1、湖北省孝感市部分普通高中联考协作体2018-2019学年高一物理下学期期中试题（含解析）一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1-8题只有一项符合题目要求；第9-12题有多项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）1.下列说法正确的是（ ）A. 牛顿通过实验测出了万有引力常量B. 同步卫星运行的角速度与地球自转角速度相同，相对地球静止，且处于平衡状态C. 第一宇宙速度是人造卫星环绕地球运动的速度D. 发射人造地球卫星所需的速度大小只决定于轨道高度，而与卫星的质量无关【答案】D【解析】【详解】A项：卡文迪许通过实验测出了万有引力常
2、量，故A错误；B项：同步卫星运行的角速度与地球自转角速度相同，相对地球静止，但有向心加速度，不是处于平衡状态，故B错误；C项：第一宇宙速度是近地人造卫星环绕地球运动的速度，故C错误；D项：发射人造地球卫星所需的速度大小只决定于轨道高度，而与卫星的质量无关，故D正确。2.2018年2月2日，我国成功将电磁监测试验卫星“张衡一号”发射升空，标志我国成为世界上少数拥有在轨运行高精度地球物理场探测卫星的国家之一。若卫星工作轨道为圆轨道，运行周期为T，并已知地球的半径R，地球表面的重力加速度g，以及引力常量G。根据以上数据不能求出的是（ ）A. 地球的质量B. 卫星离地高度C. 卫星线速度大小D. 卫星
3、向心力的大小【答案】D【解析】【详解】A项：设观测可以得到卫星绕地球运动的周期为T，地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g；地球表面的重力由万有引力提供，所以，可求得地球质量。故A正确；B项：根据万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得：，解得：可以求出卫星的高度。故B正确；C项：由牛顿第二定律得： ，解得：，可知可以求出卫星的线速度。故C正确；D项：题目中没有告诉卫星的质量，不能求出卫星受到的向心力。故D错误。3.已知小铁块A和B的质量相等，分别从两个高度相同的光滑斜面和光滑圆弧斜坡的顶点由静止滑向底部，如图所示，下列说法中不正确的是（ ）A. 它们到达底部时的机械能相等B. 下滑过程重力所做
4、的功相等C. 下滑过程中合外力所做的功相等D. 它们到达底部时的速度相等【答案】D【解析】【详解】A项：铁块下滑过程中，只有重力做功，机械能守恒，开始的机械能相等，所以到达底部时的机械能也相等，故A正确；B项：重力做功W=mgh，由于h相等而m相同，则重力做功相同，故B正确；C、D项：铁块下滑过程中，只有重力做功，机械能守恒，由机械能守恒定律得：，解得：，速度大小相等，但方向不同，所以底部速度不相等，由动能定理知：合外力所做的功相等，故C正确，D错误。4.小明乘电梯从商场的顶楼下降到底层地下停车场，在此过程中经历了先加速、后匀速、再减速的运动过程，则电梯对小明的支持力做功情况是（ ）A. 加速
5、时做正功，匀速和减速时都做负功B. 加速时做正功，匀速时不做功，减速时做负功C. 始终做负功D. 始终做正功【答案】C【解析】【详解】根据力对物体做功的定义W=FScos（其中公式中是力F与位移S间的夹角），可知若，则力F做正功；若=，则力F不做功；若，则力F做负功（或者说物体克服力F做了功）。人乘电梯从顶楼下降到底楼，在此过程中，他虽然经历了先加速，后匀速，再减速的运动过程，但是支持力的方向始终向上，与位移方向相反，即，所以支持力始终做负功，故C正确。5.“好奇号”火星探测器发现了火星存在微生物更多线索，进一步激发了人类探测火星的热情。已知火星半径是地球半径的，火星质量是地球质量的，在地球上
6、发射人造地球卫星时的最小发射速度为v，则火星人在火星上发射人造火星卫星时的最小发射速度为（ ）A. B. C. D. 【答案】B【解析】详解】由万有引力提供向心力：，解得：，则，则，故B正确。6.已知某质量分布均匀的星球密度为，有一个物体静止在该星球表面的“赤道”上，若由于星球自转使物体对星球表面的压力恰好为零，则该星球自转的周期为（万有引力常量为G）（ ）A. B. C. D. 【答案】A【解析】【详解】设某行星质量为M，半径为R，物体质量为m，万有引力充当向心力，则有：，其中，联立解得：，故A正确。7.小明在苹果树上的A水平线上发现了两个苹果，若每个苹果的质量均为0.5kg，他将树摇了摇，
7、苹果一个落到B处的篮子中，另一个落到沟底的D处。AB、AC、AD之间的垂直距离分别为0.8m、2m、3m，若以地面C为零势能的参考面，g取l0m/s2，则下列说法正确的是（ ）A. 树上A处苹果重力势能为15JB. 沟底D处苹果的重力势能为-5JC. 从树上A处落到沟底D处苹果的动能为10JD. 从树上A处落到篮子B处苹果的动能为6J【答案】B【解析】【详解】A项：以C为零势能的参考面，地面A处苹果的重力势能为 EpA=mghAC=0.5102J=10J，故A错误；B项：以C为零势能的参考面，D处苹果的重力势能为 EpB=-mghCD=-mg（hAD-hAC）=-0.510（3-2）J=-5J
8、，故B正确；C项：根据机械能守恒定律得：从树上A处落到沟底D处苹果的动能 EkD= mghAD=15J，故C错误；D项：从树上A处落到沟底B处苹果的动能 EkB=mghAB=0.5100.8J=4J，故D错误。8.如图，小球以初速度v0从A点出发，沿不光滑的轨道运动到高为h的B点后自动返回，其返回途中仍经过A点，小球经过轨道连接处无机械能损失，则小球经过A点的速度大小为（ ）A. B. C. D. 【答案】D【解析】【详解】对小球由A至B研究，由动能定理：，再对由B返回A研究，由动能定理：，解得：，故D正确。9.质量为m的物体从静止出发以的加速度竖直上升h，下列说法正确的是（ ）A. 物体的机
9、械能增加B. 物体的机械能增加C. 物体的动能增加D. 重力做功【答案】BC【解析】【详解】A、B项：物体从静止开始以的加速度沿竖直方向匀加速上升，根据牛顿第二定律有：，解得：，机械能的增加量等于重力以外力做的功，故机械能增加，故A错误，B正确；C项：根据动能定理，有：，解得：，故C正确；D项：物体上升，重力对物体做功-mgh，故D错误。10.2018年12月8日我国发射“嫦娥四号”登月探测器，并在2019年1月3日首次造访月球背面，实现对地对月中继通信。卫星靠近月球时被月球引力捕获，经过椭圆轨道和的调整，最终进入近月圆轨道，并开展对月球的探测，P为三个轨道的相交点，下列说法正确的是（ ）A.
10、 轨道上经过P点的动能与轨道上经过P点的动能相等B. 卫星在轨道上机械能最大C. 沿轨道运行时，在P点的加速度小于在Q点的加速度D. 在轨道上由Q点运行到P点的过程中，万有引力对其做正功，它的动能增加，引力势能减小，机械能不变【答案】BD【解析】【详解】A项：在轨道II上经过P点时，做离心运动，在轨道III上经过P点时做圆周运动，同在P点万有引力大小相等，轨道II上做离心运动，故在轨道II上经过P点时的速度大于在轨道III上经过P点时的速度，故A错误；B项：根据椭圆轨道半长轴的大小知，卫星在轨道I上P点的速度最大，轨道上P点的速度最小，由于势能相等，则卫星在轨道I上的机械能最大，故B正确；C项
11、：P点时轨道II的近月点，据万有引力产生加速度可知，在轨道II上P点的加速度大于Q点的加速度，故C错误；D项：卫星在轨道II上无动力飞行时，只有月球引力做功，满足机械能守恒，当从Q运动到P时，月球引力做正功，引力势能减小，动能增加，机械能不变，故D正确。11.地球有众多人造卫星，若已知质量为m的某卫星在圆轨道上运动，它到地面的距离等于地球半径R，地面上的重力加速度为g，忽略地球自转影响，则（ ）A. 卫星轨道处的重力加速度为B. 卫星运动的速度大小为C. 卫星运动的周期为D. 卫星运动的向心加速度大小为【答案】AC【解析】【详解】A项：由题意知，卫星运动的轨道半径r=R+h=2R，在地球表面有
12、：，对于卫星有万有引力提供圆周运动向心力：由式得：，可得：轨道处的重力加速度，故A正确；B项：卫星运动速度大小，故B错误；C项：卫星运动的周期，故C正确；D项：卫星运动的向心加速度，故D错误。12.放在粗糙水平地面上的物体受到水平拉力的作用，在06s内其速度与时间的图象和该拉力的功率与时间的图像分别如图所示下列说法正确的是（ ）A. 06s内物体的位移大小为30mB. 06s内拉力做的功为70JC. 合外力在26s内做的功不等于0D. 滑动摩擦力的大小为0.6N【答案】AB【解析】【详解】A项：内物体的位移大小为：，故A正确；B项：内，物体的加速度为：，由图，当P=30W时，v=6m/s，得到
13、牵引力为：，在内物体的位移为x1=6m，则拉力做功为：W1=Fx1=56J=30J26s内拉力做的功为：W2=Pt=104J=40J所以06s内拉力做的功为：W=W1+W2=70J故B正确；C项：在内，物体做匀速运动，合力做零，故合外力做功为零，故C错误；D项：在内，v=6m/s，P=10W，物体做匀速运动，摩擦力为：f=F，得：，故D错误。二、实验题（本大题共2小题，共16 分，把答案填写在答题卡指定的答题处。）13.在电影短片登陆阿尔法46号星球中，宇航员尤利列农找到了木星的阿尔法46号卫星，他驾驶宇宙飞船飞近并进入靠近该卫星表面的圆形轨道绕行数圈后，成功着陆。飞船上备有以下实验器材：精确
14、秒表一个，已知质量为m的物体一个，弹簧测力计一个。已知宇航员测得飞船在该卫星表面的圆形轨道上绕行N圈的时间为t，安全着陆后，用弹簧秤测得物体的重力为F。依据测量数据，可求出该卫星的半径R表达式为_，该卫星质量M表达式为_。【答案】 (1). (2). 【解析】【详解】由题意知，飞船的周期 ，在地面重m的物体受到重力为F，则可得地球表面重力加速度，令该卫星的半径为R，质量为M，则有：万有引力提供飞船圆周运动的向心力有： 联立解得：，。14.用如图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 的交流电和直流电两种，重物从高处由静止开始落下，重物拖着的纸带通过打点计时器
15、打出一系列的点，对纸带上的点的痕迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。（1）下面列举了该实验的几个操作步骤：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端上；C用天平测量出重物的质量；D先释放悬挂纸带的夹子，后接通电源开关打出一条纸带；E测量打出的纸带上某些点之间的距离；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。其中没有必要进行的步骤是_；操作不恰当的步骤是_。（2）某同学做“验证机械能守恒定律”的实验时，打下的一条纸带如图所示，0点为起始点，测得3 点、6 点、9 点与第一点0 间的距离分别为hA=1.75cm，hB=7.00cm，hC=15.70cm，
16、交流电的周期是0.02s，当地的重力加速度g=9.8m/s2，设重物的质量是m=1.00kg，则从0 点到6 点，重物的动能增量EK=_J，重物重力势能减少量EP=_J。（保留2位有效数字）（3）由此得出的结论是_。【答案】 (1). C (2). BD (3). 0.68 (4). 0.69 (5). 在误差允许范围内重力势能减少量等于动能的增加量【解析】【详解】(1)C：因为我们是比较mgh、的大小关系，故m可约去比较，不需要用天平，故C没有必要；B：将打点计时器应接到电源的“交流输出”上，故B错误；D：先接通电源，再释放纸带，打出一条纸带，故D错误；(2) 利用匀变速直线运动的推论有：,
17、动能增量从0到打下计数点6的过程中，重锤重力势能减小量为；(3)在误差允许范围内重力势能减少量等于动能的增加量。三、计算题(本题共3小题，共36分。把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。解答题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)15.如图所示，一个质量为m的物块放在水平地面上，现在对物块施加一个大小为F的水平恒力，使物块从静止开始向右移动距离x后立即撤去F。物块与水平地面间的动摩擦因数为。求：（1）撤去F时，物块的速度大小；（2）撤去F后，物块还能滑行多远。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）设撤去F时物
18、块的速度大小为v，由动能定理得： 解得： （2）设撤去F后物块还能滑行的距离为x，从静止到物块停下的过程中，由动能定理得： 解得：。16.据报道，2016年2月18日嫦娥三号着陆器玉兔号成功自主“醒来”，嫦娥一号卫星系统总指挥兼总设计师叶培建院士介绍说，自2013年12月14日月面软着陆以来，中国嫦娥三号月球探测器创造了全世界在月工作最长记录。若在月表面以初速度v0竖直上抛一物体时，该物体上升的最大高度为H，已知月球半径为R，万有引力常量为G，根据以上条件，求：（1）月球的密度；（2）探测器在月球表面运行的周期。【答案】（1） （2）【解析】【详解】（1）在月球表面以初速度v0竖直上抛出一物体
19、，则该物体上升的最大高度为H由运动学公式可知，得： 根据知，月球的质量 ， 又有 ，则月球的密度为：， （2）探测器环绕月球做匀速圆周运动，故： 得： 又有 则：。17.近年来，我国大力发展航空航天事业，并取得了巨大成就。我国在20世纪发射了“天宫一号”，这是中国太空空间站的雏形，也预示着中国空间站的开端，在2016年，中国的“天宫二号”作为空间站的建立组成部件成功发射。我国专家预计在2024年中国将直接跳过“天宫三号”而建立空间站，到那个时候，我们不仅要登月球，探火星，还会飞向更深、更远的宇宙太空。若在不久的将来，我国宇航员发现了一颗未知星球，并成功在该星球上着陆。已知这颗星球的半径为R=5
20、000km，为测得该星球表面的重力加速度和该星球的第一宇宙速度，做了如下实验：在星球表面建立如图甲所示的实验装置，该装置由竖直平面内的光滑轨道AB和光滑圆弧轨道BC组成，将质量m=0.2kg的小球，从轨道AB 上高H处的某点静止滑下，用力传感器测出小球经过C点时对轨道的压力F，改变H的大小，F随H的变化关系如图乙所示，求：（1）该星球表面重力加速度；（2）该星球的第一宇宙速度大小。【答案】（1）（2）【解析】【详解】（1）设圆弧轨道BC的半径为r，小球过C点时满足： 从出发点到C点由机械能守恒定律得： 联立 解得： 由图乙可知：当时，； 当时，； 代入可解得 ， （2）第一宇宙速度是最大的环绕速度，则： 可得 。