北京市石景山九中2018-2019学年高一下学期期中考试物理试题 Word版含解析

2019北京市第九中学高一（下）期中
物 理
一、单项选择题：
1.在物理学史上，首次提出万有引力定律的科学家是：
A. 开普勒 B. 牛顿 C. 卡文迪许 D. 哥白尼
【答案】B
【解析】
【详解】伽利略的理想斜面实验推论了物体不受力时运动规律，开普勒发现了行星运动的三大规律，牛顿在前人（开普勒、胡克、雷恩、哈雷）研究的基础上，凭借他超凡的数学能力，发现了万有引力定律，经过了100多年后，卡文迪许测量出了万有引力常量．
A.开普勒与分析不符，故A项错误；
B.牛顿与分析相符，故B项正确；
C.卡文迪许与分析不符，故C项错误；
D.哥白尼与分析不符，故D项错误．
2. 下列有关曲线运动说法中正确的是( )
A. 物体的运动方向不断改变 B. 物体运动速度的大小不断改变
C. 物体运动的加速度大小不断改变 D. 物体运动的加速度方向不断改变
【答案】A
【解析】
【分析】
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．
【详解】A．曲线运动的轨迹是曲线，物体的速度方向就是该点的切线方向，所以做曲线运动的物体的速度方向在时刻改变．所以A正确．
B．物体运动速度的大小不一定改变，如匀速圆周运动，故B错误．
C．物体运动的加速度大小不一定改变，如匀速圆周运动加速度大小不变．故C错误；
D．物体运动的加速度方向不一定改变，如平抛运动加速度不变，所以D错误．
3.如图所示，虚线MN为一小球在水平面上由M到N的运动轨迹，P是运动轨迹上的一点. 四位同学分别画出了带有箭头 的线段甲、乙、丙、丁来描述小球经过P点时的速度方向. 其中描述最准确的是( )

A. 甲 B. 乙 C. 丙 D. 丁
【答案】C
【解析】
试题分析：某一时刻对应某一位置，此时的速度方向沿曲线上该点的切线方向，因此丙为P点的速度方向，故C正确，ABD错误．
故选C．
4.若将平抛运动沿水平和竖直两个方向进行分解，则下列正确的是：
A. 水平方向上的分运动是匀减速直线运动
B. 水平方向上的分运动是匀加速直线运动
C. 竖直方向上的分运动是匀速直线运动
D. 竖直方向上的分运动是自由落体运动
【答案】D
【解析】
【详解】AB.平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，故AB项错误；
CD.竖直方向上做自由落体运动，故C项错误，D项正确．
5.如图所示，一圆盘在水平面内匀速转动，在盘面上有一小物块，随圆盘一起运动．关于小物块的受力情况，下列说法正确的是（ ）

A. 只受重力
B. 只受重力和支持力
C. 受重力、支持力和摩擦力
D. 受重力、支持力、摩擦力和向心力
【答案】C
【解析】
试题分析：对小木块进行运动分析和受力分析，做匀速圆周运动，合力等于向心力，指向圆心，结合运动情况，再对木块受力分析即可．
小木块做匀速圆周运动，合力指向圆心，对木块受力分析，受重力、支持力和静摩擦力，如图，重力和支持力平衡，静摩擦力提供向心力，C正确．

6.一辆汽车在水平路面上行驶时对路面的压力为N1，在拱形路面上行驶中经过最高处时对路面的压力N2，已知这辆汽车的重力为G，则：

A. N1G C. N2【答案】C
【解析】
【详解】汽车在水平路面上行驶时对路面的压力等于其重力；汽车通过凸圆弧形路面顶部时，由汽车的重力和桥面的支持力的合力提供汽车的向心力，即：

解得：

则：

根据牛顿第三定律可知，汽车对路面的压力为

A.N1B.N1>G与分析不符，故B项错误；
C.N2D.N2=G与分析不符，故D项错误．
7.如图所示的皮带传动装置中， a、b、c分别为轮边缘上的三点．已知Ra:Rb:Rc＝1:2:3．假设在传动过程中皮带不打滑，则在传动过程中，b、c 的角速度之比为(　　)

A. 3:1
B. 1:3
C. 2:1
D 1:2
【答案】D
【解析】
【详解】根据圆周运动的规律可知，ab线速度大小相等，ac角速度相等，所以，因此
A. 3:1与分析不符，不符合题意
B. 1:3与分析不符，不符合题意
C. 2:1与分析不符，不符合题意
D. 1:2与分析相符，符合题意
8.如图所示，轻杆长为L，一端固定在水平轴上的O点，另一端固定一个小球可视为质点．小球以O为圆心在竖直平面内做圆周运动，且能通过最高点，g为重力的加速度．下列说法正确的是：

A. 小球到达最高点时的加速度不可能为零
B. 小球通过最低点时所受轻杆的作用力不可能向下
C. 小球通过最高点时所受轻杆的作用力一定随小球速度的增大而增大
D. 小球通过最低点时所受轻杆的作用力可能随小球速度的增大而减小
【答案】B
【解析】
【详解】A.最高点时，若小球速度为零，重力与支持力相等，则加速度为零，故A错误；
B.在最低点时，杆对球的拉力和球的重力提供小球做圆周运动的向心力，竖直向上，故小球通过最低点时所受轻杆的作用力不可能向下，故B正确；
C.杆子在最高点可以表现为拉力，也可以表现为支持力，当表现为支持力时，速度增大作用力越小，故C项错误；
D.小球在最低点时，

所以速度越大则拉力越大，故D项错误．
9.一颗人造卫星在不同轨道上绕地球做匀速圆周运动，下列正确的是：
A. 轨道半径越大，所受向心力越大 B. 轨道半径越大，运行的角速度越大
C. 轨道半径越大，运行的线速度越大 D. 轨道半径越大，运行的周期越大
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据万有引力提供向心力，得，其中M为地球质量，r为卫星的轨道半径．可知轨道半径越大，卫星所受向心力小，故A项错误；
B.根据万有引力提供向心力

得

轨道半径越大，运行的角速度越小，故B项错误；
C.根据万有引力提供向心力

得

轨道半径越大，运行的线速度越小，故C项错误；
D.根据万有引力提供向心力

得：

轨道半径越大，运行的周期越大，故D项正确．
10.人造卫星绕地球做匀速圆周运动，假如卫星的线速度增大到原来的2倍，卫星仍做匀速圆周运动，则（　　）
A. 卫星的向心加速度增大到原来的4倍
B. 卫星的角速度增大到原来的4倍
C. 卫星的周期减小到原来的
D. 卫星的周期减小到原来的
【答案】C
【解析】
【详解】人造地球卫星做匀速圆周运动，根据万有引力等于向心力有：解得，假如卫星的线速度增大到原来的2倍，则半径为原来的，，向心加速度增大到原来的16倍，故A错误；，半径为原来的，角速度增大到原来的8倍，故B错误；，半径为原来的，卫星的周期减小到原来的，故C正确，D错误.
11.关于地球同步通讯卫星，下列说法中正确的是：
A. 它一定在两极上空运行 B. 各国发射的这种卫星轨道半径都不同
C. 它运行的线速度一定小于第一宇宙速度 D. 它的角速度大于地球自转的角速度
【答案】C
【解析】
【详解】A.同步卫星运行轨道为位于地球赤道平面上空圆形轨道，轨道固定不变，故A项错误；
B.因为同步卫星要和地球自转同步，即同步卫星周期T为一定值，根据因为T一定值，所以r也为一定值，所以同步卫星距离地面的高度是一定值，故B项错误；
C.第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，也是最大的圆周运动的环绕速度．而同步卫星的轨道半径要大于近地卫星的轨道半径，所以同步卫星运行的线速度一定小于第一宇宙速度，故C项正确；
D.因为同步卫星要和地球自转同步，即周期相同，由公式可得同步卫星的角速度等于地球自转的角速度，故D项错误．
12.如图所示，A、B、C三颗人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，已知三颗卫星的质量关系为，轨道半径的关系为，则三颗卫星( )

A. 线速度大小关系为
B. 加速度大小关系为
C. 向心力大小关系为
D. 周期关系为
【答案】B
【解析】
【详解】人造卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，则有：，
解得：，，；
由题意有：，
因此可知线速度大小关系为：，加速度大小关系为：，周期关系为：，
根据和可知，，
故选项B正确，A、C、D错误．
13.一质量为m的物体沿半径为R的光滑轨道下滑，当它从距底端高度R处下滑至距底端高度的过程中，重力和轨道的支持力对物体做的功为

A. ；0 B. mg；mg
C. ； D. mg；0
【答案】A
【解析】
【详解】物体下滑的高度为，所以重力做功为：

由于下滑过程中支持力方向始终与速度方垂直，所以支持不做功
A.；0与分析相符，故A项正确；
B.mg；mg与分析不符，故B项错误；
C.，与分析不符，故C项错误；
D.mg；0与分析不符，故D项错误．
14.在水平粗糙地面上，使同一物体由静止开始做匀加速直线运动，第一次是斜向上拉，第二次是斜下推，两次力作用线与水平方向的夹角相同，力的大小也相同，位移大小也相同，则　　

A. 力F对物体做的功相同，合力对物体做的总功也相同
B. 力F对物体做的功相同，合力对物体做的总功不相同
C. 力F对物体做的功不相同，合力对物体做的总功相同
D. 力F对物体做的功不相同，合力对物体做的总功也不相同
【答案】B
【解析】
由知，由于两种情况下力的大小和位移大小相同，故力F两种情况下对物体做功一样多；物体在粗糙水平面上运动时会受到阻力的作用，两种情况下物体对地面的压力不同，所以滑动摩擦力的大小也不同，导致水平方向的合力也不同，由牛顿第二定律可以知道：当斜向上拉时，合力；当斜下推时，合力，对比可知合力，由于水平方向的位移相同，故第一次合力对物体做的总功大于第二次合力对物体做的总功；故选B．
15.在水平面上，一物体在水平力F作用下运动，其水平力随时间t变化的图象及物体运动的v-t图象如图．由两个图象可知，10s内：

A. 水平力F做的功为56J
B. 克服摩擦力做的功为40J
C. 摩擦力做的功为-48J
D. 合力功为0
【答案】D
【解析】
【详解】A.由速度时间图象可知，在0-2s内，物体处于静止状态，F不做功，在2-6内，物体做匀加速直线运动，F1=6N，位移

所以力F做的功
W1=F1x1=6×8=48J
6-8s内做匀速运动，F2=4N，位移
x2=2×4=8m
所以力F做的功
W2=F2x2=4×8=32J
8-10s内做匀减速运动，拉力等于零，没有做功，所以0-10s内水平力F做功为
W=W1+W2=48+32=80J
故A项错误；
BCD.在10s内物体的动能变化量为零，根据动能定理知，合力做功为0．则摩擦力做功
Wf=-W=-80J
所以0-10s内克服摩擦力做的功为80J，故BC项错误，D项正确．
二、实验题：
16.三个同学根据不同的实验条件，进行了“探究平抛运动规律”的实验：

(1)甲同学采用如图甲所示的装置．用小锤打击弹性金属片，金属片把A球沿水平方向弹出，同时B球被松开，自由下落，观察到两球同时落地，改变小锤打击的力度，即改变A球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明_________．
(2)乙同学采用如图乙所示的装置．两个相同的弧形轨道M、N，分别用于发射小铁球P、Q，其中N的末端与可看作光滑的水平板相切；两轨道上端分别装有电磁铁C、D；调节电磁铁C、D的高度，使AC=BD，从而保证小铁球P、Q在轨道出口处的水平初速度v0相等，现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上，然后切断电源，使两小铁球能以相同的初速度v0同时分别从轨道M、N的下端射出．实验可观察到的现象应是______．仅仅改变弧形轨道M的高度，重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明______．
(3)丙同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图丙所示的“小球做平抛运动”的照片．图中每个小方格的边长为10cm，则由图可求得拍摄时每______s曝光一次，该小球的初速度大小为________m/s，小球运动到图中位置2时速度大小为_______m/s(g取10m/s2)．
【答案】 (1). 平抛运动的竖直分运动是自由落体运动 (2). PQ两球将相碰 (3). 平抛运动的水平分运动是匀速直线运动 (4). 0.1 (5). 2 (6). 2.5
【解析】
【详解】(1)[1]在打击金属片时，两小球同时做平抛运动与自由落体运动．结果同时落地，则说明平抛运动竖直方向是自由落体运动；
(2)[2][3]让两小球从相同的弧形轨道上相同高度滚下，从而使两小球同时滚离轨道并具有相同的速度．小球P做平抛运动，小球Q做匀速直线运动，当两小球相遇时则说明小球平抛运动水平方向是匀速直线运动．当同时改变两小球滚下的高度时，仍能相碰，则说明平抛运动水平方向总是匀速直线运动；
(3)[4]平抛运动可看成竖直方向自由落体运动与水平方向匀速直线运动；在竖直方向：由△h=gt2可得

[5]水平方向：由x=v0t得：

[6]位置2竖直分速度为：

根据平行四边形定则知，位置2的速度为：

三、计算题：
17.一飞船绕某星球转动，星球半径R，飞船在离该星球表面高度为h处，受星球引力作用而绕其做匀速圆周运动的速率为，已知引力常量为G．试求：
(1)该星球的质量；
(2)该星球表面重力加速度；
(3)该星球第一宇宙速度．
【答案】(1) (2) (3)
【解析】
【详解】(1)由万有引力提供向心力

解得：

(2)由重力等于万有引力得：

得：

(3)由万有引力提供向心力

得：

18.如图所示，弹簧的一端固定,另一端连接一个物块，弹簧质量不计．物块（可视为质点）的质量为m，在水平桌面上沿x轴运动，与桌面间的动摩擦因数为μ．以弹簧原长时物块的位置为坐标原点O，当弹簧的伸长量为x时，物块所受弹簧弹力大小为F=kx，k为常量．
(1)有甲乙两位同学画出了F随x变化示意图，你认为哪位同学的图像更有道理？论述之；
(2)根据选择的F-x图像求物块沿x轴从O点运动到位置x的过程中弹力所做的功；
(3)物块由x1处向右运动到x3处，然后由x3处返回到x2处，在这个过程中，求弹力所做的功；滑动摩擦力所做的功；比较两种力做功的特点有何不同．


【答案】(1)两位同学的示意图都可以(2)(3)，Wf=-μmg（2x3-x1-x2）弹力做功与实际路径无关，取决于始末两点间的位置，而摩擦力做功与实际路径有关．
【解析】
【详解】(1)根据胡克定律有F=kx，k是常数，即弹力F与弹簧形变量x成正比，甲乙两同学只是取力的正方向不同，两位同学的示意图都可以；
(2)物块沿x轴从O点运动到位置x的过程中，弹力做负功：F-x图线下的面积等于弹力做功大小；故弹力做功为

(3)物块由x1向右运动到x3的过程中，弹力做功为：

物块由x3运动到x2的过程中，弹力做功为：

整个过程中弹力做功：

整个过程中，摩擦力做功：
Wf=-μmg（2x3-x1-x2）
比较两力做功可知，弹力做功与实际路径无关，取决于始末两点间的位置，而摩擦力做功与实际路径有关．
19.如图所示，将一个小球水平抛出，抛出点距水平地面的高度h=1.8m，小球落地点与抛出点的水平距离x=4.8m．不计空气阻力，g取10m/s2．求：
（1）小球从抛出到落地经历的时间;
（2）小球抛出时的速度大小v0;
（3）小球落地时的速度大小v;

【答案】(1)t=0.6s(2)(3)
【解析】
【详解】(1)根据平抛运动规律得，竖直方向

得：

(2)水平方向得：

(3)落地时竖直方向的速度为

由运动的合成可知，落地时的速度