北京市第五十七中學2021-2022學年高二上學期期中考試物理試卷（word版含答案）

1、北京市第五十七中學2021-2022學年高二上學期期中考試物理試卷物 理一、單選題（每個小題只有一個正確選項，共14小題，每小題3分）1設地球半徑為R，一物體在地球表面時與地球間的萬有引力為F，則當該物體在距地面高R處時（如圖所示），與地球間的萬有引力大小為（）AF BFC2FD4F22021年6月17日，“神州十二號”載人飛船與中國太空站“天和核心艙”完成自主對接。對接前“神州十二號”在較低軌道運行，“天和核心艙”在較高軌道運行，它們都繞地球近似做勻速圓周運動，運行軌道如圖所示。則（）A“神州十二號”運行的周期比“天和核心艙”更小B“神州十二號”運行時的線速度比“天和核心艙”更小C“神州十二

2、號”運行時的向心力比“天和核心艙”更大D“神州十二號”和“天和核心艙”都處于超重狀態(tài)3石墨烯是目前世界上已知的強度最高的材料，其發(fā)現(xiàn)者由此獲得2010年諾貝爾物理學獎用石墨烯制作的“太空電梯”纜線，使人類進入太空成為可能。假設從赤道上空與地球同步的太空站豎直放下由石墨烯材料做成的太空電梯，固定在赤道上，這樣太空電梯隨地球一起旋轉(zhuǎn)，如圖所示。關于太空電梯倉停在太空電梯中點P時，下列對于太空電梯倉說法正確的是（）A處于平衡狀態(tài)B向心加速度比同高度衛(wèi)星的大C速度比第一宇宙速度大D上面的乘客處于失重狀態(tài)42018年12月8日凌晨2點24分，中國長征三號乙運載火箭在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心起飛，把嫦娥四號探測器

3、送入地月轉(zhuǎn)移軌道，“嫦娥四號”經(jīng)過地月轉(zhuǎn)移軌道的P點時實施一次近月調(diào)控后進入環(huán)月圓形軌道I，再經(jīng)過系列調(diào)控使之進入準備“落月”的橢圓軌道，于2019年1月3日上午10點26分，最終實現(xiàn)人類首次月球背面軟著陸。若繞月運行時只考慮月球引力作用，下列關于“嫦娥四號”的說法正確的是（）A“嫦娥四號”沿軌道I的周期小于軌道的周期B沿軌道I運行的速度大于月球的第一宇宙速度C經(jīng)過軌道I的P點時必須進行減速才能進入軌道D沿軌道I運行至P點的加速度小于沿軌道運行至P點的加速度5衛(wèi)星的“星下點”是指衛(wèi)星的瞬時位置和地球中心的連線與地球表面的交點，可用地理經(jīng)、緯度來表示，對于位于“星下點”處的地面觀察者來說，衛(wèi)星就

4、在天頂，如圖所示，將“星下點”的軌跡畫在地圖上便是星下點軌跡圖。已知某顆衛(wèi)星的星下點軌跡圖是一個點。地球自轉(zhuǎn)的周期為T，地球半徑為R，地球表面的重力加速度為g，衛(wèi)星的運動可視為勻速圓周運動，則（）A該衛(wèi)星為近地衛(wèi)星B該衛(wèi)星的線速度C該衛(wèi)星的軌道半徑D該衛(wèi)星可能位于北京的正上方6下列物體的運動可看作滿足機械能守恒的是（）A樹葉從枝頭飄落B熱氣球緩緩升空C汽車關閉油門后沿水平公路向前滑行D被運動員擲出的鉛球在空中飛行的過程7如圖所示，在光滑水平面上，用等大反向的力F1、F2分別同時作用于A、B兩個靜止的物體上、已知mAmB，經(jīng)過相同的時間后同時撤去兩力，以后兩物體相碰并粘為一體，則粘合體最終將（）

5、A靜止B向右運動C向左運動D無法確定8如圖所示，在同一豎直平面內(nèi)，把兩個質(zhì)量相等的小球A、B在離地面同一高度的兩點，以大小相等的初速度分別沿水平方向和豎直方向同時拋出，不計空氣阻力，從開始運動至落地，下列說法正確的是（）A兩球的速度變化快慢程度不相同B任意相同時刻，兩球重力做功的瞬時功率均相等C兩球的動量變化率相同D重力對兩小球的沖量相同9如圖所示，質(zhì)量為的小球，從A點下落到地面上的B點，為，桌面高為（下落過程中忽略空氣阻力影響）所選擇的參考平面小球在A點的重力勢能小球在B點的重力勢能整個下落過程中重力做的功整個下落過程中小球重力勢能的變化量桌面1220地面20020根據(jù)表中數(shù)據(jù)分析，下列說法

6、不正確的是（）A重力勢能與參考面的選取有關B重力做功與參考面的選取無關C重力做功和重力勢能變化量的關系總是滿足：D如果下落過程中空氣阻力不可忽略，則表中的數(shù)據(jù)會發(fā)生變化10如圖所示為低空跳傘極限運動表演，運動員從離地350m高的橋面一躍而下，實現(xiàn)了自然奇觀與極限運動的完美結(jié)合。假設質(zhì)量為m的跳傘運動員，由靜止開始下落，在打開傘之前受恒定阻力作用，下落的加速度，在運動員下落h的過程中，下列說法正確的是（）A物體的重力勢能減少了B 物體的機械能減少了C阻力對物體做的功為D物體的動能增加了 11如圖所示，小朋友在蹦床上跳躍翻騰，盡情嬉耍。在小朋友接觸床面向下運動到最低點的過程中，下列說法正確的是（）

7、A重力對小朋友一直做正功B蹦床對小朋友的彈力先做負功后做正功C小朋友的機械能不變D小朋友的動能一直減小12安全氣囊是汽車安全保障的重要設施，它與座椅安全帶配合使用，可以為乘員提供有效的防撞保護，在汽車相撞時，汽車安全氣囊可使頭部受傷率減少25%，面部受傷率減少80%左右。若某次汽車安全測試中，汽車發(fā)生劇烈碰撞時，安全氣囊未打開，與安全氣囊順利打開相比，下列說法正確的是（設每次測試汽車速度相同）（）A安全氣囊未打開時，模擬乘員的動量變化量大B安全氣囊打開時，模擬乘員受到的撞擊力小C安全氣囊未打開時，模擬乘員受到撞擊力的沖量大D 安全氣囊打開時，模擬乘員的動量變化快13一物塊從高h=3.0m、長l

8、=5.0m的斜面頂端從靜止開始沿斜面下滑，其重力勢能Ep和動能Ek隨下滑距離s的變化如圖中直線、所示。關于物塊從斜面頂端下滑到底端的過程中，下列說法正確的是（）A重力做功為30JB摩擦阻力做功為-10JC合力做功為20JD物塊的機械能守恒14假設在無風的天氣里，下落的毽子受到的空氣阻力與其下落的速度大小成正比，一毽子從高處豎直向下落到地面（高度足夠高），此過程中毽子的重力勢能為（以地面為0勢能面），毽子下落全程的圖像可能正確的有（圖中實線為曲線，虛線為直線段）（）ABC D 二、實驗題（共14分）15如圖所示，將打點計時器固定在鐵架臺上，用重物帶動紙帶從靜止開始自由下落，利用此裝置可“驗證機械

9、能守恒定律”。（1）已準備的器材有：打點計時器(帶導線)、紙帶、復寫紙、帶鐵夾的鐵架臺和帶夾子的重物，此外還必需的器材是_ (只有一個選項符合要求，填選項前的符號)。A直流電源、天平及砝碼 B直流電源、刻度尺C交流電源、天平及砝碼 D交流電源、刻度尺（2）下列說法正確的是（_）A為了減小誤差，重物質(zhì)量應小些B將連接重物的紙帶穿過限位孔，用手提住，讓重物盡量靠近打點計時器C實驗時，應先松開紙帶，重物運動穩(wěn)定后再接通電源D若t為起點到某點的時間，可用公式計算該點的速度（3）安裝好實驗裝置，正確進行實驗操作，從打出的紙帶中選出符合要求的紙帶，如圖所示(其中一段紙帶圖中未畫出)。圖中O點為打出的起始點

10、，且速度為零。選取在紙帶上連續(xù)打出的點A、B、C、D、E、F、G作為計數(shù)點。其中測出D、E、F點距起始點O的距離如圖所示。已知打點計時器打點周期為T=0.02s。由此可計算出打E點時重物的瞬時速度vE=_m/s(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。（4）若已知當?shù)刂亓铀俣葹間，代入圖中所測的數(shù)據(jù)進行計算，并將 與_進行比較 (用題中所給字母表示)，即可在誤差范圍內(nèi)驗證，從O點到E點的過程中重物的機械能是否守恒。（5）通過分析實驗數(shù)據(jù)，重物動能的增加量_（選填“大于”、“小于”、“等于”）重物重力勢能的減小量，造成此誤差的原因可能是_。（6）某同學進行數(shù)據(jù)處理時不慎將紙帶前半部分損壞，找不到打出的起始點O

11、了，如圖所示。于是他利用剩余的紙帶進行如下的測量：以A點為起點，測量各點到A點的距離h，計算出重物下落到各點的速度v，并作出v2-h圖像。圖中給出了a、b、c三條平行直線，他作出的圖像應該是_圖線；由圖像所給的數(shù)據(jù)可以得出物體下落的實際加速度為_m/s2(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。三、解答題16如圖所示，質(zhì)量為20kg的小孩坐在雪橇上，現(xiàn)用一個與水平方向成、大小為60N的力F拉著雪橇沿水平地面從靜止開始以的加速度做勻加速直線運動，已知雪橇的質(zhì)量為20kg，求：（1）2s內(nèi)拉力對雪橇做的功是多少？（2）2s內(nèi)拉力的平均功率；（3）2s末拉力的瞬時功率。17一個質(zhì)量為60kg的蹦床運動員，從離水平網(wǎng)

12、面3.2m高處自由下落，著網(wǎng)后沿豎直方向蹦回到離水平網(wǎng)面5.0m高處。已知運動員與網(wǎng)接觸的時間為0.8s，g取10m/s2。（1）求運動員與網(wǎng)接觸的這段時間內(nèi)動量的變化量；（2）求網(wǎng)對運動員的平均作用力大小；（3）求從自由下落開始到蹦回離水平網(wǎng)面5.0m高處這一過程中運動員所受重力的沖量、彈力的沖量。18如圖甲所示，一根輕質(zhì)彈簧上端固定在天花板上，下端掛一小球（可視為質(zhì)點），彈簧處于原長時小球位于O點。將小球從O點由靜止釋放，小球沿豎直方向在OP之間做往復運動，如圖乙所示。小球運動過程中彈簧始終處于彈性限度內(nèi)。不計空氣阻力，重力加速度為g。（1）在小球運動的過程中，經(jīng)過某一位置A時動能為Ek1

13、，重力勢能為EP1，彈簧彈性勢能為E彈1，經(jīng)過另一位置B時動能為Ek2，重力勢能為EP2，彈簧彈性勢能為E彈2。請根據(jù)功是能量轉(zhuǎn)化的量度，證明：小球由A運動到B的過程中，小球、彈簧和地球組成的物體系統(tǒng)機械能守恒；（2）已知彈簧勁度系數(shù)為k。以O點為坐標原點，豎直向下為x軸正方向，建立一維坐標系O-x，如圖乙所示。a請在圖丙中畫出小球從O運動到P的過程中，彈簧彈力的大小F隨相對于O點的位移x變化的圖象。根據(jù)F-x圖象求：小球從O運動到任意位置x的過程中彈力所做的功W，以及小球在此位置時彈簧的彈性勢能 E彈；（設彈簧在原長時彈性勢能為0）b已知小球質(zhì)量為m。求小球運動過程中瞬時速度最大值的大小v。

14、19如圖所示，豎直平面內(nèi)光滑的斜面與粗糙的水平桌面平滑連接，滑塊B靜止在斜面底端現(xiàn)將滑塊A從斜面頂端無初速度釋放，A與B碰撞后結(jié)合為一個整體，并沿桌面滑動已知斜面高H = 0.2 m，與水平面之間的夾角為 = 30，A和B的質(zhì)量相同，A和B整體與桌面之間的動摩擦因數(shù) = 0.2滑塊A、B可視為質(zhì)點，取g = 10 m/s2求： （1）A在斜面上運動的時間t；（2）碰撞后瞬間A和B整體的速度大小v；（3）A和B整體在桌面上運動的最大距離L20無錫巧克力樂園要建造一個游樂設施，在設計過程中先用模型來檢測設施的可行性。其模型如下圖所示：輕質(zhì)彈簧水平放置，一端固定在A點，另一端與物塊P（可視為質(zhì)點）接

15、觸但不連接。水平軌道ABE與豎直固定的光滑圓軌道BCD相切于B，圓軌道半徑為R，水平軌道BE粗糙，其動摩擦因數(shù)為，其余各處摩擦不計。距離為，點距水面的高度為。試驗時物塊每次壓縮彈簧相同長度后，由靜止釋放。當物塊質(zhì)量為時，恰好能到達圓形軌道的點，點與圓心等高；當物塊質(zhì)量為時，物塊做完整的圓周運動，又經(jīng)點滑至點，最后水平飛入水池內(nèi)，重力加速度為。求：（1）彈簧被壓縮時的最大彈性勢能；（2）當物塊質(zhì)量為時，到達最高點處軌道對物塊的作用力大?。唬?）在（2）情況下，要在水面上放一只救生圈保證游客安全，求救生圈所放位置離水池邊緣的水平距離。21萬有引力定律發(fā)現(xiàn)的歷史是物理學中一段波瀾壯闊的歷史，開普勒、

16、牛頓等科學家都貢獻了自己的智慧。開普勒在第谷留下的浩繁的觀測數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)了行星運動的三大定律： 所有行星繞太陽運動的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓的一個焦點上；對任意一個行星來說，它與太陽的連線在相等時間內(nèi)掃過相等的面積；所有行星的軌道的半長軸的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等，即：。牛頓是經(jīng)典物理學的集大成者，他利用數(shù)學工具和開普勒定律發(fā)現(xiàn)萬有引力定律之時，雖未得到萬有引力常量G的具體值，但在不停的思考中猜想到：拉住月球使它圍繞地球運動的力與使蘋果落地的力，是否都是地球的引力，并且都與太陽和行星間的引力遵循統(tǒng)一的規(guī)律-平方反比規(guī)律？牛頓給出了著名的“月地檢驗”方案：他認為月球繞地球近似做勻

17、速圓周運動，首先從運動學的角度計算出了月球繞地球做勻速圓周運動的向心加速度an1；他又從動力學的角度計算出了物體在月球軌道上的向心加速度an2。他認為可以通過比較兩個加速度的計算結(jié)果是否一致驗證遵循統(tǒng)一規(guī)律的猜想。（1）牛頓對于萬有引力定律的推導過程嚴謹而繁瑣，中學階段可以借鑒牛頓的思想（即從運動角度推理物體的受力）由簡化的模型得到。若將行星繞太陽的運動視為勻速圓周運動，圓周運動半徑為 r，行星質(zhì)量為 m ，太陽質(zhì)量為 M，請你結(jié)合開普勒定律、圓周運動、牛頓定律等知識，證明：太陽與行星之間的引力與它們質(zhì)量的乘積成正比，它們距離平方成反比，即：。（2）牛頓時代已知如下數(shù)據(jù)：月球繞地球運行的周期T

18、、地球半徑R、月球與地球間的距離60R、地球表面的重力加速度g。a請你分別從運動學的角度和動力學的角度推導出“月地檢驗”中的兩個加速度an1、an2的大小表達式；b已知月球繞地球做圓周運動的周期約為T=2.4106s，地球半徑約為R=6.4106m，計算時可取g2 m/s2。結(jié)合題中的已知條件，求上述兩個加速度大小的比值an1/an2（保留兩位有效數(shù)字），并得出合理的結(jié)論。北京市第五十七中學2021-2022學年高二上學期期中考試物理試卷參考答案一.單選題（每小題3分）1B【詳解】一物體在地球表面時，有當該物體在距地面高R處時，有聯(lián)立解得故ACD錯誤，B正確。故選B。2A【詳解】由圖可知，“神

19、州十二號”的軌道半徑小于“天和核心艙”的軌道半徑：A根據(jù)得可得“神州十二號”運行的周期比“天和核心艙”更小，故A正確；B根據(jù)得可得“神州十二號”運行時的線速度比“天和核心艙”更大，故B錯誤；C由于“神州十二號”的質(zhì)量和“天和核心艙”的質(zhì)量大小無法比較，所以無法比較“神州十二號”運行時的向心力與“天和核心艙”的向心力大小，故C錯誤；D對于兩者都圍繞地球做勻速圓周運動，萬有引力提供向心力，則“神州十二號”和“天和核心艙”都處于完全失重狀態(tài)，故D錯誤。故選A。3B【詳解】A根據(jù)萬有引力等于重力，有則故A錯誤；B根據(jù)萬有引力提供向心力有解得故B正確；C根據(jù)題中的物理量，無法求出月球的質(zhì)量故C錯誤；D月

20、球的質(zhì)量無法求出，則無法求出月球的密度故D錯誤。故選B。4C【詳解】A根據(jù)開普勒第三定律知，由于圓軌道I上運行時的半徑大于在橢圓軌道II上的半長軸，故在圓軌道I上的周期大于在橢圓軌道II上的周期，A錯誤；B第一宇宙速度是最大環(huán)繞速度，則沿軌道I運行的速度小于月球的第一宇宙速度，B錯誤；C要想讓衛(wèi)星進行近月軌道，經(jīng)過軌道I的P點時必須進行減速，從而使萬有引力大于其需要的向心力，做近心運動，C正確；D衛(wèi)星經(jīng)過P點時的加速度由萬有引力產(chǎn)生，不管在哪一軌道只要經(jīng)過同一個P點時，萬有引力在P點產(chǎn)生的加速度相同，D錯誤。故選C。5C【詳解】AD某顆衛(wèi)星的星下點軌跡圖是一個點，說明該衛(wèi)星相對地球靜止，是地球

21、同步衛(wèi)星，位于赤道上空，AD錯誤；B因為衛(wèi)星的軌道半徑不是地球半徑為R，所以衛(wèi)星的線速度不是故B錯誤；C地球自轉(zhuǎn)的周期為，該衛(wèi)星受到的萬有引力提供向心力得在地球表面的萬有引力等于重力，即有解得加速度為聯(lián)立可得該衛(wèi)星的軌道半徑為C正確。故選C。6D【詳解】A樹葉從枝頭飄落的過程，空氣阻力對樹葉做功，機械能不守恒，故A錯誤；B熱氣球緩緩升空，浮力對氣球做功，機械能不守恒，故B錯誤；C汽車關閉油門后沿水平公路向前滑行，摩擦力對汽車做功，機械能不守恒，故C錯誤；D被運動員擲出的鉛球在空中飛行的過程，空氣阻力對鉛球的作用可忽略不計，則只有重力對鉛球做功，故機械能守恒，故D正確。故選D。7A【詳解】根據(jù)I

22、=Ft可知兩物體受到的沖量相同，則動量變化相同，即撤去外力時兩物體動量等大反向，根據(jù)動量守恒定律可知，碰后黏在一起時總動量為零，即最終靜止。故選A。8C【詳解】A兩球的加速度均為g，則速度變化快慢程度相同，選項A錯誤； B任意相同時刻，兩球的豎直速度不相同，則根據(jù)PG=mgvy可知重力做功的瞬時功率不相等，選項B錯誤；C根據(jù)動量定理可知，兩球的動量變化率等于重力，可知動量變化率相同，選項C正確；D根據(jù)I=mgt可知，兩球在空中運動的時間不等，則重力對兩小球的沖量不相同，選項D錯誤。故選C。9D【詳解】A重力勢能與參考面的選取有關，選項A正確，不符合題意；B重力做功與參考面的選取無關，選項B正確

23、，不符合題意；C重力做功和重力勢能變化量的關系總是滿足選項C正確，不符合題意；D重力做功的多少與是否存在阻力無關，即如果下落過程中空氣阻力不可忽略，則表中的數(shù)據(jù)不會發(fā)生變化，選項D錯誤，符合題意。故選D。10 B【詳解】A物體重力勢能的減少量等于重力所做的功，即A錯誤；D物體動能的增加量等于合外力所做的功，即D錯誤；BC阻力所做的功等于機械能的變化量，由牛頓第二定律可得解得據(jù)功能關系可得即阻力對物體做的功為，物體的機械能減少了，C錯誤，B正確。故選B。11A【詳解】A在下落過程中重力一直向下，與運動方向相同，故重力一直做正功，故A正確；B在小朋友接觸床面向下運動到最低點的過程中，床面對小朋友的

24、彈力一直向上，而位移向下，所以彈力一直做負功，故B錯誤；C由于彈力做負功，故小朋友的機械能一定減小，故C錯誤；D彈力從零開始逐漸增大，彈力先小于重力，后大于重力，小朋友的合力先向下后向上，速度先增大后減小，所以小朋友的動能先增大后減小，故D錯誤。故選A。12C【詳解】AB無論安全氣囊是否打開，模擬乘員的初末動量不變，動量變化量不變，根據(jù)受到撞擊力的沖量不變，故AC錯誤；C安全氣囊打開時，模擬乘員速度變化的時間增加，而動量變化量不變，則模擬乘員的動量變化慢，根據(jù)可知，模擬乘員受到的撞擊力小，故C正確D錯誤。故選C。13A 【詳解】A物塊從斜面頂端下滑到底端的過程中，由圖可知重力勢能減少30J，則

25、重力做功30J，故A正確；B由圖知，物塊從斜面頂端下滑到底端的過程中，動能增加10J，則根據(jù)動能定理有WG+Wf=Ek代入數(shù)據(jù)解得摩擦阻力做功Wf=-20J則克服摩擦阻力做功為20J，故B錯誤；C動能增加10J，根據(jù)動能定理可知合力做功為10J，故C錯誤；D運動過程中有阻力做負功，物塊的機械能不守恒，故D錯誤。故選A 。14 C【詳解】毽子在某時刻的重力勢能則EP-t圖像應該是開口向下，向下彎曲的曲線；因為毽子受空氣阻力正比于速度，則則隨速度增加，加速度減小，當加速度減為零時，毽子勻速下落，此時下落的距離隨時間均勻減小，則重力勢能隨時間均勻減小。高度足夠高，毽子在落地之前已經(jīng)勻速，則圖像為C。

26、故選C。二. 實驗題（1-5小問每問2分，第6小問每空2分，共14分）15D B 3.04 小于 因為有阻力做負功 a 10.0 【詳解】（1）要驗證的關系是mgh=mv2，兩邊消掉了m，則不需要天平，還需要刻度尺和交流電源，故選D。（3）打E點時重物的瞬時速度 （4）要驗證的關系是即即比較與，即可在誤差范圍內(nèi)驗證，從O點到E點的過程中機械能是否守恒。（5）因為重物受空氣阻力和紙帶與限位孔間的摩擦阻力做負功，動能的增加量小于重力勢能的減小量（6）以A點為起點，測量各點到A點的距離h，由于A點速度不為零，可知h=0時，縱軸坐標不為零，可知正確的圖線為a；根據(jù)可知圖像的斜率為k=2g則由圖像可知三. 解答題16(每小問2分，共6分）（1）48J；（2）24W；(3) 60W【詳解】(1)2s內(nèi)雪橇的位移為拉力對雪橇做的功是(2) 2s內(nèi)拉力的平均功率(3) 2s末雪橇的速度為2s末拉力的瞬時功率17（6分）（1）；（2）；（3），方向向下，方向向上【詳解】（1）向下接觸網(wǎng)面的速度為向上離開網(wǎng)面的速度為向上為正，動量的變化量為解得（2）網(wǎng)對運動員的平均