云南师范大学附中2021-2022学年高一下学期期中考试 物理(0001)

2021-2022 学年下学期期中考试 高一年级物理试题 命题、审题：包莉冰、俞云中 说明：全卷四大题，22 小题；满分：100 分；考试时间120 分钟 第Ⅰ卷选择题（共54 分） 一、单项选择题（每小题3 分，共30 分，每小题所给四个选项中，只有一个选项正 确，每题选对得3 分。错选、不选或多选得零分。） 1. 下面说法中正确的是（ ） A. 做曲线运动的物体机械能可能守恒 B. 做匀速圆周运动的物体机械能一定守恒 C. 做匀加速直线运动的物体机械能一定不守恒 D. 合外力对物体做的功为零时，物体的机械能一定守恒 【1 题答案】 【答案】A 2. 对于万有引力定律的表达式 ，下列说法中正确的是（ ） A. 公式中G 为引力常量，它是由牛顿通过实验测得的 ，而不是人为规定的 B. 公式适用于任何两个物体之间万有引力的计算 C. 当r 趋近于零时，万有引力趋于无穷大 D. 受到 的引力与 受到 的引力总是大小相等，而与 、 是否相等无关 【2 题答案】 【答案】D 【解析】 3. 如图所示的传动装置，在大齿轮盘内嵌有三个等大的小齿轮。若齿轮的齿很小，大齿轮半径 （内径）是小齿轮半径的n 倍，则当大齿轮顺时针匀速转动时，下列说法正确的是（ ） A. 三个小齿轮的转动方向不同 B. 小齿轮的转速是大齿轮转速的 倍 C. 三个小齿轮的每个齿的线速度均相同 D. 小齿轮每个齿的向心加速度大小是大齿轮每个齿的向心加速度大小的n 倍 【3 题答案】 【答案】D 4. 如图所示，学员与教练员驾驶汽车在水平面上绕O 点匀速转弯（俯视示意图）。已知学员在A 位置，教练员在B 位置，学员和教练员均可视为质点，则此时（ ） A. 学员与教练员具有相同的加速度 B. 汽车受到的摩擦力与汽车速度方向相同 C. 汽车对教练员的作用力大于教练员所受的重力 D. 汽车对学员的作用力比汽车对教练员的作用力大 【4 题答案】 【答案】C 5. 北斗指路，国之夙愿。2020 年我国发射了北斗系统最后一颗卫星，从此北斗卫星导航系统形 成全球覆盖能力。如图所示是北斗导航系统中部分卫星的轨道示意图，已知P、Q、M 三颗卫星 均做匀速圆周运动，虚线圆是P、Q 卫星轨道的包围圆，其中P 卫星是地球同步卫星，则这三颗 卫星在各自轨道上运行时（ ） A. 线速度大小 B. 运行的周期 C. 具有的机械能 D. 向心加速度大小 【5 题答案】 【答案】D 6. 宇航员站在某一星球上，将一个小球距离星球表面h 高度处由静止释放使其做自由落体运动， 经过t 时间后小球到达星球表面，已知该星球的半径为R，引力常量为G，则下列选项正确的是( ) A. 该星球的质量为 B. 该星球表面的重力加速度为 C. 该星球的第一宇宙速度为 D. 通过以上数据无法确定该星球的密度 【6 题答案】 【答案】A 7. 一辆汽车在水平路面上由静止启动在前5s 内做匀加速直线运动，5s 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 ，汽车受到地面的阻 力为车重的 ，g 取 ，则（ ） A. 汽车在2.5s 时的牵引力为 B. 汽车的额定功率为50kW C. 汽车的最大速度为20m/s D. 当汽车的速度为15m/s 时，其加速度为 【7 题答案】 【答案】A 8. 如图所示，轻质弹簧上端固定，下端系一物体。物体在A 处时，弹簧处于原长状态。现用手 托住物体使它从A 处缓慢下降，到达B 处时，手和物体自然分开。此过程中，物体克服手的支 持力所做的功为W，不计空气阻力，弹簧始终处于弹性限度内。关于此过程，下列说法正确的 是（ ） A. 物体重力势能减少量可能小于W B. 弹簧弹性势能增加量一定小于W C. 弹簧弹性势能增加量一定大于物体重力势能减少量 D. 若将物体从A 处由静止释放，则物体到达B 处的动能一定等于W 【8 题答案】 【答案】D 9. 在高空运行的同步卫星功能失效后，往往会被送到同步轨道上空几百公里处的“墓地轨道”， 以免影响其他在轨卫星并节省轨道资源。如图所示，2022 年1 月22 日，我国实践21 号卫星在 地球同步轨道“捕获”已失效的北斗二号G2 卫星后，成功将其送入“墓地轨道”。已知同步轨 道和墓地轨道的轨道半径分别为 、 ，转移轨道与同步轨道、墓地轨道分别相切于P、Q 点， 地球自转周期为 ，则北斗二号G2 卫星（ ） A. 在墓地轨道上运行的周期为 B. 沿转移轨道从P 点运行到Q 点所用最短时间为 C. 在转移轨道上Q 点的速度大于在墓地轨道运行的速度 D. 在转移轨道上由P 点运动到Q 点的过程中机械能减小 【9 题答案】 【答案】B 10. 如图甲所示，倾角为 的传送带以恒定速率逆时针运行，现将一质量为1kg 的煤块轻轻放在 传送带的A 端，物体的速度随时间变化的关系如图乙所示，2s 末物体到达B 端，取沿传送带向 下为正方向，g 取 。则（ ） A. 倾角 B. 物体与传送带间的动摩擦因数0.4 C. 2s 内传送带上留下的痕迹长为5m D. 2s 内物体与传送带摩擦产生的 内能20J 【10 题答案】 【答案】C 二、多项选择题（每小题4 分，共24 分，每小题所给四个选项中，有多个选项正确。 每小题全部选对得4 分，选对但不全得2 分，有选错或不选的得0 分。） 11. 某一物体受到几个共点力的作用而处于平衡状态，当撤去某个恒力F1时，物体可能做（） A. 匀加速直线运动 B. 匀减速直线运动 C. 匀变速曲线运动 D. 变加速曲线运动 【11 题答案】 【答案】ABC 12. 如图所示，甲图描绘的是用细线拴住小球在竖直平面内做圆周运动的情形，乙图描绘的是用 细线拴住小球在光滑水平面上做匀速圆周运动的情形，丙图描绘的是物块相对转盘静止，且随 转盘一起做速度逐渐增大的圆周运动的情形，丁图描绘的是用细线悬挂着小球在水平面内做匀 速圆周运动的情形。在这四种情景中，关于小球做圆周运动的向心力的分析，下例说法正确的 是（ ） A. 甲图中，当小球经过最高点时，小球做圆周运动的向心力由小球的重力提供 B. 乙图中，小球做圆周运动的向心力由小球的重力和细线对小球的拉力的合力提供 C. 丙图中，物块做圆周运动的向心力由转盘对它的摩擦力的一个分力提供 D. 丁图中，小球做圆周运动的向心力由小球的重力和细线对小球的拉力的合力提供 【12 题答案】 【答案】CD 13. 如图所示，某同学进行篮球训练，将篮球从同一位置斜向上抛出，其中两次抛出过程中，篮 球均垂直撞在竖直墙面上，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ） A. 篮球撞墙的速度，第一次较小 B. 篮球抛出时的速度，第一次一定比第二次小 C. 篮球抛出时的速度，第一次可能比第二次大 D. 篮球从抛出到撞墙，第一次在空中运动的时间较短 【13 题答案】 【答案】A 14. 如图所示是宇宙中一对年轻的双星，在距离地球16 万光年的蜘蛛星云之中。该双星系统由 两颗炽热又明亮的恒星构成，二者围绕连接线中的某个点的运动均可视为匀速圆周运动。通过 观测发现，两颗恒星正在缓慢靠近。不考虑其他天体的影响，且两颗恒星的质量不变。以下说 法中正确的是（ ） A. 双星系统周期逐渐减小 B. 每颗恒星的线速度都在变小 C. 每颗恒星的加速度都在变大 D. 两颗恒星的轨道半径之比减小 【14 题答案】 【答案】AC 15. 如图所示，把小球放在竖直弹簧上并把球往下按到A 位置，迅速由静止释放，到B 点时弹簧 正好处于自由状态，最后球升到最高点C，若不计弹簧质量和空气阻力，在小球上升的过程中正 确的是（ ） A. 小球的重力势能在减少 B. 全过程中小球、弹簧和地球组成的系统机械能守恒 C. 从A→B 过程中小球动能先增大后减小 D. 从A→C 过程中小球重力势能的改变与重力势能零点选取有关 【15 题答案】 【答案】BC 16. 2020 年11 月6 日，我国成功发射全球首颗6G 试验地球卫星，卫星的轨道半径的三次方与其 周期的二次方的关系图像如图所示，卫星的运动轨迹可视为圆。已知地球表面的重力加速度为 g，引力常量为G，下列说法正确的是（ ） A. 地球的质量为 B. 地球的半径为 C. 第一宇宙速度为 D. 地球的平均密度为 【16 题答案】 【答案】AD 第Ⅱ卷非选择题（共46 分） 三、实验题（本题共2 小题。每空2 分，共12 分。只需在答题卡上写出答案即可，不用写解题过程。） 17. 为测定小物块P 与半径为R 的圆形转台B 之间的动摩擦因数（设滑动摩擦力与最大静摩擦力 相等），小宇设计了如图所示实验，并进行如下操作： (1)用天平测得小物块P 的质量m； (2)测得遮光片宽为d，伸出转台的长度为L（d≪L）； (3)将小物块P 放在水平转台上，并让电动机带动转台匀速转动，调节光电门的位置，使固定在 转台边缘的遮光片远离转轴的一端并恰好能扫过光电门的激光束； (4)转动稳定后，从与光电门连接的计时器读出遮光片单次经过光电门的时间为Δt； (5)不断调整小物块与转台中心O 的距离，当距离为r 时，小物块随转台匀速转动时恰好不会被 甩出。 已知当地重力加速度为g。那么，转台旋转的角速度ω=_____，小物块与转台间的动摩擦因数 μ=_____，实验中不必要的步骤是_____（填步骤序号）。 【17 题答案】 【答案】 ①. ②. ③. (1) 18. 在“验证机械能守恒定律”的实验中采用重物自由下落的方法。 （1）某同学列举实验中用到的实验器材为：铁架台、打点计时器及复写纸片、纸带、秒表、低 压交流电源、导线、重锤、天平，其中不必要的器材是______； （2）如图所示，是实验中打出的一条纸带，若重锤质量为0.1kg，相邻记数点时间间隔为 0.02s，长度单位是cm，g 取 。求：从点O 到打下记数点B 的过程中，物体重力势能的 减少量 ______J，物体动能的增加量 ______J（计算结果均保留3 位有效数字）； （3）通过分析比较 与 的数值，可分析判断重物机械能是否守恒。 【18 题答案】 【答案】 ①. 秒表、天平 ②. ③. 四、计算题。（本题共4 小题，共36 分。要求写出必要的文字说明、方程式和演算 步骤；有数值计算的题，答案中必须明确写出数值及单位。） 19. 如图所示，把一个质量为m 的小球用细线悬挂起来，就成为一个摆，摆长为l，最大偏角为 。如果阻力可以忽略，求： （1）小球运动到最低位置时的速度； （2）小球运动到最低位置时绳对球的拉力。 【19 题答案】 【答案】（1） ；（2） 20. 以知万有引力常量是G，地球半径R，月球和地球之间的距离r，同步卫星距地面的高度h， 月球绕地球的运转周期T1，地球的自转周期T2，地球表面的重力加速度g． 请根据已知条件写出三种估算地球质量的方法并解得结果． 【20 题答案】 【答案】 ， ， 21. 如图所示，位于竖直水平面内的光滑轨道由四分之一圆弧AB 和抛物线BC 组成，圆弧半径 OA 水平，B 点为抛物线顶点。已知h＝4m， ，g 取 。 （1）一小环套在轨道上从A 点由静止滑下，当其在BC 段轨道运动时，与轨道之间无相互作用 力，求圆弧轨道的半径R； （2）若环从B 点由静止因微小扰动而开始滑下，求环到达C 点时速度的水平分量的大小。 【21 题答案】 【答案】（1）0. 5m；（2） 22. 轻质弹簧原长为2l，将弹簧竖直放置在水平地面上，在其顶端将一质量为4.5m 的物体P 由静 止释放，当弹簧被压缩到最短时，弹簧长度为l。现将该弹簧水平放置，一端固定在A 点，另一 端与物块Q 接触但不连接。AB 是长度为6l 的水平轨道，B 端与半径l 的光滑半圆轨道BCD 相切， 半圆的直径BD 竖直，如图所示，物块Q 与AB 间的动摩擦因数 。用外力推动物块Q，将 弹簧压缩至长度l，然后放开，Q 开始沿轨道运动，重力加速度为g。求： （1）P 由静止释放至当弹簧被压缩到最短时，弹簧的弹性势能； （2）若Q 的质量为m，求Q 到达B 点时的速度的大小，以及它到达D 点时对轨道的压力； （3）若Q 能滑上圆轨道，且能通过D 点，求Q 质量的取值范围。 【22 题答案】 【答案】（1）4.5mgl；（2） ，mg，方向竖直向上；（3）