2019-2020学年山东省潍坊市五县联考高一(下)期中物理试卷

2019-2020学年山东省潍坊市五县联考高一（下）期中物理试卷

一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．

1．（3分）许多科学家在物理学的发展过程中作出了重要贡献，下列叙述符合事实的是（）A．开普勒首先指出了行星绕太阳运动的轨道不是圆，而是椭圆

B．牛顿总结出了行星运动的规律，发现了万有引力定律

C．天王星是人们根据万有引力定律计算出其轨道后才发现的，被称为“笔尖下发现的行星”

D．牛顿第一次在实验室里测出了万有引力常量

2．（3分）一同学将质量为10kg垃圾桶从教学楼5楼提到1楼，此过程该同学对垃圾桶做的功约为（）A．120J B．1200J C．﹣120J D．﹣1200J

3．（3分）如图甲所示，玻璃管竖直放置，当红蜡块从玻璃管的最下端开始匀速上升的同时，使玻璃管水平向右匀加速运动，直至红蜡块到达玻璃管的最上端。此过程红蜡块运动的轨迹可能为乙图中的（）

A．S B．R

C．Q D．以上三种情况都有可能

4．（3分）如图所示，将质量为0.5kg的物体以一定的初速度水平抛出，飞行1s后垂直撞在倾角θ为45°的斜面上，g取10m/s2．则物体与斜面相碰前的动能为（）

A．25J B．50J C．100J D．J

5．（3分）一颗质量为0.05kg的子弹以300m/s的速度打穿一块厚度为5cm的木板后速度变为100m/s，则子弹打穿木板的过程，木板对子弹的平均阻力为（）

A．2×103N B．4×103N C．2×104N D．4×104N

F1对物体做功﹣6J，F2对物体做功8J，则物体获得的动能为（）

A．﹣10J B．2J C．10J D．14J

7．（3分）如图所示，桌面高度为h，质量为m的小球，从离桌面高H的A点处自由下落，落到地面上的B点处，取桌面为零势能面，小球可视为质点。则下列说法正确的是（）

A．小球在A处的重力势能为mg（H+h）

B．小球在B处的重力势能为0

C．整个下落过程重力对小球做的功为mg（H+h）

D．小球落到地面前瞬间重力的功率为

8．（3分）我国自主建设的北斗卫星导航系统由数十颗卫星构成，目前已向一带一路沿线国家提供相关服务，若其中的两颗人造卫星甲和乙，它们的轨道近似为圆。已知甲的周期为12小时，乙的周期为16小时，则甲乙两颗卫星的（）

A．线速度之比为

B．角速度之比为

C．向心加速度之比为

D．向心力之比为

二、多项选择题：本题共4小题，共16分．在每小题给出的四个选项中有多项符合题目要求．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分．

9．（4分）如图所示，一个圆盘绕过圆心O且与盘面垂直的竖直轴匀速转动，角速度为ω，盘面上有一质量为m的物块随圆盘一起转动，物块到转轴的距离为r，下列说法正确的是（）

B．物块所受的静摩擦力方向始终指向圆心

C．物块需要的向心力大小为mωr2

D．物块所受的静摩擦力大小为mω2r

10．（4分）探索精神是人类进步的动力源泉。在向未知的宇宙探索过程中，有一宇宙飞船飞到了某行星附近，绕着该行星做匀速圆周运动，该宇宙飞船相对于行星位置不变。测出宇宙飞船运动的周期为T，线速度大小为v，已知引力常量为G，则下列正确的是（）

A．该宇宙飞船的轨道半径为

B．该行星的质量为

C．该行星的平均密度为

D．该行星表面的重力加速度为

11．（4分）如图所示，将一质量为m的摆球用长为L的细绳吊起，上端固定，使摆球在水平面内做匀速圆周运动，细绳就会沿圆锥面旋转，这样就构成了一个圆锥摆。已知重力加速度为g，细绳与竖直方向的夹角为θ．下列说法中正确的是（）

A．摆球受重力、拉力和向心力的作用

B．摆球的线速度大小为

C．摆球的周期为

D．摆线上的拉力大小为

12．（4分）如图所示，坐在雪橇上的人与雪橇的总质量为m，在与水平面成θ角的恒定拉力F作用下，由静止开始沿水平地面向右加速移动了一段距离l。已知雪橇与地面间的动摩擦因数为μ，则整个运动过程中（）

B．拉力F做的功为Flcosθ

C．摩擦力做的功为μl（mg﹣Fsinθ）

D．雪橇获得的动能为Flcosθ﹣μl（mg﹣Fsinθ）

三、非选择题：本题共6小题，共计60分．

13．（6分）验证动能定理的实验装置如图所示，较长的小车的前端固定有力传感器，能测出小车所受的拉力，小车上固定两个完全相同的遮光条A、B，小车放在安装有定滑轮和光电门的轨道D上，光电门可记录遮光条A、B 通过它时的挡光时间。用不可伸长的细线将小车与质量为m的重物相连，轨道放在水平桌面上，细线与轨道平行（滑轮质量、摩擦不计）。实验主要步骤如下：

①测量小车、传感器及遮光条的总质量M，遮光条的宽度d；

②按图正确连接器材；

③由静止释放小车，小车在细线拉动下运动，记录传感器的示数F及遮光条A、B经过光电门的挡光时间t A、t B。

（1）实验前用垫块垫高轨道左端平衡摩擦力，若不挂重物，发现遮光条A、B经过光电门的挡光时间t A＞t B，则应将垫块向（选填“左”或“右”）移动。

（2）为验证动能定理还需要测量的物理量是：

A．两遮光条A、B间的距离L

B．重物的质量m

C．开始释放时遮光片A到光电门的距离s

（3）验证动能定理是否成立需要验证的表达式为（用所测物理量的符号表示）。

14．（8分）在“探究平抛运动规律”的实验中，某同学将斜槽固定在桌子边缘，将贴有坐标纸的方木板靠近斜槽固定，坐标纸的横线与小球出射方向平行。正确调整后进行实验，让小球从斜槽上某一位置滚下，用频闪照相机记录小球在不同时刻的位置，如图中a、b、c、d所示，用刻度尺测得方格纸每格边长为0.4m。

（1）下列关于实验的说法正确的是。

C．贴有方格纸的木板必须竖直固定

D．位置a就是小球在槽末端的抛出点

（2）本实验中频闪照相机拍照的时间间隔为s，小球平抛的初速度为m/s。

（3）小球经过a点时的速度大小为m/s。

15．（8分）某课外小组经长期观测某行星及其周围的一颗卫星，观测发现，卫星绕该行星做匀速圆周运动的轨道半径为r，周期为T，行星的半径为R．已知万有引力常量为G，求：

（1）该行星的平均密度；

（2）该行星的第一宇宙速度。

16．（8分）跳台滑雪轨道如图所示，竖直面内的圆形轨道最低点与斜坡轨道相接于B点，斜坡与水平方向夹角为37°，斜坡足够长。圆形轨道的圆心为O，半径R＝100m，运动员从圆轨道上的A点由静止自由滑下，OA与OB夹角为37°，运动员从跳台B点水平飞出。运动员的质量为m＝60kg，重力加速度为g＝10m/s2，不计一切摩擦和空气阻力。（已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，）求运动员：

（1）到B点时对圆弧的压力；

（2）落到斜坡上时到B点的距离。

17．（14分）电动机从很深的矿井中提升重物，重物由静止开始竖直向上做匀加速运动，加速度大小为2m/s2，当电动机输出功率达到其允许输出的最大值时，保持该功率不变。已知重物质量为50kg，电动机最大输出功率为6kW，取g＝10m/s2，求：

（2）匀加速阶段电动机的平均功率；

（3）重物上升的最大速度。

18．（16分）如图所示，竖直平面内半径为R＝1.6 m的光滑半圆形轨道，与水平轨道AB相连接，AB的长度为x ＝5.0 m．一质量为m＝1kg的滑块，在水平恒力F作用下由静止开始从A向B运动，滑块与水平轨道间的动摩擦因数为μ＝0.3，到B点时撤去力F，滑块恰好沿圆轨道通过最高点C．求：

（1）恒力F大小；

（2）滑块从A到B运动的时间；

（3）滑块从C点抛出后到落点的水平位移。

2019-2020学年山东省潍坊市五县联考高一（下）期中物理试卷

参考答案与试题解析

一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．

1．【解答】解：A、开普勒首先指出了行星绕太阳运动的轨道不是圆，而是椭圆，故A正确；

B、牛顿总结出了行星运动的规律，卡文迪许发现了万有引力定律，故B错误；

C、海王星是人们根据万有引力定律计算出其轨道后才发现的，被称为“笔尖下发现的行星”，故C错误；

D、卡文迪许第一次在实验室里测出了万有引力常量，故D错误。

故选：A。

2．【解答】解：假设每层楼高为3m，从教学楼5楼提到1楼，下降的高度约为：h＝（5﹣1）×3m＝12m，对垃圾桶受力分析，根据平衡条件，可知该同学对垃圾桶的力约为：F＝mg，由求功公式得此过程该同学对垃圾桶做的功约为：W＝﹣Fh＝﹣10×10×12J＝﹣1200J，故D正确，ABC错误。

故选：D。

3．【解答】解：当合速度的方向与合力（合加速度）的方向不在同一条直线上，物体将做曲线运动，且轨迹夹在速度与合力方向之间，轨迹的凹向大致指向合力的方向。

红蜡块的合速度方向与合加速度方向水平向右，不在同一直线上，轨迹的凹向要大致指向合力的方向，即如图乙中曲线Q所示，故C正确，ABD错误。

故选：C。

4．【解答】解：物体做平抛运动，物体撞在斜面上时竖直分速度v y＝gt＝10×1m/s＝10m/s 物体垂直地撞在倾角θ为45°的斜面上，根据几何关系可知此时速度方向与水平方向的夹角为45°，则物体与斜面相碰前的速度为

v＝v y＝10m/s

故动能为E k＝＝2J＝50J，故ACD错误，B正确。

故选：B。

5．【解答】解：设子弹的初速度为v0，打穿一块后速度为v，木板对子弹的阻力做功为W；

由动能定理得：﹣fx＝，解得f＝4×104N，故ABC错误，D正确。

6．【解答】解：合外力做的总功为等于各力做功的代数和：

故W＝W1+W2＝8﹣6＝2J

根据动能定理可得：解得

，故ACD错误，B正确；

故选：B。

7．【解答】解：A、取桌面为零势能面小球在A处的重力势能为E pA＝mgH，故A错误；

B、小球在B处的重力势能为E pB＝﹣mgh，故B错误；

C、整个下落过程重力对小球做的功为W＝mg（H+h），故C正确，故C正确；

D、小球做自由落体运动，则2g（H+h）＝v2，解得v＝，过落地前重力的瞬时功率P＝mgv＝mg

，故D错误；

故选：C。

8．【解答】解：人造卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，＝m＝m＝mω2r＝ma，解得轨道半径：r＝，线速度：v＝，角速度：，向心加速度：a＝，

已知甲的周期为12小时，乙的周期为16小时，则轨道半径之比为，

线速度之比为：，角速度之比为3：4，向心加速度之比为，

由于卫星质量未知，则向心力无法比较，故C正确，ABD错误。

故选：C。

二、多项选择题：本题共4小题，共16分．在每小题给出的四个选项中有多项符合题目要求．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分．

9．【解答】解：A、物块随圆盘做匀速圆周运动，加速度始终指向圆心，故做的是变加速圆周运动，故A错误；

B、对物块受力分析，受到重力，支持力和静摩擦力，其中重力和支持力合力为零，只有静摩擦力提供向心力，

故B正确；

C、根据圆周运动的公式可知：，故C错误；

D、物块受到的静摩擦力提供向心力，故f＝mω2r，故D正确；

10．【解答】解：设行星质量为M，半径为R，飞船质量为m，行星表面重力加速度为g；

A、根据匀速圆周运动规律可得：v＝，所以，行星半径R＝，故A正确；

B、根据万有引力做向心力可得：G＝m，行星质量M＝＝，故B正确；

C、行星体积V＝，故平均密度ρ＝＝，故C正确；

D、根据行星表面物体重力等于万有引力可得：G＝mg，所以，重力加速度g＝＝＝，

故D错误；

故选：ABC。

11．【解答】解：A、摆球只受重力和拉力作用。向心力是根据效果命名的力，是几个力的合力，也可以是某个力的分力，本题中向心力是由重力与绳子拉力的合力提供的，故A错误；

B、摆球做圆周运动所需要的向心力是重力沿水平方向指向圆心的分力提供的。

即mgtanθ＝

解得v＝，故B错误；

C、根据mgtan

解得T＝，故C正确；

D、摆线上的拉力F＝，故D正确，

故选：CD。

12．【解答】解：对雪橇受力分析，如图：

A、支持力做功W N＝Nlcos90°＝0，故A正确；

B、拉力做功W F＝Flcosθ，故B正确；

C、雪橇竖直方向受力平衡：N+Fsinθ＝mg

得N＝mg﹣Fsinθ

则摩擦力f＝μN＝μ（mg﹣Fsinθ）

摩擦力做功W f＝﹣fl＝﹣μ（mg﹣Fsinθ）l，故C错误；

D、重力做功W G＝mglcos90°＝0，根据动能定理可得：W N+W F+W f+W G＝E k，

解得E k＝Flcosθ﹣μl（mg﹣Fsinθ），故D正确；

故选：ABD。

三、非选择题：本题共6小题，共计60分．

13．【解答】解：（1）小车上相同的遮光条通过光电门时间t A＞t B ，则v A＜v B，可见小车做加速运动，故需减小重力沿斜面程度较小沿轨道的分力，最终与摩擦力平衡，故应将垫块向左移动。

（2）动能定理是指合外力的功等于物体动能的变化。表示合外力的功W＝FS，F可以通过力传感器读出，S需测量，故需测出研究过程的位移，即两遮光条A、B间的距离L，故选A；

（3）由于遮光条通过光电门的时间极短因此可以利用平均速度来代替其瞬时速度，因此小车经过光电门时的瞬时速度为：，小车经过A点速度，小车经过A点速度，

以小车为研究对象，合外力做的功W＝FL，列动能定理：FL＝

故答案为：（1）左（2）A （3）FL＝

故B错误；

C、做平抛运动的物体在同一竖直面内运动，固定白纸的木板必须调节成竖直，故C正确；

D、由题目图可知，a、b、c、d竖直位移之比是1：2：3，不满足1：3：5：7，因此位置a不是小球在槽末端的

抛出点，故D错误；

故选：AC；

（2）在竖直方向上△h＝gT2，则T＝＝s＝0.2s

在水平方向上v0＝＝m/s＝4m/s。

（3）依据中时间的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，则有：v by＝ac＝＝m/s＝3m/s

那么a点的竖直方向速度大小为：v ay＝v by﹣aT＝3m/s﹣10×0.2m/s＝1m/s

根据矢量的合成法则，则经过a点时的速度大小为：v a＝＝m/s＝m/s

故答案为：（1）AC；（2）0.2；4；（3）。

15．【解答】解：（1）卫星绕行星做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力得：

＝m

解得行星质量为：M＝

根据密度公式可知，ρ＝

联立解得：ρ＝。

（2）第一宇宙速度是在行星表面运行的卫星的线速度，根据万有引力提供向心力，

＝m

解得第一宇宙速度：v＝＝。

答：（1）该行星的平均密度为。

（2）该行星的第一宇宙速度为。

解得运动员达到B点的速度大小为：v B＝20m/s

在B点对运动员，由牛顿第二定律得：

代入数据解得支持力为：N＝840N

由牛顿第三定律知，运动员在B点对圆弧的压力为：N′＝N＝840N，方向竖直向下；

（2）运动员离开B点后做平抛运动，设运动员落到斜坡上时到B点的距离为d，由平抛运动规律得：

dcos37°＝v B t

联立解得落到斜坡上时到B点的距离为：d＝75m

答：（1）运动员到B点时对圆弧的压力大小为840N，方向竖直向下；

（2）运动员落到斜坡上时到B点的距离为75m。

17．【解答】解：（1）设匀加速运动阶段牵引力为F，则：F﹣mg＝ma（1）代入数据得：F＝600N；

当电机达到最大功率时，匀加速运动结束，设此时速度为v，则Fv＝P m，＝，匀加速运动时间t＝；

（2），代入数据：；

（3）最后匀速直线运动阶段，F＝mg，P m＝mgV m，

答：（1）重物匀加速运动5s；

（2）匀加速阶段电动机的平均功率3000W；

（3）重物上升的最大速度12m/s。

18．【解答】解：（1）设滑块在C点的速度为v C，滑块在C点由重力提供向心力，由向心力公式，可得：…①

滑块由A运动至C的过程，由动能定理，可得：

…②

①②式联立，代入数值，可得：F＝11N。

（2）物体从A运动到B的过程中，加速度可按下式求得：

设从A到B的运动时间为t，则有：

…④

联立③④式，并代入数值，可得：s。

（3）滑块从C点抛出后，做平抛运动，设平抛运动时间为t0，水平位移为s，根据平抛运动规律，有：…⑤

v C t0＝s…⑥

①⑤⑥式联立，代入数值，可得s＝3.2m，即水平位移为3.2m。

答：（1）F大小为11N。

（2）A到B运动时间为。

（3）C点抛出后到落点的水平位移为3.2m。