2020-2021学年吉林省延边第二中学高一下学期期中考试物理试题

这是一份2020-2021学年吉林省延边第二中学高一下学期期中考试物理试题，共17页。试卷主要包含了选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

1．下列说法正确的是
A．牛顿发现了万有引力定律并测出引力常量G
B．汽车过拱桥最高点时对桥的压力大于汽车的重力
C．物体受合外力不为零，则动能一定发生变化
D．一条沿自身长度方向运动的杆，其长度总比杆静止时的长度要小
2．如图所示的皮带传动装置，主动轮O1上两轮的半径分别为3r和r，从动轮O2的半径为2r，A、B、C分别为轮缘上的三点，设皮带不打滑，则以下说法正确的是
A．A、B、C三点的加速度之比
B．A、B、C三点的线速度大小之比
C．A、B、C三点的角速度之比
D．A、B、C三点的周期之比
3．如图所示，在地面上以速度v0抛出质量为m的物体，抛出后物体落到比地面低h的海平面上。若以海平面为零势能面，不计空气阻力，重力加速度为g，则下列说法中正确的是
A．物体到达海平面时的重力势能为mgh
B．重力对物体做的功为 －mgh
C．物体在海平面上的动能为
D．物体在海平面上的机械能为
4．如图所示，有一条两岸平直、河水均匀流动的河，甲、乙两只小船在静水中的速度相同，两船渡河时，乙船运动轨迹为图中AB，而甲船船头始终指向对岸，已知AB连线与河岸垂直，河水流速恒为v，甲、乙渡河所用时间的比值为k，则小船在静水中的速度大小为
A．B．
C．D．
5．2020年12月17日凌晨1时59分，嫦娥五号返回器在内蒙古四子王旗预定区域成功着陆。如图所示是嫦娥五号探测器到达月面之前的两个轨道，轨道Ⅰ为环月圆轨道，轨道Ⅱ是椭圆轨道，其中B为近月点，A为远月点。下列说法正确的是
A．嫦娥五号探测器在轨道Ⅱ上A点的速度大于在B点的速度
B．嫦娥五号探测器在轨道Ⅱ运动的周期大于在轨道Ⅰ运动的周期
C．嫦娥五号探测器从轨道Ⅰ变轨到轨道Ⅱ，机械能增加
D．嫦娥五号探测器在轨道Ⅰ上运动到A点时的加速度等于在轨道Ⅱ上运动到A点时的加速度
6．如图所示，运动员把质量为m的足球从水平地面的位置1踢出，足球在空中达到的最高点位置2的高度为h，在最高点时的速度为v，落地点为位置3，不计空气阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是
A．运动员踢球时对足球做功mv2B．从位置1到位置2足球重力做功mgh
C．运动员踢球时对足球做功mgh+mv2D．足球即将落至位置3时速度为零
7．一辆小汽车在水平路面上由静止启动，在前5s内做匀加速直线运动，5s末达到额定功率，之后保持额定功率运动，其v－t图像如图所示。已知汽车的质量为m＝2×103kg，汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍，g取10m/s2，则
A．汽车在前5s内的牵引力为4×103N
B．汽车在前5s内的牵引力为6×103N
C．汽车的额定功率为50kW
D．汽车的最大速度为40m/s
8．如图所示，轻杆长3L，在杆两端分别固定质量均为m的球A和B，光滑水平转轴穿过杆上距球A为L处的O点，外界给系统一定能量后，杆和球在竖直平面内转动，球B运动到最高点时，杆对球B恰好无作用力。忽略空气阻力，则球B在最高点时
A．球B的速度大小为
B．球A的速度大小为
C．水平转轴对杆的作用1.5mg
D．水平转轴对杆的作用2.5mg
9．如图甲所示，质量为4kg的物体在水平推力作用下从静止开始运动，推力F随位移x变化的情况如图乙所示，运动4m后撤去推力F，物体与地面间的动摩擦因数为μ＝0.5，g取10m/s2，则
A．全程克服摩擦力做功100J
B．从开始运动到停止运动，物体的位移为10m
C．物体在运动过程中的加速度先减小后不变
D．因推力是变力，无法确定推力做的功
10．某人将原来放在地面上质量为1kg的物体匀加速向上提升1m，这时物体获得2m/s的速度，在这个过程中（取g＝10m/s2），以下说法正确的是（ ）
A．手对物体做功为10J B．物体的动能增加了2J
C．合外力对物体做功为12J D．物体重力势能增加了10J
11．如图，在水平天花板上的O1与O2处分别用长度不同的轻质绳子各系一个小球，甲、乙两个小球的质量相同，系小球甲的绳子较长。现让两个小球在同一水平面上做匀速圆周运动，空气阻力可忽略不计。比较两个小球，以下说法正确的是
A．两个小球做匀速圆周运动的周期相同
B．两个小球受到的向心力大小相同
C．小球甲的动能大于小球乙的动能
D．小球甲受到的绳子拉力大于小球乙受到的绳子拉力
12．在某半径为R的行星表面，用弹簧秤测量一个质量为m的砝码，其重力大小为G0。现有一个卫星，在离行星表面为h的轨道上做匀速圆周运动，运行周期为T，已知该行星可视为质量分布均匀的球体，引力常量为G，忽略行星自转，下列说法正确的是
A．该行星的第一宇宙速度为B．卫星的运行速度为
C．卫星的向心力大小为D．该行星的平均密度为
13．2022年将在我国举办第二十四届冬奥会，自由式滑雪雪赛道示意图如下图所示，运动员从较高的坡面滑到A处时，沿水平方向飞离坡面，落到倾角为的斜坡B处，若不计空气阻力，飞出时的速度大小为10m/s，（取g＝10m/s2）则
A．运动员落到斜坡上的速度方向与竖直线的夹角等于
B．运动员在空中经历的时间
C．运动员落到斜坡上的落点B与起飞点A的距离是m
D． 运动员落到斜坡上的速度大小是m/s
二、实验题（每空2分，共14分。）
14．（1）如图所示是用频闪照相研究平抛运动时拍下的A、B两小球同时开始运动的照片。无初速释放，水平抛出。通过观察发现，尽管两个小球在水平方向上的运动不同，但是它们在竖直方向上总是处在同一高度。该实验现象说明了球开始运动后_____；
A．水平方向的分运动是匀速直线运动
B．水平方向的分运动是匀加速直线运动
C．竖直方向的分运动是匀速直线运动
D．竖直方向的分运动是自由落体运动
（2）如图所示为一小球做平抛运动的闪光照相照片的一部分，图中背景方格的边长均为5cm。如果取g＝10m/s2，那么：
①小球运动中水平分速度的大小是______m/s；
②到达处时速度的大小是______m/s。（以上两问结果保留2位有效数字）
15．如图1所示是某同学验证“做圆周运动的物体所受向心力大小与线速度关系”的实验装置。一根细线系住钢球，悬挂在铁架台上，钢球静止于A点，光电门固定在A的正下方靠近A处。在钢球底部竖直地粘住一片宽度为d的遮光条，小钢球的质量为m，重力加速度为g，实验步骤如下：
（1）将小球竖直悬挂，测出悬点到钢球球心之间的距离，得到钢球运动的半径为R；用刻度尺测量遮光条宽度，示数如图2所示，其读数为________cm；将钢球拉至某一位置释放，测得遮光条的挡光时间为0.010s，小钢球在A点的速度大小v=________m/s（结果保留三位有效数字）。
（2）先用力传感器的示数FA计算小钢球运动的向心力，FA应取该次摆动过程中示数的________（选填“平均值”或“最大值”），然后再用计算向心力。
（3）改变小球释放的位置，重复实验，比较发现F总是略大于，分析表明这是系统造成的误差，该系统误差的可能原因是________。
A．钢球的质量偏大 B．钢球初速不为零 C．存在空气阻力 D．速度的测量值偏大
三、计算题（共4小题，16题10分，17、18题各12分，19题15分。其中19题为选做题，其得分计入总分。要求写出必要的公式、文字说明和解释，只写最后结果不得分。）
16．如图所示，一位同学玩飞镖游戏，圆盘最上端有一P点，飞镖抛出时与P点等高，且距离P点为L，当飞镖以初速度v0垂直盘面瞄准P点抛出的同时，圆盘以经过盘心O点的水平轴在竖直平面内匀速转动。忽略空气阻力，重力加速度为g，若飞镖恰好击中P点。求：
（1）飞镖从抛出到击中P点，在空中飞行的时间t为多少？
（2）圆盘的半径R为多少？
（3）圆盘转动的角速度为多少？
17．如图所示，小明用与水平方向的轻绳拉木箱，绳的拉力为，木箱由静止开始沿水平地面向右移动了一段距离m，木箱质量为，木箱受到地面的阻力，求：
(1)绳的拉力及地面的阻力分别对木箱做的功；
(2)木箱前进5m时的动能；
(3)木箱前进5m时绳的拉力瞬时功率。
18．两个星球1和2组成双星，它们在相互之间的万有引力作用下，绕连线上某点做周期相同的匀速圆周运动。现测得两星中心距离为R，其运动周期为T。已知引力常量为G。
(1)若星球1和2的质量分别为m1和m2，求它们各自的圆周运动半径r1和r2；
(2)求双星的总质量。
19．如图所示，AB为固定在竖直平面内的半径为R＝2m的1/4光滑圆弧轨道，O为圆心，A点与O点等高，轨道的B点与长为l＝2m的粗糙水平地面BC相切于B点， CD为一段高为h＝1m的固定光滑圆弧且与BC相切于C，质量为m＝1kg的小球由A点以v0＝m/s的初速度沿A点切线进入圆弧轨道，求：
（1）小球滑到最低点B时，小球速度v的大小；
（2）若小球第一次冲上CD时恰能运动到D点，求小球与BC部分的动摩擦因数µ0；
（3）若小球和BC部分的动摩擦因数与到B点间的距离x（单位m）满足µ＝0.35x，求小球最终停下的位置与B点的距离d
参考答案
1．D
【详解】
A．曲线运动中速度的方向时刻改变，故一定时变速运动，故A正确；
B．匀速圆周运动的速度方向时刻改变，是变速运动，故B错误；
C．匀速圆周运动的向心加速度大小不变，方向始终指向圆心，时刻在变化，所以是变加速运动，故C错误；
D．做匀速圆周运动的物体的加速度方向始终指向圆心，变速圆周运动的加速度不一定指向圆心，故D错误。
故选A。
2．C
【详解】
BC．A点和点是同轴转动，具有相同的角速度，根据可知
点与点是共传送带转动，具有相同的线速度，根据可知
则有
、
故B错误，C正确；
A．由向心加速度公式可得
故A错误；
D．根据周期公式可得
故D错误。
故选C。
3．D
【详解】
A．以海平面为零势能面，物体到达海平面时的重力势能为0，A错误；
B．重力对物体做的功为mgh，B错误；
C．根据机械能守恒定律，可知，物体在海平面上的动能为，C错误；
D．物体在山顶时的机械能为，物体的机械能守恒，则海平面上的机械能为，D正确。
故选D。
4．A
【详解】
设河的宽度为d，小船在静水中的速度为v0，则甲船渡河所用时间
乙船渡河所用时间
由题知
联立以上各式得
故选A。
5．D
【详解】
A．B为近月点，A为远月点，所以嫦娥五号探测器在轨道Ⅱ上A点的速度小于在B点的速度，A错误；
B．根据开普勒第三定律，嫦娥五号探测器在轨道Ⅱ运动的周期小于在轨道Ⅰ运动的周期，B错误；
C．嫦娥五号探测器从轨道Ⅰ变轨到轨道Ⅱ，需要点火减速，所以机械能减小，C错误；
D．根据牛顿第二定律，A点所受合外力相同，故嫦娥五号探测器在轨道Ⅰ上运动到A点时的加速度等于在轨道Ⅱ上运动到A点时的加速度，D正确。
故选D。
6．C
【详解】
AC．对于足球，根据动能定理
解得运动员对足球做功
A错误C正确；
BD．足球上升过程重力做功
足球上升过程中克服重力做功
BD错误。
故选C。
7．B
【详解】
AB．汽车受到的阻力为
前5s内，由图知a=2m/s2，由牛顿第二定律
解得
故A正确，B错误；
C．t=5s末功率达到额定功率为
故C错误；
D．汽车的最大速度为
故D错误。
故选A。
8．C
【详解】
A．B球在最高点完全由重力提供向心力
mg = mω22L
得
ω =
B球的速度
v = ω2L =
不为零，A错误；
B．A、B两球的角速度相等，则A球的速度为
vA = ωL =
B错误；
CD．B球对杆无作用力，A球的向心力为
F = mω2L = 0.5mg
因此杆对A球的作用力为
F′ = mg + F = 1.5mg
等于水平转轴对杆的作用力，C正确、D错误。
故选C。
9．B
【详解】
ABD．F-x图线与横轴所围图形的面积表示推力做的功，则
对整个过程根据动能定理
则全程克服摩擦力做功
B正确，AD错误；
C．滑动摩擦力
当推力大于20N时，物体做加速度减小的加速运动，当推力减小到20N时，加速度为零；当推力小于20N时，物体做加速度增大的减速运动，当推力减小为零后，物体做匀减速运动直至停止，C错误。
故选B。
10．BD
【详解】
A．由动能定理得
所以手对物体做功为
故A错误；
BC．根据动能定理得，合力做功等于动能的增加量，为
故B正确C错误；
D．物体上升过程中重力做功为
所以物体的重力势能增加10J，故D正确。
故选BD。
11．ACD
【详解】
令系甲、乙两小球的绳长分别为L1、L2，绳子与竖直方向的夹角为和，根据题意可知
由于甲的绳子较长，所以
小球做匀速圆周运动时，受到重力和绳子拉力，两力的合力充当向心力，则
从而解得
从而可得甲受到的向心力更大；甲绳子上受到的拉力更大；甲的线速度更大，故动能更大；角速度相同，则运动周期相同。
故选ACD。
12．AD
【详解】
A．根据牛顿第二定律
依题意
解得，A正确；
B．根据牛顿第二定律
解得 ，B错误；
C．根据万有引力定律
解得，C错误；
D．根据牛顿第二定律
解得该行星的平均密度为，D正确。
故选AD。
13．BC
【详解】
A．由位移偏角公式可得
代入数据解得，A正确；
B．运动员落到斜坡上的竖直分速度为
则合速度大小为
B错误；
C．设运动员落到斜坡上的速度方向与竖直线的夹角为，满足
故不等于，C错误；
D．运动员落到斜坡上的落点B与起飞点A的距离为
D正确。
故选AD。
14．D 10 1.5 2.5
【详解】
（1）[1]尽管两个小球在水平方向上的运动不同，但是它们在竖直方向上总是处在同一高度，该实验现象说明了B球开始运动后，不能说明水平方向的运动，但是竖直方向两物体运动情况完全相同，即竖直方向的分运动是自由落体运动，故选D。
（2）[2]根据Δy=gT2得

[3]平抛运动的初速度
[4]B点竖直方向上分速度等于AC段竖直方向上的平均速度，则
到达处时速度的大小是
15．1.50（1.49-1.51） 1.50（1.49-1.51） 最大值 D 测出光电门发光孔到悬点的距离L，由，求出小球的准确速度（将悬线变长一些、遮光条长度变短不得分）
【详解】
（1）[1]根据刻度尺数据可直接读出，读数为1.50cm。
[2]根据速度公式可得
（2）[3]因为只有力传感器的示数FA最大时，小球在最低点，此时才能满足。
（3）[4]因为，当速度测量值偏大时，F偏大，此时F才略大于，故选D。
（4）[5] 为了消除该系统误差，可以减小速度误差，测出光电门发光孔到悬点的距离L，由，求出小球的准确速度。
16．（1）；（2）；（3）（n=0,1,2,3…）
【详解】
（1）飞镖做平抛运动，由题意可知当P点运动到最低点时，飞镖击中P点，飞镖的水平分位移为L，则飞镖击中P点所需要的时间为
（2）飞镖的竖直分位移等于圆盘的直径，则有
联立可得，圆盘的半径为
（3）由于P点做匀速圆周运动，考虑圆周运动的周期性，P点运动到最低点所需要的时间为
（n=0,1,2,3…）
又P点的运动与飞镖的运动具有等时性，则有
根据圆周运动规律有
则可得圆盘转动的角速度为
（n=0,1,2,3…）
17．(1)400J，-200J；(2)200J；(3)800W
【详解】
(1)由功的定义式有
(2)由动能定理有
得
(3)因为动能
可求得
则瞬时功率为
18．(1)，；(2)
【详解】
(1)(2)设两星质量分别为m1和m2，都绕连线上O点作周期为T的圆周运动，星球1和星球2到O的距离分别为r1和r2。由万有引力定律提供向心力：
对 m1
对m2
由几何关系知
r1+r2=R
三式联立解得