2021珠海二中高一下学期期中考试物理试题含答案

珠海市第二中学2020－2021学年度第二学期期中考试

高一年级　　物理试题

考试时间75分钟，总分100分，  命题人：    审题人：

注意事项：

　　1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息

　　2.请将答案正确填写在答题卡上

第Ⅰ卷（选择题）

一、单选题（本大题共7小题，每小题4分，共28分）

1．许多科学家在物理学的发展过程中做出了重要贡献，下列叙述错误的是（　　）

A．开普勒首先指出了行星绕太阳运动的轨道不是圆，而是椭圆

B．海王星是人们根据万有引力定律计算出其轨道后才发现的，被称为“笔尖下发现的行星”

C．开普勒总结出了行星运动的规律，并发现了万有引力定律

D．卡文迪什第一次在实验室里测出了万有引力常量G，被称为“第一个称出地球质量的人”

2．一物体以初速度v竖直向上抛出，做竖直上抛运动，则物体的重力势能一路程s图像应是下列四个图中的（　　）

3．科学家在某行星表面做了一个斜抛实验，得到质量为m=1 kg的物体离行星表面高度h随时间t的变化关系，如图所示，已知万有引力常量为G，物体只受万有引力，不考虑行星自转的影响，则可以求出（　　）

A．该行星的第一宇宙速度

B．该行星的质量

C．物体在该行星表面受到的万有引力大小

D．物体落到行星表面的速度大小

4．放在粗糙水平地面上的物体受到水平拉力的作用，在0~6 s内其速度与时间的图像和该拉力的功率与时间的图像如图甲、乙所示。下列说法正确的是（　　）

A．0~6 s内拉力做功为100 J

B．0~6 s内物体的位移大小为20 m

C．0~6 s内滑动摩擦力做功为-50 J

D．滑动摩擦力的大小为5 N

5．食堂拟引进“二师兄”刀削面机器人，这将大大减轻人的负担。假设“二师兄”每次削出的面条质量相同，从同一位置依次削出三块面条，分别落在水面上A、B、C三点，运动轨迹如图所示，忽略空气阻力的影响，面条被削离后可视为平抛运动。关于面条被削离到落水的过程，下列说法中正确的是（　　）

A．三块面条被削离时的动能相同

B．重力对落在A点的面条做功最少

C．落在A点的面条重力势能变化最少

D．三块面条的动能变化量相同

6．如图所示，直径为L的内壁光滑的竖直圆桶，绕中心轴做匀速圆周运动，长为L的绳子下端连着质量为m的小球，绳的上端系于圆桶上表面圆心，且保持小球能随圆桶一起转动。重力加速度为g，下列判断正确的是（　　）

A．当小球刚好与圆桶内壁接触时，圆桶转动的角速度

B．当竖直圆桶以做匀速圆周运动时，绳子的张力T=2mg

C．当竖直圆桶以做匀速圆周运动时，小球对圆桶内壁的压力为mg

D．当竖直圆桶的角速度逐渐增大时，绳子的张力也一定增大

7．如图所示，用手握着细绳的一端在水平桌面上做半径为r的匀速圆周运动，圆心为O，角速度为ω，细绳长为L，质量忽略不计，运动过程中细绳始终与小圆相切。在细绳的另外一端系着一个质量为m的小球，小球恰好在以O为圆心的大圆上做圆周运动。小球和桌面之间动摩擦因数处处相同，以下说法正确的是（　　）

A．细绳拉力大小为mω2r

B．球与桌面间的摩擦力大小为

C．小球受到的合外力大小为

D．手对细线做功的功率为

二、多选题（本大题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项符合题目要求。全选对的得 6分，选对但不全的得 3分，有选错的得 0分。）

8．甲、乙两光滑小球（均可视为质点）用轻直杆连接，球处于粗糙水平地面上甲球紧靠在粗糙的竖直墙壁上，初始时轻杆竖直，杆长为4m。施加微小的扰动使得乙球沿水平地面向右滑动，当乙球距离起点3m时，下列说法正确的是（　　）

A．甲、乙两球的速度大小之比为∶3

B．甲、乙两球的速度大小之比为3∶7

C．甲球即将落地时，乙球的速度与甲球的速度大小相等

D．甲球即将落地时，乙球的速度为零

9．如图所示，某次训练中，一运动员将排球从A点水平击出，球击中D点；另一运动员将该排球从位于A点正下方的B点斜向上击出，最高点为C，球也击中D点已知B、D等高，A、C等高，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　）

A．两过程中，排球的飞行时间相等

B．两过程中，排球的初速度大小一定相等

C．前一个过程中，排球击中D点时的速度较大

D．两过程中，击中D点时重力做功的瞬时功率相等

10．2020年11月24日4时30分，长征五号遥五运载火箭顺利将嫦娥五号探测器送入预定轨道开启了中国首次地外天体采样返回之旅。嫦娥五号飞行轨迹可以简化为如图所示：首先进入圆轨道Ⅰ，在P点进入椭圆轨道Ⅱ，到达远地点Q后进入地月转移轨道，到达月球附近后进入环月轨道Ⅲ。已知轨道Ⅰ的半径，椭圆轨道Ⅱ的半长轴a，环月轨道Ⅲ的半径，嫦娥五号在这三个轨道上正常运行的周期分别为，，，地球半径R，地球表面重力加速度为g。忽略地球自转及太阳引力的影响，下列说法正确的是（　　）

A．

B．嫦娥五号在轨道Ⅰ上运行速度小于

C．嫦娥五号在椭圆轨道Ⅱ上P点的加速度大于在圆轨道Ⅰ上P的加速度

D．嫦娥五号沿椭圆轨道Ⅱ从P点向Q点飞行的过程中，地球对它的引力做负功

第Ⅱ卷（非选择题）

三、实验题

11．（10分）在做“探究平抛运动的特点”的实验时：

（1）钢球抛出点的位置必须及时记录在白纸上，然后从这一点画水平线和竖直线作为x轴和y轴，竖直线是用________来确定的。

（2）某同学通过实验得到的轨迹如图所示，由轨迹可知，竖直距离yOA∶yAB∶yBC＝________，tOA∶tAB∶tBC＝________，这表明竖直方向是初速度为________的________运动。

 （3）该同学在轨迹上选取间距较大的几个点，测出其坐标，并在直角坐标系内绘出了y－x2图像，此平抛物体的初速度v0＝0.49 m/s，则竖直方向的加速度g＝________ m/s2。（结果保留3位有效数字）

12．（6分）如图为探究向心力跟质量、半径、角速度关系式的实验装置，金属块放置在转台上，电动机带动转台做圆周运动，改变电动机的电压，可以改变转台的转速，光电计时器可以记录转台每转一圈的时间，金属块被约束在转台的凹槽中，只能沿半径方向移动，且跟转台之间的摩擦力可以忽略。

（1）某同学为了探究向心力跟角速度的关系，需要控制_______和________两个变量保持不变，改变转台的转速，对应每个转速由________读出金属块受到的拉力，由光电计时器读出转动的周期T，计算出转动的角速度ω=_______。

（2）在上述实验中，该同学多次改变转速后，记录一组力与对应周期的数据，他用图象法来处理数据，结果画出了如图所示的图象，图线是一条过原点的直线，请你分析他的图象横坐标x表示的物理量是___________，国际单位是___________。

四、解答题

13．（12分）一辆汽车在水平路面上由静止启动，在前5 s内做匀加速直线运动，5 s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=2×103 kg，汽车受到的阻力为车重的，g取10 m/s2，则

（1）汽车在前5 s内受到的阻力为多少N；

（2）前5 s内的牵引力为多少N；

（3）汽车的额定功率为多少W；

（4）汽车的最大速度为多大。

14．（12分）上九天揽月，登月表取壤，嫦娥五号完成了中国探月的一大壮举。2020年12月2日，嫦娥五号在月球上釆集月壤样品并封装，由上升器送入预定环月轨道．如果携带已封装月壤的上升器离开月球表面的一段运动过程中，在竖直方向上先加速上升，后减速上升，其图像如图所示。已知月球质量约为地球的，月球表面重力加速度约为地球表面的，求：

(1)月球与地球的半径之比（结果可保留根号）；

(2)加速及减速过程中，封装装置对月壤样品的作用力大小之差。

15．（14分）如图所示，DE为水平面，OA为平台。一弹射游戏装置由安装在水平台面上O点的固定弹射器、竖直圆轨道（在最低点A分别与水平轨道OA和相连）、斜轨道组成。圆轨道和水平光滑，滑块与OA之间的动摩擦因数。滑块与之间的动摩擦因数，斜轨道的倾角。已知圆轨道半径，OA长，斜轨道长，滑块质量且可视为质点，弹射时从静止释放，滑块且弹簧的弹性势能完全转化为滑块的动能。滑块落地后不弹起。忽略空气阻力，各部分平滑连接。重力加速度 求：

（1）滑块恰好能过圆轨道最高点时的速度大小和弹簧初始的弹性势能；

（2）若弹性势能，求滑块通过圆轨道最高点时对轨道的压力；

（3）在（2）中，滑块从点飞出后在空中飞行的时间。

珠海市第二中学2020－2021学年度第二学期期中考试

高一年级　　《物理试题》解析

1．C

【详解】开普勒首先指出了行星绕太阳运动的轨道不是圆，而是椭圆，A正确；

海王星是人们根据万有引力定律计算出其轨道后才发现的，被称为“笔尖下发现的行星”。

万有引力定律是牛顿发现的；卡文迪什第一次在实验室里测出了万有引力常量G，被称为“第一个称出地球质量的人”，D正确。

2．A

【详解】设物体能上升的最大高度为H，则上升过程，重力势能为EP=mgs

下降过程中，重力势能为EP=mg(2H-s)。故选A。

3．C

【详解】物体做斜抛运动，分析图象可知

根据，解得

求第一宇宙速度、求行星的质量、因为行星半径未知，行星的质量无法求出；

物体在星球表面：重力；

物体做斜抛运动，落地速度，速度水不分量不知。

4．C

【详解】由甲图可得，0~6 s内物体的位移大小为。B错误；

P-t图线下方的面积表示拉力所做的功，由乙图可得，A错误；

2~6s内物体做匀速直线运动，拉力等于阻力，满足

解得。D错误；

摩擦力所做的功为，C正确。

5．D

【详解】质量相同，高度相同，则飞行时间相同，而水平位移不同，则水平初速度不同，则三块面条被削离时的动能不同；

质量相同，高度相同，则可知，重力对三块面条做功相同，则重力势能变化量也相同；

重力做功相等，根据动能定理可知，三块面条的动能变化量相等。

6．C

【详解】当小球刚好与圆桶内壁接触时，

如图甲所示， 由几何关系知θ=30°，

Tcosθ=mg

Tsinθ=mLω02sinθ

联立解得

当竖直圆桶以角速度运动时，如图乙，小球紧圆桶内壁。

Tcosθ=mg，

Tsinθ+N=mLω2sinθ

解得，N=mg

根据牛顿第三定律可得圆桶内壁受到的压力为N'=N=mg，故B错误，C正确；

当ω>ω0时，绳子的张力不再随竖直圆桶的角速度的增大而增大，故D错误。

7．C

【详解】由图分析可知

则，其中

细绳拉力

球与桌面间的摩擦力大小为

小球做匀速圆周运动，合外力指向圆心。故C正确；

手对细线做功的功率为。

或由动能定理

8．BD

【详解】设轻杆与竖直方向夹角θ，则v1在沿杆方向的分量为

v2在沿杆方向的分量为

而

图示位置时，有，

解得此时甲、乙两球的速度大小之比为

当甲球即将落地时，有θ=90°，此时甲球的速度达到最大，而乙球的速度为零。

9．CD

【详解】A平抛，B由两平抛构成。；

由于水平方向的位移相同，根据，可知

竖直方向，则，

排球从A点击出时速度，球从B点击出时初速度，可能相等。

竖直方向，则，则重力的瞬时功率相同，D正确。

10．BD

【详解】开普勒第三定律应用于同一个中心天体；

根据得地球圆轨卫星速度；

近地时，得

圆轨道Ⅰ时，

对P点，无论在轨道Ⅰ还是椭圆轨道Ⅱ上，受地球引力相同，则引力加速度相同。

嫦娥五号沿椭圆轨道Ⅱ从P点向Q点飞行的过程中，地球对它的引力与卫星运动速度方向夹角大于900，引力做负功。卫星速度减小。

11．重垂线    1∶3∶5    1∶1∶1    零    匀加速直线    9.60   

【详解】（1）竖直方向用重垂线确定。

（2）由轨迹可知，竖直方向是匀加速度，水平方向为匀速。

所以有距离，由O点是抛出点。且

O点是抛出点，表明竖直方向是初速度为零的匀加速直线运动。

（3）竖直方向有，水平方向有

 则平抛运动的轨迹方程为。作图化曲线图像为直线图像

则斜率   解得 ‍

12．质量    半径    力传感器            rad2/s2   

【详解】（1）由，为了探究向心力跟角速度的关系，需要控制质量和半径两个变量保持不变，改变转台的转速，对应每个转速由力传感器读出金属块受到的拉力。

金属块转动的角速度为

（2）由，若F-x是一条过原点的直线，则x表示的物理量是，国际单位是rad2/s2。

13．（1）2000N；（2）6×104 N；（3）40 kW；（4）30 m/s

【详解】（1）由题意阻力

（2）5 s内：

由牛顿第二定律

得

（3）5s末达到额定功率

（4）当时最大速度，

【详解】(1)设地球质量M，重力加速度g；则月球质量，重力加速度；

地球表面 ；

月球表面

得

(2)由图像得加速过程加速度大小为，减速过程加速度大小为；

加速上升，对月壤样品           

减速上升，对月壤样品           

作用力大小之差           

 得

15．（1），；（2）；（3）

【详解】（1）滑块恰好过圆轨道最高点时有，解得

滑块从到，由动能定理有

解得

（2），从到B，由动能定理有

解得在B点速度

在B点，由牛顿第二定律，，

求得小球受轨道支持力

由牛顿第三定律得轨道受压力，方向向上。

（3），从到B，由动能定理有

解得在C点平抛

如滑块落在水平面DE上，则由，

飞行时间

水平们移

斜面底边长

则滑块落在水平面DE上，由