2021—2022学年下期期中高一物理试卷

河南省实验中学2021——2022学年下期期中试卷 高一 物理 命题人：张丹丹 审题人：赵传亮 （时间：90 分钟，满分：100 分） 一、选择题（每小题4 分，共12 小题，共48 分。1—8 题为单选，9—12 题为多选。） 1.基尔霍夫有云：“力学是关于运动的科学，它的任务是以完备而又简单的方式描述自 然界中发生的运动。”下列关于物体的受力和运动，说法正确的是（ ） A．物体做曲线运动时，速度可能不变 B．做曲线运动的物体加速度可能与速度同方向 C．物体在恒定合力的作用下可能做圆周运动 D．物体做平抛运动，其在任意相等时间间隔内速度变化量相同，方向为竖直向下 2.如图所示，下列有关生活中的圆周运动实例分析，其中说法正确的是（ ） A．汽车通过凹形桥的最低点时，汽车处于超重状态 B．铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，是为了利用轮缘与外轨的侧压力助火车转 弯 C．杂技演员表演“水流星”，当它通过最高点时处于完全失重状态，不受重力作用 D．脱水桶的脱水原理是水滴受到的离心力大于它受到的向心力，从而沿切线方向甩出 3.下列说法正确的是（ ） A．物体受到的合外力不为零，动能一定发生变化 B．做匀速圆周运动的物体，机械能一定守恒 C．做平抛运动的物体，机械能一定守恒 D．物体受到的合外力不为零，机械能一定发生变化 4.把质量为 的石块从 高处以 角斜向上抛出，如图所示， 初速度是v0=5m/s，不计空气阻力，取g=10m/s2。石块落地时速度的 大小与下列哪些量无关（ ） A．石块初速度的仰角 B．石块初速度的大小 C．当地重力加速度大小 D．石块抛出时的高度 5.如图，A、B、C 三个物体放在旋转圆台上，它们与圆台之间的 动摩擦因数均为μ，A 的质量为2m，B、C 质量均为m，A、B 离轴心距离为R，C 离轴心2R，则当圆台旋转时（设A、B、C 都没有滑动）（ ） A．物体A 的向心加速度最大 B．物体B 受到的静摩擦力最大 C．ω= 是C 开始滑动的临界角速度 D．当圆台转速增加时，B 比A 先滑动 6.恒星演化发展到一定阶段，可能成为恒星世界的“侏儒”——中子星。中子星的半径 较小，一般在7～20 km，但它的密度大得惊人．若某中子星的半径为10km，密度为 1.2×1017kg/m3，引力恒量G=6.67×10-11 N·m2/kg2，该中子星的第一宇宙速度约为( ) A．3.1×102 km/s B．4.2×103 km/s C．2.9×104km/s D．5.8×104 km/s 7．如图在北戴河旅游景点之一的南戴河滑沙场有两个坡度不同的滑道AB 和AB′（均可 看作斜面），甲、乙两名旅游者分别乘两个完全相同的滑沙橇从A 点由静止开始分别沿 AB 和AB′滑下，最后都停在水平沙面BC 上（停止点在图中均未标出）。滑沙橇和沙面 间的动摩擦因数处处相同，斜面与水平面连接处可认为是圆滑的。下列中正确的是（ ） A．甲在斜面上的加速度小于乙在斜面的加速度 B．甲在B 点的速率等于乙在B′点的速率 C．甲滑行的总路程小于乙滑行的总路程 D．甲、乙从A 点出发到停下，两人位移的大小相等 8.如图所示，轻质动滑轮下方悬挂重物A、轻质定滑轮下方悬挂重物 B，悬挂滑轮的轻质细线竖直。开始时，重物A、B 处于静止状态， 释放后A、B 开始运动。已知A、B 的质量均为m，假设摩擦阻力和 空气阻力均忽略不计，重力加速度为g，当A 的位移为h 时（ ） A．B 的位移为2h，方向向上 B．A、B 速度大小始终相等 C．A 的速度大小为 D．B 的机械能减少 9.在航天领域中，悬绳卫星是一种新兴技术，它要求两颗卫星都在圆周轨道上运动，且 两颗卫星与地心连线始终在一条直线上，如图所示。已知悬绳的长度为L，其重力不 计，卫星A、B 的线速度分别为v1、v2，则下列说法正确的是（ ） A．两颗卫星的角速度不同 B．两颗卫星的线速度满足v2 > v1 C．两颗卫星之间的悬绳一定受到拉力的作用 D．假设在B 卫星轨道上还有一颗卫星C（图中没有画出），它们在同 一平面内 同向运动，运动一段时间后B、C 一定不会相碰 10．如图所示，质量为 的小球置于正方体的光滑盒子中，盒子的边长略大于球的直 径．某同学拿着该盒子在竖直平面内做半径为 的匀速圆周运动，已知重力加速度为 ，空气阻力不计，要使在最高点时盒子与小球之间恰好无作用力， 则（ ） A．该盒子做圆周运动的向心力恒定不变 B．该盒子做匀速圆周运动的周期一定等于 C．盒子在最低点时，小球对盒子的作用力大小等于6mg D．盒子在与 点等高的右侧位置时，小球对盒子的作用力大小等于❑ √2mg 11．如图，质量为m 的物体在水平传送带上由静止释放，传送带由电动机带动，始终保 持以速度v 匀速运动，物体与传送带间的动摩擦因数为μ ，物体过一会儿能保持与传送 带相对静止，对于物体从静止释放到相对传送带静止这一过程，下列说法正确的是（ ） A．电动机多消耗的电能 1 2 mv2 B．摩擦力对物体做的功为mv2 C．传送带克服摩擦力做功为mv2 D．电动机多消耗的电功率为μmgv 12．2022 年第24 届冬季奥林匹克运动会将在北京举行，跳台滑雪是冬奥会的比赛项目 之一。图为一简化后的跳台滑雪的轨道示意图，运动员（可视为质点）从起点由静止开 始自由滑过一段圆心角为60°的光滑圆弧轨道后从A 点水平飞出，然后落到斜坡上的B 点。已知A 点是斜坡的起点，光滑圆弧轨道半径为40m，斜坡与水平面的夹角θ=30o， 运动员的质量m=60kg (重力加速度g=10m/s2,阻力忽略不计)。下列说法正确的是( ) A．运动员到达A 点时对轨道的压力大小为1200 Ｎ B．运动员到达A 点时重力的瞬时功率为12kw C．运动员到达B 点时重力的瞬时功率为8 ❑ √3kw D．运动员从A 点飞出到落到B 点所用的时间为 二、实验题（13 题8 分，14 题8 分，共16 分，把答案写在答题卷上的相应的位置。） 13．在做研究平抛运动的实验中，为了确定小球在不同时刻通过的位置，实验装置如图 甲所示。实验操作的主要步骤如下： ①在一块平木板上钉上复写纸和白纸，然后将其竖直立于斜槽轨道末端槽E 前，木板与 槽E 之间有一段距离，并保持板面与轨道末端的水平段垂直。 ②使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下，小球撞到木板在白纸上留下痕迹A。 ③将木板沿水平方向向右平移一段距离x，再使小球从斜槽上 紧靠挡板处由静止滚下，小球撞到木板在白纸上留下痕迹B。 ④将木板再水平向右平移同样距离x，使小球仍从斜槽上紧靠 挡板处由静止滚下，再在白纸上得到痕迹C。若测得A、B 间 距离为y1，B、C 间距离为y2。 （1）关于该实验，下列说法正确的是( ) A．斜槽轨道必须光滑 B．斜槽轨道末端必须保持水平 C．每次释放小球的位置可以不同 D．每次小球均须由静止释放 （2 ）若某次实验测得x=15.00cm,y1=15.00cm, y2=25.00cm,g = 10m/s2，则小球平抛初速度的大小为_____________m/s，小球经过B 点时速度方向与水平方向夹角θ 的正切值tanθ=_________。 （3）一位同学根据测量出的不同x 情况下的y1和y2，令Δy=y2-y1，并描绘出了如图乙 所示的图像Δy-x2。若已知图线的斜率为k，已知当地重力加速度为g，则小球平抛的 初速度大小v0=___________（用字母表示）。 14．某同学用重物自由下落验证机械能守恒定 律。实验装置如图甲所示。 （1）关于此述实验，下列说法中正确的是___ __ A．重物最好选择密度较小的木块 B．本 实验需使用秒表测出重物下落的时间 C．实验中应先接通电源，后释放纸带 D．可以利用公式 来求解瞬时速度 （2）若实验中所用重锤质量m = 0.2kg，打点纸带如图乙所示，O 为第一个点，打点时 间间隔为0.02s，则打B 点时，重锤动能EkB = ______J。从O 点下落至B 点，重锤的重 力势能减少量是ΔEp= ______J。（g = 10m/s2，两空结果均保留三位有效数字） （3）某同学在纸带上选取计数点后，测量它们到起始点O 的距离h，然后利用正确的 方法测量并计算出打相应计数点时重锤的速度v，通过描绘v2—h 图像去研究机械能是否 守恒。若忽略阻力因素，那么本实验的v2—h 图像应该是下图中的______。 A． B． C． D． 三、计算题（本题共4 小题，共36 分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算 步骤。） 15．（6 分）如图所示，一细绳穿过光滑固定的细管，两端分别拴着小球A 和B，质量 关系mB=2mA（g 取10m/s2）。求： （1）小球A 绕管子的中心轴转动，稳定时连接小球A 的细绳与竖直方向的夹角α 是多 少? （2）如果此时小球A 到上管口的绳长L=0.6m，那么小球A 的线速度是多少? 16．（8 分）2020 年4 月24 日，我国将首次火星探测任务命名为“天问一号”，在 2020 年发射火星探测器，实现火星的环绕、着陆和巡视探测。已知火星半径约为地球半 径的 ，火星的质量约为地球质量的 ，地球表面重力加速度为g，引力常量为G。 “天问一号”火星探测器先在近火星表面做周期为T 的匀速圆周绕行，之后着陆。 求（1）火星表面的重力加速度大小； （2）火星的平均密度。 17.（10 分）我国目前已系统掌握各种复杂地质及气候条件下的高铁建造技术。动车组 是指几节自带动力车厢与几节不带动力车厢的编组。假设有一动车组由六节车厢连接而 成，每节车厢的总质量均为m=8×104kg。沿列车前进方向看，其中第一节、第二节带动 力，它们的额定功率P1=P2=2×107W（只有在第一节车厢达到额定功率但仍不够用时才 启动第二节车厢动力系统），车在行驶过程中阻力恒为重力的0.1 倍，重力加速度大小 g=10m/s2。 求：（1）该动车组只启动第一节的动力系统的情况下能达到的最大行驶速度；（计算 结果保留两位小数） （2）若列车以1m/s2的加速度匀加速启动，当t=10s 时，试判断第二节车厢的动力系统 是否工作，并求出第一节和第二节车厢之间拉力的大小。 18．（12 分）如图所示，半径 的光滑圆弧轨道 固定在竖直平面内，轨道的 上端点B 和圆心 的连线与水平方向的夹角 ，下端点 为轨道的最低点且与粗 糙水平面相切，一根轻质弹簧的右端固定在竖直挡板上。质量m=0.1kg 的小物块（可视 为质点）从空中的A 点以v0=2m/s 的速度被水平拋出，不计空气阻力，恰好从B 点沿轨 道切线方向进入轨道，经过C 点后沿水平面向右运动至D 点时，弹簧被压缩至最短，此 时弹簧的弹性势能Epm=0.7J，已知小物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.5，g=10m/s2。 求：（1）小物块从A 点运动至B 点的时间； （2）小物块经过圆弧轨道上的C 点时，对轨道的压力大小； （3）C、D 两点间的水平距离L。