精品解析：北京市理工大学附属中学2019-2020学年高一(下)期末物理试题

2019—2020 学年度第二学期高一年级物理学科

期末练习

一、单选题（本部分共 17 题，每题 3 分，共 51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. 关于匀速圆周运动，下列认识正确的是（　　）

A. 匀速圆周运动是匀速运动 B. 匀速圆周运动是变速运动

C. 匀速圆周运动的线速度是不变的 D. 匀速圆周运动的周期是变化的

2. 如图所示，自行车的大齿轮、小齿轮、后轮的半径不一样，它们的边缘有三个点A、B、C．在自行车正常行驶时，下列说法正确的是:

A. A、B两点的向心加速度大小之比等于它们所在圆周的半径之比

B. B、C两点的向心加速度大小之比等于它们所在圆周的半径之比

C. A、B两点的角速度大小相等

D. B、C两点的线速度大小相等

3. 关于行星与太阳之间的引力，下列说法中正确的是（　　）

A. 太阳对行星的引力大于行星对太阳的引力

B. 行星对太阳的引力与太阳质量成正比，与行星质量无关

C. 行星对太阳的引力与太阳对行星的引力是同一性质的力

D. 行星对太阳的引力与太阳质量成正比，与二者间距成反比

4. 利用下列哪组数据和引力常量G，可以计算出地球质量（　　）

A. 已知地球绕太阳做匀速圆周运动的轨道半径和周期

B. 不计地球自转对重力的影响，已知地球半径和地面附近的重力加速度

C. 已知卫星绕地球做圆周运动时距离地面的高度和地球的半径

D. 已知月球绕地球做匀速圆周运动的周期和月球的质量

5. 物体在下列四种运动过程中，机械能守恒的是（　　）

A. 直升飞机载着物体匀速上升

B. 有初速度的物体沿光滑斜面自由上滑

C. 起重机拉着物体匀速下降

D. 放在电梯中的物体随电梯加速上升

6. 2019年5月17日，我国成功发射第45颗北斗导航卫星，该卫星属于地球静止轨道卫星（同步卫星），该卫星（　　）

A. 入轨后可以位于北京正上方

B. 入轨后的速度大于第一宇宙速度

C. 发射速度大于第二宇宙速度

D. 若发射到近地圆轨道所需能量较少

7. 在火车铁轨拐弯处，为使火车更加安全地转弯，路面造得外侧轨比内侧轨高，假设铁轨平面与水平面间的夹角为θ。拐弯路段是半径为R的圆弧，要使车速为v时，车轮挤压外轨，则θ应满足（　　）

A. tanθ > B. tanθ =

C. tanθ = D. tanθ <

8. 关于地球的第一宇宙速度7.9km/s，下列说法中正确的是（　　）

A. 是人造地球卫星绕地球做圆周运动的最小速度

B. 是近地圆形轨道上人造卫星的运行速度

C. 是使卫星到达圆周轨道时的最大发射速度

D. 是卫星在椭圆轨道上运行时近地点的速度

9. 如图所示，小球原来紧压在竖直放置的轻弹簧的上端，撤去外力后小球竖直向上运动、离开弹簧后再上升到最高点。小球在整个上升的过程中（　　）

A. 小球机械能保持不变

B. 小球增加的机械能，等于弹簧减少的弹性势能

C. 当小球的动能最大时，弹簧的弹性势能为零

D. 小球克服重力所做的功大于弹簧弹力对小球做的功

10. 如图所示，A是静止在赤道上随地球自转物体，B、C是在赤道平面内的两颗人造卫星，B位于离地面高度等于地球半径的圆形轨道上，C是地球同步卫星．下列关系正确的是

A. 物体A随地球自转的线速度大于卫星B的线速度

B. 卫星B的角速度小于卫星C的角速度

C. 物体A随地球自转的周期大于卫星C的周期

D. 物体A随地球自转的向心加速度小于卫星C的向心加速度

11. 将质量为 m 的小球在距地面高度为 h 处水平抛出，抛出时速度大小为 v0，小球落到地面时速度大小为 2v0。若小球受到的空气阻力 f 始终存在，重力加速度为 g，则小球运动的过程中，下列说法中正确的是（　　）

A. 小球克服空气阻力做的功等于mgh B. 重力对小球做的功等于-mgh

C. 小球的机械能减小了 D. 小球的动能增加了

12. 如图所示，长为L 的细绳一端固定，另一端系一质量为m 的小球。给小球一个合适的初速度，小球便可在水平面内做匀速圆周运动，这样就构成了一个圆锥摆，设细绳与竖直方向的夹角为 θ。下列说法中正确的是（　　）

A. 小球只受重力和绳的拉力作用 B. 小球受重力、绳的拉力和向心力作用

C. θ 越大，小球运动的线速度越小 D. θ 越大，小球运动的周期越大

13. 图甲为“中星 9A”在定位过程中所进行的 10 次调整轨道的示意图，其中的三条轨道如图乙所示，曲线Ⅰ是最初发射的椭圆轨道，曲线Ⅱ是第 5 次调整后的椭圆轨道，曲线Ⅲ是第 10 次调整后的最终预定圆轨道；轨道Ⅰ与Ⅱ在近地点 A  相切，轨道Ⅱ与Ⅲ在远地点B 相切。卫星在变轨的过程中质量变化忽略不计，下列说法正确的是（　　）

A. 卫星在轨道Ⅲ上运行的速度大于第一宇宙速度

B. 卫星在轨道Ⅱ上经过 B 点时的速度等于卫星在轨道Ⅲ上经过 B 点时的速度

C. 卫星在轨道Ⅰ上经过A 点时的机械能小于卫星在轨道Ⅲ上经过 B 点时的机械能

D. 卫星在轨道Ⅱ上经过B 点时的加速度小于卫星在轨道Ⅲ上经过 B 点时的加速度

14. 质量为m的物体从距离地面高度为H0处由静止落下，若不计空气阻力，物体下落过程中动能Ek随距地面高度h变化关系的Ek-h图像是(    )

A.  B.

C.  D.

15. 将三个光滑的平板倾斜固定，三个平板顶端到底端的高度相等，三个平板AC、AD、AE 与水平面间的夹角分别为 θ1、θ2、θ3，如图所示。现将三个完全相同的小球由最高点A沿三个平板同时无初速度释放，经一段时间到达平板的底端。则下列说法不正确的是（　　）

A. 重力对三个小球所做功相同

B. 沿倾角为θ3的AE平板下滑的小球的重力的平均功率最大

C. 三个小球到达底端时的瞬时速度大小相同

D. 沿倾角为θ3的AE平板下滑的小球到达平板底端时重力的瞬时功率最小

16. 如图所示，细轻杆的一端与小球相连，可绕O点的水平轴自由转动。 现给小球一初速度，使它在竖直平面内做圆周运动，a、b 分别表示轨道的最低点和最高点，则小球在这两点对杆的作用力大小之差不可能为（　　）

A. 3mg B. 4mg C. 5mg D. 6mg

17. 如图所示，水平传送带在电动机带动下始终保持以速度 2m/s 匀速运动，某时刻一质量为1kg 的物块轻放在传送带的左端。在物块放上传送带到物块与传送带相对静止的过程中，下列说法正确的是（　　）

A. 由于传送该物块电动机多做的功为 4J

B. 摩擦力对物块做的功为-2J

C. 物块对传送带做的功为2J

D. 系统摩擦生热为4J

二、实验题（后 5 个空，每空 1 分，其余每空 2 分，共 17 分。）

18. 用如图所示的装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小 F 与质量m、角速度 ω 和半径r 之间的关系。两个变速轮塔通过皮带连接，转动手柄使长槽和短槽分别随变速轮塔匀速转动，槽内的钢球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对钢球的压力提供向心力，钢球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个钢球所受向心力的比值。如图是探究过程中某次实验时装置的状态。

(1)如图中所示，两个钢球质量和半径相等，则是在研究向心力的大小F与_______________的关系。

A．质量     B.半径      C.角速度

(2)若图中标尺上红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值为1∶9，与皮带连接的两个变速轮塔的半径之比为______________。

A．1∶3    B3∶1    C.1∶9    D.9∶1

19. 在“利用自由落体运动验证机械能守恒定律”的实验中：

(1)下列器材中不必要的一项是____（填字母代号）；

A．重物B．纸带C．天平D．低压交流电源E．毫米刻度尺

(2)关于该实验，说法正确的是___；

A．选择质量较小的重物，有利于减小误差

B．选择点迹清晰且第1、2两点间距约为2mm的纸带

C．实验时，先松开纸带、后接通电源

D．实验有误差的主要原因是重物在下落过程中受到阻力作用

(3)某同学在该实验中得到了一条如图所示的一条纸带，图中O点为打点计时器打下的第一点，可以看做是重物运动的起始点，从后面某点起选取连续打下的三个点A、B、C。已知相邻两点之间的时间间隔为T，所用重物的质量为m，则从起点O到打下B点的过程中，重物动能的增加量ΔEk=___，重物重力势能的减小量ΔEP=___（重力加速度为g）；

实验纸带：

(4)通过计算，在数值上ΔEP___ΔEk（填“>”“=”或“<”），原因是重物在下落过程中，除重力做功之外还有____；

(5)某同学想利用该实验装置测定当地的重力加速度。他打出了一条纸带后，利用纸带测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h，算出了各计数点对应的速度v，以h为横轴，以为纵轴画出了如图所示的图线。由于图线没有过原点，他又检查了几遍，发现测量和计算都没有出现问题，其原因可能是____；乙同学测出该图线的斜率为k，如果不计一切阻力，则当地的重力加速度g___k（选填“大于”、“等于”或“小于”）；

(6)研究小组的同学们用如图所示的装置探究物体的加速度与力、质量的关系之后，对此实验又做了进一步的分析：在实验前通过垫块已经平衡了阻力，且砂和砂桶的总质量远小于小车和车上砝码的总质量，若将小车（含车上砝码）和砂（含砂桶）当成一个系统（包括地球），由静止释放小车后，系统机械能___（填写“守恒”或“不守恒”）。

三、计算题（共4题，每题8分，共32分）

20. 质量m=1 kg 的玩具小车在t＝0 时刻的速度 v0＝1m/s，随后以P＝6 W 的不变的额定功率沿平直的轨道继续前进，大约经过 t=4 s后达到最大速度vm，假设该玩具小车受到的阻力恒为f=2N。问：

(1)玩具小车在t=0 时刻的牵引力F0；

(2)玩具小车所达到的最大速度vm；

(3)玩具小车在t=4s内通过的路程x。

21. 已知地球质量为M、半径为R，地表重力加速度为g，万有引力常数为G，不考虑地球自转，则：

(1)请用两种方法推导地球的第一宇宙速度v1的表达式；

(2)现将一质量为m 的物体分别挂在地球赤道和北极处的相同的测力计上，若考虑地球自转，设地球自转角速度为?，请通过计算分析比较两个物体相对地球静止时，测力计的示数 F1和F2的大小。

22. 过山车的一部分运动可简化为如图所示的模型图，若模型中所有轨道都光滑。现使小车（质点）从左侧轨道距B点h=1.25m处的P点由静止开始下滑，B点为轨道的最低点，小车进入圆轨道后，不脱离轨道，恰好能过最高点A。不计空气的阻力，小车的质量m=1.0kg，取g=10m/s2。求：

(1)小车通过B点时的速度大小vB；

(2)圆轨道的半径R；

(3)小车到达圆周轨道B点时对轨道的压力FB′。

23. 如图所示，一光滑杆固定在底座上，构成支架，放置在水平地面上，光滑杆沿竖直方向，一劲度系数为k的轻弹簧套在光滑杆上。一套在杆上的圆环从距弹簧上端H处由静止释放，接触弹簧后，将弹簧压缩，弹簧的形变始终在弹性限度内。已知圆环的质量为m，重力加速度为g，不计空气阻力。取竖直向下为正方向，圆环刚接触弹簧时的位置为坐标原点O，建立x轴。

(1)请画出弹簧所受弹力F随压缩量x变化的图像；并根据图像确定弹力做功的规律或表达式；

(2)求圆环下落过程中的最大动能Ekm；

(3)证明在圆环压缩弹簧的过程中弹簧和圆环组成的系统机械能是守恒的。