北京市怀柔区学年高一下学期期末物理试题.docx
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北京市怀柔区学年高一下学期期末物理试题
北京市怀柔区2020-2021学年高一下学期期末物理试题
学校:
___________姓名：
___________班级：
___________考号：
___________
一、单选题
1．如图所示，虚线MN为一小球在水平面上由M到N的运动轨迹，P是运动轨迹上的一点.四位同学分别画出了带有箭头的线段甲、乙、丙、丁来描述小球经过P点时的速度方向.其中描述最准确的是（）
A．甲B．乙C．丙D．丁
2．如图所示，红蜡块能在玻璃管的水中匀速上升，若红蜡块从A点匀速上升的同时，使玻璃管水平向右做匀减速直线运动，则红蜡块实际运动的轨迹可能是图中的
A．直线PB．曲线QC．曲线RD．无法确定
3．小船在水速较小的河中横渡，并使船头始终垂直河岸航行，到达河中间时突然上游来水使水流速度加快，则对此小船渡河的说法正确的是（）
A．小船要用更长的时间才能到达对岸
B．小船到达对岸的时间不变，但位移将变大
C．因小船船头始终垂直河岸航行，故所用时间及位移都不会变化
D．因船速与水速关系未知，故无法确定渡河时间及位移的变化
4．人们在探究平抛运动规律时，将平抛运动分解为沿水平方向的运动和沿竖直方向的运动。
从抛出开始计时，图a（水平方向）和图b（竖直方向）分别为某一平抛运动两个分运动的速度与时间关系图像，由图像可知这个平抛运动在竖直方向的位移
与在水平方向的位移
的大小关系为
A．
B．
C．
D．
5．如图所示，在光滑水平面上，质量为m的小球在细线的拉力作用下，以速度v做半径为r的匀速圆周运动．小球所受向心力的大小为（ ）
A．m
B．m
C．mυ2r
D．mυr
6．如图所示，在风力推动下，风叶带动发电机发电，M、N为同一个叶片上的两点，下列说法中正确的是
A．M点的线速度等于N点的线速度
B．M点的角速度小于N点的角速度
C．M点的向心加速度小于N点的向心加速度
D．M点的周期大于N点的周期
7．汽车以恒定的速率通过一圆弧形拱桥，当它位于拱桥顶部时，下列说法正确的是（ ）
A．汽车处于超重状态
B．汽车对拱桥的压力等于其重力
C．汽车受重力、支持力、牵引力、摩擦力和向心力的作用
D．汽车受到的重力和支持力的合力提供它所需的向心力，方向指向圆弧的圆心
8．平抛物体的运动规律可以概括为两点：
①水平方向做匀速运动；②竖直方向做自由落体运动。
为了研究平抛物体的运动，可做下面的实验：
如图所示，用小锤打击弹性金属片，A球就水平飞出，同时B球被松开，做自由落体运动，两球同时落到地面，这个实验（ ）
A．只能说明上述规律中的第1条
B．只能说明上述规律中的第2条
C．不能说明上述规律中的任何一条
D．能同时说明上述两条规律
9．如图所示，一颗卫星绕地球做椭圆运动，运动周期为T,图中虚线为卫星的运行轨迹，A，B，C，D是轨迹上的四个位置，其中A距离地球最近，C距离地球最远．B和D点是弧线ABC和ADC的中点，下列说法正确的是
A．卫星在C点的速度最大
B．卫星在C点的加速度最大
C．卫星从A经D到C点的运动时间为T/2
D．卫星从B经A到D点的运动时间为T/2
10．若某星球的质量和半径均为地球的2倍，那么质量约为50kg的宇航员在该星球上的重力是地球上重力的
A．
B．
C．2倍
D．4倍
11．如图所示，三颗人造地球卫星都是顺时针方向运动，b与c轨道半径相同，则
A．周期
B．线速度
C．b与c的向心加速度大小相等，且大于a的向心加速度
D．b加速则可追上前面的c与之对接
12．在2021年世界蹦床锦标赛中，中国队包揽了女子单人蹦床比赛的金牌和银牌，对于运动员身体保持直立状态由最高点下落至蹦床的过程（如图所示），若忽略空气阻力，关于运动员所受重力做功、运动员的重力势能，下列说法中正确的是
A．重力做正功，重力势能减少
B．重力做负功，重力势能减少
C．重力做负功，重力势能增加
D．重力做正功，重力势能增加
13．如图所示，一个物块在与水平方向成α角的拉力F作用下，沿水平面向右运动一段距离x。
在此过程中，拉力F对物块所做的功为（ ）
A．FxsinαB．
C．FxcosαD．
14．在下列所述实例中，若不计空气阻力，机械能守恒的是
A．抛出的铅球在空中运动的过程
B．电梯加速上升的过程
C．石块在水中下落的过程
D．木箱沿粗糙斜面匀速下滑的过程
15．如图所示，某人在山上将一质量为m的石块以初速度
抛出，抛出时石块距地面的高度为H，到达P点时距地面的高度为h（H>h）不计空气阻力，重力加速度为g，则石块到达P点时的动能为
A．
B．
C．
D．
16．如图所示，半圆形的光滑固定轨道槽竖直放置，质量为m的小物体由顶端从静止开始下滑，则物体经过槽底时，对槽底的压力大小为
A．2mgB．3mgC．mgD．5mg
二、实验题
17．用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律．实验所用的电源为学生电源，输出电压有交流电和直流电两种．重锤从高处由静止开始下落，打点计时器在重锤拖着的纸带上打出一系列的点，对图中纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律．
（1）下列几个操作步骤中：
A．按照图示，安装好实验装置；
B．将打点计时器接到电源的“交流输出”上；
C．用天平测出重锤的质量；
D．先释放重锤，后接通电源，纸带随着重锤运动，打点计时器在纸带上打下一系列的点；
E．测量纸带上某些点间的距离；
F．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势是否等于增加的动能．
没有必要的是______，操作错误的是_____________．（填步骤前相应的字母）
（2）实验中得到一条点迹清晰的纸带如图所示，其中0为第一个点，A、B、C为另外3个连续点，若使用的重锤质量为m=0.1kg，当地的重力加速度g=9.8m/s2，已知打点计时器每隔0.02s打一次点，根据图中数据可知，纸带的__________端（填“左”或“右”）与重物相连．重物由0点运动到B点，重力势能减少量△EP=_________J；动能增加量_________J，产生误差的主要原因是___________________．
（结果保留三位有效数字，图中长度单位：
cm）
三、解答题
18．质量m=2kg的物体，在水平力F=4N的作用下，在光滑的水平面上从静止开始做匀加速直线运动，求：
（1）力F在t=2s内对物体所做的功。
（2）力F在t=2s内对物体所做功的平均功率。
（3）在2s末力F对物体做功的瞬时功率。
19．2021年6月20日上午，王亚平在“天宫一号”中进行了中国载人航天史上的首次太空授课，如图所示，王亚平在失重环境下讲授并展示了弹簧称实验、单摆实验、陀螺实验、水球实验等。
为了简化问题便于研究，将“天宫一号”绕地球的运动视为匀速圆周运动（示意图如图所示），已知这次太空授课的时间为t，“天宫一号”作匀速圆周运动的半径为r，地球质量为M，引力常量为G。
（1）求在太空授课的过程中“天宫一号”绕地球运行的线速度大小；
（2）求在这次太空授课的时间t内“天宫一号”与地心连线所转过的角度；
（3）在太空失重的环境中，请你判断能否用天平测物体的质量，如果能，请说明理由；如果不能，请你简述一个可以测质量的方案。
参考答案
1．C
【解析】
试题分析：
某一时刻对应某一位置，此时的速度方向沿曲线上该点的切线方向，因此丙为P点的速度方向，故C正确，ABD错误．
故选C．
2．C
【解析】
【详解】
当合速度的方向与合力（合加速度）的方向不在同一条直线上，物体将做曲线运动，轨迹的凹向大致指向合力的方向。
蜡块的合速度方向斜向右上方，合加速度方向水平向左，不在同一直线上，轨迹的凹向要大致指向加速度的方向，即向左。
A.不可能做直线运动，故A错误；
B.曲线Q。
轨迹的凹向指向右或右下，故B错误；
C.曲线R。
轨迹的凹向指向左或左上，故C正确；
D.无法确定。
故D错误。
3．B
【解析】
【详解】
因为静水速垂直于河岸，则渡河时间t=d/vc，水流速增大，渡河时间不变，沿河岸方向的位移增大，则最终渡河的位移变大。
故B正确，AD错误。
因小船船头始终垂直河岸航行，渡河时间不会随着水流速度增大而变化，故C错误；
4．C
【详解】
平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，在t0时间内水平位移
x=v0t0
竖直位移
y＝
v0t0
则
y0＝
x0；
A.
，与结论不相符，选项A错误；
B.
，与结论不相符，选项B错误；
C.
，与结论相符，选项C正确；
D.
，与结论不相符，选项D错误。
5．A
【解析】
【详解】
根据牛顿第二定律得，小球的向心力由细线的拉力提供，则有：
，故A正确，B、C、D错误；
故选A．
【点睛】
小球在光滑的水平面上做匀速圆周运动，由细线的拉力提供向心力，根据牛顿第二定律求解．
6．C
【详解】
ABD．由于M、N两点的转动的角速度相等，则周期相等，M点转动的半径小，根据v=rω知，M点的线速度小于N点的线速度，故ABD错误．
C．M、N的角速度相等，M点的转动半径小，根据a=rω2知，M点的向心加速度小于N点的加速度，故C正确．
7．D
【详解】
A．汽车过拱形桥时做圆周运动，在桥的顶部时，加速度竖直向下，车处于失重状态，故A错误；
B．汽车处于失重状态，车对桥的压力小于车的重力，故B错误；
CD．汽车受重力、支持力、牵引力、摩擦力作用，重力与支持力的合力提供向心力，故C错误，D正确．
【点睛】
本题考查应用物理规律分析实际生活中圆周运动问题的能力，关键分析向心力的来源；汽车过拱桥，做圆周运动，在最高点，合力提供向心力，受力分析时不能分析向心力．
8．B
【详解】
在打击金属片时，两小球同时做平抛运动与自由落体运动．结果同时落地，则说明平抛运动竖直方向是自由落体运动。
故选B．
9．C
【详解】
A、卫星绕地球做椭圆运动，类似于行星绕太阳运转，根据开普勒第二定律：
行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等，则知卫星与地球的连线在相等时间内扫过的面积相等，所以卫星在距离地球最近的A点速度最大，在距离地球最远的C点速度最小，卫星在B、D两点的速度大小相等；故A错误；
B、在椭圆的各个点上都是引力产生加速度
，因A点的距离最小，则A点的加速度最大，故B错误.
C、根据椭圆运动的对称性可知
，则
，故C正确.
D、椭圆上近地点A附近速度较大，远地点C附近速度最小，则
，
；故D错误.
故选C.
10．B
【详解】
根据
得，重力加速度
因为星球质量和半径均为地球的2倍，则星球表面的重力加速度是地球表面重力加速度的
倍，所以质量为50kg的宇航员在该星球上的重力是地球上重力的
倍。
A.
，与结论不相符，选项A错误；
B.
，与结论相符，选项B正确；
C.2倍，与结论不相符，选项C错误；
D.4倍，与结论不相符，选项D错误。
11．A
【详解】
人造地球卫星受到地球的引力充当向心力，即
由公式可知：
A.周期
，半径越大，周期越大，故Tb=Tc＞Ta，故A正确；
B.线速度
，即半径越大，线速度越小，故vb=vc＜va，故B错误；
C.向心加速度
，半径越大，向心加速度越小，故bc的加速度小于a的加速度，故C错误；
D.b加速做离心运动，轨道半径变大，不可能追上前面的c，故D错误．
12．A
【详解】
运动员身体保持直立状态由最高点下落至蹦床的过程中，重力方向与位移方向相同，则重力做功正功，重力势能减少；
A.重力做正功，重力势能减少，与结论相符，选项A正确；
B.重力做负功，重力势能减少，与结论不相符，选项B错误；
C.重力做负功，重力势能增加，与结论不相符，选项C错误；
D.重力做正功，重力势能增加，与结论不相符，选项D错误。
13．C
【详解】
由图可知，力和位移的夹角为
，故拉力做的功
故C正确，ABD错误。
故选C。
14．A
【详解】
A.抛出的铅球在空中运动的过程中，只受到重力的作用，机械能守恒，故A正确；
B.电梯加速上升的过程，其动能和重力势能均增大，则机械能必定增大，故B错误；
C.石块在水中下落的过程，水的阻力和浮力对石块做负功，机械能减小，选项C错误；
D.木箱沿粗糙斜面匀速下滑的过程中，动能不变，而重力势能减小，所以机械能减小，故D错误。
15．D
【详解】
从抛出到P点，石块的机械能守恒，根据机械能守恒定律
石块到达P点时的动能
.
A.
，与结论不相符，选项A错误；
B.
，与结论不相符，选项B错误；
C.
，与结论不相符，选项C错误；
D.
，与结论相符，选项D正确．
16．B
【解析】
【详解】
根据动能定理得：
得：
根据牛顿第二定律得：
则：
．
A.2mg，与结论不相符，选项A错误；
B.3mg，与结论相符，选项B正确；
C.mg，与结论不相符，选项C错误；
D.5mg，与结论不相符，选项D错误．
17．CD左0.7620.759纸带与打点计时器间有摩擦阻力，或存在空气阻力等
【解析】
【详解】
（1）[1]根据mgh=
可知，验证机械能拿守恒，不用测出重锤的质量．
[2]对于打点计时器的使用方法应先接通电源再释放重锤．
（2）[3]纸带从左到右在相等时间间距在增大，速度在增大，因此左端与重物相连；[4]△EP=mgh=0.1×9.8×77.76×0.01J=0.762J，
[5]B点的速度为
v=
m/s,
△Ek=
=0.759J.
[6]产生误差主要时因为存在阻力，填写纸带与打点计时器间有摩擦阻力，或存在空气阻力均可．
18．
（1）16J
（2）8W（3）16W
【详解】
（1）物体的加速度为：
则物体在2s内的位移为：
则F在2s内做的功为：
W=FS=4×4J=16J
（2）由平均功率的定义式，2s内的平均功率为：
（3）2s末物体的速度为：
v2=at=2×2m/s=4m/s
故2s末的瞬时功率为：
P2=Fv2=4×4W=16W
19．
（1）
（2）
（3）利用力传感器测出物体受到的合外力F，由加速度传感器测出物体运动的加速度a，根据牛顿第二定律可得：
.
【详解】
（1）万有引力提供向心力，有：
解得：
（2）运行的角速度为：
转过的角度为：
（3）天平的原理为杠杆原理，即两侧物体的重力的力矩大小相等，因太空失重，因此不会产生重力力矩，因此没法测量；测物体的质量实验方案：
利用力传感器测出物体受到的合外力F，由加速度传感器测出物体运动的加速度a，根据牛顿第二定律可得：
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