河北省保定市定兴三中2017-2018学年高一下学期期中物理试卷 Word版含解析

2017-2018学年河北省保定市定兴三中高一（下）期中物理试卷一、选择题（本题共12个小题，1-9为单选题，10-12为多选题，每题4分，共48分，选对的得4分，选不全得2分，有错选或不选得0分）1．关于功的概念，下列说法中正确的是（）A．力对物体做功多，说明物体的位移一定大B．力对物体做功少，说明物体的受力一定小C．力对物体不做功，说明物体一定无位移D．功的多少是由力的大小和物体在力的方向上的位移的大小确定的2．关于功率下列说法正确的是（）A．据P=可知，机器做功越多，其功率越大B．据P=Fv可知，汽车牵引力一定与速度成反比C．据P=可知，只要知道时间t内机器所做的功，可求得这段时间内任一时刻机器做功的功率D．据P=Fv可知，发动机功率一定时，交通工具的牵引力与运动速度成反比3．关于重力势能与重力做功的下列说法中正确的是（）A．物体克服重力做的功等于重力势能的减少B．在同一高度，将物体以相同的初速度沿不同方向从抛出到落地过程中，重力做的功相等，物体所减少的重力势能一定相等C．重力势能等于零的物体，不可能对别的物体做功D．用手托住一个物体匀速上举时，手的支持力做的功等于克服重力做的功与物体所增加的重力势能之和4．（理）质量为m的木块静止在光滑的水平面上，从t=0开始，将一个大小为F的水平恒力作用在该木块上，在t=t1时刻F的功率是（）A．t1B．t C．t1D．t5．关于角速度和线速度，下列说法正确的是（）A．半径一定，角速度与线速度成反比B．半径一定，角速度与线速度成正比C．线速度一定，角速度与半径成正比D．线速度一定，角速度与半径成反比6．关于运动的合成，下列说法中正确的是（）A．合运动的速度一定比每一个分运动的速度大B．两个匀速直线运动的合运动可能是曲线运动C．两个分运动是直线运动的合运动，一定是直线运动D．两个分运动的时间，一定与它们的合运动的时间相等7．如图所示，一架在2 000m高空以200m/s的速度水平匀速飞行的轰炸机，要想用两枚炸弹分别炸山脚和山顶的目标A和B．已知山高720m，山脚与山顶的水平距离为800m，若不计空气阻力，g取10m/s2，则投弹的时间间隔应为（）A．4 s B．8 s C．5 s D．16 s8．天文学家发现某恒星有一颗行星在圆形轨道上绕其运动，并测出了行星的轨道半径和运动周期，若知道比例系数G，由此可推算出（）A．行星的质量B．行星的半径C．恒星的质量D．恒星的半径9．一颗小行星环绕太阳做匀速圆周运动的半径是地球公转半径的4倍，则这颗小行星的运转周期是（）A．4年B．6年C．8年D．9年10．一条小船在静水中的速度为10m/s，要渡过宽度为60m、水流速度为6m/s的河流．下列说法正确的（）A．小船渡河的最短时间为6sB．小船渡河的最短时间为10sC．若小船在静水中的速度增加，则小船渡河的最短路程减小D．若小船在静水中的速度增加，则小船渡河的最短路程不变11．地球同步卫星轨道必须在赤道平面上空，和地球有相同的角速度，才能和地球保持相对静止，关于各国发射的地球同步卫星，下列表述正确的是（）A．所受的万有引力大小一定相等B．离地面的高度一定相同C．运行的速度都小于7.9km/sD．都位于赤道上空的同一个点12．中俄联合火星探测器，2009年10月出发，经过3.5亿公里的漫长飞行，在2010年8月29日抵达了火星．双方确定对火星及其卫星“火卫一”进行探测．火卫一在火星赤道正上方运行，与火星中心的距离为9450km，绕火星1周需7h39min．若其运行轨道可看作圆形轨道，万有引力常量为G=6.67×10﹣11Nm2/kg2，则由以上信息能确定的物理量是（）A．火卫一的质量 B．火星的质量C．火卫一的绕行速度 D．火卫一的向心加速度二、填空题（本题共2个小题，每空3分，共12分）13．地球半径为R，表面的重力加速度为g，卫星在距地面离R处做匀速圆周运动时，角速度为，加速度为．14．如图所示，是某研究性学习小组做探究“橡皮筋做的功和物体速度变化的关系”的实验，图中是小车在一条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行的情形，这时，橡皮筋对小车做的功记为W．当我们用2条、3条…完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次…实验时，每次橡皮筋都拉伸到同一位置释放．小车每次实验中获得的速度由打点计时器所打的纸带测出．（1）除了图中的已给出的实验器材外，还需要的器材；（2）实验时为了使小车只在橡皮筋作用下运动，应采取的措施是；（3）每次实验得到的纸带上的点并不都是均匀的，为了测量小车获得的速度，应选用纸带的部分进行测量．三、计算应用题（本题共4个小题，共40分）15．已知：地球的质量为M，地球同步卫星的轨道半径为R，万有引力常量为G，求：同步卫星的线速度v的表达式．16．汽车在水平直线公路上行驶，额定功率为P0=80kW，汽车行驶过程中所受阻力恒为f=2.5×103N，汽车的质量M=2.0×103kg．（1）若汽车以额定功率启动，则汽车所能达到的最大速度是多少？（2）若汽车以恒定加速度1.25m/s2启动，则这一过程能维持多长时间？17．一把雨伞边缘的半径为r，且高出水平地面h．当雨伞以角速度ω旋转时，雨滴自边缘甩出落在地面上成一个大圆周．求这个大圆的半径．18．一宇航员站在某质量分布均匀的星球表面上沿竖直方向以初速度v0抛出一个小球，测得小球经时间t落回抛出点，已知该星球半径为R，万有引力常量为G，求：（1）该星球的密度（2）该星球的第一宇宙速度．2017-2018学年河北省保定市定兴三中高一（下）期中物理试卷参考答案与试题解析一、选择题（本题共12个小题，1-9为单选题，10-12为多选题，每题4分，共48分，选对的得4分，选不全得2分，有错选或不选得0分）1．关于功的概念，下列说法中正确的是（）A．力对物体做功多，说明物体的位移一定大B．力对物体做功少，说明物体的受力一定小C．力对物体不做功，说明物体一定无位移D．功的多少是由力的大小和物体在力的方向上的位移的大小确定的【考点】功的计算．【分析】根据恒力做功的表达式W=FScosθ判断，功的大小取决与力的大小、力的方向的位移大小．【解答】解：A、力对物体做功W多，根据W=FScosθ，可能是力大，也可能是力的方向的位移大，也有可能两者都大，故A错误；B、力对物体做功W少，根据W=FScosθ，可能是力小，也可能是力的方向的位移小，也有可能两者都小，故B错误；C、力对物体不做功，即W=0，可能是F=0，也可能是S=0，也可能是cosθ=0，故C错误；D、根据恒力做功的表达式W=FScosθ判断，功的大小取决与力的大小、力的方向的位移大小，故D正确；故选D．2．关于功率下列说法正确的是（）A．据P=可知，机器做功越多，其功率越大B．据P=Fv可知，汽车牵引力一定与速度成反比C．据P=可知，只要知道时间t内机器所做的功，可求得这段时间内任一时刻机器做功的功率D．据P=Fv可知，发动机功率一定时，交通工具的牵引力与运动速度成反比【考点】功率、平均功率和瞬时功率．【分析】功率是单位时间内所做的功，表示做功快慢的物理量．由功率公式P=可知：功率大小是由做功多少与做功时间共同决定的．【解答】解：A、由功率公式P=可知，在相同时间内，做功多的机器，功率一定大，选项A缺少“相同时间”这一条件．故A错误．B、D、根据P=Fv可知，发动机功率一定时，交通工具的牵引力与速度成反比，故B错误，D正确．C、公式P=求的是这段时间内的平均功率，不能求瞬时功率，故C错误．故选：D．3．关于重力势能与重力做功的下列说法中正确的是（）A．物体克服重力做的功等于重力势能的减少B．在同一高度，将物体以相同的初速度沿不同方向从抛出到落地过程中，重力做的功相等，物体所减少的重力势能一定相等C．重力势能等于零的物体，不可能对别的物体做功D．用手托住一个物体匀速上举时，手的支持力做的功等于克服重力做的功与物体所增加的重力势能之和【考点】功能关系．【分析】重力做正功，重力势能减小，重力做负功，重力势能增加．重力势能的大小与零势能的选取有关，但重力势能的变化与零势能的选取无关．【解答】解：A、物体克服重力做功，说明重力做负功，物体上升，故重力势能增大，故A 错误；B、在同一高度，将物体以初速v0向不同的方向抛出，从抛出到落地过程中，根据重力做功的特点与路径无关只与初末位置有关，知重力做的功相等，物体所减少的重力势能一定相等，故B正确；C、重力势能具有相对性，重力势能的大小与零势能的选取有关，重力势能等于零的物体，可以对别的物体做功，故C错误；D、用手托住一个物体匀速上举时，根据动能定理：手的支持力做的功等于克服重力做的功，故D错误；故选：B4．（理）质量为m的木块静止在光滑的水平面上，从t=0开始，将一个大小为F的水平恒力作用在该木块上，在t=t1时刻F的功率是（）A．t1B．t C．t1D．t【考点】功率、平均功率和瞬时功率．【分析】物体在水平恒力作用下做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律可以求得物体的加速度的大小，再由速度公式可以求得物体的速度的大小，由P=Fv来求得瞬时功率【解答】解：由牛顿第二定律可以得到，F=ma，所以a=t1时刻的速度为v=at=t1，所以t1时刻F的功率为P=Fv=F•t1=，故C正确；故选：C5．关于角速度和线速度，下列说法正确的是（）A．半径一定，角速度与线速度成反比B．半径一定，角速度与线速度成正比C．线速度一定，角速度与半径成正比D．线速度一定，角速度与半径成反比【考点】线速度、角速度和周期、转速．【分析】根据线速度的定义和角速度的定义以及角度的定义得出线速度、角速度之间的关系，由此展开讨论即可．【解答】解：A、半径一定时，由v=Rω知，线速度的大小与角速度成正比，故A错误B、半径一定时，由v=Rω知，线速度的大小与角速度成正比，故B正确；C、D、线速度一定，由v=Rω知，角速度大小与半径成反比，故C错误，D正确．故选：BD．6．关于运动的合成，下列说法中正确的是（）A．合运动的速度一定比每一个分运动的速度大B．两个匀速直线运动的合运动可能是曲线运动C．两个分运动是直线运动的合运动，一定是直线运动D．两个分运动的时间，一定与它们的合运动的时间相等【考点】运动的合成和分解．【分析】当合速度的方向与合加速度的方向在同一条直线上，合运动是直线运动，不在同一条直线上，合运动是曲线运动；根据平行四边形定则，合速度可能比分速度大，可能比分速度小，可能与分速度相等；两分运动是直线运动，合运动不一定是直线运动，合运动与分运动具有等时性【解答】解：A、根据平行四边形定则，合速度不一定比分速度大．故A错误．B、两个匀速直线运动合成，合加速度为零，则合运动仍然是匀速直线运动．故B错误．C、分运动是直线运动，合运动不一定是直线运动，比如：平抛运动．故C错误．D、分运动与合运动具有等时性．故D正确．故选：D7．如图所示，一架在2 000m高空以200m/s的速度水平匀速飞行的轰炸机，要想用两枚炸弹分别炸山脚和山顶的目标A和B．已知山高720m，山脚与山顶的水平距离为800m，若不计空气阻力，g取10m/s2，则投弹的时间间隔应为（）A．4 s B．8 s C．5 s D．16 s【考点】平抛运动．【分析】平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，根据高度求出求出平抛运动的时间，结合初速度求出投弹时距离目标的水平位移，从而得出两次投弹的水平位移，求出投弹的时间间隔．【解答】解：根据h A=得：，则抛出炸弹时距离A点的水平距离为：x1=v0t A=200×20m=4000m，根据h B=得：s=16s，则抛出炸弹时距离B点的水平位移为：x2=v0t B=200×16m=3200m，则两次抛出点的水平位移为：x=x1+800﹣x2=4000m+800m﹣3200m=1600m则投弹的时间间隔为：△t=．故选：B．8．天文学家发现某恒星有一颗行星在圆形轨道上绕其运动，并测出了行星的轨道半径和运动周期，若知道比例系数G，由此可推算出（）A．行星的质量B．行星的半径C．恒星的质量D．恒星的半径【考点】开普勒定律．【分析】根据万有引力提供向心力=m进行分析求解．【解答】解：A、行星绕恒星做圆周运动，根据万有引力提供向心力为：=m，知道轨道半径和周期，可以求出恒星的质量，行星是环绕天体，在分析时质量约去，不可能求出行星的质量．故A错误，C正确．B、根据题意无法求出行星的半径，故B错误；D、只能求出恒星的质量，不知道恒星的密度，也不知道恒星的表面重力加速度，所以无法求出恒星的半径，故D错误；故选：C．9．一颗小行星环绕太阳做匀速圆周运动的半径是地球公转半径的4倍，则这颗小行星的运转周期是（）A．4年B．6年C．8年D．9年【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系．【分析】研究行星绕太阳做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式表示出周期，再根据地球与行星的轨道半径关系找出周期的关系．【解答】解：根据万有引力提供向心力得：=m rT=2π，小行星环绕太阳做匀速圆周运动的半径是地球公转半径的4倍，所以这颗小行星的运转周期是8年，故选：C．10．一条小船在静水中的速度为10m/s，要渡过宽度为60m、水流速度为6m/s的河流．下列说法正确的（）A．小船渡河的最短时间为6sB．小船渡河的最短时间为10sC．若小船在静水中的速度增加，则小船渡河的最短路程减小D．若小船在静水中的速度增加，则小船渡河的最短路程不变【考点】运动的合成和分解．【分析】船航行时速度为静水中的速度与河水流速二者合速度，因为小船在静水中的速度为10m/s，它大于河水流速6m/s，由速度合成的平行四边形法则可知，合速度可以垂直河岸．当静水中的速度垂直河岸时过河时间最短，若船在静水中速度垂直河岸行驶，则过河的位移最短．【解答】解：A、小船在静水中的速度为10m/s，它大于河水流速6m/s，由速度合成的平行四边形法则可知，当以静水中的速度垂直河岸过河时，过河时间为t==s=6s，故A选项正确，B选项错误．C、由题意可知，合速度可以垂直河岸，过河位移最短，则过河位移为60m，当水流速度增加，最短路程仍不变，所以C选项错误，D选项正确．故选：AD．11．地球同步卫星轨道必须在赤道平面上空，和地球有相同的角速度，才能和地球保持相对静止，关于各国发射的地球同步卫星，下列表述正确的是（）A．所受的万有引力大小一定相等B．离地面的高度一定相同C．运行的速度都小于7.9km/sD．都位于赤道上空的同一个点【考点】同步卫星．【分析】同地球同步卫星轨道必须在赤道平面上空，和地球有相同的角速度、周期、离地面的高度一定，和地球保持相对静止，运行的速度都小于7.9km/s．【解答】解：A、所受的万有引力大小，由于不同卫星质量不等，故A错误B、由得，轨道半径相等，高度相等，故B正确C、由得，知，轨道半径越大，运行的速度都小，且小于7.9km/s，故C正确D、都位于赤道上空的同一个轨道，故D错误故选BC12．中俄联合火星探测器，2009年10月出发，经过3.5亿公里的漫长飞行，在2010年8月29日抵达了火星．双方确定对火星及其卫星“火卫一”进行探测．火卫一在火星赤道正上方运行，与火星中心的距离为9450km，绕火星1周需7h39min．若其运行轨道可看作圆形轨道，万有引力常量为G=6.67×10﹣11Nm2/kg2，则由以上信息能确定的物理量是（）A．火卫一的质量 B．火星的质量C．火卫一的绕行速度 D．火卫一的向心加速度【考点】万有引力定律及其应用．【分析】火卫一绕火星做圆周运动，知道了轨道半径和周期，根据万有引力提供向心力分析．【解答】解：根据万有引力提供向心力，知道了轨道半径和周期，可以求出中心天体（火星）的质量；根据v=r，可求出火卫一的绕行速度，根据a=r，可求出火卫一的向心加速度．环绕天体（火卫一）的质量在分析已约去，不能求出．故B、C、D正确，A错误．故选BCD．二、填空题（本题共2个小题，每空3分，共12分）13．地球半径为R，表面的重力加速度为g，卫星在距地面离R处做匀速圆周运动时，角速度为，加速度为．【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系；万有引力定律及其应用．【分析】根据地球表面处重力等于万有引力和卫星受到的万有引力等于向心力，即=ma列式即可求解．【解答】解：在地球表面的物体受到的重力等于万有引力为：，得：GM=R2g根据卫星受到的万有引力等于向心力得：，得：=又，得：=故答案为：，．14．如图所示，是某研究性学习小组做探究“橡皮筋做的功和物体速度变化的关系”的实验，图中是小车在一条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行的情形，这时，橡皮筋对小车做的功记为W．当我们用2条、3条…完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次…实验时，每次橡皮筋都拉伸到同一位置释放．小车每次实验中获得的速度由打点计时器所打的纸带测出．（1）除了图中的已给出的实验器材外，还需要的器材刻度尺；（2）实验时为了使小车只在橡皮筋作用下运动，应采取的措施是把木板的末端垫起适当高度以平衡摩擦力；（3）每次实验得到的纸带上的点并不都是均匀的，为了测量小车获得的速度，应选用纸带的点距均匀部分进行测量．【考点】探究功与速度变化的关系．【分析】（1）实验中需要根据所打点之间的距离，计算物体的速度，因此需要的仪器还有刻度尺；（2）小车下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，需要采取平衡摩擦力的措施．（3）橡皮条做功完毕，速度最大，做匀速运动，计算速度时要选取点距均匀的部分【解答】解：（1）根据实验原理可知实验中需要刻度尺测量打点之间的距离，计算物体的速度．故答案为：刻度尺．（2）小车下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，则应该用重力的下滑分量来平衡摩擦力，故可以将长木板的一段垫高平衡小车所受的摩擦力．故答案为：平衡小车所受的摩擦力（3）小车的运动情况，先加速，再匀速，最后减速，橡皮条做功完毕，速度最大，做匀速运动，因此算速度时要选取点距均匀的部分，故答案为：点距均匀三、计算应用题（本题共4个小题，共40分）15．已知：地球的质量为M，地球同步卫星的轨道半径为R，万有引力常量为G，求：同步卫星的线速度v的表达式．【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系；万有引力定律及其应用．【分析】根据万有引力提供向心力，列式求解．【解答】解：设卫星质量m，则万有引力为：所需要的向心力为：因为F万=F向所以解得：答：同步卫星的线速度v的表达式为．16．汽车在水平直线公路上行驶，额定功率为P0=80kW，汽车行驶过程中所受阻力恒为f=2.5×103N，汽车的质量M=2.0×103kg．（1）若汽车以额定功率启动，则汽车所能达到的最大速度是多少？（2）若汽车以恒定加速度1.25m/s2启动，则这一过程能维持多长时间？【考点】功率、平均功率和瞬时功率．【分析】当牵引力等于阻力时，速度最大，结合P=Fv求出最大速度．根据牛顿第二定律求出牵引力的大小，结合P=Fv求出匀加速运动的末速度，根据速度时间公式求出匀加速运动的时间．【解答】解：（1）当牵引力等于阻力时，速度最大，根据P=Fv=fv m得，汽车的最大速度．（2）根据牛顿第二定律得，F﹣f=Ma，解得F=f+Ma=2500+2000×1.25N=5000N，则匀加速运动的末速度，匀加速运动的时间t=．答：（1）汽车所能达到的最大速度为32m/s；（2）这一过程维持的时间为12.8s．17．一把雨伞边缘的半径为r，且高出水平地面h．当雨伞以角速度ω旋转时，雨滴自边缘甩出落在地面上成一个大圆周．求这个大圆的半径．【考点】平抛运动；线速度、角速度和周期、转速．【分析】物体做平抛运动，我们可以把平抛运动分解为水平方向上的匀速直线运动，和竖直方向上的自由落体运动来求解，两个方向上运动的时间相同．【解答】解：雨点甩出后做平抛运动，竖直方向有：h=，t=水平方向初速度为雨伞边缘的线速度，所以v0=ωr雨点甩出后水平方向做匀速直线运动，x=所以半径R=答：这个大圆的半径为18．一宇航员站在某质量分布均匀的星球表面上沿竖直方向以初速度v0抛出一个小球，测得小球经时间t落回抛出点，已知该星球半径为R，万有引力常量为G，求：（1）该星球的密度（2）该星球的第一宇宙速度．【考点】万有引力定律及其应用．【分析】（1）小球做竖直上抛运动，由公式V=V0+at可求得该星球表面的重力加速度g，忽略星球自转的影响，根据万有引力等于重力列出等式求解天体质量，从而算出星球的密度；（2）该星球的近地卫星的向心力由万有引力提供，该星球表面物体所受重力等于万有引力，联立方程即可求出该星球的第一宇宙速度υ；【解答】解：（1）小球做竖直上抛运动，则由x=v0t+解得：g=星球表面的小球所受重力等于星球对小球的吸引力，则由mg=得M=由于ρ===（2）物体在星球表面附近能做匀速圆周运动，其向心力由星球的吸引力提供，则由=mv===答：（1）该星球的密度由于ρ=（2）该星球的第一宇宙速度v═2018年6月13日。