河南省洛阳市高一物理下学期期中试题含解析

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1、河南省洛阳市2020学年高一下学期期中考试物理试题 一、选择题：本题共14小题，每小题3分，在每小题给出的四个选项中，第19题只有一项符合题目要求，第1014题有多项符合题目要求。全部选对得3分，选对但不全得2分，有选错的得0分1. 关于行星运动规律、万有引力定律的发现过程，下列说法错误的是A. 卡文迪许最早通过实验较准确地测出了万有引力常量B. 开普勒发现了行星运行的轨道是椭圆的C. 牛顿通过“月-地检验”发现地面物体，月球所受地球引力都遵从同样的规律D. 牛顿在寻找万有引力的过程中，他既没有利用牛顿第二定律，也没有利用牛顿第三定律，只利用了开普勒第三定律【答案】D【解析】牛顿发现万有引力定

2、律后，卡文迪许通过扭秤实验，较准确地测出了万有引力常量，故A说法正确；开普勒通过观察发现行星运动轨道是椭圆，总结了行星轨道运行规律，故B说法正确；牛顿通过“月-地检验”发现地面物体，月球所受地球引力都遵从同样的规律，故C说法正确；牛顿在寻找万有引力的过程中，他利用了牛顿第二定律，牛顿第三定律和开普勒第三定律，故D说法错误。所以选D。2. 关于功率的概念，下列说法中正确的是A. 功率是表示力做功多少的物理量B. 功率是表示力做功快慢的物理量C. 由可知，功率与时间成反比D. 只要F不为零，v也不为零，这个力的功率P就一定不为零【答案】B【解析】功率的物理意义是表示功快慢的物理量，故A错误，B正确

3、；根据，可知，当做功不变时，功率才与时间成反比，故C错误；功和功率均要注意夹角，当力和速度成直角时，功率为零，故D错误。所以B正确，ACD错误。3. 下列人或物在运动过程中，机械能守恒的是A. 风中飘落的羽毛B. 竖直放置的真空牛顿管中下落的羽毛C. 乘电梯匀速上升的人D. 弹性蹦床上跳跃的运动员（不计空气阻力）【答案】B【解析】风中飘落的羽毛受到空气阻力，而空气阻力做负功，机械能减少，故A错误；竖直放置的真空牛顿管中下落的羽毛，只受重力，所以机械能守恒，故B正确；乘电梯匀速上升的人，动能不变，势能增加，所以机械能增大，故C错误；弹性蹦床上跳跃的运动员，弹力要做功，所以机械能不守恒，故D错误。

4、所以B正确，ACD错误。4. 已知地球自转的角速度为7.2910-5rad/s，月球到地球中心的距离为3.84108m在地球表面发射卫星的第一宇宙速度为7.9103m/s，第二宇宙速度为11.2103m/s，第三宇宙速度为16.7103m/s，假设地球上有一棵苹果树长到了接近月球那么高，则当苹果脱离苹果树后，将（）A. 竖直向下落回地面B. 成为地球的同步“苹果卫星”C. 成为地球的“苹果月亮”D. 飞向茫茫宇宙【答案】D【解析】试题分析：因为地球自转的角速度为7.29105rad/s，月球到地球中心的距离为3.84108m，当苹果树长到了接近月球那么高时，苹果的线速度为，此速度已经大于地球的

5、第三宇宙速度，况且月球表面的第三宇宙速度远小于地球第三宇宙速度，故当苹果脱离苹果树后将飞向茫茫宇宙，选项D 正确。考点：线速度；宇宙速度。5. 某同学掷出的铅球在空中运动轨迹如图所示，如果把铅球视为质点，同时忽略空气阻力作用，则铅球在空中的运动过程中，铅球的速率v、机械能E、动能Ek和重力的瞬时功率P随时间t变化的图像中可能正确的是A. B. C. D. 【答案】D6. 如图所示，一物体以6J的初动能从A点沿AB圆弧下滑，滑到B点时动能仍为6J，若物体以8J的初动能从A点沿同一路线滑到B点，则物体到B点时的动能是A. 小于8J B. 等于8J C. 大于8J D. 不能确定【答案】A【解析】根

6、据题意知：当物体以6J的初动能从A点沿AB圆弧下滑，滑到B点时动能仍为6J，根据动能定理有：WG+Wf=0当以8J的初动能从A点下滑时，由于物体沿圆弧下滑，指向圆心的合力提供向心力，由于速度变大，圆弧轨道给物体的弹力变大，根据滑动摩擦力大小的计算式：f=FN，可得物体受到的摩擦力增大，在从A到B的过程中，物体通过的圆弧长度不变，所以物体在从A到B的过程中，克摩擦力做功增大，重力做功不变，所以到达B点动能小于8J，故A正确，BCD错误。7. 理论上认为质量分别均匀的球壳对球壳内的物体的万有引力为零，如图所示，一半径为R、质量分别均匀的实心球，O为球心，以O点为原点建立坐标轴Ox。质量一定的小物块

7、（可视为质点）沿坐标Ox运动，则小物体在坐标与出所受到实心球对它的万有引力分别为，则的比值为A. 9：8 B. 8：9 C. 1：9 D. 9：1【答案】A【解析】令地球的密度为，地球的质量为M，则有，在处，小物块受到的引力为：，其中，可得，在处，小物块受到的引力为：，所以，故A正确，BCD错误。8. 2020年9月25日，经过“轨道控制”，天宫二号由离地面h1=380km的圆形运行轨道上调到离地面h2=393km的圆形轨道，已知地球上的重力加速度为g，地球的半径为R，引力常量为G，根据以上信息可判断A. 天宫二号在圆形轨道h2上运行的速度大于第一宇宙速度B. 天宫二号在圆形轨道h2上运行的速

8、度大于轨道h1上的运行速度C. 天宫二号在轨道h1上的运行周期为D. 天宫二号由圆形轨道h1进入圆形轨道h2，运行周期变小【答案】C【解析】根据万有引力提供向心力：，解得：，由于“天宫二号”的轨道半径大于地球的半径，所以天宫二号在圆形轨道h2上运行的速度小于第一宇宙速度，故A错误；根据万有引力提供向心力：，解得：，由于h1h2，可知，天宫二号在圆形轨道h2上运行的速度小于轨道h1上的运行速度，故B错误；根据万有引力提供向心力：，在地球表面万有引力等于重力： ，联立解得：，故C正确；由上可知天宫二号由圆形轨道h1进入圆形轨道h2，高度变大，所以运行周期变大，故D错误。所以C正确，ABD错误。9.

9、 载人火箭竖直升空的加速度为，某时刻运载舱中质量m=60kg的宇航员对座椅的压力测量值为3060N，已知地球表面的重力加速度为，设地球半径为R，以下判断正确的有A. 此时火箭距地面的高度约为3RB. 此时火箭内宇航员处于完全失重状态C. 此时宇航员所处位置的重力加速度为D. 此时宇航员受到地面的引力为3060N【答案】C【解析】在地球表面万有引力等于重力： ，升空过程中根据牛顿第二定律得：N-mg=ma，代入数据解得：，根据重力等于万有引力火箭所在处有：，联立解得：，故A错误，C正确；此时火箭内所有物体具有向上的加速度，处于超重状态，故B错误；此时宇航员受到地面的引力为：，故D错误。所以C正确

10、，ABD错误。10. 绕地球做匀速圆周运动的人造地球卫星，在时间t内通过的弧长为l，该弧长对应的圆心角为弧度，已知引力常量为G，则A. 该卫星的角速度为B. 该卫星的加速度大小为C. 该卫星的周期为D. 地球的质量为【答案】ACD【解析】该卫星的角速度为：，故A正确；高景一号”卫星的线速度为：，向心加速度为：，故B错误；周期为：，故C正确；卫星做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律，有，联立以上解得：，故D正确。所以ACD正确，B错误。11. 如图所示，一颗卫星从圆形轨道1变轨到椭圆轨道2，又从椭圆轨道2变轨到圆形轨道3，a、b两点是椭圆轨道分别与轨道1和轨道3的切点，卫星在圆

11、形轨道1、轨道切点a点、轨道切点b点和圆形轨道3上的机械能分别为E1、E2a、E2b、E3，动能分别为，加速度分别为，则下列关系正确的有：A. B. C. D. 【答案】AC【解析】根据万有引力提供向心力：，解得：，可知轨道半径越大，速度越小，所以，则，卫星从1轨道变到2轨道需要加速所以有，在2轨道上从a点到b点过程中，克服地球引力做功，所以速度将减小即，从2轨道变到3轨道需要加速，所以有，综上可知速度关系为：，所以，故BD错误；由上分析可知，由1轨道到2轨道需加速，机械能将变大，在椭圆轨道上机械能守恒，从2轨道变到3轨道需要加速，机械能增大，所以：，故A正确；根据万有引力提供向心力：，解得：

12、，可知，故C正确。所以AC正确，BD错误。12. 质量为m的跳伞运动员进行低空跳伞表演，在打开降落伞之前，他以恒定的加速度竖直加速下落高度h，在这段过程中A. 运动员的重力势能减少了mghB. 运动员的动能增加了C. 运动员克服阻力所做的功为D. 运用的机械能减少了【答案】BC【解析】重力做功：WG=mgh，重力势能减少了：EP=mgh，故A正确；由牛顿第二定律知，mg-f=ma，可得，阻力做功为：，运动员克服阻力做功，所以机械能加少了，故C错误，D正确；由动能定理可知，运动员的动能增加量为：，故B正确。所以ABD正确，C错误。13. 如图所示，在倾角为的粗糙斜面底端，固定以轻质弹簧，弹簧上端

13、处于自由状态，一质量为m的物块（可视为质点）从离弹簧上端距离为处由静止释放，物块与斜面间动摩擦因数为，物块在整个过程中的最大速度为v，弹簧被压缩到最短时物体离释放点的距离为（重力加速度为g），则A. 从物块释放到弹簧被压缩到最短的过程中，系统损失的机械能为B. 从物块释放到弹簧被压缩到最短的过程中，弹簧弹性势能的增加量与系统产生的内能之和为C. 物块的速度最大时，弹簧的弹性势能为0D. 弹簧的最大弹性势能为【答案】ABD.二、非选择题14. 实验小组利用如图所示实验装置，做“探究力对物体做功与物体速度变化的关系”的实验，当小车在一条橡皮筋作用下弹出时，橡皮筋对小车做的功记为W；当用2条、3条、

14、4条完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、第4次实验时，橡皮筋对小车做的功记为2W、3W、4W对每次打出的纸带进行处理，求出小车每次最后匀速运动时的速度v，记录数据如下：（1）关于该实验，下列说法不正确的是A实验时应使用相同的橡皮筋B实验仪器安装时，不需要平衡摩擦力C每次实验时，橡皮筋拉伸的长度都应保持一致D实验中要先接通打点计时器的电源再释放小车（2）根据以上数据，在坐标纸中作出图像_。（3）根据图像可以判断，力对小车所做的功与_。【答案】 (1). B (2). 小车受到的平方成正比【解析】（1）橡皮筋对小车做的功我们没法直接测量，所以我们是通过改变橡皮筋的条数的方法来改变功，因此需

15、要相同的橡皮筋，且橡皮筋拉伸的长度都应保持一致，故AC说法正确；平衡摩擦力后，橡皮筋的拉力等于合力，橡皮条做功完毕，小车的速度最大，若不进行平衡摩擦力操作，则当橡皮筋的拉力等于摩擦力时，速度最大，所以需要平衡摩擦力，故B说法错误；实验中要先接通打点计时器的电源再释放小车，故D说法正确。所以选B。（2）根据描点作图法可得：（3）橡皮筋做的功转化为小车动能，由动能定理得：，功W与速度v间的关系为：，W与成v2正比，W-v2图象是正比例函数图象，即对小车所做的功与小车速度的平方成正比。15. 某实验小组利用如图甲所示的实验装置，完成“验证机械能守恒定律”的实验，请根据实验原理和步骤完成下列问题：（1

16、）在实验操作中，释放纸带瞬间的四种情景如照片所示，你认为最合理的是（2）如图乙是该实验小组打出的一条点迹清晰的纸带，纸带上的O点是起始点，选取纸带上连续的点A、B、C、D、E、F作为计数点，并测出各计数点到O点的距离依次为27.94cm、32.78cm、38.02cm、43.65cm、49.66cm、56.07cm已知打点计时器所用的电源是50Hz的交流点，重物的质量为0.5kg，则从计时器打下点O到打下点D的过程中，重物减小的重力势能EP=_J，重物增加的动能EK=_J，两者不完全相等的主要原因是_（重力加速度g取9.8m/s2，计算结果保留三位有效数字）（3）从实验数据处理结果发现，重锤减

17、小的重力势能总是大于重锤增加的动能，这是实验存在误差的必然结果，该误差属于_（填系统误差或偶然误差）。【答案】 (1). D (2). 4.28 (3). 4.23 (4). 系统误差【解析】（1）释放重物时，手提着纸带的上端，纸带要处于竖直状态，重物靠近打点计时器，故选：D。（2）从计时器打下点O到打下点D的过程中，重力势能减小量Ep=mgh=0.5100.4365J=2.18J，利用匀变速直线运动的推论可得：，重物增加的动能为：，由于存在阻力作用，所以减小的重力势能大于动能的增加量。（3）从实验数据处理结果发现，重锤减小的重力势能总是大于重锤增加的动能，这是实验存在误差的必然结果，该误差属

18、于系统误差.三、计算题：解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位16. 2020年3月13日，全国两会透露，我国计划今年实施嫦娥四号探月任务，探测器将实现人类首次在月球背面软着陆，开展原位和巡视探测，让月球背面露真颜，设想嫦娥四号登月飞船贴近月球表面做匀速圆周运动，发射的月球车在月球软着陆后，自动机器人在月球表面上沿竖直方向以初速度抛出一个小球，测得小球经实际t落回抛出点，已知月球半径为R，万有引力常量为G，月球质量分布均匀，求：（1）月球表面的重力加速度；（2）月球的第一宇宙速度。【答案】(1) (2) 【解析】

19、试题分析：根据竖直上抛运动的特点，求出月球表面的重力加速度；根据万有引力提供向心力，可解得月球第一宇宙速度。（1）根据竖直上抛运动的特点可知解得月球表面的重力加速度：（2）设月球的质量为M，则在月球表面有贴近月球表面做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力，可得联立解得月球第一宇宙速度：点睛：本题主要考查了人造卫星的应用，解决本题的关键要建立模型，掌握万有引力等于重力和万有引力提供向心力。17. 双星系统的两个星球A、B相距为L，质量都是m，它们正围绕两者连线上某一点做匀速圆周运动。（1）求星球A、B组成的双星系统周期理论值；（2）实际观测该系统的周期T要小于按照力学理论计算出的周期理论值，且（k

20、1），于是有人猜测这可能是受到了一颗未发现的星球C的影响，并认为C位于双星AB的连线正中间，星球A、B围绕C做匀速圆周运动，试求星球C的质量。【答案】(1) (2) 【解析】试题分析：双星绕两者连线的中点做圆周运动，由相互之间万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律求解运动周期；假定在以这两个星体连线为直径的球体内均匀分布着暗物质，由暗物质对双星的作用与双星之间的万有引力的合力提供双星的向心力，由此可以得到双星运行的角速度，进而得到周期T2，联合第一问的结果可得周期之比，进而求出质量。（1）两个星球A、B组成的双星系统周期相同，设两个轨道半径分别为，两星之间万有引力是两星做匀速圆周运动的向心力对星

21、球A：；对星球B：且，得双星系统周期理论值（2）由于星体C的存在，星球A、B的向心力由两个力的合力提供，则对星球A或B均有：又由，可得星球C的质量点睛：本题主要考查了双星问题，要抓住双星系统的条件：角速度与周期相同，再由万有引力充当向心力进行列式计算即可。18. 2020年6月26日，代表着世界先进水平、被命名为“复兴号”的两列中国标准动车组在京沪高铁亮相，开启了中国铁路技术装备一个崭新的时代。一列“复兴号动车”是由几节自带动力的车辆（动车）加几节不带动力的车辆（也叫拖车）编组而成。（1）假设“复兴号动车组”运行过程中受到的阻力与其所受重力成正比，每节动车与拖车的质量都相等，每节动车的额定功率

22、都相等。若1节动车加4节编成的动车组的最大速度为90km/h，则7节动车加2节拖车编成的动车组的最大速度为多少？（2）若“复兴号动车组”运行过程中受到的阻力正比于其速度，当动车组额定功率为P0时，动车组运行最大速度是v，在动车组编组节数不变的情况下，当动车组提速一倍时，动车组的额定功率应调整为多少？【答案】(1) (2) 【解析】试题分析：动车组达到最大速度时，牵引力等于阻力，根据P=Fvm=fvm求出动车组的最大速度；根据P=Fv即可求出额定功率的值。（1）假设每节动车的额定功率为P，每节动车的重力是mg，阻力为kmg，1节动车加4节拖车编成的动车组达到最大速度时7节动车加2节拖车编成的动车

23、组达到最大速度时，解得（2）由题可知动车组速度最大时受到的阻力，动车组到达最大速度时，则当动车组提速一倍时，动车组的额定功率应调整为点睛：本题主要考查了动车组速度最大时，牵引力等于阻力，以及掌握匀变速直线运动的运动学公式，并能灵活运用。19. 如图所示，左侧光滑轨道上端竖直且足够高，质量为m=1kg的小球由高度为h=1.07m的A点以某一初速度沿轨道下滑，进入相切的粗糙水平轨道BC，BC段长L=1.00米，与小球间动摩擦因数为=0.02小球然后又进入与BC相切于C点的光滑半圆轨道CD，CD的半径为r=0.50m，另一半径R=1.00m的光滑圆弧轨道EF与CD靠近，E点略低于D点，E端切线水平，

24、使可以当成质点的小滑块能在轨道FE、DC之间，无碰撞地从轨道进入另一轨道，所有轨道均固定在同一竖直平面内，g=10m/s2，求：（1）为了使小滑块能到达D点，小滑块在A点下滑的最小初速度（2）为了使小滑块不超越F点，小球经过D点的最大速度？（3）小球从A点释放后，最多能通过D点几次？【答案】(1) (2) (3) 14次【解析】试题分析：根据牛顿第二定律求得在D点的最小速度，从A到D利用动能定理求得最小速度；从D到F根据动能定理求得经过D点的最大速度；通过计算判断出小球通过D点的动能最大与最小之差，根据在粗糙面上的能量损失求得通过D点的次数。（1）小滑块恰好通过D点时，有小滑块恰好能通过D点时，小滑块在A点下滑的初速度最小，小滑块从A到D的运动过程中，由动能定理可得：解得小滑块在A点下滑的最小初速度（2）小滑块进入EF之后，不能越过F，由机械能守恒定律可得解得小滑块经过D点的最大速度为（3）小滑块通过D点的动能最大值与最小之差每次往返BC段机械能的损失损失次数取整数n=6，小滑块能通过D点的次数N=2（n+1）=14次点睛：本题主要考查了动能定理，关键是抓住在第三问中，能通过D点的最大动能和最小动能，明确损失的能量在BC段消耗即可求得。