2020-2021学年安徽省阜阳市高一下学期期末教学质量统测物理试题

阜阳市2020-2021学年高一下学期期末教学质量统测

物理

考生注意：

1.本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共100分.考试时间90分钟.

2.请将各题答案填写在答题卡上.

3.本试卷主要考试内容：人教版必修第一册，必修第二册.

第Ⅰ卷（选择题  共40分）

一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分.在每小题给出的四个选项中，第1~7小题只有一个选项正确，第8~10小题有多个选项正确.全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分.

1.人类对自然规律的认识史上，许多物理学家大胆猜想、勇于质疑，采用适当的研究方法建立了物理概念，取得了辉煌成就.下列关于物理学研究方法的叙述正确的是（    ）

A.在探究加速度、力和质量三者之间的关系时，先保持质量不变研究加速度与力的关系，再保持力不变研究加速度与质量的关系，该探究过程运用了类比的思想方法

B.在“动能定理”的推导过程中，其出发点是将牛顿第二定律作为已知的知识来考虑，然后经历一系列数学推导，从而得到新的结论——动能定理，这里运用了类比推理的思想方法

C.在建立“质点”、“合力与分力”、“平均速度”的概念时都用到了等效替代的思想方法

D.在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程等分成很多小段，每一小段近似看成匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里运用了微元求和的思想方法

2.如图，光滑斜面上有一个重力为100N的小球被轻绳拴住悬挂在天花板上，已知绳子与竖直方向的夹角为37°，斜面倾角为37°，整个装置处于静止状态.取，则绳对小球的拉力大小和斜面对小球的支持力大小分别为（    ）

A.，  B.80N，60N

C.60N，80N  D.，

3.2021年3月13日，我国在酒泉卫星发射中心用“长征四号”丙运载火箭，成功将“遥感三十一号”04组卫星发射升空，卫星进入预定轨道.若在该轨道其他位置上还有一颗卫星，它们均绕地球沿同一方向做匀速圆周运动，则两颗卫星在轨运行时，下列物理量相同的是（    ）

A.线速度  B.动能

C.向心力大小  D.向心加速度大小

4.在光滑水平面上，一个物体处于静止状态，某时刻（）起一水平力作用在该物体上，并且该力从时刻开始逐渐减小到零，然后又从零逐渐恢复到原来的大小（此力的方向始终未变）.下列各图中，最有可能正确描述该过程中物体速度变化情况的是（    ）

A. B. C. D.

5.如图，做匀速圆周运动的质点在1s内由A点运动到B点，长为，所对应的圆心角为.则下列选项正确的是（    ）

A.质点运动过程中的速度始终不变

B.质点在A点的向心加速度大小为

C.质点从A点到B点的速度变化量大小为

D.质点从A点到B点的平均加速度大小为

6.如图，一质量为m的运动员在水平地面上做俯卧撑，运动过程中可将她的身体视为一根直棒，已知运动员的重心在c点，过c点作地面的垂线，垂足为O，O点与脚、两手连线中点间的距离、.若她肩部每次上升的距离均为h，重力加速度大小为g，则在缓慢上升过程中运动员的重力做功为（    ）

A.  B.

C.  D.

7.阜城某高一年级的小明同学在五一假期期间，陪伴家人一起去观赏阜阳市双清湾公园的音乐喷泉.经询问工作人员得知，喷泉主喷口喷岀的水柱最大高度约为20层楼髙，喷口横截面积约为，小明同学据此结合相关物理知识估算了给喷管喷水做功的电动机的最小输出功率，然后与几位同学交流了计算结果，他们得到了下列四个答案，你觉得哪个答案是合理的（    ）

A. B. C. D.

8.如图，某一质点做直线运动的图像是抛物线的一部分，下列说法正确的是（    ）

A.质点在、时刻的加速度大小相等、方向相反

B.质点在、时刻的速度大小相等

C.质点从时刻至时刻的平均速度为零

D.质点从时刻至时刻通过的路程为

9.把质量为0.2kg的小球放在竖直的弹簧上，并把小球往下按至A点的位置，如图甲所示.迅速松手后，弹簧把小球弹起，小球升至最高点C，如图乙所示，途中经过位置B时弹簧正好处于自然状态.已知B、A的高度差为0.2m，C、B的高度差为0.4m，弹簧的质量和空气阻力均可忽略，弹簧的劲度系数为，g取.则下列说法正确的是（    ）

A.上升过程中小球的机械能守恒

B.初始释放时弹簧的弹性势能为1.2J

C.小球上升过程中经过B点时的速度大小为

D.小球从A点释放后上升时达到最大速度

10.如图，粗糙水平面长度，与竖直平面内的光滑半圆轨道在B点相切，半圆轨道的半径为.一质量为m的小物块以水平初速度从A点开始向右滑行，小物块与水平面间的动摩擦因数为，小物块到达B点时速度为，并以这个速率进入半圆轨道，且恰好能到达半圆轨道的最高点C.重力加速度大小为g，则以下结论正确的是（    ）

A.小物块到达C点时的速度为

B.小物块的初速度为

C.小物块与水平面间的动摩擦因数

D.小物块到达与半圆轨道圆心等高处时对轨道的压力大小为

第Ⅱ卷（非选择题  共60分）

非选择题：共6小题，共60分.把答案填在答题卡中的横线上或按题目要求作答.解答题应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.

11.（6分）阜阳市某中学物理学习兴趣小组去某化工厂参加社会实践活动，当大家经过化工厂废水排水口时发现排水管正在向外满口排出大量废水.如图所示，这根薄壁排水管水平放置，管口离地面有一定的高度.学习小组当时只有一把卷尺，他们想估测排水管每秒的排水体积.当地的重力加速度大小为g.

（1）学习小组利用卷尺需要测量____________、__________、______________三个数据（写出测量的物理量和对应的符号），就可以估测排水口每秒的排水体积.

（2）利用（1）中的符号写出排水管每秒的排水体积表达式为____________.

12.（9分）某同学计划通过打点计时器测量重物自由下落的瞬时速度v和下落高度h来验证机械能守恒定律.

（1）以下四种测量方案中，合理的是___________.（填正确选项前的字母）

A.直接测量下落高度h和下落时间t，通过算出瞬时速度v

B.直接测量下落高度h，通过算出瞬时速度v

C.根据纸带上某点的相邻两点间的平均速度，得到该点的瞬时速度v，再由算出高度h

D.直接测量下落高度h，根据纸带上某点的相邻两点间的平均速度，得到该点的瞬时速度v

（2）实验中产生系统误差的主要原因是纸带通过打点计时器时存在摩擦阻力，使重物获得的动能往往____________（选填“大于”、“小于”或“等于”）它所减小的重力势能.

（3）以为纵轴、h为横轴，根据实验数据绘出的图线是一条通过坐标原点的倾斜直线，若不计空气阻力，则根据该直线的斜率可以求出的物理量是______________.

13.（9分）某质点在平面上运动，时，质点位于坐标原点，它在x方向运动的速度一时间图像如图甲所示，它在y方向的速度一时间图像如图乙所示.

（1）求时质点的速度的大小和方向；

（2）求时质点的位置.

14.（9分）如图，直线加速赛车比赛是在两条并列长1500m，各宽15m的直线柏油跑道上进行的.在约402m的直线加速比赛上，跑完402m，赛车尾速高达.若用传统刹车制动方式，平均制动力大约为车重的0.6，请问，可以用这种传统制动方式为直线加速赛车制动吗？如果不能，你有什么建议？（g取）

15.（12分）如图所示，传送带水平部分的长度，与一圆心在O点、半径的竖直光滑圆轨道的末端相切于A点，到水平地面的高度，一质量的小滑块（视为质点）从圆轨道上的P点由静止释放，滑块通过B点后立即做平抛运动.已知与竖直线的夹角，滑块与传送带间的动摩擦因数，取重力加速度大小，，，不计空气阻力.

（1）求滑块到达圆轨道末端时的速度大小v；

（2）若传送带静止，求滑块的落地点与B点间的水平距离x；

（3）若传送带以大小的速度沿逆时针方向运行，求滑块在传送带上运动的过程中滑块与传送带之间因摩擦产生的内能Q.

16.（15分）开普勒定律发现以后，牛顿在前人对惯性研究的基础之上，开始思考：行星沿圆周或者椭圆运动，需要指向圆心或者椭圆焦点的力，这个力就应该是太阳对行星的引力.

（1）我们把行星绕太阳的运动近似看成匀速圆周运动.请你运用牛顿运动定律、开普勒定律以及圆周运动的向心力公式等已经学习过的知识，推导出太阳与行星间引力的表达式；

（2）牛顿推导出太阳与行星间的引力表达式后，进一步思考；太阳对行星的作用力、地球对月球的作用力、地球对树上苹果的作用力是不是同一种性质的力呢？这就是著名的“月地检验”.已知地球表面物体做自由落体运动的加速度g约为，地球半径约为，月球中心距地球的距离约为，月球的公转周期为27.3d，约，请根据这些数据完成“月地检验”的证明.

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物理参考答案

1.D【解析】在探究加速度、力和质量三者之间的关系时，先保持质量不变研究加速度与力的关系，再保持力不变研究加速度与质量的关系，该探究过程运用了控制变量法，选项A错误；在动能定理的推导过程中，其出发点是将牛顿第二定律作为已知的知识来考虑，然后经历一系列数学推理，从而得到新的结论——动能定理，这里运用了科学推理法，选项B错误；在建立“质点”的概念时运用了理想模型法，选项C错误；在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程等分成很多小段，每一小段近似看成匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里运用了微元法，选项D正确.

2.A【解析】根据物体的平衡条件有、，解得，选项A正确.

3.D【解析】由公式可得，由于两颗卫星在同一轨道上，两颗卫星运行的线速度大小相同，但它们分别在不同的位置，线速度的方向不同，选项A错误；由于两颗卫星的质量大小关系未知，无法比较它们的动能和向心力，选项B、C均错误；由公式可得，由于两颗卫星的轨道半径相同，它们的加速度大小相同，选项D正确.

4.D【解析】根据牛顿第二定律，物体做加速直线运动，且加速度先减小后增大.图像的斜率表示加速度，可知物体做直线运动的图像的斜率先减小后增大，选项D正确.

5.D【解析】质点运动过程中的速度不变、方向变化，选项A错误；质点的角速度大小，轨迹圆的半径，故质点在A点的向心加速度大小，选项B错误；质点做圆周运动的速度大小，根据几何关系，质点从A点到B点的速度变化量大小，质点从A点到B点的平均加速度大小，选项C错误、D正确.

6.B【解析】设没在运动员完成一个俯卧撑的过程中，重心上升的高度为d，由几何关系可得，该过程中运动员的重力做的功，解得，选项B正确.

7.D【解析】每层楼的高度约为，总高度，，其中重力加速度大小，水的质量，其中水的密度，水的速度大小，根据动能定理有，解得，选项D正确.

8.BC【解析】质点做直线运动的图像是抛物线的一部分，说明质点做的是匀变速直线运动，选项A错误；根据抛物线的特点，图线在、时刻的斜率大小相等，故质点在、时刻的速度大小相等，选项B正确；质点从时刻至时刻通过的位移为零，可知质点在这段时间内的平均速度为零，选项C正确；从时刻至时刻，质点先由向位置运动，再由向位置运动，通过的路程为，选项D错误.

9.BD     10.ACD

11.（1）管口的直径d（1分）废水水平方向的位移大小x（1分）管口到地面的高度y（1分）

（2）（其他形式的结果只要正确，均可给分）（3分）

【解析】根据平抛运动的规律有，，排水管每秒的排污体积，其中，解得.

12.（1）D（3分）

（2）小于（3分）

（3）当地的重力加速度（3分）

【解析】（1）利用自由落体运动验证机械能守恒定律的实质是验证自由落体的加速度是否为g，不能用重力加速度g来计算速度.

（2）重物下落过程中克服阻力做的功转化为内能，使得重物获得的动能小于它所减小的重力势能.

（3）根据可得，则图线的斜率为当地的重力加速度.

13.解：（1）时，质点在x方向、y方向的速度大小分别为

（1分）

（1分）

故此时质点的速度大小

（1分）

设此时质点的速度方向与x方向的夹角为，有

（1分）

解得.（1分）

（2）质点在x方向上做匀加速直线运动，在内的位移大小

（2分）

质点在y方向上做匀速直线运动，在内的位移大小

（1分）

故时质点的位置坐标为.（1分）

14.解：赛车的质量远大于赛车手的质量，故传统制动刹车过程中赛车的加速度大小

（1分）

赛车尾速，设赛车传统制动减速为零的过程中通过的距离为x，有

（2分）

解得（1分）

，不能用这种传统制动方式为直线加速赛车制动（2分）

建议：赛车上配备减速伞或者把赛道的后半部分改为有一定坡度的倾斜直轨道、增加后半部分赛道路面的粗糙程度等，其他建议合理也给分.（3分）

15.解：（1）在滑块从P点运动到圆轨道末端的过程中，由机械能守恒定律有

（1分）

解得.（1分）

（2）设此种情况下滑块运动到B点时的速度大小为，在滑块从A点运动到B点的过程中，由动能定理有（1分）

解得（1分）

设滑块做平抛运动的时间为t，有

（1分）

又（1分）

解得.（1分）

（3）设滑块在传送带上运动的加速度大小为a，有

（1分）

设滑块在传送带上运动的时间为t，由匀变速直线运动的规律有

（1分）

此种情况下，滑块相对传送带间的位移大小

（1分）

又（1分）

解得.（1分）

16.解：（1）根据牛顿第二定律推理论证可以知道，太阳对行星的引力就是行星围绕太阳运动的向心力.设行星的质量为m，速度为，行星与太阳间的距离为r，则行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力

（1分）

天文观测可以测得行星公转的周期T，并据此可以求出行星的速度

（1分）

把这个公式代入向心力表达式，整理后得到

（1分）

对于所有围绕太阳运动的行星，根据开普勒第三定律有

，变形可得（1分）

代入上面的关系式得到

（1分）

上式等号右边除了m、r之外其余都是常量，对任何行星都是一样的，所以太阳对行星的引力F与行星的质量m成正比，与成反比.力的作用是相互的，根据牛顿第三定律，在引力的存在与性质上，行星和太阳的地位是相当的，因此行星对太阳的引力也应与太阳的质量成正比.综合上述各式，写成等式就是，式中G与太阳行星都没有关系.（2分）

（2）假设地球与月球间的作用力和太阳对行星的引力是同一种力，它们的表达式也应该满足

（1分）

根据牛顿第二定律，月球绕地球做圆周运动的向心加速度

，式中是地球质量，是地球中心与月球中心的距离（1分）

假设地球对苹果的引力也是同一种力，同理可知，苹果的自由落体加速度

，式中是地球质量，R是地球中心与苹果之间的距离（1分）

由以上两式可以得

（1分）

由题干所给的地球中心与苹果之间的距离和地球中心与月球中心的距离数据可知

（1分）

根据月球绕地球运动的周期、月球中心与地球中心的距离等相关数据可以求出月球绕地球运动的向心加速度

（1分）

月球绕地球运动的向心加速度与苹果做自由落体运动的加速度的比值

（1分）

根据月球实际运动的加速度和苹果做自由落体运动的加速度，计算出的结果与预期符合得很好.这表明，地面物体所受地球的引力、月球所受地球的引力，与太阳、行星之间的引力，真的遵从相同的规律！（1分）