2019-2020学年南通中学高二下学期期中物理试卷(含答案解析)

2019-2020学年南通中学高二下学期期中物理试卷

一、单选题（本大题共5小题，共15.0分）

1. 关于开普勒第三定律表达式，𝑅3𝑇2=𝐾下列说法中正确的是( )

A. 公式只适用于围绕太阳运行的行星

B. 不同星球的行星或卫星，K值均相等

C. 围绕同一星球运行的行星或卫星，K值不相等

D. 以上说法均不对

2. 下列说法中正确的是( )

A. 中国发射的地球同步卫星应该处于北京的正上方

B. 地球同步卫星的运行速度大于第一宇宙速度

C. 第一宇宙速度是人造地球卫星运行的最大环绕速度，也是发射卫星的最小发射速度

D. 随着技术发展，可以发射一颗运行周期为60min的人造地球卫星

3. 如图所示，平行板电容器充电后与电源断开，两个极板为A、B，B板接地，A板带电量+𝑄，板间电场有一固定点P，若将B板固定，A板下移一些，下列说法正确的是( )

A. P点的电场强度不变，P点电势也不变

B. P点的电场强度不变，两板间的电势差也不变

C. P点的电场强度变大，P点电势不变

D. P点的电场强度变大，P点电势降低

4. 甲、乙两完全相同的金属球(可视为质点)分别带电+4𝑞和−2𝑞，当它们相距d时，它们间的库仑力大小为F。让甲、乙接触后，再使其相距𝑑4，则甲、乙间的库仑力大小为( )

A. 2F B. 3F C. 4F D. 16F

5. 人造卫星绕地球做圆周运动，若卫星的线速度减小到原来的一半，卫星仍做圆周运动，则( )

A. 卫星的向心加速度减小到原来的14

B. 卫星的角速度减小到原来的12

C. 卫星的周期增大到原来的8倍

D. 卫星的周期增大3倍 二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）

6. 某次燃放“爆竹”过程中，质量𝑀=0.3𝑘𝑔(内含炸药的质量可以忽略不计)的“爆竹”，从地面上以初速度𝑣0=30𝑚/𝑠竖直向上腾空而起．到达最高点时炸裂为沿水平方向相反飞行的A、B两块，其中A块质量𝑚=0.2𝑘𝑔，其炸裂瞬间的速度大小是另一块的一半．按环保和安全要求，两块都能落到以发射点为圆心、半径𝑅=60𝑚的地面圆周内．空气阻力和产生热能均不计，重力加速度𝑔=10𝑚/𝑠2.那么( )

A. “爆竹”能够到达的最大高度为45m

B. A块的最小初速度为10𝑚/𝑠

C. A块的最大落地速度10√10𝑚/𝑠

D. 整个过程中，“爆竹”释放化学能的最大值为165J

7. 北京时间2017年2月23日凌晨2点，美国航天局举行新闻发布会，宣布确认发现一个拥有7个类地行星的恒星系统𝑇𝑅𝐴𝑃𝑃𝐼𝑆𝑇−1(简称𝑇−1).在这绕𝑇−1做圆周运动的七兄弟(1𝑏、1c、1d、1e、1f、1g、1ℎ)则，1e、1f、1g被认为是最有可能存在液态水的．部分数据与地球的数据比较如表：

公转周期 与恒星中心距离(𝐴𝑈) 行星质量(𝑀𝐸) 行星半径(𝑅𝐸)

太阳系−地球 1 1 1 1

𝑇𝑅𝐴𝑃𝑃𝐼𝑆𝑇−1𝑒 1/60 1/36 0.60 0.90

𝑇𝑅𝐴𝑃𝑃𝐼𝑆𝑇−1𝑓 1/40 1.0 0.68

将𝑇−1、1e、1f均视为质量均匀分布的球体，不考虑七兄弟间的相互作用，则( )

A. 𝑇−1的质量约为太阳质量的25324倍

B. 1f与恒星𝑇−1的距离约为1431162𝐴𝑈

C. 1e表面的重力加速度约是地球表面重力加速度的0.74倍

D. 1e的第一宇宙速度约为地球第一宇宙速度的0.70倍

8. 2015年是爱因斯坦的广义相对论诞生100周年．广义相对论预言了黑洞、引力波、参考系拖拽…等各种不可思议的天文现象，这些在当时乃至其后的很长一段时间内都被认为是不可能的现象被逐一发现，更加印证了广义相对论理论的伟大．北京时间2016年2月11日23：40左右，激光干涉引力波天文台(𝐿𝐼𝐺𝑂)负责人宣布，人类首次发现了引力波．它来源于距地球之外13亿光年的两个黑洞(质量分别为26个和39个太阳质量)互相绕转最后合并的过程．合并前两个黑洞互相绕转形成一个双星系统，关于此双星系统，下列说法正确的是( ) A. 两个黑洞绕行的角速度相等 B. 两个黑洞绕行的线速度相等

C. 两个黑洞绕行的向心加速度相等 D. 质量大的黑洞旋转半径小

9. 如图所示，质量为m的物体(可视为质点)以某一初速度从A点冲上倾角为30°的固定斜面，其运动的加速度大小为34𝑔，沿斜面上升的最大高度为h，则在物体沿斜面上升的过程中( )

A. 物体克服摩擦力做功 34𝑚𝑔ℎ B. 物体的重力势能增加了 mgh

C. 物体的动能减少了 mgh D. 物体的机械能损失了 12𝑚𝑔ℎ

三、实验题（本大题共2小题，共18.0分）

10. 如图1所示，用质量为m的重物通过滑轮牵引小车，使它在长木板上运动，打点计时器在纸带上记录小车的运动情况。利用该装置可以完成“探究动能定理”的实验。

(1)下列说法正确的是______(选填选项前的字母)。

A.打点计时器用220V的交流电源

B.打点计时器用4−6𝑉的交流电源

C.本实验需要平衡磨擦

D.本实验不需要满足小车的质量远大于重物的质量

(2)接通电源，释放小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，将打下的第一个点标为𝑂.在纸带上依次取A、B、𝐶……若干个计数点，已知相邻计数点间的时间间隔为T，测得A、B、𝐶……各点到O点的距离为𝑥1、𝑥2、𝑥3……如图2所示。

实验中，认为小车所受的拉力大小为mg，从打O点到打B点的过程中，拉力对小车做的功𝑊=______，打B点时小车的速度𝑣=______。

(3)在正确完成实验的前提下，图中正确反映𝑣2−𝑊关系的是______。

11. 与打点计时器一样，光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图甲所示，a、b分别是光电门的发射和接受装置，当有物体从a、b间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间．

现利用图乙所示装置验证机械能守恒定律．图中AB是固定的光滑斜面，斜面的倾角为30°，1和2是固定在斜面上适当位置的两个光电门，与它们连接的光电计时器都没有画出．让滑块从斜面的顶端滑下，光电门1、2各自连接的光电计时器显示的挡光时间分别为5.00×10−2𝑠、2.00×10−2𝑠.已知滑块质量为2.00𝑘𝑔，滑块沿斜面方向的宽度为5.00𝑐𝑚，光电门1和2之间的距离为0.540𝑚，𝑔=9.80𝑚/𝑠2，取滑块经过光电门时的速度为其平均速度．保留三位有效数字，问：

(1)滑块通过光电门1时的速度𝑣1=______𝑚/𝑠，通过光电门2时的速度𝑣2=______𝑚/𝑠．

(2)滑块通过光电门1、2之间的动能增加量为______J，重力势能减少量为______J.

(3)结论：______．

若在误差允许范围内，两者不等，则可能的原因是______．

四、简答题（本大题共1小题，共8.0分）

12. 如图所示，一物体重为100N，放在倾角为𝜃=37°的粗糙斜面上，受到一个平行于斜面向上的𝐹1=20𝑁拉力作用恰好匀速下滑，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力(𝑔=10𝑚/𝑠2,𝑠𝑖𝑛37°=0.6,𝑐𝑜𝑠37°=0.8)。求：

(1)物体与斜面间的动摩擦因数；

(2)要使物体沿斜面向上匀速运动，应沿斜面施加多大的力？

(3)要使物体静止在斜面上，应沿斜面施加多大的力？

五、计算题（本大题共3小题，共30.0分）

13. 电动机通过一绳子吊起一个质量为8kg的物体；已知绳子所能水受的最大拉力为120N，电动机的额定功率为1200W，电动机实际功率可调，不计额外功，g取10𝑚/𝑠2，求：

(1)电动机吊起此物体的所能达到的最大速度；

(2)电动机以5𝑚/𝑠2的加速度静止开始匀加速吊起此物体所能持续的最长时间；

(3)欲将此物体由静止开始用最快的方式吊高90m所需的时间是多少？(已知此物体被吊高至接近90m时已经开始匀速上升)

14. 如图所示，粗糙斜面与水平面通过半径可忽略的光滑小圆弧平滑连接，斜面倾角𝛼=37°，水平面的M到N段是长度𝐿1=0.3𝑚的粗糙平面，N点的右边是光滑的．A、B是两个质量均为𝑚=1𝑘𝑔的小滑块(可看作质点)，置于N点处的C是左端附有胶泥的薄板(质量不计)，D是两端分别与B和C连接的轻质弹簧，滑块A与斜面和与水平面MN段的动摩擦因数相同．当滑块A置于斜面上且受到大小𝐹=4𝑁、方向垂直斜面向下的恒力作用时，恰能向下匀速运动．现撤去F，让滑块A从斜面上距斜面底端𝐿2=1𝑚处由静止下滑(取𝑔=10𝑚/𝑠2，𝑠𝑖𝑛37°=0.6，𝑐𝑜𝑠37°=0.8)，求：滑块A与C接触并粘连在一起后，两滑块与弹簧所构成的系统在相互作用的过程中，弹簧的最大弹性势能．

15. 质量为1kg的小球用长为𝐿=0.5𝑚的细线悬挂在O点，0点距地面高度为𝐻=1.0𝑚如果使小球绕轴𝑂𝑂′在水平面内做圆周运动，若细线受到拉力为𝑇拉=12.5𝑁就会被拉断。(𝑔取10𝑚/𝑠2)

(1)当小球的角速度为多大时线将断裂？

(2)求细线被撞断后小球落地点与悬点的水平距离

【答案与解析】

1.答案：D

解析：解：A、开普勒第三定律适用于所有天体。故A错误；

B、不同星球的行星或卫星，K值不相等，故B错误；

C、围绕同一星球运行的行星或卫星，K值相等，故C错误；

D、由上分析可知，D正确；

故选：D。

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．

2.答案：C

解析：解：A、中国发射的地球同步卫星应该处于赤道正上方，不可能在北京的正上方，故A错误；

B、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，线速度为𝑣=√𝐺𝑀𝑟，所以它们运行的线速度一定小于7.9𝑘𝑚/𝑠，故B错误；

C、第一宇宙速度等于7.9𝐾𝑚/𝑠，第一宇宙速度是人造地球卫星运行的最大环绕速度，也是发射卫星具有的最小发射速度，故C正确；

D、由地球的万有引力提供向心力得：𝐺𝑀𝑚𝑟2=𝑚4𝜋2𝑟𝑇2

那么周期𝑇=2𝜋√𝑟3𝐺𝑀，如果轨道半径取地球半径，可以得出卫星做圆周运动的最小周期为84min，故D错误；

故选：C。

第一宇宙速度是最小的发射速度，是最大的环绕地球运动的速度，大小是7.9𝑘𝑚/𝑠；

由地球的万有引力提供向心力列出等式表示出周期，可以求出最小周期进行解答。

了解同步卫星的含义，即同步卫星的周期必须与地球自转周期相同。

本题考查第一宇宙速度的特点，内容简单，只要多读课本，熟记基本知识就能顺利解出；