小相等，故D错误。故选BC。13.如图所示为质量为m的汽车在水平路面上启动过程中的速度-时间图像，Oa段为过原点的倾斜直线，ab段表示以额定功率P行驶时的加速阶段，bc段是与ab段相切的水平直线，则下述说法正确的是：（）A. 在全过程中汽车所受摩擦力为B. t1t2时间内汽车牵引力做功为C. t2时刻汽车牵引力及其功率都是最大值D. 利用题中所给物理量，无法求出0t3时间内汽车的总位移【答案】AB【解析】【详解】A当汽车做匀速
14、直线运动，牵引力等于阻力，有故A正确；Bt1t2时间内汽车以恒定的功率在运动，故汽车牵引力做功为故B正确；C0 t1汽车做匀加速直线运动，牵引力恒定，由瞬时功率表达式可知0 t1该段时间内汽车的牵引力最大，此后功率不变，而速度增大，故牵引力减小，而t2时刻后，汽车做匀速直线运动，汽车的牵引力最小，故C错误；D0 t1时间内，物体做匀加速直线运动，故有t2t3时间内，汽车以恒定功率运动，由功能关系可得可算出的大小，故可求出0t3时间内汽车的总位移，故D错误。故选AB。三、简答题14.用如图甲所示的实验装置来探究小球作圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系，转动手柄l使长槽4
15、和短槽5分别随变速轮塔2、3匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。横臂6的挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒7下降，从而露出标尺8，标尺上的红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值，小球有钢球、橡胶球两种规格：(1)本实验采用的实验方法主要是_、转换法；在探究向心力的大小F与半径r的关系时，要保持_相同；A和r B和m Cm和r Dm和F(2)如图乙所示是某次实验时的情景，这是在研究向心力的大小F与_的关系。若图中标尺上红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值为1：4，运用圆周运动知识可以判断与皮带连接的变速轮塔对应的半径之比为_。【答案】
16、(1). 控制变量法 (2). B (3). 角速度 (4). 2：1【解析】【详解】(1)12在研究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系时，需先控制某些量不变，研究另外两个物理量的关系，该方法为控制变量法。在探究向心力的大小F与半径r的关系，要控制质量、角速度不变，故选B。(2)3图乙中两球的质量相同，转动的半径相同，则研究的是向心力F与角速度的关系；4根据两球的向心力之比为，半径和质量相等，则转动的角速度之比为，因为靠皮带传动，变速轮塔的线速度大小相等，根据知与皮带连接的变速轮塔对应的半径之比为。15.用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验所用的电源为学生电源，输出电压为6V
17、的交流电和直流电两种。重物从高处由静止开始下落，打点计时器在纸带打出一系列的点，对点迹进行测量和相关计算，即可验证机械能守恒定律：下面是该实验的操作步骤：A按照图示的装置安装器件B将打点计时器接到电源的“直流输出”上C用天平测出重物的质量D先释放悬挂纸带的夹子，然后接通电源打出一条纸带E测量纸带上某些点间的距离F根据测量的结果计算重物下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能(1)其中没有必要进行的或者操作不当的步骤是_（填字母序号）；(2)实验中得到的一条纸带如图乙所示。相邻计数点间的时间间隔为0.02s，则：纸带的_（选填“O”或“C”）端与重物相连；某同学从起点O到打下计数点B的过程中，
18、计算出重物的动能增加量Ek=_J，重力势能减少量Ep=_J；（已知重物质量为1kg，g取9.8m/s2，结果保留两位有效数字）(3)另一名同学用计算出B的动能，恰好与重力势能减少量Ep相等，于是该同学得出结论“重物下落过程中机械能守恒”，试问该同学的做法是否合理？_。【答案】 (1). BCD (2). O (3). 0.48 (4). 0.49 (5). 不合理【解析】【详解】(1)1B打点计时器应接到电源的“交流输出”上，故B错误；C因为我们是比较、的大小关系，故可约去比较，不需要用天平，故C错误；D开始记录时，应先给打点计时器通电打点，然后再释放重锤，让它带着纸带一同落下，如果先放开纸带
19、让重物下落，再接通打点计时器电源，由于重物运动较快，不利于数据的采集和处理，会对实验产生较大的误差，故D错误。故选BCD。(2)2纸带与重物相连一端先打点，重物做自由落体，故点迹越来越疏，故纸带的O端与重物相连；3利用匀变速直线运动的推论4重力势能减小量(3)5若用计算的动能，则相当于用机械能守恒定律来证明机械能守恒定律，不合理。四、计算题16.航天员在某一星球离表面h高度处，以初速度v0沿水平方向抛出一个小球，经过时间t后小球落到星球表面，已知该星球的半径为R，引力常量为G，星球自转可忽略，求：(1)该星球表面重力加速度g的大小；(2)该星球的质量；(3)要使小球抛出后不再落回星球表面，初速
20、度v至少为多大？【答案】(1)；(2)；(3)【解析】【详解】(1)由平抛知识得，小球在竖直方向做自由落体运动，由得(2)忽略星球自转，小球所受万有引力等于重力，由得则(3)由题意可得，要使小球围绕星球近地运行，由得则17.如图所示，圆盘半径为r=0.25m，一质量为m=0.2kg的木块放置在圆盘的边缘，随圆盘一起绕圆心O在水平面内做匀速圆周运动，圆盘转动的角速度为=2rad/s。取g=10m/s2，求：(1)木块的线速度大小；(2)若木块与玻璃板间的动摩擦因数=0.4，将角速度缓慢增大到多少时木块刚好要与圆盘发生滑动？（设最大静摩擦力大小与滑动摩擦力大小相等）(3)在第(2)题所描述的过程中
21、，圆盘对小木块所做的功为多少？【答案】(1)0.5m/s；(2)；(3)0.075J【解析】【详解】(1)由代入数据得v=0.5m/s(2)最大静摩擦力充当向心力，有代入数据得(3)由动能定理得其中代入数据得W=0.075J18.如图所示，水平桌面上有一轻弹簧，左端固定在A点，自然状态时其右端位于B点水平桌面右侧有一竖直放置的圆弧轨道MNP，其形状为半径R=1.0 m的圆环剪去了左上角 120的圆弧，MN为其竖直直径，P点到桌面的竖直距离是h=2.4 m用质量m=0.4 kg的小物块将弹簧缓慢压缩到C点，释放弹簧后物块沿粗糙水平桌面运动，从D飞离桌面后恰好由P点沿切线落入圆弧轨道（不计空气阻力
22、，g取10m/s2）求：（1）小物块飞离D点时速度vD的大小；（2）若圆弧轨道MNP光滑，小物块经过圆弧轨道最低点N时对圆弧轨道的压力FN的大小；（3）若小物块m刚好能达到圆弧轨道最高点 M，整个运动过程中其克服摩擦力做的功为8J，则开始被压缩的弹簧的弹性势能Ep至少为多少焦耳？【答案】（1）4 m/s（2）33.6 N（3）6.4J【解析】【详解】（1）物块离开桌面后做平抛运动，竖直方向： = 2gh 代入数据解得：vy= 4m/s . 设物块进人圆弧轨道时的速度方向与水平方向夹角为，由几何知识可得:=60，tan = 代入数据解得：vD =4 m/s （2）物块由P到N过程，由机械能守恒定律得：.在N点，支持力与重力的合力提供同心力：FN- mg = m.由牛顿第三定律可知代人数据解得，物块对圆弧轨道的压力：FN= 33.6 N（3）物块恰好到达M点，在M点重力提供向心力，由牛顿第二定律得：mg = m， 在整个过程中，由能量守恒定律得：Ep= Wf+-mg（h-1.5R） 代人数据解得:Ep= 6.4J
