北京市人民大学附属中学2021-2022学年高一上学期期末物理试卷

2022北京人大附中高一（上）期末

物    理

2022年1月12日

制卷人：曹荣太   审卷人：刘永进   成绩：

说明：本试卷共四道大题，共7页，满分100分，考试时间90分钟；请在密封线内填写个人信息。

一、单项选择题（本部分共10题，每题3分，共30分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项）

1.在经典力学发展过程中，很多物理学家作出了卓越的贡献。下列说法正确的是：

A.伽利略认为力是维持物体运动的原因

B.哥白尼是地心说的支持者

C.开普勒在第谷的基础上、结合自己的实验观测，总结出行星运动的规律

D.牛顿提出万有引力定律，并规定了引力常G的数值和单位

2.下列说法正确的是：

A.物体在恒力作用下能做曲线运动也能做直线运动

B.物体在变力作用下一定是做曲线运动

C.物体做曲线运动时，沿速度方向的合力一定不为零

D.两个直线运动的合运动一定是直线运动

3.有一个质量为4kg的质点在xOy平面内运动，在x方向的速度图象和y方向的位移图象分别如图甲、乙所示。下列说法正确的是：

A.质点做匀变速直线运动

B.质点所受的合外力大小为12 N

C.2s时质点的速度大小为6 m/s

D. 0s时质点的速度大小为5m/s

4.如图所示，A、B两点分别位于大、小轮的边缘上，C点位于大轮半径的中点，大轮的半径是小轮的2倍，它们之间靠摩擦传动，接触面上没有滑动。则：

A. A、B两点角速度大小之比为2:1

B. A、B两点向心加速度大小之比为2:1

C. B、C两点角速度大小之比为2:1

D. B、C两点向心加速度大小之比为2:1

5.如图所示，物体A无初速放置于倾斜传送带的项端，下列说法正确的是：

A.若传送带顺时针转动，则物体A可能一直匀速运动到底端

B.若传送带顺时针转动，则物体A可能一直匀加速运动到底端

C.若传送带逆时针转动，则物体A一定一直匀加速运动到底端

D.若传送带逆时针转动，则物体A可能先匀加速、再匀减速运动到底端

6.如图所示，一辆装满石块的货车在平直道路上以加速度a向前加速运动，货箱中石块B的质量为m。下列说法正确的是：

A.石块B受除重力之外其它力的合力为ma

B.加速度a增大时，石块B受除重力之外其它力的合力不变

C.加速度a增大时，石块B受除重力之外其它力的合力变小

D.加速度a增大时，石块B受除重力之外其它力的合力变大

7.如图所示，甲、乙两颗卫星以相同的轨道半径分别绕质量为M和2M的行星做匀速圆周运动。下列说法正确的是：

A.甲的向心加速度比乙的大

B.甲的运行周期比乙的大

C.甲的角速度比乙的大   

 D.甲的线速度比乙的大

8. 如图所示，在赤道发射场发射地球同步卫星的过程中，卫星首先进入椭圆轨道I，然后在Q点通过改变卫星速度，让卫星进入地球同步轨道II，则：

A.该卫星在P点的速度大于11.2 km/s

B.卫星在轨道II上的运行速度大于7.9 km/s

C.卫星在Q点需要适当加速，才能够由轨道I进入轨道II

D.卫星在轨道II上经过Q点时加速度大于轨道I经过Q点时的加速度。

9.如图所示，可视为质点的、质量为m的小球，在半径为R的竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，重力加速度为g。下列有关说法中正确的是：

A.小球在圆心上方管道内运动时，对外壁一定有作用力。

B.小球能够到达最高点时的最小速度为

C.小球达到最高点的速度是时，球受到的合外力为零

D.若小球在最高点时的速度大小为，则此时小球对管道外壁的作用力大小为3mg

10.如图所示，弹簧左端固定，右端自由伸长到O点并系住质量为m的物体，现将弹簧压缩到A点，然后释放，物体可以一直运动到B点。物体受到的摩擦力大小不变。则：

A.物体从A到O先加速后减速

B.物体从A到O做加速运动，从O到B做减速运动

C.物体运动到O点时，所受合力为零

D.物体从A到O的过程中，加速度逐渐减小

二、多项选择题（本部分共4题，每题5分，共20分。在每题列出的四个选项中，至少有两个选项正确。全部选对得5分，只要有选错得0分，其余得3分。）

11.如图所示，a为赤道上的物体，随地球自转做匀速圆周运动，b为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星，c为地球同步卫星，以下说法中正确的是：

A. a的运行周期大于c的运行周期

B. a的运行周期大于b的运行周期

C. b的运行速度大小大于c的运行速度大小          

D. b的运行速度大小大于a的运行速度大小

12.一辆货车运载着5个完全相同的圆柱形光滑的空油桶。在车厢底，一层油桶平整排列，相互紧贴并被牢牢固定，上一层只有一只桶C，自由地摆放在桶A、B之间，没有用绳索固定。桶C受到桶A和桶B的支持，和汽车一起保持静止，摩擦不计，重力加速度为g，如图所示。下列说法正确的有：

A.若车匀速运动，则C受A、B的弹力大小一定相等

B.若车匀加速运动，则C受A、B作用力的合力一定大于mg

C.若车向左加速运动，则C受A的弹力大小一定大于受B的弹力大小

D.若车向左加速、且加速度大小等于重力加速度g的大小时，则C会向后翻过B

13.如图所示，质量为0.5kg的物块A放在一个纵剖面为矩形的静止木箱内，A和木箱水平底面之间的动摩擦因数为0.3。A的右边被一根轻弹簧用1.2 N的水平拉力向右拉着而保持静止。认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2。则：

A.当木箱向右加速、且加速度大小为1m/s2时，物块A相对木箱滑动

B.若木箱向右加速，则物块A所受摩擦力可能比原来静止时大

C.当木箱向左加速、且加速度大小为1m/s2时，物块A相对木箱滑动

D.把整个装置放到电梯里，电梯从1楼启动到10楼停止，在上述过程中，物块可能相对木箱滑动

14.如图所示，质量都为m的A、B两物体叠放在竖直弹簧上并保持静止，现用大小等于mg/2的恒力F向上拉B，当运动距离为h时B与A分离。己知重力加速度为g。则下列说法中正确的是：

A. B和A刚分离时，弹簧弹力大于mg

B. B和A刚分离时，它们的加速度方向竖直向下

C. 弹簧的劲度系数等于3mg/2h

D. 在B与A分离之前，它们运动的加速度大小一直在减小

三、实验题（本部分共2题，18分.）

I5.（10分）某实验小组在实验室用如图甲所示的装置探究加速度和力、质量的关系。

（1）关于实验操作，下列说法正确的是：

A.实验前应调节滑轮高度，使滑轮和小车间的细线与木板平行

B.平衡摩擦力时，在细线的下端悬挂钩码，使小车在线的拉力作用下能匀速下滑

C.每次改变小车所受的拉力后都要重新平衡摩擦力

D.实验时应先接通打点计时器电源，后释放小车

（2）图乙为实验中打出纸带的一部分，从比较清晰的点迹起，在纸带上标出连续的5个计数点A、B、C、D、E，相邻两个计数点之间都有4个点迹未标出，测出各计数点到A点间的距离。已知所用电源的频率为50 Hz，打B点时小车的速度v＝_________m/s，小车的加速度a＝__________m/s2.（均保留两位有效数字!!!）

（3）甲同学在小车所受合外力不变时，改变小车的质量，得到数据如下表所示：

①根据表中数据，在答题纸相应位置的坐标系中描出相应的实验数据点，并作出图象。

②由图象，可得出的结论为：________________________________________

（4）乙同学在正确操作的前提下，保持小车质量不变，增加钩码的个数，测量小车对应的加速度a。用钩码的重力表示小车所受的拉力F，当钩码数较多时，由实验数据作出的a－F图象虽然经过原点，但并不是直线。试在答题纸相应位置作出该图，并通过理论推导说明图线不是直线的原因。

16.（8分）用如图所示装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出，落在水平挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。

（1）下列实验条件必须满足的有__________________。

A.斜槽轨道光滑

B.斜槽轨道末段水平

C.挡板高度等间距变化

D.每次从斜槽上相同的位置由静止释放钢球

E.为了比较准确地描出小球运动的轨迹，应该用一条曲线把所有的点连接起来

（2）为定量研究，建立以水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系。取平抛运动的起始点为坐标原点，将钢球静置于Q点，钢球的___________（选填“最上端”、“最下端”或者“球心”）对应白纸上的位置即为原点：在确定y轴时___________（选填“需要”或者“不需要”）y轴与重锤线平行。

（3）某同学从实验得到的平抛小球的运动轨迹上取出一些点，以平抛起点O为坐标原点，测量它们的水平坐标x和竖直坐标y，并作出y~x2图象。某同学认为若图象为正比例图象（如下图所示），则可说明平抛运动在水平方向为匀速直线运动、竖直方向为自由落体运动。你对该同学的观点如何评价？

（4）在确认平抛运动的规律后，另一次实验中将白纸换成方格纸，每个格的边长L=5cm，通过频闪照相机，记录了小球在运动途中的三个位置，如图所示，则与照相机的闪光频率对应的周期为________s，该小球做平抛运动的初速度为________m/s。（g=10m/s2）。（均保留两位有效数字!!!）

四、计算表述题（本部分共3题，32分。写出必要的文字说明、重要的方程式及关键的演算步骤，有数值计算的题，答案必须明确写出数值和单位。）

17.（10分）如图所示，“天舟”与“天宫”对接后的组合体沿圆形轨道运行。经过时间，组合体绕地球转过的角度为θ（弧度），地球半径为R，地球表面重力加速度为g，引力常量为G，不考虑地球自转。求：

（1）地球质量M；

（2）组合体运动的周期T：

（3）组合体所在圆轨道离地面高度H。

18.（10分）如图甲所示，长木板B放置在光滑水平面上，可视为质点的物体A静止叠放在B的最左端。A、B间的最大静摩擦力为5N，且认为A、B间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，己知小B的质量分别为1kg、4kg，g取10m/s2。

（I）若用F=6N的水平力向右拉A，求A、B的加速度大小；

（2）若用F=10N的水平力向右拉A，经过t=2s，A到达B的右端。求此时A、B的速度大小及木板的长度。

19.（12分）

（1）如图所示，在长为l的细绳下端拴一个质量为m的小球，捏住绳子的上端，使小球在水平面内做圆周运动，细绳就沿圆锥面旋转，这样就成了一个圆锥摆。已知重力加速度为g.

①观察实验发现：实验者使小球旋转后，保持手不动，小球可以旋转较长时间，最终停止。某同学猜测：如果把条件理想化，抽象出一个理想的圆锥摆模型，那么小球将会一直在水平面内转动而不会停止。你认为：理想的圆锥摆模型需要满足哪些条件？

②在上述理想条件下，稳定时，绳子跟竖直方向的夹角为θ。求小球的运动周期T。

（2）有一种叫“飞椅”的游乐项目，示意图如图所示。长为l的钢绳一端系着座椅，另一端固定在半径为r的水平转盘边缘，如左下图中甲所示。转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动。当转盘以某角速度匀速转动时，钢绳与转轴在同一竖直平面内，与竖直方向的夹角为θ，不计钢绳的重力，重力加速度为g。

①求转盘转动的角速度ω。

②另一座椅也用长为l的钢绳一端系着，钢绳另一端固定在水平转盘边缘内侧，固定点与竖直转轴的距离为r1，且r1＜r，如左下图中乙所示。稳定时，钢绳与竖直方向的夹角为α，通过定量推导比较α与θ的大小关系。

③细心的同学发现：当转盘以较快转速匀速转动时，钢绳与转轴并不在同一竖直平面内，示意图如右下图所示（图中P为座椅，M为转盘边缘固定钢绳的点，PM为钢绳，O1O2为竖直转轴，PQ与O1O2在同一竖直平面内）。你认为造成这种现象的原因是什么？并说明此时钢绳对座椅拉力的作用效果。

2022北京人大附中高一（上）期末物理答案

一、单选题

二、多选题

三、实验题

15.   （1）AD

(2）0.32；0.94 

（3）① 图像略，过原点的直线  ②在物体受外力不变的时，物体的加速度与质量成反比例

（4）对小车和重物分别受力分析，.mg   .mg  m较小时，可认为F不变，图像为直线；m较大时，F变化，图像不是直线。

16. （1）BD

（2）球心，需要

（3）该同学的观点有合理的成分。.x ,y与x成正比例。

该同学的观点并不完全正确，需要进一步验证y- 图像的斜率在实验误差范围内是否等于 ，方可说明平抛运动在水平方向为匀速直线运动、竖直方向为自由落体运动。

(4)  0.10  ，1.5

四、计算题

17. （1）   (3)--R
18.  （1）2        (2)  ,
19.   (1)   ①理想圆锥摆需满足的条件有：细绳不可伸长且质量不计，小球可视为指点，空气阻力可忽略不计

             ②

(2)①     

② 将①式变形得 ====  L为钢绳延长线与竖直转轴的交点与座椅之间的距离，h为L在竖直方向的高度，稳定时A、B 相等，h相等， ，故

③造成这种现象的原因：当转速较快时，空气阻力影响不能忽略。此时，钢绳对座椅的拉力在沿运动方向的分力与空气阻力平衡，在竖直方向的分力与重力的合力提供座椅的向心力。