湖南省湖南师范大学附属中学2018-2019学年高一下学期期中考试物理试题 Word版含解析

湖南师大附中2018一2019学年度高一第二学期期中考试
物理
一、选择题(每小题4分，共48分.其中第1～8小题只有一个选项正确，第9～12小题有多个选项正确，少选得2分，错选、不选得0分)
1.在对以下几位物理学家所做科学贡献的叙述中，下列说法正确的是
A. 伽利略认为只有在一定的条件下，弹簧的弹力才与弹簧的形变量成正比
B. 牛顿应用“理想斜面实验”推翻了亚里土多德的“力是维持物体运动的原因”观点
C. 开普勒研究了第谷的行星观测记录，得出了开普勒行星运动定律
D. 库仑用扭称实验测出万有引力常量，由此称他为第一个“测出地球质量”的人
【答案】C
【解析】
【详解】胡克认为只有在一定的条件下，弹簧的弹力才与弹簧的形变量成正比，故A错误；伽利略应用“理想斜面实验”推翻了亚里土多德的“力是维持物体运动的原因”观点，故B 错误；开普勒研究了第谷的行星观测记录，得出了开普勒行星运动定律，故C正确；卡文迪许测出了引力常量G，被称为“称量地球重量的人”，故D错误。

2.一质点在某段时间内做曲线运动，则在这段时间内（）
A. 速度一定在不断地改变，加速度也一定不断地改变
B. 速度一定在不断地改变，加速度可以不变
C. 速度可以不变，加速度一定不断地改变
D. 做曲线运动的物体的速度方向在时刻改变，所以曲线运动不可能是匀变速运动
【答案】B
【解析】
AB、物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，合外力大小和方向不一定变化，由此可以分析得出结论，物体在做曲线运动，它的速度的方向必定是改变的，那么速度也就一定在变化，但是合力不一定改变，所以加速度不一定改变，如平抛运动，故ACD错误，B正确；
故选B
3.关于力对物体做功，下列说法正确的是（）
A. 静摩擦力对物体一定不做功
B. 滑动摩擦力对物体可以做正功，也可以做负功
C. 作用力做正功，反作用力一定做负功
D. 作用力不做功，反作用力一定也不做功
【答案】B
【解析】
人走路时受到地面给的静摩擦力，对人做功，故A错误；推动水平面上的箱子运动过程中，滑动摩擦力做负功，轻放在传送带上物体做加速运动过程中，滑动摩擦力做正功，B正确；作用力和反作用力作用在两个不同的物体上，有可能两个力均会做正功，或均做负功，C错误；若物体在一个静止的物体表面上滑动，则由于静止的物体没有位移，则相互作用的摩擦力对静止的物体不做功，所以作用力和反作用力可以一个力做功，另一个力不做功，D错误．
4.如图，靠摩擦传动做匀速转动的大、小两轮接触面互不打滑，大轮半径是小轮半径的2倍，
A、B分别为大、小轮边缘上的点，C为大轮上一条半径的中点下列说法不正确的是
A. A点与B点线速度大小相等
B. 小轮转动的角速度是大轮的2倍
C. 质点加速度
D. 质点加速度
【答案】CD
【解析】
【详解】由题意知，两轮边缘上线速度大小相等，故，故A说法正确；根据，又因大轮半径是小轮半径的2倍，可得，即小轮转动的角速度是大轮的2倍，故B 说法正确；根据：，可知：，故C说法错误；C点角速度与A点角速度相同，
则有：，由向心加速度的公式：，可得：，故D说法错误。

本题选不正确的，故选CD
5.如图所示，用长为L的细绳拴着质量为m的小球在竖直平面内做完整的圆周运动.则下列说法中不正确的是
A. 小球在圆周最高点时所受的向心力一定为重力
B. 在圆周运动过程中，绳的拉力始终不做功
C. 若小球刚好能在竖直平面内故圆周运动，则其在最高点的速率为
D. 小球过最低点时绳子的拉力一定大于小球重力
【答案】A
【解析】
【详解】小球在圆周最高点时，向心力可能等于重力也可能等于重力与绳子的拉力之和，取决于小球的瞬时速度的大小，故A说法错误；绳子拉力始终指向圆心，时刻与运动方向垂直，故始终不做功，故B说法正确；小球刚好能在竖直面内做圆周运动，则在最高点，重力提供向心力：，解得：，故C说法正确；小球在圆周最低点时，具有竖直向上的向心加速度，处于超重状态，拉力一定大于重力，故D说法正确。

6.某人先后两次由斜面体顶端的O点沿水平方向抛出两个可视为质点的物体，第一次的落地点为斜面体上的a点，第二次的落地点为斜面体上的b点，且，两次物体的初速度分别用、表示，物体在空中运动的时间分别用、表示，下落的高度分别用、表示，落地瞬间小球的速度与斜面体斜面的夹角分别用、表示。

则下列关系式正确的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
根据结合几何关系可知，两物体下落的高度比为，C正确；水平位移之比为
，两次物体均做平抛运动，根据得，则，B错误；由于水平方向做匀速直线运动，则由可知，则，A错误；两次物体均落在斜面体上，位移与水平方向的夹角为定值，故有：，又，因此位移与斜面体斜面的夹角相同，所以α=β，D错误。

7.质量为m=1kg的小球以初速度=1m/s从距地面高度h=5m处水平抛出，落地时速度大小
v=5m/s.空气阻力不能忽略不计，g=10m/s²，则
A. 小球克服空气阻力做功的数值为12J
B. 小球的水平位移为1m
C. 小球落地时间大于1s
D. 小球的轨迹为抛物线
【答案】C
【解析】
【详解】对该过程由动能定理：，代入数据：=38J，故A错误；由于存在空气阻力，故小球的水平位移不一定为1 m，因为空气阻力所以落地的时间应大于1s，小球的轨迹不再为抛物线，故BD错误，C正确。

8.发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3.轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，如图所示，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是
A. 在轨道1、2、3上的运行周期：
B. 在轨道1、3上经过Q、P 点时的加速度：
C. 在轨道2、3上
的P 点时，卫星动能D. 在轨道2上，卫星由P点到Q点的过程中，引力做负功【答案】C 【解析】【详解】根据开普勒第三定律，因为，即，故A错误；由万有引力
提供向心力：，解得：，因为，所以，故B错误；卫星从轨道2变到轨道3必须做离心运动，在P点需要加速，可知在轨道3上P点的速度大于在轨道2上P 点的速度，所以卫星动能，故C正确；在轨道2上，卫星由P点到Q点的过程中，引力做正功，故D错误。

9.如图所示，现有两个完全相同的可视为质点的物块a、b从静止开始运动，a自由下落，b 沿光滑的固定斜面下滑.最终它们都到达同-水平面上，空气阻力忽略不计，则
A. a与b两物块运动位移和时间均相等
B. 重力对a与b两物块所做的功相等
C. 重力对a与b两物块所做功的平均功率相等
D. a与b两物块运动到水平面前瞬间.重力做功的瞬时功率不相同
【答案】BD
【解析】
【详解】a做自由落体运动，b做匀加速直线运动，下降的高度相等，但是位移不同，设高度
为h，对a：运动的时间，对b：加速度a=gsinθ，根据，解得：
，可知a、b的运动时间不等，故A错误；两物体下降的高度相同，质量相等，则重力做功相等，故B正确；根据知，重力做功相等，运动时间不等，则平均功率不等，故C错误；根据动能定理知，解得到达底端的速度，可知两物块到达底端的速度大小相等，方向不同，根据P=mgv y知，重力的瞬时功率不同，故D正确。

10.模拟我国志愿者王跃曾与俄罗斯志愿者一起进行“火星500”的实验活动.假设王跃登陆
火星后,测得火星的半径是地球半径的,质量是地球质量的.已知地球表面的重力加速度是g,地球的半径为R,王跃在地面上能向上竖直跳起的最大高度是h,忽略自转的影响,下列说法错．误．的是( )
A. 火星的密度为
B. 火星表面的重力加速度是
C. 火星的第一宇宙速度是地球的第一宇宙速度的
D. 王跃以与在地球上相同的初速度在火星上起跳后,能达到的最大高度是
【答案】C
【解析】
【详解】由，得到：，已知火星半径是地球半径的，质量是地球质量的，则火星表面的重力加速度是地球表重力加速度的，即为g。

选项B正确；设火星质量为M′，
由万有引力等于重力可得：，解得：，火星的密度为：
．故A正确；由，得到，火星的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的倍。

故C错误；王跃以v0在地球起跳时，根据竖直上抛的运动规律得出可跳的最大高度是：，由于火星表面的重力加速度是g，王跃以相同的初速度在火
星上起跳时，可跳的最大高度h′=h，D正确。

此题选择不正确的选项，故选C。

11.放在粗糙水平地面上的物体受到水平拉力的作用，在0～6s内其速度与时间的图象和该拉力的功率与时间的图象分别如图所示．下列说法正确的是（）
A. 0～6s内物体的位移大小为30m
B. 0～6s内拉力做的功为70J
C. 合外力在0～6s内做的功与0～2s内做的功相等
D. 滑动摩擦力的大小为5N
【答案】ABC
【解析】
A项：0～6s内物体的位移大小x==30m．故A正确．
B项：在0～2s内，物体的加速度a==3m/s2，由图，当P=30W时，v=6m/s，得到牵引力F==5N．在0～2s内物体的位移为x1=6m，则拉力做功为W1=Fx1=5×6J=30J．2～6s内拉力做的功W2=Pt=10×4J=40J．所以0～6s内拉力做的功为W=W1+W2=70J．故B正确．
C项：在2～6s内，物体做匀速运动，合力做零，则合外力在0～6s内做的功与0～2s内做的功相等．故C正确．
D项：在2～6s内，v=6m/s，P=10W，物体做匀速运动，摩擦力f=F，得到f=F==．故D错误．
点晴：速度图象的“面积”表示位移．0～2s内物体做匀加速运动，由速度图象的斜率求出加速度，2～6s内物体做匀速运动，拉力等于摩擦力，由P=Fv求出摩擦力，再由图读出P=30W 时，v=6m/s，由F=求出0～2s内的拉力，由W=Fx求出0～2s内的拉力做的功，由W=Pt求出2～6s内拉力做的功．
12.如图所示，匀速转动的水平圆盘上放有质量分别为2kg和3kg的小物体A、B，A、B间用
细线沿半径方向相连。

它们到转轴的距离分别为R A=0.2m、R B=0.3m。

A、B与盘面间的最大静摩擦力均为重力的0.4倍。

g取10m/s2，现极其缓慢地增大圆盘的角速度，则下列说法正确的是（）
A. 小物体A达到最大静摩擦力时，B受到的摩擦力大小为12 N
B. 当A恰好达到最大静摩擦力时，圆盘的角速度为4 rad/s
C. 细线上开始有弹力时，圆盘的角速度为
D. 某时刻剪断细线，A将做向心运动，B将做离心运动
【答案】AC
【解析】
试题分析：增大圆盘的角速度,B先达到最大静摩擦力，所以A达到最大静摩擦力时，B受到的摩擦力大小为：,A正确；设小物体A达到最大静摩擦力时，圆盘的角速度为，此时细线的拉力为T,则：对A:,对B：，求得，B错误；当细线刚开始要有拉力时，对B：,得
对A:,得，可见B要开始滑动时A还没有达到最大静摩擦力，因此细线上开始有弹力时，圆盘的角速度为，C正确；剪断细线，A随圆盘
做圆周运动，B将做离心运动，D错误；故选AC。

考点：圆周运动。

【名师点睛】此类问题要明确A、B开始滑动的临界角速度，分析那个物体先发生滑动，这样才能知道细线开始产生弹力的角速度，判断摩擦力是否达到最大静摩擦力，再利用向心力公式进行计算。

二、实验题(每空2分，共14分)
13.在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，采用如图甲所示的实验装置，小车及车中砝码的总质量用M表示，盘及盘中砝码的总质量用m表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带打上的点计算出.
(1)如图乙为实验中打点计时器打出的一条较理想的纸带，纸带上A、B、C、D、E、F、G为七个相邻的计数点，相邻计数点间的时间间隔是0.1s.距离如图所示，单位是cm，小车的加速度是__________m/s.(结果保留两位小数)
(2)如图丙，小明同学根据测量数据做出的a-F图线，说明实验存在的问题是_________.
(3)一组同学在做加速度与质量的关系实验时，保持盘及盘中砝码的总质量一定改变小车及车中砝码的总质量，测出相应的加速度，采用图象法处理数据.为了比较容易地检查出加速度a 与质量M的关系，应该做a与___________的图象.
(4)以下措施正确的是____________(填人相应的字母)
A.平衡摩擦力时，应将重物用细绳通过定滑轮系在小车上
B.实验中，应满足M<<m关系
C.每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力
D.实验时，先放开小车，后接通电源
【答案】 (1). 1.60 (2). 平衡摩擦力过度 (3). (4). C
【解析】
【详解】(1)运用逐差法可得：
(2)由图线可知，当F=0时，a不等于0，可知平衡摩擦力过度。

(3)因为实验的结论是a与M成反比，若作a与M的关系图线，为曲线，无法得出a与M的定
量关系；而a 与图线是过坐标原点的一条直线，就比较容易判定自变量和因变量之间的关系，所以应该做a 与图线。

(4)平衡摩擦力时，不能将重物用细绳通过定滑轮系在小车上，故A 错误；实验中，应满足m <<M 关系，故B 错误；改变小车的质量，不需要重新平衡摩擦力，故C 正确；实验时应先接通电源，再释放小车，故D 错误。

14.在“探究功与速度变化的关系”的实验中
（1）小车会受到阻力，但可使木板倾斜作为补偿。

则下列操作正确的是（ ）
A ．放开小车，能够自由下滑即可
B ．放开小车，能够匀速下滑即可
C ．放开拖着纸带的小车，能够自由下滑即可
D ．放开拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可
（2）下列叙述正确的是（ ）
A ．每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值
B ．每次实验中，橡皮筋拉伸的长度没有必要保持一致
C ．实验的目的是探究外力做功与物体速度的关系
D ．先接通电源，再释放小车，在橡皮筋的作用下弹出
(3) 在“探究功与速度变化的关系”的实验中，得到的纸带如图所示应选________段（选填“AB”或“CD”）来计算小车的速度。

【答案】 (1). D (2). D (3). CD
【解析】
试题分析：（1）“探究功与速度变化的关系”，需要平衡滚动等摩擦，放开拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可。

（2）由于橡皮筋是变力做功，难以求出，通过橡皮筋的根数使得做功成倍增加，所以A 错。

为了让做功成倍增加，所以必须从同一个地方静止释放，B 错。

先接通电源，再释放小车，在橡皮筋的作用下弹出，操作正确，D 对。

实验的目的是探究外力做功与物体动能的关系，C 错。

（3）小车橡皮经做完之后，应该做匀速直线运动，即在匀速阶段找速度，即CD阶段。

考点：探究功与速度变化的关系
点评：本题考查了探究功与速度变化的关系实验中需要注意的事项，例如需要通过平衡摩擦，
并保证做功成倍增加，要清楚在纸带匀速区域求速度等。

三、计算题(本题共3小题，共38分)
15.质量为M=㎏、额定功率为P=80kW的汽车，在平直的公路上行驶时的最大速度为
=20m/s.若汽车从静止开始做匀加速直线运动.加速度大小为，设汽车行驶中的
阻力不变求：
(1)汽车所受阻力的大小；
(2)起初做匀加速运动的时间；
(3)3s末汽车的瞬时功率；
(4)汽车在匀加速过程中牵引力所做的功.
【答案】(1)N (2)t=5s (3)W (4)J
【解析】
【详解】(1)当速度最大时，
由
代入数据解得：N . (2)根据牛顿第二定律有：，
则牵引力F=N
所以匀加速运动的最大速度为=10m/s
与加速直线运动的时间=5s
(3)3s末时汽车还在匀加速运动状态
所以3s末汽车速度：=6 m/s
所以3秒末汽车的瞬时功率W (4)根据位移一时间公式得：=25m
则牵引力做的功W=Fs=J
16.如图甲所示，长为4m的水平轨道AB与半径为R =0.5m的竖直半圆弧轨道BC在B处相连接，有一质量为1kg的滑块（大小不计），从A处由静止开始受水平向右的力F作用，F的大小随位移x变化的关系如图乙所示，滑块与AB间的动摩擦因数为 =0.25，取g = 10m/s2.求：
（1）滑块到达B处时的速度大小；
（2）滑块刚滑上圆弧轨道时，对圆弧轨道的压力；
（3）若到达B点时撤去力F，滑块沿半圆弧轨道内侧上滑，并恰好能到达最高点C，则滑块在半圆弧轨道上克服摩擦力所做的功是多少？
【答案】（1）v B=2m/s（2）90 N（3）7.5J
【解析】
(1)对滑块从A到B的过程，由动能定理得
F1x1－F3x3－μmgx＝mv B2
即20×2 J－10×1 J－0.25×1×10×4 J＝×1×v B2
得v B＝2 m/s.
(2) 滑块刚滑上圆弧轨道时，根据牛顿第二定律得
F N－mg＝，可得F N＝90N
由牛顿第三定律知，滑块对轨道压力为90 N
(3)当滑块恰好能到达最高点C时，由牛顿第二定律有：mg＝m）
对滑块从B到C的过程，由动能定理得：W－mg·2R＝mv C2－mv B2
代入数值得W ＝－7.5 J，即克服摩擦力做的功为7.5 J
17.如图所示，质量M=4.0kg的长木板静止在光滑的水平地面上，小物块的质量m=1.0kg，以初速度=5m/s冲上长木板，物块与长木板间的动摩擦因数=0.2.取.求：
(1)若长木板固定，为使物块不滑离长木板，长木板至少为多长?
(2)若长木板不固定，为使物块不滑离长木板，长木板至少为多长?
(3)若长木板的长度L=2.5m，在物块冲上长木板的同时，给长木板施加一水平向右的恒力F，为使物块从长木板上滑下，求F的大小范围.
【答案】(1)L=6.25m (2)=5m (3)当F<10N时，物块从长木板右端滑下；当F>10N 时，物块从长木板左端滑下。

【解析】
【详解】(1)对m，根据牛顿第二定律：
解得：
当物块滑到长木板最右端时，速度刚好为0，则：
代入数据解得：L=6.25m
(2) 根据牛顿第二定律，对m：
对M：
代入数据：，
设历时，m与M共速，此时物块刚好滑到长木板的最右端，则
m的位移：，
M的位移：
又
代入数据解得：=5m
(3)当F较小时，物块做匀减速直线运动到长木板的最右端时，两者刚好共速.
对m：
对M：
历时共速，则
m的位移：
M的位移：
代入数据：F=10N
故当F<10N时，物块从长木板右端滑下
当F较大时，物块从长木板左端滑下，此种情况下，物块先做匀减速直线运动，经过一段时间与长木板共速，此后，物块相对长木板向左滑动，直至从左瑞滑离长木板.
在物块相对长木板向左滑动过程中：对m：，摩擦力方向向右；
对M：
要使物块滑离长木板，则，代入數据：F>10N
故当F>10N时，物块从长木板左瑞滑下。