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2018-2019学年河北省张家口一中高一（下）开学物理试卷
一、选择题（共15小题，每小题4分，共60分．其中1-10题为单选题，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确，选对得4分；11-15题为多选题，在每小题给出的四个选项中，有多个选项正确，全部选对得4分，选对但不全的得2分．有选错或不答的得0分）
1．（4分）假设地球和火星都绕太阳做匀速圆周运动，已知地球到太阳的距离小于火星到太阳的距离，那么（　　）
A．地球公转周期大于火星的公转周期
B．地球公转的线速度小于火星公转的线速度
C．地球公转的加速度小于火星公转的加速度
D．地球公转的角速度大于火星公转的角速度
2．（4分）宇航员王亚平在“天宮1号”飞船内进行了我国首次太空授课，演示了一些完全失重状态下的物理现象．若飞船质量为m，距地面高度为h，地球质量为M，半径为R，引力常量为G，则飞船所在处的重力加速度大小为（　　）
A．0 B． C． D．
3．（4分）利用引力常量G和下列某一组数据，不能计算出地球质量的是（　　）
A．地球的半径及重力加速度（不考虑地球自转）
B．人造卫星在地面附近绕地球做圆周运动的速度及周期
C．月球绕地球做圆周运动的周期及月球与地球间的距离
D．地球绕太阳做圆周运动的周期及地球与太阳间的距离
4．（4分）甲、乙两车在平直公路上同向行驶，其v﹣t图象如图所示．已知 两车在t＝3s时并排行驶，则（　　）

A．在t＝0时，甲车在乙车前7.5m
B．在t＝1s时，甲车在乙车后
C．两车另一次并排行驶的时刻是t＝2s
D．甲、乙车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为40m
5．（4分）一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距80cm的两点上，弹性绳的原长也为80cm。将一钩码挂在弹性绳的中点，平衡时弹性绳的总长度为100cm；再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点，则弹性绳的总长度变为（弹性绳的伸长始终处于弹性限度内）（　　）
A．86cm B．92cm C．98cm D．104cm
6．（4分）距地面高5m的水平直轨道上A、B两点相距2m，在B点用细线悬挂一小球，离地高度为h，如图．小车始终以4m/s的速度沿轨道匀速运动，经过A点时将随车携带的小球由轨道高度自由卸下，小车运动至B点时细线被轧断，最后两球同时落地．不计空气阻力，取重力加速度的大小g＝10m/s2．可求得h等于（　　）

A．1.25m B．2.25m C．3.75m D．4.75m
7．（4分）如图，顶端固定着小球的直杆固定在小车上，当小车向右做匀加速运动时，球所受合外力的方向沿图中的（　　）

A．OA方向 B．OB方向 C．OC方向 D．OD方向
8．（4分）如图，一物块在水平拉力F的作用下沿水平桌面做匀速直线运动。若保持F的大小不变，而方向与水平面成60°角，物块也恰好做匀速直线运动。物块与桌面间的动摩擦因数为（　　）

A．2﹣ B． C． D．
9．（4分）假设摩托艇受到的阻力的大小正比于它的速率，如果摩托艇发动机的输出功率变为原来的2倍，则摩托艇的最大速率变为原来的（　　）
A．4倍 B．2倍 C．倍 D．倍
10．（4分）若在某行星和地球上相对于各自的水平地面附近相同的高度处、以相同的速率平抛一物体，它们在水平方向运动的距离之比为2：．已知该行星质量约为地球的7倍，地球的半径为R．由此可知，该行星的半径约为（　　）
A．R B．R C．2R D．R
11．（4分）一质点做匀速直线运动，现对其施加一恒力，且原来作用在质点上的力不发生改变，则（　　）
A．质点速度的方向总是与该恒力的方向相同
B．质点速度的方向不可能总是与该恒力的方向垂直
C．质点加速度的方向总是与该恒力的方向相同
D．质点单位时间内速率的变化量总是不变
12．（4分）在地面上方某点将一小球以一定的初速度沿水平方向抛出，不计空气阻力，则小球在随后的运动中（　　）
A．速度和加速度的方向都在不断变化
B．速度与加速度方向之间的夹角一直减小
C．在相等的时间间隔内，速度的改变量相等
D．在相等的时间间隔内，动能的改变量相等
13．（4分）一人乘电梯上楼，在竖直上升过程中加速度a随时间t变化的图线如图所示，以竖直向上为a的正方向，则人对地板的压力（　　）

A．t＝2s时最小 B．t＝2s时最大
C．t＝8.5s时最小 D．t＝8.5s时最大
14．（4分）如图，一光滑的轻滑轮用细绳OO′悬挂于O点；另一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块a，另一端系一位于水平粗糙桌面上的物块b。外力F向右上方拉b，整个系统处于静止状态。若F方向不变，大小在一定范围内变化，物块b仍始终保持静止，则（　　）

A．绳OO′的张力也在一定范围内变化
B．物块b所受到的支持力也在一定范围内变化
C．连接a和b的绳的张力也在一定范围内变化
D．物块b与桌面间的摩擦力也在一定范围内变化
15．（4分）在一东西向的水平直铁轨上，停放着一列已用挂钩链接好的车厢。当机车在东边拉着这列车厢以大小为a的加速度向东行驶时，链接某两相邻车厢的挂钩P和Q间的拉力大小为F；当机车在西边拉着这列车厢以大小为a的加速度向西行驶时，链接某两相邻车厢的挂钩P和Q间的拉力大小仍为F．不计车厢与铁轨间的摩擦，每节车厢质量相同，则这列车厢的节数可能为（　　）
A．8 B．10 C．16 D．18
二、非选择题（共40分）（一）实验题（本题1小题，9分．）
16．（9分）某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动，用自制“滴水计时器”计量时间。实验前，将该计时器固定在小车旁，如图（a）所示。实验时，保持桌面水平，用手轻推一下小车。在小车运动过程中，滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴，图（b）记录了桌面上连续6个水滴的位置。（已知滴水计时器每30s内共滴下46个小水滴）
（1）由图（b）可知，小车在桌面上是　 　（填“从右向左”或“从左向右”）运动的。
（2）该小组同学根据图（b）的数据判断出小车做匀变速运动。小车运动到图（b）中A点位置时的速度大小为　 　m/s，加速度大小为　 　m/s2．（结果均保留2位有效数字）

（二）计算题（本题3小题，共31分．请在答题卡上相应区域写出必要的文字说明和计算表达式，只有最终结果的不得分．）
17．（9分）如图所示，质量为m＝2kg的木块在倾角θ＝37°的斜面上由静止开始下滑（斜面足够长），木块与斜面间的动摩擦因数为0.5．已知：sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10m/s2。
求（1）前2s内重力做的功。
（2）前2s内重力的平均功率。
（3）2s末重力的瞬时功率。

18．（10分）如图，圆弧形凹槽固定在水平地面上，其中ABC是位于竖直平面内以O为圆心的一段圆弧，OA与竖直方向的夹角为α．一小球以速度v0从桌面边缘P水平抛出，恰好从A点沿圆弧的切线方向进入凹槽（已知重力加速度大小为g）。试求：
（1）若凹槽厚度不计，凹槽固定在什么位置？
（2）直线PA与竖直方向的夹角β多大？（写出角β的一个三角函数值即可）

19．（12分）一长木板置于粗糙水平地面上，木板左端放置一小物块；在木板右方有一墙壁，木板右端与墙壁的距离为4.5m，如图（a）所示。t＝0时刻开始，小物块与木板一起以共同速度向右运动，直至t＝1s时木板与墙壁碰撞（碰撞时间极短）。碰撞前后木板速度大小不变，方向相反；运动过程中小物块始终未离开木板。已知碰撞后1s时间内小物块的v﹣t图线如图（b）所示。木板的质量是小物块质量的15倍，重力加速度大小g取10m/s2．求
（1）木板与地面间的动摩擦因数μ1及小物块与木板间的动摩擦因数μ2；
（2）木板的最小长度；
（3）木板右端离墙壁的最终距离。




2018-2019学年河北省张家口一中高一（下）开学物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题（共15小题，每小题4分，共60分．其中1-10题为单选题，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确，选对得4分；11-15题为多选题，在每小题给出的四个选项中，有多个选项正确，全部选对得4分，选对但不全的得2分．有选错或不答的得0分）
1．【解答】解：A、B、根据万有引力提供向心力，得，．由此可知，轨道半径越大，线速度越小、周期越大，由于地球到太阳的距离小于火星到太阳的距离，所以v地＞v火，T地＜T火．故AB错误。
C、据万有引力提供向心加速度，得：，可知轨道半径比较小的地球的向心加速度比较大。故C错误；
D、根据：T＝，所以：，可知轨道半径比较小的地球的公转的角速度比较大。故D正确。
故选：D。
2．【解答】解：飞船在距地面高度为h处，由万有引力等于重力得：

解得：g＝
故选：B。
3．【解答】解：A、根据地球表面物体重力等于万有引力可得：＝mg，所以，地球质量M＝，故A可计算；
B、由万有引力做向心力可得：，故可根据v，T求得R，进而求得地球质量，故B可计算；
CD、根据万有引力做向心力可得：，故可根据T，r求得中心天体的质量M，运动天体的质量m的质量无法求解，故C可求解，D无法求解；
本题选不能计算出的，
故选：D。
4．【解答】解：A．由图象可知，a甲＝＝＝10m/s2； a乙＝＝＝5m/s2； 0至1s，x甲＝a甲t2＝×10×12＝5m，x乙＝v0t+a乙t2＝10×1+×5×12＝12.5m，△x＝x乙﹣x甲＝12.5﹣5＝7.5m，即在t＝0时，甲车在乙车前7.5m，故A正确；
B．由图象可知，1到3s甲乙两车的位移相等，两车在t＝3s时并排行驶，所以两车在t＝1s时也并排行驶，故B错误；
C．由AB分析可知，甲乙两车相遇时间分别在1s和3s，故C错误；
D.1s末甲车的速度为：v＝a甲t＝10×1＝10m/s，1到3s，甲车的位移为：x＝vt+a甲t2＝10×2+×10×22＝40m，即甲、乙两车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为40m，故D正确。
故选：AD。
5．【解答】解：如图所示，绳子原长是80cm，伸长为100cm，如图，则AB段长50cm，伸长了10cm＝0.1m，假设绳子的劲度系数为k，则绳子拉力为：
F＝0.1k
把绳子的拉力分解为水平方向和竖直方向，在竖直方向的分量为：Fx＝0.1k×cos53°＝0.06k，
两个绳子的竖直方向拉力合力为：2Fx
物体处于平衡状态，则拉力合力等于重力，即为：0.12k＝mg
解得：k＝
当AC两点移动到同一点时，绳子两个绳子的夹角为0，每段绳子伸长x，则两个绳子的拉力合力为：
2kx＝mg，
x＝0.06m。
所以此时绳子总长度为92cm。
故选：B。

6．【解答】解：经过A点，将球自由卸下后，A球做平抛运动，则有：
H＝
解得：，
小车从A点运动到B点的时间，
因为两球同时落地，则细线被轧断后B处小球做自由落体运动的时间为t3＝t1﹣t2＝1﹣0.5＝0.5s，
则h＝
故选：A。
7．【解答】解：小球和小车的加速度相同，所以小球在重力和杆的作用力两个力的作用下也沿水平向右的方向加速运动，加速度水平向右，根据牛顿第二定律F＝ma可知，加速度的方向与合力的方向相同，合力水平向右，即合力沿图中的OD方向，故ABC错误，D正确。
故选：D。
8．【解答】解：当拉力水平时，物体匀速运动，则拉力等于摩擦力，即：F＝μmg；
当拉力倾斜时，物体受力分析如图，有：
f＝μFN
FN＝mg﹣Fsinθ
可知摩擦力为：f＝μ（mg﹣Fsinθ）
f＝F
代入数据为：
μmg＝μ（mg﹣F）
联立可得：μ＝
故选：C。

9．【解答】解：设阻力为f，由题知：f＝kv；
速度最大时，牵引力等于阻力，则有 P＝Fv＝fv＝kv2。
所以摩托艇发动机的输出功率变为原来的2倍，则摩托艇的最大速率变为原来的倍。
故选：D。
10．【解答】解：对于任一行星，设其表面重力加速度为g。
根据平抛运动的规律得 h＝得，t＝
则水平射程x＝v0t＝v0。
可得该行星表面的重力加速度与地球表面的重力加速度之比 ＝＝
根据G＝mg，得g＝
可得 ＝?
解得行星的半径 R行＝R地?＝R×?＝2R
故选：C。
11．【解答】解：A．质点开始做匀速直线运动，现对其施加一恒力，其合力不为零，如果所加恒力与原来的运动方向在一条直线上，质点做匀加速或匀减速直线运动，质点速度的方向与该恒力的方向相同或相反；如果所加恒力与原来的运动方向不在一条直线上，物体做曲线运动，速度方向沿切线方向，力和运动方向之间有夹角，故A错误；
B．由A分析可知，质点速度的方向不可能总是与该恒力的方向垂直，故B正确；
C．由于质点做匀速直线运动，即所受合外力为0，原来质点上的力不变，增加一个恒力后，则质点所受的合力就是这个恒力，所以加速度方向与该恒力方向相同，故C正确；
D．因为合外力恒定，加速度恒定，由△v＝a△t可知，质点单位时间内速度的变化量总是不变，但是，如果质点做匀变速曲线运动，则单位时间内速度的变化量是不变的，而速率的变化量却是变化的，故D错误。
故选：BC。
12．【解答】解：A、小球做平抛运动，加速度不变，速度不断变化，故A错误。
B、设速度与加速度方向的夹角为θ，则tanθ＝，竖直分速度逐渐增大，则速度与加速度方向之间的夹角一直减小，故B正确。
C、加速度不变，在相等时间内速度变化量相同，故C正确。
D、相等时间内小球下降的高度不同，根据动能定理知，mgh＝△Ek，相等时间内动能的变化量不同，故D错误。
故选：BC。
13．【解答】解：A、在时间轴的上方，表示加速度向上，此时处于超重状态，在时间轴的下方，表示加速度向下，此时处于失重状态，对地板的压力减小，
在t＝2s时向上的加速度最大，此时对地板的压力最大，所以A错误，B正确；
C、在t＝8.5s时具有向下的最大的加速度，此时对地板的压力最小，所以C正确，D错误；
故选：BC。
14．【解答】解：AC、由于整个系统处于静止状态，所以滑轮两侧连接a和b的绳子的夹角不变；物块a只受重力以及绳子的拉力，由于物体a平衡，则连接a和b的绳子张力T保持不变；由于绳子的张力及夹角均不变，所以OO′中的张力保持不变，故AC均错误；
BD、b处于静止即平衡状态，对b受力分析有：
力T与力F与x轴所成夹角均保持不变，由平衡条件可得：
N+Fsinα+Tsinθ﹣mg＝0
Fcosα+f﹣Tcosθ＝0
由此可得：N＝mg﹣Fsinα﹣Tsinθ
由于T的大小不变，可见当F大小发生变化时，支持力的大小也在一定范围内变化，故B正确
f＝Tcosθ﹣Fcosα
由于T的大小不变，当F大小发生变化时，b静止可得摩擦力的大小也在一定范围内发生变化，故D正确。
故选：BD。

15．【解答】解：设PQ两边的车厢数为P和Q，
当机车在东边拉时，根据牛顿第二定律可得：F＝Pm?a，
当机车在西边拉时，根据牛顿第二定律可得：F＝Qm?a，
根据以上两式可得：＝，
所以总的车厢的数目可能是N＝（P+Q）＝4n，其中（n＝1、2、3…）
故可能的是AC、不可能的是BD。
故选：AC。
二、非选择题（共40分）（一）实验题（本题1小题，9分．）
16．【解答】解：（1）由于用手轻推一下小车，则小车做减速运动，根据桌面上连续6个水滴的位置，可知，小车从右向左做减速运动；
（2）已知滴水计时器每30s内共滴下46个小水滴，那么各点时间间隔为：T＝s＝s
根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，有：
vA＝ m/s＝0.19m/s，
根据匀变速直线运动的推论公式△x＝aT2可以求出加速度，得：
a＝ m/s2＝﹣0.038 m/s2，
那么加速度的大小为 0.038 m/s2。
故答案为：（1）从右向左；（2）0.19，0.038。
（二）计算题（本题3小题，共31分．请在答题卡上相应区域写出必要的文字说明和计算表达式，只有最终结果的不得分．）
17．【解答】解：（1）由F合＝ma得，木块的加速度：a＝＝＝gsin37°﹣μgscos37°＝2m/s2
前2s内木块的位移：s＝＝m＝4m
重力在前2s内做的功：W＝mgsinθ?S＝2×10×0.6×4J＝48J
（2）由知出2s内平均功率

（3）木块在第2s末的瞬时速度为：v＝at＝2×2m/s＝4m/s
第2s末重力的瞬时功率为：P＝mgsinθ?v＝2×10×0.6×4W＝48W
答：（1）求2s内重力做的功为48J；（2）2s内的平均功率为24W；（3）第2s末重力的瞬时功率48W
18．【解答】解：（1）根据题意，小球从P点抛出后做平抛运动，小球运动到A点时将速度分解，有＝，
则小球运动到A点的时间为：t＝，凹槽到桌面右边缘的水平距离；
（2）从P点到A点的位移关系有：tanβ＝＝＝2cotα，所以PA与竖直方向的夹角为：β＝arctan（2cotα）。
答：（1）凹槽到桌面右边缘的水平距离为。
（2）直线PA与竖直方向的夹角为arctan（2cotα）。
19．【解答】解：（1）规定向右为正方向。木板与墙壁相碰前，小物块和木板一起向右做匀变速运动，设加速度为a1，小物块和木板的质量分别为m和M．由牛顿第二定律有：﹣μ1（m+M）g＝（m+M）a1…①
由图可知，木板与墙壁碰前瞬间速度v1＝4m/s，由运动学公式得：
v1＝v0+at1…②
…③
式中，t1＝1s，s0＝4.5m是木板碰前的位移，v0是小木块和木板开始运动时的速度。
联立①②③式和题给条件得：μ1＝0.1…④
在木板与墙壁碰撞后，木板以﹣v1的初速度向左做匀变速运动，小物块以v1的初速度向右做匀变速运动。设小物块的加速度为a2，由牛顿第二定律有：﹣μ2mg＝ma2…⑤
由图可得：…⑥
式中，t2＝2s，v2＝0，联立⑤⑥式和题给条件得：μ2＝0.4…⑦
（2）设碰撞后木板的加速度为a3，经过时间△t，木板和小物块刚好具有共同速度v3．由牛顿第二定律及运动学公式得：μ2mg+μ1（M+m）g＝Ma3…⑧
v3＝﹣v1+a3△t…⑨
v3＝v1+a2△t…⑩
碰撞后至木板和小物块刚好达到共同速度的过程中，木板运动的位移为：…（11）
小物块运动的位移为：…（12）
小物块相对木板的位移为：△s＝s2+s1…（13）
联立⑥⑧⑨⑩（11）（12）（13）式，并代入数值得：△s＝6.0m
因为运动过程中小物块没有脱离木板，所以木板的最小长度应为6.0m。（14）
（3）在小物块和木板具有共同速度后，两者向左做匀变速运动直至停止，设加速度为a4，此过程中小物块和木板运动的位移s3．由牛顿第二定律及运动学公式得：μ1（m+M）g＝（m+M）a4…（15）
…（16）
碰后木板运动的位移为：s＝s1+s3…（17）
联立⑥⑧⑨⑩（11）（15）（16）（17）式，并代入数值得：s＝﹣6.5m…（18）
木板右端离墙壁的最终距离为6.5m。
答：
（1）木板与地面间的动摩擦因数μ1及小物块与木板间的动摩擦因数μ2分别为0.1和0.4。
（2）木板的最小长度是6.0m；
（3）木板右端离墙壁的最终距离是6.5m。

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