2021北京清华附中高一（上）期末物理（教师版）

2021北京清华附中高一（上）期末

物    理

（清华附中高20级）

2021.01

一、单选题。本题共10小题，每小题3分，共30分。在每个小题给出的四个选项中只有一个是符合题意的。

1. 下列物理量单位属于国际单位制中基本单位的是（　　）

A. 千克 B. 千米 C. 牛顿 D. 小时

2. 关于牛顿运动定律的理解，下列说法正确的是（　　）

A. 力是维持物体运动的原因 B. 物体做直线运动，一定受恒力作用

C. 物体做曲线运动，一定受变力作用 D. 物体加速度的方向与合外力方向始终相同

3. 一质点做匀速圆周运动过程中，下列物理量保持不变的是（ ）

A. 线速度 B. 周期 C. 加速度 D. 合外力

4. 地球的同步卫星是指相对于地面静止不动的人造卫星（　　）

A. 它可以在地面上任一点的正上方，且离地心距离可按需要选择不同的值

B. 它可以在地面上任一点的正上方，但离地心距离是一定的

C. 它只能在赤道的正上方，但离地心的距离可按需要选择不同的值

D. 它只能在赤道的正上方，且离地心的距离是一定的

5. 如图所示为一皮带传动装置，左轮的圆心为，右轮的圆心为。在左轮边缘有一点P，离圆心稍近处有一点M，在右轮边缘有一点Q，在传动过程中，皮带不打滑。则下列说法中正确的是（　　）

A. P点与M点的线速度大小相等 B. P点与M点的加速度大小相等

C. P点与Q点的线速度大小相等 D. P点与Q点的加速度大小相等

6. 如图所示，质量为m的物块从半径为R的半球形碗边向碗底滑动，滑到最低点时的速率为v，若物块与轨道的动摩擦因数为，则物块滑到最低点时受到的摩擦力是（重力加速度为g）（　　）

A.  B.  C.  D.

7. 物理考试期间，小明利用单位分析法检查了计算题的计算结果，认定有一道题结果肯定错了，应该是下列四项的哪一项（　　）

A. 小球的加速度，其中F代表力。

B. 卫星的角速度，其中R代表长度。

C. 地面的滑动摩擦系数，其中a代表加速度。

D. 小球平抛运动的时间，其中v，代表速度。

8. 质量为的物体静止在水平面上，受到水平拉力作用而开始做匀加速直线运动，加速度，运动一段时间后若突然撤去拉力，物体的加速度大小为（　　）

A. 0 B.  C.  D.

9. 如图所示，某同学用一个小球在O点对准前方的一块竖直放置的挡板，O与A在同一高度，小球的水平初速度分别是，不计空气阻力。打在挡板上的位置分别是B、C、D，且。则之间的正确关系是（    ）

A.  B.

C.  D.

10. 平方反比律适用于万有引力或由一个局域的源向周围空间均匀蔓延的所有现象：例如蜡烛发出的光、从一块铀发出的辐射和从小喇叭发出的声音。考虑多根蜡烛火焰的光，每根蜡烛发出相同的光亮。下面情况进入你眼睛最亮的是（　　）

A. 从远处看1根蜡烛 B. 从远处看2根蜡烛

C. 从远处看3根蜡烛 D. 从远处看4根蜡烛

二、双选题。本题共8小题，每小题3分，共24分。 在每个小题给出的四个选项中有且只有二个是符合题意的。漏选得2分。错选多选不得分。

11. 下列实例属于超重现象的是（）

A. 汽车驶过竖直面内凸拱形桥顶端

B. 荡秋千的小孩通过最低点

C. 跳水运动员被跳板弹起，离开跳板向上运动过程中

D. 火箭点火后加速升空

12. 将两个质量不同的物体同时从同一地点水平抛出，不计空气阻力，二者最后都落回水平地面。则（　　）

A. 两个物体同时着地 B. 初速度小的物体先落地

C. 质量小的物体飞出的水平距离远 D. 初速度大的物体飞出的水平距离远

13. 物体做匀速圆周运动，半径为R，线速度大小为v，角速度大小为，经过一段时间t，速度的变化量大小为，向心加速度大小为a，以下关系式正确的是（　　）

A.  B.  C.  D.

14. 如图所示，一个小球从竖立在地面上的轻弹簧正上方某处自由下下落，接触弹簧将后弹簧压缩，忽略空气阻力，在压缩的全过程中（）

A. 小球一直减速运动

B. 小球先加速然后减速

C. 小球速度最大时弹簧弹力大小等于小球重力大小

D. 弹簧的压缩量最大时小球加速度为零

15. 如图所示，平台上的汽车用一根不可伸长的轻绳通过定滑轮牵引重物上升，平台足够长，汽车始终保持匀速运动，在重物未达到定滑轮高度之前，下列说法正确的是（　　）

A. 重物加速上升 B. 重物减速上升

C. 绳子拉力大于重物重力 D. 绳子拉力小于重物重力

16. 某人站在水平地面上，用手握住细绳的一端，绳的另一端拴住一石头，手的位置固定。石头以手为圆心在竖直面内做变速率圆周运动，越接近最低点，速度越大。则（　　）

A. 石头在最高点的向心加速度可以小于g

B. 石头所受合力方向总是指向圆心

C. 石头速度方向总是沿各点轨迹的切线方向

D. 石头运动到最低点时比到最高点时人对地面的压力大

17. 宇宙中，两颗靠得比较近的恒星，只受到彼此之间的万有引力作用相互绕转，称之为双星系统。在浩瀚的银河系中，多数恒星都是双星系统。设某双星系统A、B绕其连线上的O点做匀速圆周运动，如图所示。若AO>OB，则（　　）

A. 星球A的质量一定大于星球B的质量

B. 星球A的线速度一定大于星球B的线速度

C. 双星间距离一定，双星的质量越大，其转动周期越大

D. 双星的质量一定，双星之间的距离越大，其转动周期越大

18. 土星的卫星很多，现已发现达数十颗，下表是有关土卫五和土卫六两颗卫星的一些参数，二者都视为球体。则两颗卫星相比较，下列判断正确的是（　　）

A. 土卫五的公转周期大 B. 土星对土卫六的万有引力大

C. 土卫六表面的重力加速度小 D. 土卫六的公转速度小

三、作图题。每图3分，共6分。说明：重力、弹力、摩擦力分别用G、N、f表示

19. 如图所示，一名同学站在自动扶梯上随扶梯匀加速上升，不计空气阻力。扶梯的台阶水平。请作出该同学受力的示意图。

20. 如图所示，在一内壁光滑环状管道位于竖直面内，其管道口径很小，环半径为R（比管道的口径大得多）。一小球直径略小于管道口径，可视为质点。此时小球滑到达管道的顶端，速度大小为，重力加速度为g。请作出小球的受力示意图。

四、实验题：每空3分，共18分。

21. 在做“研究平抛物体的运动”的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画出小球做平抛运动的轨迹。

（1）为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，你认为正确的是___________。

A．通过调节使斜槽末端的切线保持水平

B．实验所用斜槽的轨道必须是光滑的

C．每次必须由静止释放小球而释放小球的位置可以不同

D．将球的位置标在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线

（2）如图所示，在研究平抛物体运动的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长为l，若小球在平抛运动中先后经过的几个位置如图中的a、b、c、d所示，则小球平抛的初速度的计算式为___________（用l、g表示）。

22. 实验小组的同学在“验证牛顿第二定律“实验中，使用了如图所示的实验装置，

(1)在下列测量工具中，本次实验需要用的测量仪器有______（选填测量仪器前的字母）

A.游标卡尺

B.刻度尺

C.秒表

D.天平

(2)实验中，为了可以将细线对小车的拉力看成是小车所受的合外力，某同学先调节长木板一端滑轮的高度，使细线与长木板平行。接下来还需要进行的一项必须且正确的操作是_______。（选填选项前的字母）

A.将长木板水平放置，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，给打点计时器通电，调节砂和砂桶的总质量的大小，使小车在砂和砂桶的牵引下运动，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动

B.将长木板的右端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去砂和砂桶，给打点计时器通电，轻推一下小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动

C.将长木板的右端垫起适当的高度，撤去纸带以及砂和砂桶，轻推一下小车，观察判断小车是否做匀速运动

(3)某同学在做保持小车质量不变，验证小车的加速度与其合外力成正比的实验时，根据测得的数据作出如图所示的图线，所得的图线既不过原点，又不是直线，原因可能是_______。（选填选项前的字母）

A.木板右端所垫物体较低，使得木板的倾角偏小

B.木板右端所垫物体较高，使得木板的倾角偏大

C.小车质量远大于砂和砂桶的质量

D.砂和砂桶的质量不满足远小于小车质量

(4)在某次利用上述已调整好装置进行实验中，保持砂和砂桶的总质量不变，小车自身的质量为M且保持不变，改变小车中砝码的质量m，并测出小车中不同砝码质量时所对应的加速度a，以m为横坐标， 为纵坐标，在坐标纸上作出如图所示的关系图线，实验结果验证了牛顿第二定律。如果图中纵轴上的截距为b，则小车受到的拉力大小为___________。

五、论述与计算题。共4小题，共22分。解题要求：写出必要的示意图、文字说明、方程式和演算步骤。有数值计算的题目，答案必须写出数值和单位。

23. 如图所示，在一倾角为斜坡的上方，以初速度向斜坡水平抛出一个小球。经过一段时间，小球垂直落在斜坡上的C点，重力加速度为g，求：

（1）小球落到斜坡上时的速度大小v；

（2）小球飞行的时间t。

24. 假设地球为均匀球体，忽略自转，已知地球半径为R，表面重力加速度大小为g，万有引力常量为G。请用上述字母推导：

（1）地球质量M；

（2）地球的第一宇宙速度v。

25. 如图所示，质量m＝2.2 kg的金属块放在水平地板上，在与水平方向成θ＝37°角斜向上、大小为F＝10 N的拉力作用下，以速度v＝5.0 m/s向右做匀速直线运动。（cos37°＝0.8，sin37°＝0.6，取g＝10m/s2）求：

(1)金属块与地板间的动摩擦因数；

(2)如果从某时刻起撤去拉力，撤去拉力后金属块在水平地板上滑行的最大距离。

26. 铁路转弯处弯道半径r是根据地形决定的。弯道处要求外轨比内轨高，其内外轨高度差h的设计不仅与r有关，还取决于火车在弯道上的行驶速率。下图表格中是铁路设计人员技术手册中弯道半径r及与之对应的轨道的高度差h。

（1）根据表中数据，推断求出当时，h的设计值为多少毫米；

（2）铁路建成后，火车通过弯道时，为保证绝对安全，要求内外轨道均不向车轮施加侧向压力，又已知我国铁路内外轨的间距设计值为，结合表中数据，算出我国火车的转弯速率v；（以为单位，结果取整数；路轨倾角很小时，正弦值按正切值处理，）

（3）随着人们生活节奏加快，对交通运输的快捷提出了更高的要求。为了提高运输力，国家对铁路不断进行提速，这就要求铁路转弯速率也需要提高。请根据上述计算原理和上述表格分析提速时应采取怎样的有效措施。（说出一条措施即可）

2021北京清华附中高一（上）期末物理

参考答案

一、单选题。本题共10小题，每小题3分，共30分。在每个小题给出的四个选项中只有一个是符合题意的。

1. 【答案】A

2. 【答案】D

3.【答案】B

4. 【答案】D

5. 【答案】C

6. 【答案】C

7. 【答案】B

8. 【答案】B

9. 【答案】C

10. 【答案】A

二、双选题。本题共8小题，每小题3分，共24分。 在每个小题给出的四个选项中有且只有二个是符合题意的。漏选得2分。错选多选不得分。

11. 【答案】BD

12. 【答案】AD

13. 【答案】AC

14. 【答案】BC

15. 【答案】AC

16. 【答案】CD

17. 【答案】BD

18. 【答案】BD

三、作图题。每图3分，共6分。说明：重力、弹力、摩擦力分别用G、N、f表示

19. 【答案】

20. 【答案】

四、实验题：每空3分，共18分。

21. 【答案】    (1). A    (2).

22. 【答案】    (1). BD；    (2). B；    (3). AD；    (4). ；

五、论述与计算题。共4小题，共22分。解题要求：写出必要的示意图、文字说明、方程式和演算步骤。有数值计算的题目，答案必须写出数值和单位。

23. 【答案】(1) ;(2)

24. 【答案】(1) ；(2)

25. 【答案】(1)0.5 ；(2)2.5m

26. 【答案】(1)750mm；(2)54km/h；(3)见解析