北京市海淀区北方交大附中期中物理试题（原卷版）

2019北京北方交大附中高一（下）期中

物    理

一、单选题

1. 下列关于开普勒行星运动规律的认识正确的是（　　）

A. 所有行星绕太阳运动的轨道是椭圆

B. 所有行星绕太阳做匀速圆周运动

C. 所有行星的轨道的半长轴的二次方跟公转周期的三次方的比值都不同

D. 所有行星公转周期与行星的轨道半径成正比

2. 关于万有引力和万有引力定律的理解正确的是（　　）

A. m1与m2受到的引力总是大小相等、方向相反，是一对平衡力

B. m1与m2受到的引力总是大小相等的，而与m1、m2是否相等无关

C. 不能看作质点的两物体间不存在相互作用的引力

D. 只有能看作质点的两物体间的引力才能用计算

3. 以下关于功和能的说法中正确的是（　　）

A. 功是矢量，能是标量

B. 功是能量转化的量度

C. 功和能都是矢量

D. 因为功和能的单位都是焦耳，所以功就是能

4. 下列关于同步卫星的说法中，正确的是（　　）

A. 它的周期与地球自转周期相同，但高度和速度可以选择

B. 它的周期、高度和速度大小都是一定的

C. 我国发射的同步通信卫星定点在北京上空

D. 不同的同步卫星所受的向心力相同

5. 假设汽车在行驶中受到的阻力与其速度成正比．当汽车保持功率P匀速行驶时，车速为v；则要使汽车以2v的速度匀速行驶，则应该保持的功率为（　　）

A P

B. 2P

C. 4P

D. 8P

6. 已知某星球的质量为M，星球的半径为R，引力常量为G，它的一颗卫星绕该星球做匀速圆周运动离星球表面的高度也为R，则卫星在圆轨道上运行的速率为（　　）

A.  B.  C.  D.

7. 天文兴趣小组查找资料得知：某天体的质量为地球质量的a倍，其半径为地球半径的b倍，表面无大气层，地球的第一宇宙速度为v．则该天体的第一宇宙速度为（　　）

A.  B.  C.  D.

8. 已知引力常量G、月球中心到地球中心的距离R和月球绕地球运行的周期T．假设地球是一个均匀球体，那么仅利用这三个数据，可以估算出的物理量有（　　）

A. 月球的质量 B. 地球的质量

C. 地球表面的重力加速度 D. 地球的密度

9. 2018年12月8日2时23分，“嫦娥四号”探测器在西昌卫星发射中心由长征三号乙运载火箭成功发射．2019年1月3日10时26分，嫦娥四号成功着陆在月球背面南极﹣艾特肯盆地冯．卡门撞击坑的预选着陆区，“玉兔二号”月球车则于22时22分到达月面开始巡视探测．如图所示，“嫦娥四号”从距月面高度为100km的环月圆轨道I上的P点实施变轨，进入近月点为15km的椭圆轨道Ⅱ，由近月点Q落月．关于“嫦娥四号”下列说法正确的是（　　）

A. 沿轨道I运动时，机械能变大．

B. 沿轨道Ⅱ运行的周期等于沿轨道I运行的周期

C. 沿轨道Ⅱ正常运行时，在P点的速度小于在Q点的速度

D. 在轨道Ⅱ上由P点运行到Q点的过程中，万有引力对其做正功，它的动能增加，引力势能减小，机械能减小

10. 如图所示，小球从高处落到竖直放置的轻弹簧上，则小球从开始接触弹簧到将弹簧压缩至最短的整个过程中（　　）

A. 小球的动能先增大后减小

B. 小球的机械能在不断增大

C. 小球、弹簧、地球构成的系统机械能不断减小

D. 弹簧弹性势能先增大后减小

11. 有一质量为m的小球沿如下图所示的光滑轨道下滑，已知轨道圆形部分的半径为R，试求离地面多高处释放小球，才能保证小球刚好通过圆轨道(    )

A. 0.5R B. 1.0R C. 2.5R D. 3.5R

12. 如图所示，足够长的水平传送带由电动机带动并始终保持以速度v匀速运动．现将一个质量为m的物块轻放在传送带上的左端，过一段时间后物块能保持与传送带相对静止．设物块与传送带间的动摩擦因数为μ，对于这一过程下列说法正确的是（　　）

A. 传送带对物块做功为mv2

B. 传送带克服摩擦力做功为mv2

C. 传送这个物块系统摩擦生热为mv2

D. 动摩擦因数μ越大，传送过程中摩擦生热越多

13. 2018年12月27日，北斗三号基本系统已完成建设，开始提供全球服务其导航系统中部分卫星运动轨道如图所示：a为低轨道极地卫星；b为地球同步卫星；c为倾斜轨道卫星，其轨道平面与赤道平面有一定的夹角，周期与地球自转周期相同．下列说法正确的是（　　）

A. 卫星a的机械能一定比卫星b的机械能大

B. 卫星a的机械能一定比卫星b的机械能小

C. 卫星b的向心加速度与卫星c的向心加速度大小相等

D. 卫星b的向心加速度与卫星c的向心加速度大小不相等

二、多选题

14. 2016年9月15日，我国发射了空间实验室“天宫二号”．它的初始轨道为椭圆轨道，近地点M和远地点N的高度分别为200km和350km，如图所示．关于“天宫二号”在该椭圆轨道上的运行，下列说法正确的是（  ）

A. 在M点的速度大于在N点的速度

B. 在M点的加速度等于在N点的加速度

C. 在M点的机械能大于在N点的机械能

D. 从M点运动到N点的过程中引力始终做负功

15. 双星系统由两颗恒星组成，两恒星在相互引力作用下，分别围绕其连线上某一点做周期相同的匀速圆周运动．某双星质量分别为m1、m2，做圆周运动的轨道半径分别为R1、R2，周期为T，则下列正确的是（　　）

A. 两星质量一定相等 B. 两星质量之和为m1+m2＝

C. 两星质量之比为＝ D. 两星质量之比为＝

16. 如图所示，在倾角θ＝30°的光滑固定斜面上，放有两个质量分别为1kg和2kg的可视为质点的小球A和B，两球之间用一根长L＝0.2m的轻杆相连，小球B距水平面的高度h＝0.1m．两球从静止开始下滑到光滑地面上，不计球与地面碰撞时的机械能损失，g取10m/s2．则下列说法中正确的是（　　）

A. 下滑的整个过程中A球机械能不守恒

B. 下滑的整个过程中两球组成的系统机械能不守恒

C. 两球在光滑水平面上运动时的速度大小为2m/s

D. 下滑的整个过程中B球机械能的增加量为J

三、实验题探究题

17. 探究力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度的关系，实验装置如图所示，实验主要过程如下：

a．设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W、……；

b．分析打点计时器打出的纸带，求出小车的速度v1、v2、v3、……；

c．作出W-v草图；

d．分析W-v图像．如果W-v图像是一条直线，表明W∝v；如果不是直线，可考虑是否存在W∝v2、W∝v3、W∝等关系．

(1)以下关于该试验的说法中有一项不正确，它是___________．

A．本实验设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W、……．所采用的方法是选用同样的橡皮筋，并在每次实验中使橡皮筋拉伸的长度保持一致．当用1条橡皮筋进行是实验时，橡皮筋对小车做的功为W，用2条、3条、……橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、……实验时，橡皮筋对小车做的功分别是2W、3W、……．

B．小车运动中会受到阻力，补偿的方法，可以使木板适当倾斜．

C．某同学在一次实验中，得到一条记录纸带．纸带上打出的点，两端密、中间疏．出现这种情况的原因，可能是没有使木板倾斜或倾角太小．

D．根据记录纸带上打出点，求小车获得的速度的方法，是以纸带上第一点到最后一点的距离来进行计算．

(2)在实验中，除了图中已有的实验器材以及交流电源、导线、开关以外，还需要哪种测量工具？答：_________．

(3)对于该实验，下列操作中属于实验要求的是_______．（填写选项前的序号）

A．小车每次都应从静止开始释放

B．实验中应将平板倾斜适当角度以平衡摩擦力

C．必须测量出小车的质量

18. 利用如图1所示图装置做“验证机械能守恒定律”实验．

(1)除带夹子的重物、纸带、铁架台（含铁夹）、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的两种器材是______

A．交流电源   B．刻度尺    C．天平（含砝码）

(2)实验中，先接通电源，再释放重物，得到如图2所示的一条纸带．在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC．已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T．设重物的质量为m．从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能变化量△Ep=______，动能变化量△Ek=______

(3)大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是______

A．利用公式v=gt计算重物速度

B．利用公式v=计算重物速度

C．存在空气阻力和摩擦阻力影响

D．没有采用多次实验取平均值的方法

(4)某同学想用下述方法研究机械能是否守恒，在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点O的距离h，计算对应计数点的重物速度v，描绘v2-h图象，并做如下判断：若图象是一条过原点的直线，则重物下落过程中机械能守恒．请你分析论证该同学的判断依据是否正确______（回答正确或不正确）

四、计算题

19. 如图所示，跳台滑雪运动员从滑道上的A点由静止滑下，经时间t0从跳台O点沿水平方向飞出．已知O点是斜坡的起点，A点与O点在竖直方向的距离为h，斜坡的倾角为θ，运动员的质量为m．重力加速度为g．不计一切摩擦和空气阻力．求：

（1）运动员经过跳台O时的速度大小v；

（2）从A点到O点的运动过程中，运动员所受重力做功的平均功率；

20. 质量为m的小球被系在轻绳一端，在竖直平面内做半径为R的圆周运动，如图所示，运动过程中小球受到空气阻力的作用．设某一时刻小球通过轨道的最低点，此时绳子的张力为7mg，在此后小球继续做圆周运动，经过半个圆周恰好能通过最高点，则在此过程中小球克服空气阻力所做的功是多少？

21. 两个对称的与水平面成60°角的粗糙斜轨与一个半径R＝2m，张角为120°的光滑圆弧轨道平滑相连．一个小物块从h＝3m高处开始，从静止开始沿斜面向下运动．物体与斜轨接触面间的动摩擦因数为μ＝0.2，g取10m/s2．

（1）请你分析一下物块将怎样运动?

（2）计算物块在斜轨上通过的总路程．

22. 如图所示的蹦极运动是一种非常刺激的娱乐项目．为了研究蹦极过程，做以下简化：将游客视为质点，他的运动沿竖直方向，忽略弹性绳的质量和空气阻力．如图所示，某次蹦极时，游客从蹦极平台由静止开始下落，到P点时弹性绳恰好伸直，游客继续向下运动，能到达的最低位置为Q点，整个过程中弹性绳始终在弹性限度内，且游客从蹦极平台第一次下落到Q点的过程中，机械能损失可忽略．弹性绳的弹力大小可以用来计算，其中k为常量，为弹性绳的伸长量．

（1）弹性绳的原长为l0，弹性绳对游客的弹力为F，游客相对蹦极平台的位移为x，取竖直向下为正方向，请在如图中画出F随x变化的示意图．

（2）借助F﹣x图象可以确定弹力做功的规律，在此基础上，推导当游客位移为x（x＞l0）时，弹性绳弹性势能EP的表达式；

（3）按照安全标准，该弹性绳允许的最大拉力Fm＝4.3×103N，游客下落至最低点与地面的距离d≥3m．已知l0＝10m，k＝100N/m，蹦极平台与地面间的距离D＝55m．取重力加速度g＝10m/s2，试通过计算说明：总质量M＝160kg的游客能否被允许使用该蹦极设施．

23. 2017年4月20日19时41分天舟一号货运飞船在文昌航天发射中心由长征七号遥二运载火箭成功发射升空．22日12时23分，天舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室顺利完成首次自动交会对接．中国载人航天工程已经顺利完成“三步走”发展战略的前两步，中国航天空间站预计2022年建成．建成后的空间站绕地球做匀速圆周运动．已知地球质量为M，空间站的质量为m0，轨道半径为r0，引力常量为G，不考虑地球自转的影响．

（1）求空间站线速度v0的大小；

（2）宇航员相对太空舱静止站立，应用物理规律推导说明宇航员对太空舱的压力大小等于零；

（3）规定距地球无穷远处引力势能为零，质量为m的物体与地心距离为r时引力势能为Ep=-．由于太空中宇宙尘埃的阻力以及地磁场的电磁阻尼作用，长时间在轨无动力运行的空间站轨道半径慢慢减小到r1（仍可看作匀速圆周运动），为了修正轨道使轨道半径恢复到r0，需要短时间开动发动机对空间站做功，求发动机至少做多少功．