江西省吉安縣2021┄2022學(xué)年高一物理下學(xué)期期中試題

2０16~20２1年下學(xué)期高一期中考試(物理）試卷一、選擇題(本題共１0小題，每小題4分,共40分.在每小題給出的四個選項中,1—6題只有一個選項正確,7—1０題有多個選項正確,全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯或不答的得0分)1．一個物體在光滑水平面上以初速度v0做曲線運(yùn)動，已知此過程中水平方向只受一個恒力的作用,運(yùn)動軌跡如圖所示，M點的速度為v0則由M到N的過程中，速度大小的變化為()A.逐漸增大?B．逐漸減小C．先增大后減小?Ｄ.先減小后增大２.如圖所示,小球緊貼在豎直放置的光滑圓形管道內(nèi)壁做圓周運(yùn)動,內(nèi)側(cè)壁半徑為R,小球半徑為r,則下列說法正確的是(）A.小球通過最高點時的最小速度vmin=eｑ\r（gR＋ｒ)B.小球通過最高點時的最小速度vmｉn=ｅq\ｒ(gR）C.小球在水平線ａb以下的管道中運(yùn)動時，內(nèi)側(cè)管壁對小球一定無作用力D.小球在水平線ab以上的管道中運(yùn)動時，外側(cè)管壁對小球一定有作用力３.為研究太陽系內(nèi)行星的運(yùn)動,需要知道太陽的質(zhì)量，已知地球半徑為R，地球質(zhì)量為m,太陽與地球中心間距為ｒ,地球表面的重力加速度為g，地球繞太陽公轉(zhuǎn)的周期為Ｔ。則太陽的質(zhì)量為（）A.eq＼f（4π2r３，Ｔ2Ｒ2g) B.ｅｑ\f(T2Ｒ２g,4π２mr3）C．eq\ｆ(4π２mgｒ2,r3Ｔ2)?Ｄ．ｅq\f(４π2ｍr３，T2R2ｇ)4.按照我國整個月球探測活動的計劃，在第一步“繞月”工程圓滿完成各項目標(biāo)和科學(xué)探測任務(wù)后，第二步是“落月”工程。假設(shè)月球半徑為Ｒ，月球表面的重力加速度為ｇ０,飛船沿距月球表面高度為3R的圓形軌道Ⅰ運(yùn)動，到達(dá)軌道的A點時點火變軌進(jìn)入橢圓軌道Ⅱ，到達(dá)軌道的近月點B時再次點火進(jìn)入月球近月軌道Ⅲ繞月球做圓周運(yùn)動。下列判斷正確的是(）A.飛船在軌道Ⅰ上的運(yùn)行速率v＝eq\ｆ（＼r（g0R),2）B.飛船在A點處點火變軌時,動能增大C．飛船從Ａ到B運(yùn)行的過程中機(jī)械能增大D．飛船在軌道Ⅲ繞月球運(yùn)行一周所需的時間T＝πeq\r（＼f(Ｒ,g0）)5.如圖所示,在水平地面上做勻速直線運(yùn)動的小車，通過定滑輪用繩子吊起一個物體,若小車和被吊的物體在同一時刻速度分別為ｖ1和v２,繩子對物體的拉力為T,物體所受重力為G，則下面說法正確的是()A．物體做勻速運(yùn)動，且v1=v2Ｂ.物體做加速運(yùn)動,且v2>ｖ１C．物體做加速運(yùn)動，且T>GD.物體做勻速運(yùn)動,且Ｔ=Ｇ6．如圖所示是傾角為4５°的斜坡,在斜坡底端P點正上方某一位置Q處以速度ｖ0水平向左拋出一個小球A，小球恰好能垂直落在斜坡上，運(yùn)動時間為ｔ1。若在小球Ａ拋出的同時,小球Ｂ從同一點Q處開始自由下落,下落至Ｐ點的時間為t2，則A、B兩球運(yùn)動的時間之比t１∶ｔ2為(不計空氣阻力)（）Ａ．1∶２B．1∶eq\r(2)C.1∶３D.１∶eq\ｒ(3）７．如圖在滅火搶險的過程中，消防隊員有時要借助消防車上的梯子爬到高處進(jìn)行救人或滅火作業(yè)。為了節(jié)省救援時間，在消防車向前前進(jìn)的過程中,人同時相對梯子勻速向上運(yùn)動。在地面上看消防隊員的運(yùn)動,下列說法中正確的是()A．當(dāng)消防車勻速前進(jìn)時,消防隊員一定做勻加速直線運(yùn)動Ｂ．當(dāng)消防車勻速前進(jìn)時，消防隊員一定做勻速直線運(yùn)動C．當(dāng)消防車勻加速前進(jìn)時,消防隊員一定做勻變速曲線運(yùn)動D．當(dāng)消防車勻加速前進(jìn)時,消防隊員一定做勻變速直線運(yùn)動8．如圖所示,足夠長的斜面上有ａ、b、ｃ、d、e五個點,ab=bc=ｃｄ=ｄｅ，從ａ點水平拋出一個小球,初速度為v時,小球落在斜面上的b點,落在斜面上時的速度方向與斜面夾角為θ；不計空氣阻力,初速度為2v時()A.小球可能落在斜面上的ｃ點與d點之間B．小球一定落在斜面上的e點Ｃ.小球落在斜面時的速度方向與斜面夾角大于θＤ．小球落在斜面時的速度方向與斜面夾角也為θ9.如圖甲所示,用一輕質(zhì)繩拴著一質(zhì)量為m的小球,在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動（不計一切阻力),小球運(yùn)動到最高點時繩對小球的拉力為T，小球在最高點的速度大小為v，其T-ｖ２圖象如圖乙所示,則()Ａ.輕質(zhì)繩長為ｅq\f（am，b）B.當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹閑q\ｆ（a,ｍ）Ｃ.當(dāng)v2=c時，輕質(zhì)繩的拉力大小為eq\f(ａc,ｂ)＋aD．只要v2≥b，小球在最低點和最高點時繩的拉力差均為61０．宇宙中,兩顆靠得比較近的恒星,只受到彼此之間的萬有引力作用互相繞轉(zhuǎn)，稱之為雙星系統(tǒng)。在浩瀚的銀河系中，多數(shù)恒星都是雙星系統(tǒng)。設(shè)某雙星系統(tǒng)A、B繞其連線上的O點做勻速圓周運(yùn)動,如圖所示。若ＡO＞OB，則()Ａ.星球A的質(zhì)量一定大于B的質(zhì)量B.星球A的線速度一定大于B的線速度C.雙星間距離一定，雙星的質(zhì)量越大，其轉(zhuǎn)動周期越大D.雙星的質(zhì)量一定，雙星之間的距離越大,其轉(zhuǎn)動周期越大二、填空題（兩小題共10分）１1．(4分)如圖所示的皮帶傳動裝置中,右邊兩輪連在一起同軸轉(zhuǎn)動。圖中三輪半徑的關(guān)系為：ｒ1＝2r2,ｒ３＝1.5r1,A、Ｂ、C三點為三個輪邊緣上的點，皮帶不打滑，則A、Ｂ、C三點的線速度之比為___＿_(dá)_____；角速度之比為___＿_(dá)_______;周期之比為________＿_(dá)。1２.（6分)如下圖所示是某種“研究平拋運(yùn)動”的實驗裝置：(１)當(dāng)a小球從斜槽末端水平飛出時與ｂ小球離地面的高度均為H,此瞬間電路斷開使電磁鐵釋放b小球，最終兩小球同時落地,改變H大小,重復(fù)實驗，a、ｂ仍同時落地，該實驗結(jié)果可表明()。A．兩小球落地速度的大小相同B.兩小球在空中運(yùn)動的時間相等C.a小球在豎直方向的分運(yùn)動與b小球的運(yùn)動相同D.ａ小球在水平方向的分運(yùn)動是勻速直線運(yùn)動（２）利用該實驗裝置研究a小球平拋運(yùn)動的速度,從斜槽同一位置釋放小球,實驗得到小球運(yùn)動軌跡中的三個點A、Ｂ、C,如圖乙所示，圖中Ｏ為拋出點,Ｂ點在兩坐標(biāo)線交點，坐標(biāo),,則ａ小球水平飛出時的初速度大小為_____；平拋小球在B點處的瞬時速度的大小為__＿_(dá)_()。三、計算論述題:本題共４小題，共計5０分。解答時請寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟,只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計算的題,答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。1３.(1２分)如圖，置于圓形水平轉(zhuǎn)臺邊緣的小物塊隨轉(zhuǎn)臺加速轉(zhuǎn)動，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到某一數(shù)值時，物塊恰好滑離轉(zhuǎn)臺開始做平拋運(yùn)動?，F(xiàn)測得轉(zhuǎn)臺半徑Ｒ＝0.5m，離水平地面的高度H=0.８m，物塊平拋落地過程水平位移的大小s=0．4ｍ。設(shè)物塊所受的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,取重力加速度g＝10m/s2。求：(1)物塊做平拋運(yùn)動的初速度大小v0；(2）物塊與轉(zhuǎn)臺間的動摩擦因數(shù)μ。14.(12分）探月衛(wèi)星的發(fā)射過程可簡化如下：首先進(jìn)入繞地球運(yùn)行的“停泊軌道”,在該軌道的P處,通過變速,再進(jìn)入“地月轉(zhuǎn)移軌道”，在快要到達(dá)月球時,對衛(wèi)星再次變速,衛(wèi)星被月球引力“俘獲”后，成為環(huán)月衛(wèi)星，最終在環(huán)繞月球的“工作軌道上”繞月飛行(視為圓周運(yùn)動)，對月球進(jìn)行探測,“工作軌道”周期為T,距月球表面的高度為h，月球半徑為R,引力常量為G，忽略其他天體對探月衛(wèi)星在“工作軌道”上環(huán)繞運(yùn)動的影響。(１)要使探月衛(wèi)星從“轉(zhuǎn)移軌道”進(jìn)入“工作軌道”，應(yīng)增大速度還是減小速度?(2)求探月衛(wèi)星在“工作軌道”上環(huán)繞的線速度大?。?3)求月球的第一宇宙速度。１５.（１2分）如圖所示,用內(nèi)壁光滑的薄壁細(xì)圓彎管的由半圓形ＡPＢ(圓半徑比細(xì)管的內(nèi)徑大得多)和直線ＢＣ組成的軌道固定在水平桌面上,已知半圓形AＰB的半徑R=１．0ｍ，ＢC段L＝１.5ｍ。彈射裝置將一個質(zhì)量為1kｇ的小球(可視為質(zhì)點)以v0＝5ｍ/s的水平初速度從A點彈入軌道,小球從C點離開軌道隨即水平拋出，桌子的高度h＝１.25m,不計空氣阻力，g?。保癿／s2,π取3.14，求：(1)小球在半圓軌道上運(yùn)動時的向心力大小及從A運(yùn)動到C點的時間；(2）小球落地瞬間速度方向與水平方向的夾角。16.(１4分）如圖所示,一個光滑的圓錐體固定在水平桌面上，其軸線沿豎直方向,母線與軸線之間的夾角為θ＝３０°,一條長為L的繩(質(zhì)量不計),一端固定在圓錐體的頂點O處，另一端拴著一個質(zhì)量為ｍ的小物體（物體可看作質(zhì)點)，物體以速率v繞圓錐體的軸線做水平勻速圓周運(yùn)動。(1)當(dāng)v=eq\r（＼f(1,６)gL)時,求繩對物體的拉力；（２)當(dāng)v=ｅq\ｒ(\ｆ(３,2）gL)時，求繩對物體的拉力。?2０16~20２1年下學(xué)期高一期中考試1．D.解析由于物體受到恒力作用，由軌跡的彎曲可知,力F的方向為斜向下方向，但比v的方向向左偏折得多一些，由此可知力Ｆ與v０的夾角為鈍角，力Ｆ沿軌跡切線方向的分量使速度逐漸減小,當(dāng)速度方向與力F的方向垂直時,速度最小，而當(dāng)速度的方向變化為與力F的方向成銳角后,物體的速度又逐漸增大，由此可知物體在由M到N運(yùn)動的過程中速度應(yīng)是先減小后增大，故D正確。2．C解析此題屬于桿模型，最高點的最小速度vｍin=0，故Ａ、B錯誤。當(dāng)小球在ab以下的管道中運(yùn)動時,外側(cè)管壁需給小球支持力和重力一起提供向心力,故C正確。當(dāng)小球在水平線ａb以上的管道中運(yùn)動時，要看速度的大小來決定是外側(cè)管壁對小球有力，還是內(nèi)側(cè)管壁對小球有力,故Ｄ錯誤。3.選Ｄ。地球繞太陽做勻速圓周運(yùn)動,萬有引力提供向心力，有eq\f（GMｍ,ｒ2）＝ｍｅq\f（4π２,T２)r，所以Ｍ＝eｑ＼ｆ(4π2ｒ3,ＧT２）,地球表面物體m0的重力來源于萬有引力,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)，故選項D正確。4.解析飛船在軌道Ⅰ運(yùn)行時,萬有引力做向心力，eq\f(ＧMm,Ｒ＋3R2)＝ｍeq\ｆ(v2，R＋3R)，得v＝ｅq\ｒ(\f(GM,４Ｒ))，又因為ｍg０=ｅq\f（GＭｍ,Ｒ2),得GＭ=g0R2;聯(lián)立得v＝eq\ｒ(\f(ｇ０R２,４R))＝eq\f(\r(g0R）,２），故A選項正確。飛船在A點點火變軌到較低軌道,應(yīng)向前噴氣，噴氣過程速度變小，動能變小,故Ｂ選項錯誤。在Ⅱ軌道上從A到B運(yùn)行的過程中只有萬有引力做功，機(jī)械能守恒。飛船在Ⅲ軌道上運(yùn)行時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選項錯誤。5.Ｃ解析小車在運(yùn)動的過程中，其速度產(chǎn)生兩個效果，故將小車的速度按照沿繩子方向與垂直繩子的方向進(jìn)行分解，如圖所示,則由圖可以看出v２=ｖ1cosα，則v2<v1。隨著小車向前移動,α將不斷減小，ｃｏsα將逐漸增大，則v２逐漸增大，即物體做加速運(yùn)動，根據(jù)牛頓第二定律可知Ｔ>G。在解本題中極易犯的錯誤就是將繩子的速度按水平與豎直兩個方向正交分解。正確的分解方法是將物體(小車)實際運(yùn)動的速度分解到沿繩子的方向與垂直繩子的方向上去。６.答案D解析因小球恰好垂直落在斜面上,則此時其速度方向與水平方向的夾角為4５°，則有tan45°＝eq\f(vｙ,v0)=eｑ\ｆ(gt,v0）＝eq＼f（2y,ｘ）=1,y=ｅｑ＼ｆ(ｘ，２)，得Q點高度ｈ=ｘ+y=3y,則Ａ、B兩球下落高度之比為1∶3，由h＝eｑ\f(gt2,2)可得t＝ｅq＼r（＼f(２ｈ，g)），則A、B兩球運(yùn)動時間之比為1∶eｑ\ｒ（３)，D正確。７.選BＣ。兩個互成角度的勻速直線運(yùn)動的合運(yùn)動仍然是勻速直線運(yùn)動,一個勻速直線運(yùn)動與一個勻變速直線運(yùn)動的合運(yùn)動是勻變速曲線運(yùn)動。當(dāng)消防車勻速前進(jìn)時，消防隊員一定做勻速直線運(yùn)動，選項B正確,A錯誤;當(dāng)消防車勻加速前進(jìn)時,消防隊員一定做勻變速曲線運(yùn)動，選項C正確，D錯誤。8.解析設(shè)ａb＝bc＝cd=dｅ＝L0，斜面傾角為α,初速度為v時，小球落在斜面上的b點，則有L0cｏsα＝vｔ1,L０sinα=eq\ｆ（1，2)ｇｔｅq\o＼al(2，1)。初速度為2v時,則有Lcosα＝2vt2,Lsiｎα=ｅq＼f(１,2)gtｅq＼o\al(２，2)，聯(lián)立解得L＝4L0，即小球一定落在斜面上的ｅ點,選項B正確,Ａ錯誤；由平拋運(yùn)動規(guī)律可知,小球落在斜面時的速度方向與斜面夾角也為θ，選項C錯誤，Ｄ正確。9．答案BD解析最高點由牛頓第二定律得：T+mg＝eq＼f(ｍｖ2,L),則T=eq\f（mv2,L)-mｇ。對應(yīng)圖象有：ｍｇ＝a得ｇ=ｅq\f(a,m）,故B正確。eq\ｆ(m,L)=eq＼f（a，b)得：Ｌ＝eｑ\ｆ（mb,a),故A錯誤。當(dāng)v2=c時,T＝eq\f（m,Ｌ)·ｃ－ｍg＝ｅｑ\f(a,b)·c－ａ,故C錯誤。當(dāng)v２≥b時，小球能通過最高點,小球在最低點和最高點時繩的拉力差為6mg即6a,故D正確。10.ＢD解析設(shè)雙星質(zhì)量分別為ｍA、mB，軌道半徑為RA、RB兩者間距為L,周期為Ｔ,角速度為ω,由萬有引力定律可知：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錯誤。vA＝ωRA,vＢ＝ωRB，B正確。聯(lián)立①②③得G(ｍＡ＋mB)＝ω２L3,又因為Ｔ=eq＼f（２π,ω)，可知D正確，C錯誤。11.1∶１∶3１∶2∶22∶1∶１。因為A、B兩輪由不打滑的皮帶相連，所以相等時間內(nèi)Ａ、B兩點轉(zhuǎn)過的弧長相等，即vＡ=vB,則v＝ωr知eｑ＼f（ωA,ωB)=eｑ\f(r2，r1）＝eq\ｆ(1,2),又B、C是同軸轉(zhuǎn)動，相等時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度相等，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）當(dāng)a小球從斜槽末端水平飛出時與b小球離地面的高度均為H,此瞬間電路斷開使電磁鐵釋放b小球，最終兩小球同時落地,知運(yùn)動時間相等，a球在豎直方向上的分運(yùn)動與b小球的運(yùn)動相同,但不能說明a小球水平方向的分運(yùn)動是勻速直線運(yùn)動，故選BC。?（2）A點的橫坐標(biāo)為20cm,縱坐標(biāo)為５cm,Ｃ點的橫坐標(biāo)為60ｃm，縱坐標(biāo)為45cm，根據(jù)得,,則平拋運(yùn)動的初速度:;B點豎直方向上的分速度,則B點的瞬時速度:。1３.解析（１)物塊做平拋運(yùn)動,在豎直方向上有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）物塊離開轉(zhuǎn)臺時,最大靜摩擦力提供向心力，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)應(yīng)減小速度(2)ｅq＼f(２πＲ+h,Ｔ)（3)eq\f(２πＲ+h,T)eq\r(＼f（R+h,Ｒ))解析(1)要使探月衛(wèi)星從“轉(zhuǎn)移軌道”進(jìn)入“工作軌道”，應(yīng)減小速度做近心運(yùn)動。(2)根據(jù)線速度與軌道半徑和周期的關(guān)系可知探月衛(wèi)星線速度的大小為v＝eq＼f（2πR+h,Ｔ)。(3)設(shè)月球的質(zhì)量為M，探月衛(wèi)星的質(zhì)量為m,月球?qū)μ皆滦l(wèi)星的萬有引力提供其做勻速圓周運(yùn)動的向心力，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“近月衛(wèi)星”的環(huán)繞速度,設(shè)“近月衛(wèi)星”的質(zhì)量為ｍ′,則有：Geq\f(Mｍ′,