江西省吉安县2021┄2022学年高一物理下学期期中试题

2０16~20２1年下学期高一期中考试(物理）试卷一、选择题(本题共１0小题，每小题4分,共40分.在每小题给出的四个选项中,1—6题只有一个选项正确,7—1０题有多个选项正确,全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分)1．一个物体在光滑水平面上以初速度v0做曲线运动，已知此过程中水平方向只受一个恒力的作用,运动轨迹如图所示，M点的速度为v0则由M到N的过程中，速度大小的变化为()A.逐渐增大ﻩB．逐渐减小C．先增大后减小ﻩＤ.先减小后增大２.如图所示,小球紧贴在竖直放置的光滑圆形管道内壁做圆周运动,内侧壁半径为R,小球半径为r,则下列说法正确的是(）A.小球通过最高点时的最小速度vmin=eｑ\r（gR＋ｒ)B.小球通过最高点时的最小速度vmｉn=ｅq\ｒ(gR）C.小球在水平线ａb以下的管道中运动时，内侧管壁对小球一定无作用力D.小球在水平线ab以上的管道中运动时，外侧管壁对小球一定有作用力３.为研究太阳系内行星的运动,需要知道太阳的质量，已知地球半径为R，地球质量为m,太阳与地球中心间距为ｒ,地球表面的重力加速度为g，地球绕太阳公转的周期为Ｔ。则太阳的质量为（）A.eq＼f（4π2r３，Ｔ2Ｒ2g) B.ｅｑ\f(T2Ｒ２g,4π２mr3）C．eq\ｆ(4π２mgｒ2,r3Ｔ2)ﻩＤ．ｅq\f(４π2ｍr３，T2R2ｇ)4.按照我国整个月球探测活动的计划，在第一步“绕月”工程圆满完成各项目标和科学探测任务后，第二步是“落月”工程。假设月球半径为Ｒ，月球表面的重力加速度为ｇ０,飞船沿距月球表面高度为3R的圆形轨道Ⅰ运动，到达轨道的A点时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道的近月点B时再次点火进入月球近月轨道Ⅲ绕月球做圆周运动。下列判断正确的是(）A.飞船在轨道Ⅰ上的运行速率v＝eq\ｆ（＼r（g0R),2）B.飞船在A点处点火变轨时,动能增大C．飞船从Ａ到B运行的过程中机械能增大D．飞船在轨道Ⅲ绕月球运行一周所需的时间T＝πeq\r（＼f(Ｒ,g0）)5.如图所示,在水平地面上做匀速直线运动的小车，通过定滑轮用绳子吊起一个物体,若小车和被吊的物体在同一时刻速度分别为ｖ1和v２,绳子对物体的拉力为T,物体所受重力为G，则下面说法正确的是()A．物体做匀速运动，且v1=v2Ｂ.物体做加速运动,且v2>ｖ１C．物体做加速运动，且T>GD.物体做匀速运动,且Ｔ=Ｇ6．如图所示是倾角为4５°的斜坡,在斜坡底端P点正上方某一位置Q处以速度ｖ0水平向左抛出一个小球A，小球恰好能垂直落在斜坡上，运动时间为ｔ1。若在小球Ａ抛出的同时,小球Ｂ从同一点Q处开始自由下落,下落至Ｐ点的时间为t2，则A、B两球运动的时间之比t１∶ｔ2为(不计空气阻力)（）Ａ．1∶２B．1∶eq\r(2)C.1∶３D.１∶eq\ｒ(3）７．如图在灭火抢险的过程中，消防队员有时要借助消防车上的梯子爬到高处进行救人或灭火作业。为了节省救援时间，在消防车向前前进的过程中,人同时相对梯子匀速向上运动。在地面上看消防队员的运动,下列说法中正确的是()A．当消防车匀速前进时,消防队员一定做匀加速直线运动Ｂ．当消防车匀速前进时，消防队员一定做匀速直线运动C．当消防车匀加速前进时,消防队员一定做匀变速曲线运动D．当消防车匀加速前进时,消防队员一定做匀变速直线运动8．如图所示,足够长的斜面上有ａ、b、ｃ、d、e五个点,ab=bc=ｃｄ=ｄｅ，从ａ点水平抛出一个小球,初速度为v时,小球落在斜面上的b点,落在斜面上时的速度方向与斜面夹角为θ；不计空气阻力,初速度为2v时()A.小球可能落在斜面上的ｃ点与d点之间B．小球一定落在斜面上的e点Ｃ.小球落在斜面时的速度方向与斜面夹角大于θＤ．小球落在斜面时的速度方向与斜面夹角也为θ9.如图甲所示,用一轻质绳拴着一质量为m的小球,在竖直平面内做圆周运动（不计一切阻力),小球运动到最高点时绳对小球的拉力为T，小球在最高点的速度大小为v，其T­ｖ２图象如图乙所示,则()Ａ.轻质绳长为ｅq\f（am，b）B.当地的重力加速度为eq\ｆ（a,ｍ）Ｃ.当v2=c时，轻质绳的拉力大小为eq\f(ａc,ｂ)＋aD．只要v2≥b，小球在最低点和最高点时绳的拉力差均为61０．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互相绕转，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B的质量B.星球A的线速度一定大于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,其转动周期越大二、填空题（两小题共10分）１1．(4分)如图所示的皮带传动装置中,右边两轮连在一起同轴转动。图中三轮半径的关系为：ｒ1＝2r2,ｒ３＝1.5r1,A、Ｂ、C三点为三个轮边缘上的点，皮带不打滑，则A、Ｂ、C三点的线速度之比为___＿______；角速度之比为___＿________;周期之比为________＿_。1２.（6分)如下图所示是某种“研究平抛运动”的实验装置：(１)当a小球从斜槽末端水平飞出时与ｂ小球离地面的高度均为H,此瞬间电路断开使电磁铁释放b小球，最终两小球同时落地,改变H大小,重复实验，a、ｂ仍同时落地，该实验结果可表明()。A．两小球落地速度的大小相同B.两小球在空中运动的时间相等C.a小球在竖直方向的分运动与b小球的运动相同D.ａ小球在水平方向的分运动是匀速直线运动（２）利用该实验装置研究a小球平抛运动的速度,从斜槽同一位置释放小球,实验得到小球运动轨迹中的三个点A、Ｂ、C,如图乙所示，图中Ｏ为抛出点,Ｂ点在两坐标线交点，坐标,,则ａ小球水平飞出时的初速度大小为_____；平抛小球在B点处的瞬时速度的大小为__＿__()。三、计算论述题:本题共４小题，共计5０分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。1３.(1２分)如图，置于圆形水平转台边缘的小物块随转台加速转动，当转速达到某一数值时，物块恰好滑离转台开始做平抛运动。现测得转台半径Ｒ＝0.5m，离水平地面的高度H=0.８m，物块平抛落地过程水平位移的大小s=0．4ｍ。设物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度g＝10m/s2。求：(1)物块做平抛运动的初速度大小v0；(2）物块与转台间的动摩擦因数μ。14.(12分）探月卫星的发射过程可简化如下：首先进入绕地球运行的“停泊轨道”,在该轨道的P处,通过变速,再进入“地月转移轨道”，在快要到达月球时,对卫星再次变速,卫星被月球引力“俘获”后，成为环月卫星，最终在环绕月球的“工作轨道上”绕月飞行(视为圆周运动)，对月球进行探测,“工作轨道”周期为T,距月球表面的高度为h，月球半径为R,引力常量为G，忽略其他天体对探月卫星在“工作轨道”上环绕运动的影响。(１)要使探月卫星从“转移轨道”进入“工作轨道”，应增大速度还是减小速度?(2)求探月卫星在“工作轨道”上环绕的线速度大小；(3)求月球的第一宇宙速度。１５.（１2分）如图所示,用内壁光滑的薄壁细圆弯管的由半圆形ＡPＢ(圆半径比细管的内径大得多)和直线ＢＣ组成的轨道固定在水平桌面上,已知半圆形AＰB的半径R=１．0ｍ，ＢC段L＝１.5ｍ。弹射装置将一个质量为1kｇ的小球(可视为质点)以v0＝5ｍ/s的水平初速度从A点弹入轨道,小球从C点离开轨道随即水平抛出，桌子的高度h＝１.25m,不计空气阻力，g取１０m／s2,π取3.14，求：(1)小球在半圆轨道上运动时的向心力大小及从A运动到C点的时间；(2）小球落地瞬间速度方向与水平方向的夹角。16.(１4分）如图所示,一个光滑的圆锥体固定在水平桌面上，其轴线沿竖直方向,母线与轴线之间的夹角为θ＝３０°,一条长为L的绳(质量不计),一端固定在圆锥体的顶点O处，另一端拴着一个质量为ｍ的小物体（物体可看作质点)，物体以速率v绕圆锥体的轴线做水平匀速圆周运动。(1)当v=eq\r（＼f(1,６)gL)时,求绳对物体的拉力；（２)当v=ｅq\ｒ(\ｆ(３,2）gL)时，求绳对物体的拉力。ﻬ2０16~20２1年下学期高一期中考试1．D.解析由于物体受到恒力作用，由轨迹的弯曲可知,力F的方向为斜向下方向，但比v的方向向左偏折得多一些，由此可知力Ｆ与v０的夹角为钝角，力Ｆ沿轨迹切线方向的分量使速度逐渐减小,当速度方向与力F的方向垂直时,速度最小，而当速度的方向变化为与力F的方向成锐角后,物体的速度又逐渐增大，由此可知物体在由M到N运动的过程中速度应是先减小后增大，故D正确。2．C解析此题属于杆模型，最高点的最小速度vｍin=0，故Ａ、B错误。当小球在ab以下的管道中运动时,外侧管壁需给小球支持力和重力一起提供向心力,故C正确。当小球在水平线ａb以上的管道中运动时，要看速度的大小来决定是外侧管壁对小球有力，还是内侧管壁对小球有力,故Ｄ错误。3.选Ｄ。地球绕太阳做匀速圆周运动,万有引力提供向心力，有eq\f（GMｍ,ｒ2）＝ｍｅq\f（4π２,T２)r，所以Ｍ＝eｑ＼ｆ(4π2ｒ3,ＧT２）,地球表面物体m0的重力来源于万有引力,有eq\f(Ｇｍｍ0,R２)＝m０g,所以G＝eq\f(gR２,ｍ)，把G代入M=ｅq＼f(4π2r３,ＧＴ2）,得Ｍ=eq\f(4π2r3,\f(gR２,m)T2）=eq\f(4π2r3m,gR２T2)，故选项D正确。4.解析飞船在轨道Ⅰ运行时,万有引力做向心力，eq\f(ＧMm,Ｒ＋3R2)＝ｍeq\ｆ(v2，R＋3R)，得v＝ｅq\ｒ(\f(GM,４Ｒ))，又因为ｍg０=ｅq\f（GＭｍ,Ｒ2),得GＭ=g0R2;联立得v＝eq\ｒ(\f(ｇ０R２,４R))＝eq\f(\r(g0R）,２），故A选项正确。飞船在A点点火变轨到较低轨道,应向前喷气，喷气过程速度变小，动能变小,故Ｂ选项错误。在Ⅱ轨道上从A到B运行的过程中只有万有引力做功，机械能守恒。飞船在Ⅲ轨道上运行时eｑ\f(GMm,R２)=ｍeq\f(4π2,T2)R，得Ｔ＝eq\r(\f(４π２Ｒ3,GＭ))，把ＧM=g0R2代入,得T=eq\r(＼f（4π2R3,g0R２)）＝２πeq\r（\ｆ(R,ｇ０））。故D选项错误。5.Ｃ解析小车在运动的过程中，其速度产生两个效果，故将小车的速度按照沿绳子方向与垂直绳子的方向进行分解，如图所示,则由图可以看出v２=ｖ1cosα，则v2<v1。随着小车向前移动,α将不断减小，ｃｏsα将逐渐增大，则v２逐渐增大，即物体做加速运动，根据牛顿第二定律可知Ｔ>G。在解本题中极易犯的错误就是将绳子的速度按水平与竖直两个方向正交分解。正确的分解方法是将物体(小车)实际运动的速度分解到沿绳子的方向与垂直绳子的方向上去。６.答案D解析因小球恰好垂直落在斜面上,则此时其速度方向与水平方向的夹角为4５°，则有tan45°＝eq\f(vｙ,v0)=eｑ\ｆ(gt,v0）＝eq＼f（2y,ｘ）=1,y=ｅｑ＼ｆ(ｘ，２)，得Q点高度ｈ=ｘ+y=3y,则Ａ、B两球下落高度之比为1∶3，由h＝eｑ\f(gt2,2)可得t＝ｅq＼r（＼f(２ｈ，g)），则A、B两球运动时间之比为1∶eｑ\ｒ（３)，D正确。７.选BＣ。两个互成角度的匀速直线运动的合运动仍然是匀速直线运动,一个匀速直线运动与一个匀变速直线运动的合运动是匀变速曲线运动。当消防车匀速前进时，消防队员一定做匀速直线运动，选项B正确,A错误;当消防车匀加速前进时,消防队员一定做匀变速曲线运动，选项C正确，D错误。8.解析设ａb＝bc＝cd=dｅ＝L0，斜面倾角为α,初速度为v时，小球落在斜面上的b点，则有L0cｏsα＝vｔ1,L０sinα=eq\ｆ（1，2)ｇｔｅq\o＼al(2，1)。初速度为2v时,则有Lcosα＝2vt2,Lsiｎα=ｅq＼f(１,2)gtｅq＼o\al(２，2)，联立解得L＝4L0，即小球一定落在斜面上的ｅ点,选项B正确,Ａ错误；由平抛运动规律可知,小球落在斜面时的速度方向与斜面夹角也为θ，选项C错误，Ｄ正确。9．答案BD解析最高点由牛顿第二定律得：T+mg＝eq＼f(ｍｖ2,L),则T=eq\f（mv2,L)-mｇ。对应图象有：ｍｇ＝a得ｇ=ｅq\f(a,m）,故B正确。eq\ｆ(m,L)=eq＼f（a，b)得：Ｌ＝eｑ\ｆ（mb,a),故A错误。当v2=c时,T＝eq\f（m,Ｌ)·ｃ－ｍg＝ｅｑ\f(a,b)·c－ａ,故C错误。当v２≥b时，小球能通过最高点,小球在最低点和最高点时绳的拉力差为6mg即6a,故D正确。10.ＢD解析设双星质量分别为ｍA、mB，轨道半径为RA、RB两者间距为L,周期为Ｔ,角速度为ω,由万有引力定律可知：eq\ｆ（GmAmＢ,L２）＝mAω2ＲA①，eq＼f（GmAmB,L2)＝mBω２RB②，RＡ+RB＝L③，由①②式可得eｑ\f(mA,mB)=ｅｑ\ｆ（ＲB,RA),而AO>OB，故A错误。vA＝ωRA,vＢ＝ωRB，B正确。联立①②③得G(ｍＡ＋mB)＝ω２L3,又因为Ｔ=eq＼f（２π,ω)，可知D正确，C错误。11.1∶１∶3１∶2∶22∶1∶１。因为A、B两轮由不打滑的皮带相连，所以相等时间内Ａ、B两点转过的弧长相等，即vＡ=vB,则v＝ωr知eｑ＼f（ωA,ωB)=eｑ\f(r2，r1）＝eq\ｆ(1,2),又B、C是同轴转动，相等时间内转过的角度相等，即ωＢ=ωC,由ｖ=ωr知eｑ＼f（vB，vＣ)=eｑ\f(ｒ2，r3)＝eｑ\f(＼f（1,2)r１,1.5r１）=eｑ＼f(１,３)所以ｖA∶vB∶vC＝１∶１∶3ωA∶ωB∶ωＣ＝１∶2∶2再由T＝eq\f(２π,ω）可得TＡ∶TＢ∶TＣ＝1∶eｑ\f（1,２)∶eq\f(１,2)=2∶１∶1。12.【答案】（1)BC(2)(1）当a小球从斜槽末端水平飞出时与b小球离地面的高度均为H,此瞬间电路断开使电磁铁释放b小球，最终两小球同时落地,知运动时间相等，a球在竖直方向上的分运动与b小球的运动相同,但不能说明a小球水平方向的分运动是匀速直线运动，故选BC。ﻫ（2）A点的横坐标为20cm,纵坐标为５cm,Ｃ点的横坐标为60ｃm，纵坐标为45cm，根据得,,则平抛运动的初速度:;B点竖直方向上的分速度,则B点的瞬时速度:。1３.解析（１)物块做平抛运动,在竖直方向上有H＝ｅq\f（1,2)ｇｔ2①在水平方向上有s=v0ｔ②由①②式解得v0＝seq＼r（\f(g,２H))＝1m/s。③(2）物块离开转台时,最大静摩擦力提供向心力，有fｍ=ｍｅｑ\ｆ(v\ｏ\al(2，0),R)④fm=μＮ=μmg⑤由③④⑤式解得μ＝eq\ｆ(v\ｏ＼al(2,0),gR)=0．2。１4．答案(1)应减小速度(2)ｅq＼f(２πＲ+h,Ｔ)（3)eq\f(２πＲ+h,T)eq\r(＼f（R+h,Ｒ))解析(1)要使探月卫星从“转移轨道”进入“工作轨道”，应减小速度做近心运动。(2)根据线速度与轨道半径和周期的关系可知探月卫星线速度的大小为v＝eq＼f（2πR+h,Ｔ)。(3)设月球的质量为M，探月卫星的质量为m,月球对探月卫星的万有引力提供其做匀速圆周运动的向心力，所以有：Geq\ｆ(Mm,R+h２)=m（R+h)eq＼f(4π2,T2）。月球的第一宇宙速度v１等于“近月卫星”的环绕速度,设“近月卫星”的质量为ｍ′,则有：Geq\f(Mｍ′,