1、江苏省无锡市江阴市高级中学2019-2020学年高一物理下学期期中试题（含解析）一、单项选择题：本题共7小题，每小题3分，共计21分。每小题只有一个选项符合题意。1.卡文迪许测量引力常量的扭秤实验涉及的物理思想方法是()A. 猜想假设法B. 微量放大法C. 极限分析法D. 建模法【答案】B【解析】【详解】卡文迪许测量引力常量使用的扭秤装置和库仑做实验使用的库仑扭秤，都利用入射光线不变时，当入射角改变时，反射角改变2的原理，将扭秤转动的角度通过反射光线在屏上光斑移动显示出来，采用放大法，B正确2.在国际单位制中，电场强度的单位符号是( )A. N/CB. NmC. J/CD. As【答案】A【解
2、析】【详解】根据电场强度的 可知，电场力的单位为N，电量的单位为C，而电势差的单位为V，距离的单位为m，所以电场强度的单位是N/C，或V/m，故A正确，BCD错误故选A。3.如图所示，在地面上以速度v0抛出质量为m的物体，抛出后物体落在比地面低h的海平面上，若以地面为零势能参考平面，且不计空气阻力，则（）A. 物体在海平面的重力势能为mghB. 重力对物体做的功为C. 物体在海平面上的动能为D. 物体在海平面上的机械能为【答案】C【解析】【分析】本题考查机械能守恒定律的分析和运用。【详解】A以地面为零势能参考平面，海平面海拔高度为负值，物体在海平面的重力势能为-mgh，故A错误；B重力对物体做
3、的功只与高度变化有关，大小为mgh，故B错误；C对运动运用动能定理故C正确；D整段过程机械能守恒，分析起点机械能，大小为，故D错误。故选C。4.2019年1月，我国嫦娥四号探测器成功在月球背面软着陆，在探测器“奔向”月球的过程中，用h表示探测器与地球表面的距离，F表示它所受的地球引力，能够描F随h变化关系的图像是A. B. C. D. 【答案】D【解析】【详解】根据万有引力定律可得： ，h越大，F越小，故选项D符合题意；5.真空中有两个静止的点电荷，它们之间静电力的大小为F如果保持这两个点电荷之间的距离不变，而将它们的电荷量都变为原来的4倍，那么它们之间静电力的大小变为（ ）A. B. C.
4、4FD. 16F【答案】D【解析】【详解】根据库仑定律，距离改变之前：，当电荷量都变为原来的4倍时：，故A、B、C错误，D正确6.如图所示，两个不带电的导体A和B，用一对绝缘柱支持使它们彼此接触把一带正电荷的物体C置于A附近，贴在A、B下部的金属箔都张开A. 此时A带正电，B带负电B. 此时A、B带负电C. 移去C，贴在A、B下部的金属箔都闭合D. 先把A和B分开，然后移去C，贴在A、B下部金属箔都闭合【答案】C【解析】【详解】带正电的物体C靠近A附近时，由于静电感应，A端带上负电，B端带上正电，故AB错误；移去C后，由于电荷间相互作用，重新中和，达电中性状态，两金属箔均闭合，故C正确；先把A
5、B分开，则A带负电，B带正电，移去C后，电荷不能再进行中和，故两金属箔仍然张开，故D错误7.如图所示，一个质量m=25kg的小孩从高度h=3.0m的滑梯顶端由静止开始滑下，滑到底端时的速度大小v=2.0m/s，g取10m/s2关于小孩所受各力对小孩做的功，下列计算结果中正确的是（）A. 重力做功500JB. 支持力做功50JC. 阻力做功700JD. 合力做功50J【答案】D【解析】【详解】A重力做功为故A错误；B支持力始终与运动方向垂直，不做功，故B错误；C对整段运动运用动能定理分析故阻力做功为-700J，故C错误；D合外力做的功等于动能变化量，故合力做功50J，故D正确。故选D。二、多项选
6、择题：本题共6小题，每小题5分，共计30分。每小题有多个选项符合题意。全部选对得5分，选对不全得3分，错选或不答的得0分。8.我国的北斗卫星导航系统计划由若干静止轨道卫星、中地球轨道卫星组成，其中静止轨道卫星均定位在距离地面约为3.6104km的地球同步轨道上，中地球轨道卫星距离地面的高度约为2.16104km，已知地球半径约为6.4103km。则下列说法正确的是（）A. 中地球轨道卫星的线速度大于第一宇宙速度B. 中地球轨道卫星的线速度大于静止轨道卫星的线速度C. 中地球轨道卫星的加速度比静止轨道卫星的加速度大D. 静止轨道卫星可以定点于北京上空【答案】BC【解析】【分析】本题考查对不同轨道
7、卫星的分析处理。【详解】A第一宇宙速度是卫星最大环绕速度，故A错误；BC根据轨道半径越大，周期越大，线速度、角速度、向心加速度越小，可知BC正确。D静止轨道卫星即同步卫星，始终位于赤道正上方轨道。故D错误。故选BC。9.下列物体在运动过程中，机械能不守恒的是（）A. 被起重机拉着向上做匀速运动的货物B. 一个做平抛运动的铁球C. 沿粗糙的斜面向下做匀速运动的木块D. 在空中向上做加速运动的氢气球【答案】ACD【解析】【分析】本题考查对机械能守恒条件的判断。【详解】A拉力做功，动能不变，重力势能增加，机械能增加。故A符合题意；B只有重力做功，机械能守恒，故B不符合题意；C摩擦力做功，动能不变，重
8、力势能减小，机械能减小，故C符合题意；D浮力做功，动能增加，重力势能增加，故D符合题意。故选ACD。10.宇宙中两颗相距较近天体称为“双星”，它们以二者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动，而不至因为万有引力的作用而吸引到一起.如图所示，某双星系统中A、B两颗天体绕0点做匀速圆周运动，它们的轨道半径之比rA：rB=l：2，则两颗天体的( )A. 质量之比mA：mB=2：1B. 角速度之比的A：B=1：2C. 线速度大小之比vA：vB=2：1D. 向心力大小之比FA：FB=2：1【答案】A【解析】双星都绕O点做匀速圆周运动，由两者之间的万有引力提供向心力，角速度相等，设为根据牛顿第二定律，对A星有
9、：，对B星有： ，联立解得：，根据双星的条件有：角速度之比，由得：线速度大小之比，向心力大小之比，故A正确，BCD错误故选A【点睛】双星都做匀速圆周运动，由双星之间的万有引力提供向心力，它们共同的角速度据牛顿第二定律列式求解两星体绕共同圆心做匀速圆周运动的质量之比，由求解线速度之比11.如图所示,一根轻弹簧下端固定,竖立在水平面上.其正上方A位置有一只小球.小球从静止开始自由下落,在B位置接触弹簧的上端,在C位置小球所受弹力大小等于重力,在D位置小球速度减小到零,不计空气阻力小球下降阶段下列说法中正确的是A. 在B位置小球动能最大B. 在C位置小球动能最大C. 从AC位置小球重力势能的减少等于
10、小球动能的增加D. 从AD位置小球重力势能的减少等于弹簧弹性势能的增加【答案】BD【解析】【详解】本题考查力与运动的关系，当弹簧弹力小于重力时，小球向下加速，当两个力相等时速度最大，然后做减速运动，重力势能的减小量等于动能的增加和弹性势能的增大之和小球在B位置时重力大于弹力，小球继续向下加速运动，在C点重力等于弹力，此时小球的速度最大，动能最大，因此A错误B正确；从A到C的过程中小球重力势能的减少量等于小球动能的增加和弹簧弹性势能的增加量，因此C错误，小球在D速度为零，因此重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量C错误D正确12.质量为1kg物体在外力的作用下从静止开始做直线运动，其加速度随时
11、间的变化如图所示，则（）A. 第1s内质点动能增加量是4JB. 第2s内合外力所做的功是2.5JC. 第2s末合外力瞬时功率是3WD. 02s内合外力的平均功率是4.5W【答案】BC【解析】【分析】本题考察对加速度时间图像的理解，根据运动分析做功和功率。【详解】根据牛顿第二定律，由图像可知第1s内合外力为2N，第2s内合外力为1N。A物体1s末速度为2m/s，动能为2J，故A错误；B物体2s末速度为3m/s，第2s内动能改变量为故B正确；C第2s末合外力瞬时功率故C正确；D合外力2s内共做功4.5J，平均功率2.25W。故D错误。故选BC。13.从地面竖直向上抛出一物体，其机械能E总等于动能E
12、k与重力势能Ep之和取地面为重力势能零点，该物体的E总和Ep随它离开地面的高度h的变化如图所示重力加速度取10 m/s2由图中数据可得A. 物体的质量为2 kgB. h=0时，物体的速率为20 m/sC. h=2 m时，物体的动能Ek=40 JD. 从地面至h=4 m，物体的动能减少100 J【答案】AD【解析】【详解】AEp-h图像知其斜率为G，故G= =20N，解得m=2kg，故A正确Bh=0时，Ep=0，Ek=E机-Ep=100J-0=100J，故=100J，解得：v=10m/s，故B错误；Ch=2m时，Ep=40J，Ek= E机-Ep=90J-40J=50J，故C错误Dh=0时，Ek=
13、E机-Ep=100J-0=100J，h=4m时，Ek=E机-Ep=80J-80J=0J，故Ek- Ek=100J，故D正确三、简答题（本题共9分）14.如图甲为用电火花打点计时器验证机械能守恒定律的实验装置。(1)若已知打点计时器的电源频率为50Hz，当地的重力加速度g=9.80m/s2，重物质量为0.2kg。实验中得到一条点迹清晰的纸带如图乙所示，打P点时，重物的速度为零，A、B、C为另外3个连续点，根据图中的数据，可知重物由P点运动到B点，重力势能减少量Ep=_J。（结果保留三位有效数字）(2)若PB的距离用h表示，打B点时重物的速度为vB，当两者间的关系式满足_时，说明下落过程中重物的机
14、械能守恒（已知重力加速度为g）。(3)实验中发现重物增加的动能略小于减少的重力势能，其主要原因是_。A重物的质量过大 B重物的体积过小C电源的电压偏低 D重物及纸带在下落时受到阻力【答案】 (1). 9.8210-2 (2). (3). D【解析】【分析】本题考查实验：验证机械能守恒定律。【详解】(1)1重力势能减少量等于重力做的功(2)2根据机械能守恒定律，关系式为(3)3根据实验原理，动能略小的原因是重物及纸带在下落时受到阻力，故选D。四、计算题：本题共4小题，共计40分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值的题，答案中必须明确写出数值和单位
15、。15.一行星探测器从所探测的行星表面垂直升空(如图)，探测器的质量是1500kg，发动机推力为恒力，升空途中发动机突然关闭如图所示为探测器速度随时间的变化图象，其中A点对应的时刻tA9s，此行星半径为6103km，引力恒量G6671011Nm2/kg2求：(1)探测器在该行星表面达到的最大高度；(2)该行星表面的重力加速度；(3)该行星的第一宇宙速度【答案】(1)1200m(2)6.0m/s2(3)6.0km/s【解析】【分析】图象在0-25s范围内“面积”表示探测器在行星表面达到的最大高度，由数学知识求解；发动机关闭后，探测器的加速度等于该行星表面的重力加速度，由图象的斜率求出；根据万有引
16、力提供向心力和万有引力等于重力求解行星的第一宇宙速度；解：(1)由图象可知，在25s的时间内探测器一直在上升，且在t25s末达到最高点，在vt图象中可以利用面积表示位移，因此最大高度 (2)在上升阶段，探测器受推力和重力作用，在t=9s末关闭发动机后，探测器只受重力作用而减速，加速度，在数值上等于AB段图象斜率的绝对值，所以(3)物体在星球表面做圆周运动的环绕速度即为第一宇宙速度，且在星球表面物体受到的万有引力等于物体的重力得16.如图所示，长l1m的轻质细绳上端固定，下端连接一个可视为质点的带电小球，小球静止在水平向右的匀强电场中，绳与竖直方向的夹角37.已知小球所带电荷量q1.0106C，
17、匀强电场的场强E3.0103N/C，取重力加速度g10m/s2，sin 370.6，cos 370.8.求：(1)小球所受电场力F的大小；(2)小球的质量m；(3)将电场撤去，小球回到最低点时速度v的大小【答案】(1)F=3.0103N(2)m=4.0104kg(3)v=2.0m/s【解析】【详解】(1)根据电场力的计算公式可得电场力；(2)小球受力情况如图所示： 根据几何关系可得，所以；(3)电场撤去后小球运动过程中机械能守恒，则，解得v=2m/s17.目前，上海有若干辆超级电容车试运行（不载客），运行中无需连接电缆，只需在乘客上车间隙充电30 60s，就能行驶35 km。假设有一辆超级电容
18、车，质量m=2103kg，额定功率P=60kW，当超级电容车在一平直路面上行驶时，受到的阻力Ff是车重的，取10m/s2。(1)超级电容车在此路面上行驶所能达到的最大速度是多少？(2)若超级电容车从静止开始，以a=0.5m/s2的加速度做匀加速直线运动，则这一过程能维持多长时间？【答案】(1)30m/s；(2)40s【解析】【详解】(1)当超级电容车速度达到最大时，超级电容车的牵引力与阻力平衡，即又解得(2)超级电容车做匀加速运动，由牛顿第二定律得解得设超级电容车刚达到额定功率时的速度为v1，则有设超级电容车匀加速运动的时间为t，则解得18.滑板运动是极限运动的鼻祖，许多极限运动项目均由滑板项
19、目延伸而来如图所示是滑板运动的轨道，BC和DE是两段光滑圆弧形轨道，BC段的圆心为O点，圆心角为60，半径OC与水平轨道CD垂直，水平轨道CD段粗糙且长8 m一运动员从轨道上的A点以3 m/s的速度水平滑出，在B点刚好沿轨道的切线方向滑入圆弧形轨道BC，经CD轨道后冲上DE轨道，到达E点时速度减为零，然后返回已知运动员和滑板的总质量为60 kg，B、E两点与水平面CD的竖直高度分别为h和H，且h2 m，H2.8 m，g取10 m/s2.求： (1)运动员从A运动到达B点时的速度大小vB；(2)轨道CD段的动摩擦因数；(3)通过计算说明，第一次返回时，运动员能否回到B点？如能，请求出回到B点时的速度大小；如不能，则最后停在何处？【答案】（1）6m/s ；（2）0.125；（3）第一次返回时，运动员不能回到B点，最后停在D点左侧6.4m处，或C点右侧1.6m处【解析】【详解】（1）由题意可知：解得：vB=2v0=6m/s（2）由B点到E点，由动能定理可得：代入数据可得：=0.125（3）运动员能到达左侧最大高度为h，从B到第一次返回左侧最高处，根据动能定理解出h=1.8mh=2m所以：第一次返回时，运动员不能回到B点设运动员从B点运动到停止，在CD段的总路程为s，由动能定理可得：解得：S=30.4m因为S=3SCD+6.4m，所以运动员最后停在D点左侧6.4m处，或C点右侧1.6m处
