1、- 1 -湖北省黄梅国际育才高级中学 2018-2019 学年高一物理下学期期中试题注意：本试卷包含、两卷。第卷为选择题，所有答案必须用 2B 铅笔涂在答题卡中相应的位置。第卷为非选择题，所有答案必须填在答题卷的相应位置。答案写在试卷上均无效，不予记分。一、单选题（本大题共 8 小题，共 32.0 分）1. 在物理学的发展过程中，许多物理学家都做出了重大贡献，他们也创造出了许多物理学研究方法，下列关于物理学史和物理学方法的叙述中正确的是 A. 牛顿发现了万有引力定律，他被称为“称量地球质量”第一人B. 牛顿进行了“月 地检验”，得出天上和地下的物体间的引力作用都遵从万有引力定律C. 卡文迪许在
2、利用扭秤实验装置测量引力常量时，应用了微元法D. 在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法是转换法【答案】 B【解析】【分析】牛顿发现引力定律，而卡文迪许通过实验测量并计算得出了万有引力常量，使用了放大法；用质点来代替物体的方法是等效替代法，从而即可一一求解本题考查了物理学史以及一些物理定律的意义，对于物理定律我们不仅要会应用还要了解其推导过程，有助于提高我们研究问题的能力和兴趣，注意引力定律与引力常量发现者的不同，及理解微元法、等效法、转换法的含义【解答】A、牛顿发现了万有引力定律，而卡文迪许通过实验测量并计算得出了万有引力常量，因此卡文迪许被称为“称量地球的质量”的人。故
3、 A 错误；B、牛顿进行了“月 地检验”，得出天上和地下的物体间的引力作用都遵从万有引力定律，故 B 正确；C、卡文迪许在利用扭秤实验装置测量引力常量时，应用了放大法，故 C 错误。D、不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法是等效替代法，故 D 错误。- 2 -故选： B。2. 关于开普勒第三定律的公式 ，下列说法中正确的是 A. 公式只适用于绕太阳作椭圆轨道运行的行星B. 式中的 R 只能为做圆周轨道的半径C. 公式适用于宇宙中所有围绕星球运行的行星 或卫星D. 围绕不同星球运行的行星 或卫星 ，其 K 值相同【答案】 C【解析】解： A、开普勒第三定律不仅适用于行星绕太阳
4、的椭圆运动，也适用于卫星绕行星的运动 故 A 错误， B 错误C、开普勒第三定律不仅适用于行星绕太阳的椭圆运动，也公式适用于宇宙中所有围绕星球运行的行星 或卫星 故 C 正确D、围绕不同星球运行的行星 或卫星 ，其 K 值是不相同 故 D 错误故选： C开普勒运动定律不仅适用于椭圆运动，也适用于圆周运动，不仅适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫星绕行星的运动 式中的 k 是与中心星体的质量有关的此题需要掌握：开普勒运动定律不仅适用于椭圆运动，也适用于圆周运动，不仅适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫星绕行星的运动 式中的 k 是与中心星体的质量有关的3. 下列关于功、功率的说法，正确的是 A. 只
5、要力作用在物体上，则该力一定对物体做功B. 由 知，只要知道 W 和 t 就可求出任意时刻的功率C. 摩擦力一定对物体做负功D. 由 知，当汽车发动机功率一定时，牵引力与速度成反比【答案】 D【解析】解： A、只有同时满足功的两个条件，力才做功，即：物体受力，同时在力的方向上发生了位移，故 A 错误；B、公式 只能计算平均功率，不能计算瞬时功率，故 B 错误；C、恒力做功的表达式 ，滑动摩擦力的方向与物体相对运动方向相反，但与运动方- 3 -向可以相同，也可以相反，物体受滑动摩擦力也有可能位移为零，故可能做负功，也可能做正功，也可以不做功；静摩擦力的方向与物体相对运动趋势方向相反，但与运动方向
6、可以相同，也可以相反，还可以与运动方向垂直，故静摩擦力可以做正功，也可以做负功，也可以不做功，故 C 错误；D、据 可知，当功率恒定时，牵引力与速度成反比，故 D 正确故选： D做功的两个必要因素：作用在物体上的力；物体在力的方向上通过的距离 二者缺一不可；公式 只能计算平均功率， 既可以计算平均功率，也可以计算瞬时功率；功等于力与力的方向上的位移的乘积，这里的位移是相对于参考系的位移；静摩擦力的方向与物体的相对运动趋势方向相反，滑动摩擦力的方向与物体的相对滑动的方向相反；由公式 用控制变量法讨论解答此题的关键是： 理解做功的两个必要因素：作用在物体上的力；物体在力的方向上通过的距离 二者缺一
7、不可； 理解平均功率和瞬时功率的概念，会用控制变量法讨论； 同时要明确恒力做功的求法4. 一物体沿竖直方向运动，以竖直向上为正方向，其运动的图象如图所示 下列说法正确的是( ) A. 时间内物体处于失重状态B. 时间内物体机械能守恒C. 时间内物体向下运动D. 时间内物体机械能一直增大【答案】 D【解析】【分析】图象中，与时间轴平行的直线表示做匀速直线运动，倾斜的直线表示匀变速直线运动，斜率表示加速度，倾斜角越大表示加速度越大。本题考查了 图象的直接应用，要明确斜率的含义，能根据图象读取有用信息，属于基础题，较为简单。- 4 -【解答】A.以竖直向上为正方向，在 图象中，斜率代表加速度，可知
8、时间内物体向上做加速运动，加速度的方向向上，处于超重状态。故 A 错误；B.由图可知， 时间内物体向上做匀速直线运动，动能不变，重力势能增大，所以机械能增大。故 B 错误；C.由图可知， 时间内物体向上做减速运动。故 C 错误；D. 时间内物体向上做加速运动，动能增大，重力势能也增大； 时间内物体向上做匀速直线运动，动能不变，重力势能增大，所以 时间内物体机械能一直增大。故 D 正确。故选 D。5. 如图所示，小物体从 A 处静止开始沿光滑斜面 AO 下滑，又在粗糙水平面上滑动，最终停在 B 处 已知 A 距水平面 OB 的高度为 h，物体的质量为 m，现用力将物体 m 从 B 点静止沿原路拉
9、回至距水平面高为 的 C 点处，需外力做的功至少应为 A. B. C. D. 2mgh【答案】 C【解析】解：物体从 A 到 B 全程应用动能定理可得：由 B 返回 C 处过程，由动能定理得：联立可得： ；故 C 正确， ABD 错误故选： C物体从 A 到 B 全程应用动能定理可得，重力做功与物体克服滑动摩擦力做功相等，返回 AO的中点处时，滑动摩擦力依然做负功，重力也会做负功，要想外力做功最少，物体末速度应该为零，由动能定理可解答案本题考查动能定理的应用，要注意恰当选择过程应用动能定理，注意功的正负，同时明确两次运动中摩擦力做功不变- 5 -6. 中国的高铁技术居世界领先地位 通常，列车受
10、到的阻力与速度的平方成正比，即列车要跑得快，必须用大功率的机车牵引 若列车以 的速度匀速行驶时机车的功率为 P，则该列车以 的速度匀速行驶时机车的功率为 A. 2P B. 4P C. 8P D. 16P【答案】 C【解析】解：当快艇匀速行驶时，牵引力等于阻力，有 ，则牵引力功率 ，速度变为原来的 2 倍，则牵引力功率变为原来的 8 倍。所以选项 C 正确， ABD 错误。故选： C。抓住匀速行驶时，牵引力等于阻力，结合 求出功率之比的关系，结合牵引力做功相等求出运动的时间关系，从而得出行驶的距离关系本题考查了功率的基本运用，通过 得出 ，即求出发动机功率之比是解决本题的关键7. 如图所示，水平
11、传送带保持 的速度运动，一质量为 1kg的物体与传送带间的动摩擦因数为 现将该物体无初速地放到传送带上的 A 点，然后运动到了距 A 点 1m 的 B 点，则传送带对该物体做的功为 A. J B. 2 J C. J D. 5 J【答案】 B【解析】【分析】物体无初速地放到传送带上，开始阶段受到滑动摩擦力而做匀加速运动，当物体速度与传送带相同时，物块不受摩擦力，与传送带一起做匀速运动。只有在物块加速运动过程中，皮带对物体做功。根据牛顿第二定律求出物块匀加速运动的加速度，由速度公式求出物块速度与传送带所经过的时间，由位移公式求出此过程的位移，分析物块是否达到传送带的另一端，再由动能定理求解皮带对该
12、物体做的功。此题首先要分析物体的运动过程，判断物块是否一直做匀加速运动 根据动能定理求功是常用的方法。【解答】物体无初速地放到传送带上，匀加速运动的过程中加速度为- 6 -设物块从放上皮带到速度与皮带相同经历的时间为 t，则有： ，通过的位移为 ，所以速度与皮带相同，皮带对物块做功，根据动能定理得；故选 B。二、多选题（本大题共 6 小题，共 24.0 分）8. 下列关于力对物体做功的说法中正确的是 A. 物体速度增加时，其机械能可能减少B. 合力不做功，物体必定做匀速直线运动C. 在相同时间内作用力与反作用力做功绝对值一定相等，一正一负D. 一对作用力和反作用力可能其中一个力做功，而另一个力
13、不做功【答案】 AD【解析】解： A、物体在阻力作用下向下加速运动，动能增加，但机械能减小，故 A 正确；B、匀速圆周运动，合外力不做功，但不是匀速直线运动，故 B 错误；C、作用力和反作用力的作用点的位移可能同向，也可能反向，大小可以相等，也可以不等，故作用力和反作用力对发生相互作用的系统做功不一定相等，故相互作用力做功之和不一定为零，故 C 错误， D 正确；故选： AD 机械能守恒必须只有重力做功，匀速圆周运动合外力不做功，但不是直线运动，结合根据作用力和反作用力、平衡力的性质可以判断两力做功的情况作用力与反作用力虽然大小相等，方向相反，但是做功与力的大小以及物体的位移两个因素有关，要综
14、合考虑问题9. 如图所示，科学家设想在拉格朗日点 L 建立空间站，使其与月球同周期绕地球运动，拉格朗日点 L 位于地球和月球连线上，处在该点的空间站在地球和月亮引力的共同作用下，可与月球一起以相同的周期绕地球运动 以 、 、 分别表示近地卫星的线- 7 -速度、角速度、向心加速度的大小，以 、 ， 分别表示该空间站的线速度、角速度、向心加速度的大小，以 、 、 分别表示月亮的线速度、角速度、向心加速度的大小则正确的是 A. B. C. D. 【答案】 ABD【解析】解： A、空间站与月球具有相同的周期与角速度，根据 知 ，近地卫星的轨道半径等于地球的半径，故近地卫星的轨道半径小于月球的轨道半径
15、，根据 知 ，所以有 ，故 A 正确；B、根据万有引力充当向心力知 知， ，而空间站与月球具有相同的角速度，所以 ，故 B 正确；C、空间站与月球以相同的角速度绕地球运动，根据向心加速度 ，由于空间站的轨道半径小于月球轨道半径，所以 ，近地卫星的轨道半径小于月球的轨道半径，根据 ，得 ，所以 ，故 C 错误， D 正确故选： ABD。由题意知，空间站在 L 点能与月球同步绕地球运动，其绕地球运行的周期、角速度等于月球绕地球运行的周期、角速度，根据万有引力提供向心力分析近地卫星与月球的线速度、角速度和加速度；由 和比较空间站与月球的线速度及向心加速度本题比较简单，对此类题目要注意掌握万有引力充当
16、向心力和圆周运动线速度和向心加速度公式的联合应用- 8 -10. 如图所示，质量为 m 的物体 可视为质点 以某一速度从 A 点冲上倾角为 的固定斜面，其减速的加速度为 ，此物体在斜面上能够上升的最大高度为 h，则在这个过程中物体 A. 重力势能增加了 mgh B. 机械能损失了C. 动能损失了 mgh D. 克服摩擦力做功【答案】 AB【解析】【分析】重力势能的增加量等于克服重力做的功；动能变化等于力的总功；机械能变化量等于除重力外其余力做的功。本题关键根据功能关系的各种具体形式得到重力势能变化、动能变化和机械能变化。【解答】A.加速度 ，解得：摩擦力 ；物体在斜面上能够上升的最大高度为 h
17、，所以重力势能增加了 mgh，故 A 正确；B.机械能的损失量为 fs ，故 B 正确；C.动能损失量为克服合外力做的功的大小 ，故 C 错误；D.克服摩擦力做功 ，故 D 错误。故选 AB。11. 一质量为 1 kg 的质点静止于光滑水平面上，从 时刻开始，受到水平外力 F 作用，如图所示。下列判断正确的是( ) A. 内外力的平均功率是B. 第 内外力所做的功是- 9 -C. 第 末外力的瞬时功率最大D. 第 末与第 末外力的瞬时功率之比为【答案】 AD【解析】【分析】根据牛顿第二定律求出 内和 内的加速度，结合位移时间公式分别求出两段时间内的位移，从而得到两段时间内外力做功的大小，结合平
18、均功率的公式求出外力的平均功率，根据速度时间公式分别求出第 1s 末和第 2s 末的速度，结合瞬时功率的公式求出外力的瞬时功率。本题考查了功的计算和平均功率以及瞬时功率的计算，由运动学公式求出位移等，在根据公式列式计算即可。【解答】A.在 内，物体的加速度为： ，则质点在 内的位移为：，1 s 末的速度为： ，在第二秒内的加速度为： ，则第 2s 内的位移为： ，则在 内的平均功率为：，故 A 正确；B.第 2s 内外力做功的大小为： ，故 B 错误；第 1s 末外力的瞬时功率为： ，第 2s 末的速度为： ，则第2s 末外力的瞬时功率为： ，可知第 2s 末的不是最大，第 1s 末和第 2s
19、 末外力的瞬时功率之比为： ，故 D 正确， C 错误。故选 AD。12. 在一次冰壶比赛中，运动员以一定的初速度将冰壶沿水平面抛出，由于摩擦阻力的作用，其动能随位移变化图线如图所示，已知冰壶质量为 19kg， g 取 ，则以下说法正- 10 -确的是 A. B. C. 滑行时间 s D. 滑行时间 s【答案】 BD【解析】解：由动能定理得：；由图知： ，代入得 ；解得 ；设冰壶的初速度为 则有： ，得由 得：滑行时间故选： BD由图读得冰壶运动全过程初动能为 ，末动能为 0，只有摩擦力做功，可以使用动能定理来求解 由运动学公式求解时间动能定理类问题，过程选择为解题的关键，本题为图象类比较新的
20、题型，但万变不离其宗，要学会从图象中找对应的物理量和运动过程三、计算题（本大题共 4 小题，共 44.0 分）13. “嫦娥四号”卫星计划在 2018 年底发射升空 已知月球的半径为 R，月球表面的重力加速度为 ，引力常量为 G，若嫦娥四号离月球中心的距离为 求：- 11 -月球的质量 M；嫦娥四号的运行周期 T；月球上的第一宇宙速度 v【答案】解： 月球表面处引力等于重力，有： ， 得： 卫星做圆周运动，由万有引力提供向心力得： 解得 第一宇宙速度为近月卫星运行速度，由万有引力提供向心力，得： 所以月球第一宇宙速度为： 【解析】 在月球表面的物体受到的重力等于万有引力 ，化简可得月球的质量；
21、根据万有引力提供向心力 ，求出周期；根据万有引力提供向心力 ，可计算出近月卫星的速度，即月球的第一宇宙速度；本题要掌握万有引力提供向心力和重力等于万有引力这两个重要的关系，要能够根据题意选择恰当的向心力的表达式。14. 众多的恒星组成不同层次的恒星系统，最简单的恒星系统是两颗互相绕转的双星，如下图所示，两星各以一定速率绕其连线上某一点匀速转动，这样才不至于因万有引力作用而吸引在一起，已知双星质量分别为 、 ，它们间的距离始终为 L，引力常数为 G，- 12 -求：双星旋转的中心 O 到 的距离；双星的转动周期。【答案】解： 设 到中心 O 的距离为 x，双星的周期相同，由万有引力充当向心力，向
22、心力大小相等得：知：联立 求解得：由 解得：答： 双星旋转的中心 O 到 的距离是 ；双星的转动周期是 。【解析】双星在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的 O 点做周期相同的匀速圆周运动，根据牛顿第二定律分别对两星进行列式，来求解。这道题充分体现了利用双星系统的特点来解题的思路。双星特点： 绕同一中心转动的角速度和周期相同。由相互作用力充当向心力，向心力相同。15. 如图所示，质量为 2kg 的物体在长 4m 的斜面顶端由静止下滑，然后进入由圆弧与斜面连接的水平面 由斜面滑至平面时无能量损失 ，物体滑到斜面底端时的速度为 ，若物体与水平面的动摩擦因数为 ，斜面倾角为 ，取 ，已知： ，求：物
23、体在斜面上滑动时摩擦力做的功；物体能在水平面上滑行的距离- 13 -【答案】解： 物体在斜面滑下的过程中，由动能定理得：，代入数据解得： ，在水平面上，由动能定理得：，代入数据解得： ；答： 物体在斜面上滑动时摩擦力做的功为 ；物体能在水平面上滑行的距离为 【解析】 由动能定理可求得物体在斜面上滑动时摩擦力做的功由动能定理可以求出物体在水平面上滑行的距离本题通过动能定理解决比较简便，要注意动能定理的应用步骤和方法，正确分析受力以及运动过程，即可正确求解 本题也可以利用牛顿第二定律求解；若运用牛顿第二定律和运动学公式结合求时，求解加速度是关键16. 如图所示，从 A 点以某一水平速度 抛出质量
24、的小物块 可视为质点 ，当物块运动至 B 点时，恰好沿切线方向进入圆心角 的光滑圆弧轨道 BC，经圆孤轨道后滑上与 C 点等高、静止在粗糙水平面的长木板上，圆弧轨道 C 端切线水平。已知长木板的质量 ， A、 B 两点距 C 点的高度分别为 、 ，圆弧轨道半径，物块与长木板之间的动摩擦因数 ，长木板与地面间的动摩擦因数， ， ，求：小物块在 B 点时的速度大小；小物块滑动至 C 点时，对圆弧轨道 C 点的压力；长木板至少为多长，才能保证小物块不滑出长木板？ 设最大静摩擦力等于滑动摩擦力- 14 -【答案】解： 物块从 A 点到 B 点做平抛运动，则有：设到达 B 点时竖直分速度为 ，则：据题有
25、联立解得从 A 至 C 点，由动能定理得设物块在 C 点受到的支持力为 ，则由牛顿第二定律得：联立可得： ， N根据牛顿第三定律可知，物块对圆弧轨道 C 点的压力大小为小物块 m 与长木板间的滑动摩擦力：长木板与地面间的最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力：因 ，所以小物块在长木板上滑动时，长木板静止不动小物块在长木板上做匀减速运动，至长木板右端时速度刚好为 0则长木板长度至少为：答： 小物块运动至 B 点时的速度大小为 ；小物块滑动至 C 点时，对圆弧轨道 C 点的压力是 N；长木板至少为 ，才能保证小物块不滑出长木板。【解析】 小物块从 A 到 B 做平抛运动，已知平抛的抛出高度和落地速度方向，求落地的速度大小和方向，用运动的合成与分解求解；小物块在 BC 间做圆周运动运动，由动能定理求出小物块通过 C 点的速度。在 C 点时轨道支持力和重力的合力提供物块圆周运动的向心力，据此求解即可；根据物块在长木板上滑动时，物块的位移 长木板的位移应该小于等于长木板的长度这一临界条件展开讨论即可。本题关键要理清物块在多个不同运动过程中的运动规律，掌握物块各个阶段的运动规律是解决本题的关键。
