北京市北师大附属中学2018_2019学年高一物理下学期期中试题(含解析)

北京市北师大附属中学2018-2019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10小题，每小题3分，共30分。

在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意的)
1.牛顿在1687年提出万有引力定律后，首次比较准确地测定引力常量的科学家是:
A. 开普勒
B. 伽利略
C. 卡文迪许
D. 牛顿
【答案】C
【解析】
【详解】牛顿在1687年提出万有引力定律后，首次比较准确地测定引力常数的科学家是卡文迪许.
A. 开普勒.故选项A不符合题意.
B 伽利略.故选项B不符合题意.
C. 卡文迪许.故选项C符合题意.
D. 牛顿.故选项D不符合题意.
2.下列物理量中，属于标量的是:
A. 力
B. 动能
C. 线速度
D. 向心加速度
【答案】B
【解析】
【详解】A.矢量是指既有大小又有方向的物理量，力是矢量.故选项A不符合题意.
B. 动能只有大小，没有方向，是标量.故选项B符合题意.
C. 矢量是指既有大小又有方向的物理量，线速度是矢量.故选项C不符合题意.
D.矢量是指既有大小又有方向的物理量，向心加速度是矢量.故选项D不符合题意.
3.如图所示，一物块在与水平方向成θ角的拉力F的作用下，沿水平面向右运动一段距离s。

则在此过程中，拉力F对物块所做的功为:
A. Fs
B. Fssinθ
C. Fs cosθ
D. Fs tanθ【答案】C
【解析】
【详解】物体的位移是在水平方向上，把拉力F分解为水平方向的Fcosθ，和竖直方向的Fsinθ，由于竖直方向的分力不做功，所以拉力F对物块所做的功即为水平方向的分力对物体做的功，所以W=Fcosθ•s=Fscosθ.
A. Fs.故选项A不符合题意.
B. Fssinθ.故选项B不符合题意.
C. Fscosθ.故选项C符合题意.
D. Fstanθ.故选项D不符合题意.
4.一辆汽车在平直公路上以额定功率行驶，设所受阻力不变。

在汽车加速过程中:
A. 牵引力减小，加速度增大
B. 牵引力减小，加速度减小
C. 牵引力增大，加速度增大
D. 牵引力增大，加速度减小
【答案】B
【解析】
【详解】根据
P=Fv
知，发动机的功率恒定，速度增大，牵引力减小，根据牛顿第二定律
-=
F f ma
可知加速度减小.
A. 牵引力减小，加速度增大.故选项A不符合题意.
B. 牵引力减小，加速度减小.故选项B符合题意.
C. 牵引力增大，加速度增大.故选项C不符合题意.
D. 牵引力增大，加速度减小.故选项D不符合题意.
5.北京时间2019年2月25日，在巴西进行的2019年跳水世界杯比赛中，中国选手邱波获得十米跳台冠军。

在邱波离开跳台到入水的过程中，他的重心先上升后下降。

在这一过程中，邱波所受重力做功和重力势能变化的情况是:
A. 始终做负功，重力势能一直增大
B. 始终做正功，重力势能一直减小
C. 先做负功再做正功，重力势能先增大后减小
D. 先做正功再做负功，重力势能先增大后减小
【答案】C
【解析】
【详解】在邱波离开跳台到入水的过程中，他的重心先上升后下降，故重力势能先增加后减小；由于W G=-△E p
故重力先做负功后做正功.
A. 始终做负功，重力势能一直增大.故选项A不符合题意.
B. 始终做正功，重力势能一直减小.故选项B不符合题意.
C. 先做负功再做正功，重力势能先增大后减小.故选项C符合题意.
D. 先做正功再做负功，重力势能先增大后减小.故选项D不符合题意.
6.我国发射了嫦娥号系列卫星，其中嫦娥二号可以在离月球比较近的圆轨道a上运动，嫦娥一号可以在离月球比较远的圆轨道b上运动。

下列说法正确的是:
A. 在a上运行的卫星的周期大于在b上运行的卫星的周期
B. 在a上运行的卫星的加速度大于在b上运行的卫星的加速度
C. 在a上运行的卫星的线速度小于在b上运行的卫星的线速度
D. 在a上运行的卫星的角速度小于在b上运行的卫星的角速度
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据万有引力提供向心力
2
224Mm G m r r T
π= 解得
T =
即轨道半径越大，周期越大，故卫星在a 上运行的周期小于在b 上运行的周期.故选项A 不符合题意.
B.根据万有引力提供向心力
2
Mm
G
ma r = 解得
2M a G
r
= 即轨道半径越大，加速度越小，故卫星在a 上运行时的加速度大于在b 上运行时的加速度.故选项B 符合题意.
C.根据万有引力提供向心力
22Mm v G m r r
= 解得
v =
即轨道半径越大，速度越小，故卫星在a 上运行的线速度大于在b 上运行的线速度.故选项C 不符合题意.
D.根据万有引力提供向心力
2
2
Mm G
mr r ω= 解得
ω=
即轨道半径越大，角速度越小，故卫星在a 上运行的角速度大于在b 上运行的角速度.故选项D 不符合题意.
7.关于行星围绕太阳的运动，下列说法中正确的是: A. 对于某一个行星，在近日点时线速度比远日点慢 B. 对于某一个行星，在近日点时角速度比远日点慢 C. 距离太阳越远的行星，公转周期越长
D. 如果知道行星的公转周期和环绕半径就可以求得行星质量 【答案】C 【解析】
【详解】A. 根据开普勒第二定律：对每一个行星而言，太阳行星的连线在相同时间内扫过的面积相等，可知行星绕太阳有近日点和远日点之分，近日点快，远日点慢.故选项A 不符合题意.
B. 根据开普勒第二定律：对每一个行星而言，太阳行星的
连线在相同时间内扫过的面积相等，可知行星绕太阳有近日点和远日点之分，近日点角速度大，远日点角速度小.故选项B 不符合题意.
C. 由开普勒第三定律可知：
3
2R k T
= 所以可知离太阳越远的行星，公转周期越长.故选项C 符合题意. D. 根据万有引力提供向心力
2
224Mm G m r r T
π= 解得
23
2
4r M GT π=
可得行星的质量被约掉了，所以无法求出.故选项D 不符合题意.
8.如图所示，在水平方向同一恒力F 作用下，一物体分别沿着粗糙水平面和光滑水平面从静止开始，运动相同位移x 。

物体沿着粗糙水平地面运动位移x 过程中，力F 功和平均功率分别为W 1、P 1。

物体沿着光滑水平地面运动位移x 过程中，力F 的功和平均功率分别为W 2、P 2。

则:
A. W 1>W 2、P 1>P 2
B. W 1= W 2、P 1<P 2
C. W 1= W 2、P 1>P 2
D. W 1<W 2、P 1<P 2
【答案】B 【解析】 【详解】根据
W =Fscos θ
因为力和位移都相等，则恒力做功相等即W 1= W 2。

物块在粗糙水平面上运动的加速度小于在光滑水平面上的加速度，根据
2
12
x at =
可知：在通过相同距离的
情况下，在粗糙水平面上的运动时间长。

根据
W P t
=
可知
P 1＜P 2
A. W 1>W 2、P 1>P 2.故选项A 不符合题意.
B. W 1= W 2、P 1<P 2.故选项B 符合题意.
C. W 1= W 2、P 1>P 2.故选项C 不符合题意.
D. W 1<W 2、P 1<P 2.故选项D 不符合题意.
9.地球半径是R ，地球表面的重力加速度是g ，万有引力常量是G 。

忽略地球自转的影响。

如认为地球的质量分布是均匀的，则地球的密度ρ的表达式为: A. 2
gR
G ρ= B. g GR
ρ=
C. 43g
GR
ρπ=
D. 34g
GR
ρπ=
【答案】D 【解析】
【详解】地球表面重力与万有引力相等有：
2
Mm
G
mg R = 可得地球质量为：
G
gR M 2
= 地球的体积为：
34
3
V R π=
所以地球的密度为：
34M g V GR
ρπ=
= A. 2
gR G
ρ=.故选项A 不符合题意.
B. g
GR ρ=.故选项B 不符合题意. C. 43g
GR
ρπ=.故选项C 不符合题意.
D. 34g
GR
ρπ=.故选项D 符合题意.
10.有一种地下铁道，车站的路轨建得高些，车辆进站时要上坡，出站时要下坡，如图所示。

坡高为h ，车辆的质量为m ，重力加速度为g ，车辆与路轨的摩擦力为f ，进站车辆到达坡下A 处时的速度为v 0，此时切断电动机的电源，车辆冲上坡顶到达站台B 处的速度恰好为零. 车辆从A 运动到B 的过程中克服摩擦力做的功是
A. fh
B. mgh
C. 2012
mgh mv -
D.
2
012
mv mgh - 【答案】D 【解析】
试题分析：对A 到B 的过程，运用动能定理，求出车辆从A 运动到B 的过程中克服摩擦力做的功．
对A 到B 的过程运用动能定理得：20102f mgh W mv --=-，解得：201
2
f W mv mgh =-，D 正确．
二、不定项选择题(本题共4小题，每小题4分，共16分。

在每小题给出的四个选项中，有一个或多个选项是符合题意的，全部选对得4分，选对但不全得2分，错选不得分。

) 11.质量为1kg 的物体，自由下落2s ，则在这2s 内: (取 g=10m/s 2) A. 重力做正功200J
B. 重力做正功100J
C. 重力做功的平均功率为50W
D. 重力做功的平均功率为100W
【答案】AD 【解析】
【详解】AB.下落2s 的位移为
2211
1022022
h gt m m =
=⨯⨯= 则重力做功W =mgh =1×10×20=200J .故选项A 符合题意，选项B 不符合题意. CD. 重力做功的平均功率为
200
1002
W P W W t =
== 故选项C 不符合题意，选项D 符合题意.
12.在下列所述实例中，若不计空气阻力，机械能守恒的是: A. 自由落体运动
B. 电梯减速下降过程
C. 抛出的铅球在空中运动的过程
D. 木箱沿粗糙斜面匀速下滑的过程
【答案】AC 【解析】
【详解】A.自由落体运动的过程，只受重力，所以物体机械能守恒.故选项A 符合题意.
B.人乘电梯减速下降的过程，动能和重力势能都减小，所以人的机械能不守恒.故选项B 不符合题意.
C. 抛出的铅球在空中运动的过程只受到重力的作用，所以铅球的机械能守恒.故选项C 符合题意.
D. 木箱沿粗糙斜面匀速下滑，此过程中摩擦力对物体做了负功，所以木箱的机械能不守恒.故选项D 不符合题意.
13.改变物体的质量和速度，可以改变物体的动能.在下列情况中，使物体的动能增大到原来3倍的是( )
A. 质量不变，速度增大到原来的3倍
B. 质量不变，速度增大到原来的9倍
C. 速度不变，质量增大到原来的3倍
D. 速度不变，质量增大到原来的9倍
【答案】C 【解析】 【分析】
根据动能的表达式2
12
k E mv =结合题目中的条件利用控制变量法进行分析求解好可． 【详解】A 、质量不变，速度增大到原来的3倍，根据动能的表达式2
k 1E mv 2
=，物体的动
能变为原来9倍，故A 错误.
B 、质量不变，速度增大到原来的9倍，根据动能的表达式2k 1
E mv 2
=，物体的动能变为原来81倍，故B 错误.
C 、速度不变，质量增大到原来的3倍，根据动能的表达式2k 1
E mv 2
=，物体的动能变为原来3倍，故C 正确.
D 、速度不变，质量增大到原来的9倍，根据动能的表达式2k 1
E mv 2
=，物体的动能变为原来9倍，故D 错误. 故选C.
【点睛】本题考查动能公式的掌握；这里采用控制变量法研究的，掌握动能表达式即可解决．
14.2017年4月，我国成功发射的天舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室完成了首次交会对接，对接形成的组合体仍沿天宫二号原来的轨道（可视为圆轨道）运行。

与天宫二号单独运行时相比，组合体运行的： （ ） A. 周期变大 B. 速率变大
C. 动能变大
D. 向心加速
度变大 【答案】C 【解析】
【详解】对于绕地球运行的航天器，地球对它的外有引力提供向心力，则
22
224GMm v m m r ma r r T
π===，由公式可知，半径不变，周期不变，速率不变，向心加速度不变。

由于质量增加，所以动能增大，故C 正确，ABD 错误。

三、填空题(本题共2小题，共20分)
15.2022年冬奥会将在北京举行。

高山滑雪是冬奥会的一个比赛项目，因运动快、惊险刺激而深受观众喜爱。

如图所示，运动员从高处滑至坡底的过程中，运动员所受重力做________（选填“正功”或“负功”），运动员所受摩擦力做_________（选填“正功”或“负功”）。

【答案】 (1). 正功 (2). 负功 【解析】
运动员从高处滑至坡底的过程中，运动员有竖直向下方向的位移，则所受重力做正功，运动员所受摩擦力方向与运动方向相反，则摩擦力做负功。

16.用重物的自由落体运动验证机械能守恒定律的实验中，除铁架台、铁夹、导线、打点计时器、纸带和重物外，还需选用的器材有: A. 秒表 B. 刻度尺
C. 直流电源
D. 交流电源
【答案】BD 【解析】
【详解】A.实验中由打点计时器测量时间，不再需要秒表.故选项A 不符合题意. B. 实验中需测量点迹间的距离，可知需要毫米刻度尺.故选项B 符合题意. CD.打点计时器需要接交流电源.故选项C 不符合题意，.选项D 符合题意.
17.用重物的自由落体运动验证机械能守恒定律，得到如图所示的纸带。

纸带上O 点是起始点，A 、B 、C 、D 是打点计时器连续打下的四个点，用毫米刻度尺测量O 点到A 、B 、C 、D 各点的距离，并记录在图中(单位: cm)。

已知打点计时器的电源频率为50 Hz 。

当地重力加速度g=9.80 m/s 2。

(1)纸带的测量数据中，不符合有效数字读数要求的是_________
A.18.96
B.23.01
C.27.41
D.32.2
(2)为了计算出物体重力势能变化和动能变化的具体数值，测得自由下落物体的质量
m=0.50kg 。

根据上述信息:为了保证打点计时器在打0点的时候物体的初速度为零，在做实验的时候需要先_________,再_________; 从物体开始运动到打点计时器打下B 点时，物体的动能增加量△Ek=____________J;物体的重力势能减少量△Ep=_________J;(以上运算结果保留三位有效数字)计算结果可知: △Ek________△Ep(填“大于”、“等于”、“小于”)。

造成这一结果的可能原因是______________。

【答案】 (1). D (2). 开打点计时器 (3). 释放物块 (4). △Ek =1.12J (5). △Ep=1.13J (6). △Ek 小于△Ep (7). 原因是空气阻力以及纸带与限位孔间的摩擦阻力
【解析】
【详解】（1）［1］毫米刻度尺测量长度，要求估读即读到最小刻度的下一位．这三个数据中不符合有效数字读数要求的是32.2，应记作32.20cm ．
（2）［2］［3］［4］为了保证打点计时器在打O 点的时候物体的初速度为零，在做实验的时候需要先开打点计时器，再释放物块；利用匀变速直线运动的推论：
()2
27.4118.9610/ 2.11/220.02AC B x v m s m s T --⨯===⨯ 则从物体开始运动到打点计时器打下B 点时，物体的动能增加量：
22110.50 2.11 1.1222
k B E mv J J ∆==⨯⨯= ［5］［6］［7］重力势能减小量等于△E p =mgh =0.5×9.8×0.2301 J=1.13 J 。

由计算结果可知: △E k 小于△E p ；造成这一结果的可能原因是空气阻力以及纸带与限位孔间的摩擦阻力。

四、论述、计算题(本题共3小题，共34分。

)
18.质量为2t 的汽车，保持100kW 的功率行驶，能达到的最大速度为50m/s 。

求:
(1)它以最大速度前进时，所受阻力的大小;
(2)若汽车受阻力大小不变，它的速度为10m/s 时加速度的大小;
(3)若汽车以1m/s 2的加速度做匀加速直线运动，求匀加速直线运动所用时间。

【答案】(1) 2000N (2) 4m/s 2
(3) 25s 【解析】
【详解】（1）当牵引力F =F 阻，汽车速度达到最大值，由
P =Fv max
得汽车所受阻力
3
10010=200050
F F N N ⨯==阻 （2）当汽车以10m/s 速度行使时，根据
P =Fv
得此时汽车的牵引力
3
100101000010
P F N N v ⨯'=== 汽车在水平方向受牵引力和阻力作用，根据牛顿第二定律此时汽车的加速度
22100002000/4/2000
F F a m s m s m '--===阻 （3）匀加速启动时，牵引力F 2恒定，且：
F 2-f =ma
解得
F 2=F f +ma =2000+2000×1=4000N
达到最大功率时，匀加速过程终止，此时汽车的速度为：
3
1210010/25/4000
P v m s m s F ⨯=== 匀加速持续时间为
125251
v t s s a ===
19.质量为10g 的子弹离开枪口时的速度为500m/s ，该枪枪管长0.5m 。

设子弹在枪管中始终
受到火药爆炸所产生的作用力。

求:
(1)子弹离开枪口时的动能;
(2)忽略子弹在枪管中受到的阻力，求火药爆炸产生的作用力对子弹所做的功;
(3)若将火药爆炸产生的作用力当作恒力，求此作用力的大小。

【答案】(1) 1250J (2) 1250J (3) 2500N
【解析】
【详解】（1）子弹离开枪口是动能为
232111010500125022
K E mv J J -==⨯⨯⨯= （2）根据功能关系，火药爆炸产生的作用力对子弹所做的功等于子弹获得的动能，即
W =E K =1250J （3）对子弹，由动能定理得
2102
Fx mv =
- 代入数据解得： F =2500N
20.1970年4 月24日，我国第一颗人造地球卫星“东方红一号”发射成功，这是我国航天事业发展的里程碑，为纪念这一重要事件， 国务院同意从2016年开始将每年4月24日设立为“中国航天日”。

经过几代航天人的努力，我国的航天事业取得了辉煌的成就。

2016年1月16日，中国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭成功发射白俄罗斯通信卫星一号，这标志着中国航天迈出了开拓欧洲市场、服务世界航天的重要一步。

如图所示，白俄罗斯通信卫星一号是一颗地球同步轨道卫星。

已知该通信卫星做匀速圆周运动的周期为T ，地球质量为M ，地球半径为R ，引力常量为G 。

(1)求该通信卫星的角速度ω;
(2)求该通信卫星距离地面的高度h;
【答案】(1) 2T πR
【解析】
【详解】（1）角速度：
2T πω= （2）由万有引力提供向心力 ()()2224Mm G m R h T R h π=++ 解得：
h R =。