學必求其心得，業必貴于專精學必求其心得，業必貴于專精學必求其心得，業必貴于專精江西省吉安一中2019-2020學年高一下學期期中考試物理試題含解析吉安一中2019—2020學年度下學期期中考試高一物理試卷一、選擇題(本題共10小題每小題4分共40分，在每小題給出的四個選項中，第1－6只有一個選項符合題目要求，第7—10題有多個選項符合要求全選對的得4分選對但不全的得2分選錯不得分）1.以下關于行星運動及萬有引力的描述正確的是A.卡文迪許利用扭秤實驗測出了引力常量的數值B.太陽對行星的引力與地球對月球的引力屬于不同性質的力C.牛頓提出的萬有引力定律只適用于天體之間D。開普勒認為行星繞太陽運行的軌道是橢圓，行星在軌道上各個地方的速率均相等【答案】A【解析】【詳解】A．牛頓發現萬有引力定律后，并沒能測得萬有引力常量，而是由卡文迪許用扭秤實驗測出了萬有引力常量，故A正確；B．行星對太陽的引力和太陽對行星的引力都是萬有引力，性質相同，故B錯誤;C．牛頓發現了萬有引力定律，適用自然界中任何物體,故C錯誤；D．開普勒發現行星沿橢圓軌道繞太陽運動,但行星在橢圓軌道上各個地方的速率不相等，故D錯誤．故選A。2。如圖所示，水平面上固定有一個斜面，從斜面頂端向右平拋一個小球，當初速度為時，小球恰好落到斜面底端，飛行時間為。現用不同的初速度從該斜面頂端向右平拋這個小球，以下圖像能正確表示平拋運動的飛行時間隨變化的函數關系的是(）A。 B.C. D。【答案】B【解析】【詳解】AD．平拋運動豎直方向為自由落體運動水平方向為勻速直線運動若初速度大于，在高度不變時水平位移就會大于,此時小球落在水平面上，高度不變，所以飛行時間不變,結合圖像可知,AD錯誤；BC．若初速度小于，則會落在斜面上，此時設斜面的傾角為，則有得到時間可見B正確,C錯誤。故選B。3.質量為2kg的物塊放在粗糙水平面上，在水平拉力的作用下由靜止開始運動，物塊動能Ek與其發生位移x之間的關系如圖所示．已知物塊與水平面間的動摩擦因數μ＝0.2，重力加速度g取10m/s2，則下列說法正確的是(）A.x＝1m時速度大小為2m/sB。x＝3m時物塊的加速度大小為2。5m/s2C.在前4m位移過程中拉力對物塊做的功為9JD。在前4m位移過程中物塊所經歷的時間為2.8s【答案】D【解析】【詳解】根據動能定理可知,物體在兩段運動中所受合外力恒定,則物體做勻加速運動;由圖象可知x=1m時動能為2J，,故A錯誤；同理，當x=2m時動能為4J,v2=2m/s；當x=4m時動能為9J，v4=3m/s,則2～4m,有2a2x2＝v42?v22,解得2～4m加速度為a2＝1。25m/s2,故B錯誤；對物體運動全過程，由動能定理得：WF+（—μmgx)=Ek末-0，解得WF=25J，故C錯誤；

0~2m過程，;2～4m過程，，故總時間為2s+0。8s=2.8s，D正確．4.如圖所示,一根長為L的輕桿，O端用鉸鏈固定，另一端固定著一個小球A，輕桿靠在一個高為h的物塊上。若物塊與地面摩擦不計，則當物塊以速度v向右運動至輕桿與水平方向夾角為θ時，物塊與輕桿的接觸點為B,下列說法正確的是（）A.A的角速度大于B點的角速度B.A的線速度等于B點的線速度C。小球A轉動的角速度為D。小球A的線速度大小為【答案】D【解析】【詳解】AB．已知A、B是繞軸運動，所以兩點具有相同的角速度大小，即根據知A的線速度大于B點的線速度，故AB錯誤；CD．當物塊以速度v向右運動至桿與水平方向夾角為θ時，B點的線速度等于木塊的速度在垂直于桿子方向上的分速度則桿子的角速度則小球A的線速度故C錯誤，D正確。故選D。5。一宇航員到達半徑為R、密度均勻的某星球表面,做如下實驗：用不可伸長的輕繩拴一質量為m的小球，上端固定在O點，如圖甲所示，在最低點給小球某一初速度,使其繞O點的豎直面內做圓周運動，測得繩的拉力F大小隨時間t的變化規律如圖乙所示．F1＝7F2，設R、m、引力常量G以及F1為已知量，忽略各種阻力．以下說法正確的是A.該星球表面的重力加速度為B.衛星繞該星球的第一宇宙速度為C.星球的密度為D.小球過最高點的最小速度為0【答案】C【解析】設砝碼在最低點時細線的拉力為F1，速度為v1，則

①

設砝碼在最高點細線的拉力為F2，速度為v2，則

②

由機械能守恒定律得③

由①、②、③解得

④

F1=7F2，所以該星球表面的重力加速度為．故A錯誤．根據萬有引力提供向心力得:衛星繞該星球的第一宇宙速度為，故B錯誤．在星球表面,萬有引力近似等于重力⑤

由④、⑤解得,星球的密度：,選項C正確；

小球在最高點受重力和繩子拉力，根據牛頓運動定律得:所以小球在最高點的最小速．故D錯誤．故選C．點睛：根據砝碼做圓周運動時在最高點和最低點的運動規律，找出向心力的大小，可以求得重力加速度;知道在星球表面時，萬有引力和重力近似相等，而貼著星球的表面做圓周運動時，物體的重力就作為做圓周運動的向心力．6.如圖所示，粗糙水平圓盤上，質量相等的A、B兩物塊疊放在一起，隨圓盤一起做勻速圓周運動,則下列說法正確的是（)A。A對B的摩擦力指向圓心B。B運動所需向心力大于A運動所需的向心力C。盤對B的摩擦力是B對A的摩擦力的2倍D。若逐漸增大圓盤的轉速（A、B兩物塊仍相對盤靜止）,盤對B的摩擦力始終指向圓心且不斷增大【答案】C【解析】【詳解】A．兩物體隨圓盤轉動,都有沿半徑向外的滑動趨勢，受力分析如圖則所受靜摩擦力均沿半徑指向圓心，由牛頓第三定理可知A對B的靜摩擦力沿半徑向外，故A錯誤;B．兩物體隨圓盤轉動，角速度相同為，運動半徑為，則兩物體轉動所需的向心力均為，即B運動所需的向心力等于A運動所需的向心力，故B錯誤;C．對整體由牛頓第二定律可知對A由牛頓第二定律得則盤對B的摩擦力是B對A的摩擦力的2倍，故C正確;D．在增大圓盤轉速的瞬間，兩物體有沿半徑向外的趨勢和沿切線向后的趨勢,則此時靜摩擦力方向在徑向和切向之間，與線速度成銳角，徑向分力繼續提供向心力，切向分力提供切向加速度使線速度增大，從而保證滑塊繼續跟著圓盤轉動，而物體隨轉盤一起轉時靜摩擦力又恢復成沿半徑方向提供向心力，故增大圓盤轉速,盤對B的摩擦力大小不斷增大，但方向不是始終指向圓心，故D錯誤.故選C.7.如圖所示，輕桿長3L，在桿兩端分別固定質量均為m的球A和B,光滑水平轉軸穿過桿上距球A為L處的O點，外界給系統一定能量后,桿和球在豎直平面內轉動，球B運動到最高點時，桿對球B恰好無作用力．忽略空氣阻力．則球B在最高點時A。球B的速度為B.球A的速度大小為C.水平轉軸對桿的作用力為1。5mgD。水平轉軸對桿的作用力為2.5mg【答案】BC【解析】【詳解】球B運動到最高點時，球B對桿恰好無作用力，即重力恰好提供向心力，則有：,解得，故A錯誤；由于A、B兩球的角速度相等，由v=ωr得球A的速度大小為：，故B正確；B球到最高點時，對桿無彈力，此時A球受重力和拉力的合力提供向心力，有：,解得：F=1。5mg，可得水平轉軸對桿的作用力為1。5mg，故C正確,D錯誤．8。如圖所示,A、B為繞地球做勻速圓周運動的兩顆人造地球衛星，兩衛星運動是在同一平面內且繞行方向相同，某時刻A、B相距最近。若A、B兩衛星的運行軌道半徑之比，A、B兩衛星的周期分別為TA、TB,不計兩衛星間的引力作用，則下列說法正確的是（）A.A、B兩衛星的周期之比B。A衛星可以通過減小速度的方法實現和B衛星對接C。A、B兩衛星再過相距最近D。B運動一周的過程中,A、B共線了14次【答案】AD【解析】【詳解】A．兩衛星都由萬有引力提供向心力，有可得由軌道半徑之比，可得周期之比為，故A正確；B．若A衛星在低軌道減速，出現萬有引力大于向心力要做近心運動，A會離B越來越遠而不能成功對接，正確的做法是A衛星加速從而離心可以和B對接，故B錯誤；C．兩衛星從最近到最近滿足轉的快的A比B多轉一圈，有結合可解得所用時間為故C錯誤;D．B轉動一周時間為，設兩衛星從最近到最近出現n次,有解得而每出現一次最近之前出現兩衛星在地球兩側相距最遠的情況,而最近和最遠都屬于兩衛星共線,則一共出現次，故D正確。故選AD.9.如圖甲所示，一傾角為37°的傳送帶以恒定速度運行。現將一質量m＝1kg的物體拋上傳送帶，物體相對地面的速度隨時間變化的關系如圖乙所示，取沿傳送帶向上為正方向,g取10m/s2，sin37°=0。6,cos37°=0。8。則下列說法正確的是（）A.0～8s內物體位移的大小是18mB.0～8s內物體機械能增量是90JC.0～8s內物體機械能增量是84JD.0～8s內物體與傳送帶因摩擦產生的熱量是126J【答案】BD【解析】【詳解】A．根據圖象與時間軸圍成的“面積”大小等于物體的位移,可得內物體的位移故A錯誤；BC．內物體的機械能的增加量等于物體重力勢能的增加量和動能增加量的和故B正確，C錯誤;D．內物體與傳送帶由于摩擦產生熱量等于摩擦力乘以二者間的相對位移大小故D正確。故選BD。10.如圖所示，水平光滑長桿上套有小物塊A，細線跨過位于O點的輕質光滑定滑輪,一端連接A，另一端懸掛小物塊B，物塊A、B質量相等．C為O點正下方桿上的點，滑輪到桿的距離OC＝h，重力加速度為g.開始時A位于P點，PO與水平方向的夾角為,現將A、B由靜止釋放,下列說法正確的是（）A。物塊A由P點出發第一次到達C點過程中，速度先增大后減小B.物塊A經過C點時的速度大小為C.物塊A在桿上長為的范圍內做往復運動D。在物塊A由P點出發第一次到達C點過程中，物塊B克服細線拉力做的功小于B重力勢能的減少量【答案】BC【解析】【詳解】A．物塊A由P點出發第一次到達C點過程中，繩子拉力對A做正功，其余的力不做功，所以物體A的動能不斷增大，速度不斷增大,故A錯誤．

B．物體到C點時物塊B的速度為零．設物塊A經過C點時的速度大小為v．根據系統的機械能守恒得：，得，故B正確．

C．由幾何知識可得，由于A、B組成的系統機械能守恒，由對稱性可得物塊A在桿上長為2h的范圍內做往復運動．故C正確．

D．物體到C點時物塊B的速度為零．根據功能關系可知，在物塊A由P點出發第一次到達C點過程中，物塊B克服細線拉力做的功等于B重力勢能的減少量，故D錯誤．二、實驗題（每空2分,共18分）11.如圖所示，某同學要在自己的一輛自行車上裝上顯示自行車行駛速度和行駛里程的“碼表”．“碼表"由永磁鐵、傳感器、表體三個基本部件構成．傳感器固定在自行車的前叉上，永磁鐵固定在輪子的輻條上，車輪轉一周，永磁鐵就經過傳感器一次，傳感器在磁鐵的作用下產生一個脈沖信號，脈沖信號被安裝在車把上的“表體”記錄下來，經過“碼表”內部電路處理之后就能顯示出自行車行駛速度和行駛里程．（1)設騎行過程中“碼表”內部記錄到了傳感器的脈沖信號頻率f，還需要給“表體”輸入一個必要的數據，才能正確顯示出自行車的騎行速度．這位同學應該輸入的數據是_____．（2）在騎行過程中，從接收到第一個脈沖信號到接收到第n個脈沖信號這段時間內,騎行里程是_____．(3)如果有一只“碼表”是跟男式大輪自行車配套的，現把它裝在女式小輪自行車上，則顯示出的騎行速度為_____．（填“偏大”、“準確”、“偏小"）【答案】（1)。車輪的半徑R（2）.2(n﹣1)πR（3）.偏大【解析】【詳解】（1）[1］由于，v＝rω，所以還需要的數據就是車輪的半徑R,（2)[2］從接收到第一個脈沖信號到接收到第n個脈沖信號這段時間內自行車走了為n﹣1圈，故騎行里程為2（n﹣1)πR；（3）［3］從男式大輪自行車裝在女式小輪自行車上,由于半徑R變小，故數據偏大．12。利用物體的自由落體運動做“驗證機械能守恒定律”實驗是實驗室常用的實驗方法，記錄小球的自由落體運動通常有三種方法：①用打點計時器；②用光電門；③用頻閃照相機。三種裝置如圖所示。打點計時器是大家所熟知的，光電門可記錄小球通過光電門的時間，頻閃照相在按下快門的同時切斷電磁鐵的電源讓小球自由下落.（1)關于上圖這三種實驗方法，下列說法正確的是________A。方法①③需要測量的量和計算方法相同B.方法②需要測量小球直徑dC。三種方法都需要測量下落重物的質量D。方法③的系統誤差最小(2）下圖是兩位同學利用方法①實驗操作時釋放紙帶瞬間的照片，你認為操作正確的是_______（3）方法②中測得小球被電磁鐵吸住的位置到光電門的距離為h，小球直徑為d，通過光電門的時間為，重力加速度為g。當______≈______時,可認為小球下落過程中機械能守恒。（4)方法③得到如下圖所示頻閃照片,測量結果已標注在圖上，從小球由O點開始運動，到拍下D像,小球重力勢能的減少量______J，小球動能的增加量_______J.（取，小球質量為，頻閃照相機每隔0。05s閃光一次，結果保留三位有效數字）【答案】(1）。ABD(2）.B(3）。gh（4)。（5).1。92（6)。1。92【解析】【詳解】（1）[1］A．①③實驗要確定出下落高度與獲得的速度，所用的方法都是留跡法，故A正確;B．方法②要由求速度則需要測量小球直徑d,故B正確;C．三種方法驗證機械能時動能和重力勢能都含有質量m，則質量可以約掉，故三種方法都不需要測量下落重物的質量，故C錯誤；D．方法①紙帶與計時器有摩擦，方法②用平均速度測量速度有誤差，方法③避免了①②兩種情況,系統誤差小，故D正確。故選ABD.(2)[2]A圖中的重物離打點計時器太遠,導致紙帶有很長一截不能打點，故B圖的操作是正確的，有效的利用了紙帶打點。(3）[3]［4]方法②中，實驗原理為驗證重力勢能的減少量等于動能的增加量,有即驗證機械能守恒定律需滿足（4）［5］［6]方法③中,小球重力勢能的減少量△Ep=mgh=1×9.8×(11.02+8。57)×10-2J=1.92J小球動能的增加量為三、計算題（共42分）13。2018年12月08日凌晨2時23分，我國在西昌衛星發射中心用長征三號乙運載火箭成功發射嫦娥四號探測器,開啟了月球探測的新旅程．嫦娥四號探測器后續將經歷地月轉移、近月制動、環月飛行,最終實現人類首次月球背面軟著陸．設環月飛行階段嫦娥四號探測器在靠近月球表面的軌道上做勻速圓周運動，經過t秒運動了N圈，已知該月球的半徑為R，引力常量為G，求：(1)探測器在此軌道上運動的周期T；（2）月球的質量M；(3）月球表面的重力加速度g．【答案】（1）（2）（3)【解析】【詳解】（1）探測器在軌道上運動的周期;（2）根據得，行星的質量；（3）根據萬有引力等于重力得,,解得14。如圖甲所示,豎直平面內的光滑軌道由傾斜直軌道AB和圓軌道BCD組成，AB和BCD相切于B點，CD連線是圓軌道豎直方向的直徑（C,D為圓軌道的最低點和最高點）,且∠BOC=θ=37°.可視為質點的小滑塊從軌道AB上高H處的某點由靜止滑下,用力傳感器測出滑塊經過圓軌道最高點D時對軌道的壓力為F,并得到如圖乙所示的壓力F與高度H的關系圖象．求：(取sin37°=0。6，cos37°=0。8）(1)如果滑塊恰好能夠通過最高點D，求滑塊靜止釋放的初始高度H0。（2)求滑塊的質量和圓軌道的半徑．【答案】（1）0。5m.(2)0.1kg0.2m【解析】【詳解】解：(１）滑塊恰好能夠通過最高點D,則有滑塊從A運動到D的過程，由機械能守恒得：解得（２）滑塊從A運動到D的過程,由機械能守恒得：D點，由牛頓第二定律得：得：取點（0.50m，0）和(1。00m,5.0N）代入上式解得：

15。如圖所示，在高h1＝30m的光滑水平平臺上，質量m＝1kg的小物塊壓縮彈簧后被鎖扣K鎖住，儲存了一定量的彈性勢能Ep。若打開鎖扣K，小物塊將以一定的水平速度v1向右滑下平臺，做平拋運動，并恰好能沿光滑圓弧形軌道BC的B點的切線方向進入圓弧形軌道.B點的高度h2＝15m，圓弧軌道的圓心O與平臺等高，軌道最低點C的切線水平，并與地面上長為L＝50m的水平粗糙軌道CD平滑連接,小物塊沿軌道BCD運動并與右邊墻壁發生碰撞，取g＝10m/s2：（1)求小物塊由A到B的運動時間t;（2）求小物塊原來壓縮彈簧時儲存的彈性勢能Ep的大小；(3）若小物塊與墻壁只發生一次碰撞，碰后速度等大反向，反向運動過程中沒有沖出B點，最后停在軌道CD上的某點P(P點未畫出）。設小物塊與軌道CD之間的動摩擦因數為μ，求μ的取值范圍。【答案