江苏省苏州陆慕高级中学学年高一下学期期中考试物理试题.docx

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江苏省苏州陆慕高级中学学年高一下学期期中考试物理试题

江苏省苏州陆慕高级中学2020-2021学年高一下学期期中考试物理试题

学校:

___________姓名：

___________班级：

___________考号：

___________

一、单选题

1．地球同步卫星相对地面静止不动，犹如“悬挂”在天空中，若其轨道可视作圆，下列说法正确的是：

（）

A．同步卫星处于平衡状态B．同步卫星的周期大于24小时

C．同步卫星距地面的高度是一定的D．同步卫星的速度是不变的

2．我们平常所用的修正带，内部是通过两个齿轮的相互咬合进行工作的，其原理简化为如图所示，若小齿轮匀速转动，位于齿轮边缘上A、B两点以及大齿轮内部的C点，下列说法正确的是：

（）

A．A和B的角速度相等B．A的向心加速度不变

C．B和C的线速度大小相等D．A的角速度大于C的角速度

3．下列说法正确的是（　　）

A．滑动摩擦力一定对物体做负功B．静摩擦力不可能做正功

C．作用力的功与反作用力的功其代数和一定为零D．重力对物体做功与路径无关，只与始末位置有关

4．如图1所示，质量相同的两物体处于同一高度，A沿固定在地面上的光滑斜面下滑，B自由下落，最后到达同一水平面，则（）

A．重力对两物体做的功相同

B．重力的平均功率相同

C．到达底端时重力的瞬时功率相同

D．到达底端时两物体的动能相同，速度相同

5．如图所示，原来质量为m的小球用长L的细线悬挂而静止在竖直位置．用水平拉力F将小球缓慢地拉到细线成水平状态过程中，拉力F做功为（）

A．FLB．

C．mgLD．0

6．两个互相垂直的力F1和F2作用在同一物体上，使物体通过一段位移过程中，力F1对物体做功4J，物体克服力F2做功3J，则力F1和F2对物体做的总功为（）

A．1JB．5JC．7JD．12J

7．如图所示，a、b、c是在地球大气层外圆形轨道上运动的3颗卫星，下列说法正确的是（　　）

A．b、c的线速度大小相等，且大于a的线速度

B．b、c的向心加速度大小相等，且大于a的向心加速度

C．b欲与c对接，b可通过减速，等候c在同一轨道上追上它

D．a卫星由于某原因，轨道半径缓慢减小，其线速度将增大

8．一个质量为1kg的物体被人用手由静止向上提升1m，这时物体的速度是

，则下列说法中错误的是（）

A．手对物体做功12JB．合外力对物体做功12J

C．合外力对物体做功2JD．物体克服重力做功10J

9．如图所示，质量为m的物体置于倾角为θ的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，在外力作用下，斜面以加速度a沿水平方向向左做匀加速运动，运动中物体m与斜面体始终相对静止．则过一段时间后，关于m的说法中正确的是（　　）

A．支持力做功为零B．摩擦力做正功

C．摩擦力可能不做功D．合外力做功可能为零

10．如图所示，在光滑水平面上有一物体，它的左端连接着一轻弹簧，弹簧的另一端固定在墙上．在力F作用下物体处于静止状态，当撤去力F后，物体将向右运动．在物体向右运动的过程中，下列说法中正确的是（）

A．弹簧的弹性势能逐渐减小B．物体的机械能不变

C．物体的动能逐渐增大D．弹簧的弹性势能先减小后增大

二、多选题

11．半径为R的圆桶固定在小车上，有一光滑小球静止在圆桶的最低点，如图所示，小车以速度v向右匀速运动，当小车遇到障碍物突然停止时，小球在圆桶中上升的高度可能是（　　）

A．等于

B．大于

C．小于

D．等于2R

12．衣服在洗衣机中脱水时附着在筒壁上，此时（）

A．衣服受重力、筒壁的弹力和摩擦力、离心力的作用

B．衣服随筒壁做圆周运动的向心力由筒壁的弹力提供

C．筒壁对衣服的摩擦力随着转速的增大而增大

D．筒壁对衣服的弹力随着衣服含水量的减少而减小

13．如图所示，在一个水平圆盘上有一个木块P随圆盘一起绕O点的竖直轴匀速转动，下面说法正确的是（）

A．圆盘匀速转动的过程中，P受到的静摩擦力的方向指向O点

B．圆盘匀速转动的过程中，P受到的静摩擦力为0

C．在转速一定的条件下，P受到静摩擦力的大小与P到O点的距离成正比

D．在P到O点的距离一定的条件下，P受到的静摩擦力的大小与圆盘匀速转动的角速度成正比

14．质量为m的小球由轻绳a、b分别系于一轻质木架上的A和C点，绳长分别为la、lb，如图所示．当轻杆绕轴BC以角速度ω匀速转动时，小球在水平面内做匀速圆周运动，绳a在竖直方向，绳b在水平方向，当小球运动到图示位置时，绳b被烧断的同时轻杆停止转动，则（）

A．小球仍在水平面内做匀速圆周运动

B．在绳b被烧断瞬间，a绳中张力突然增大

C．若角速度ω较小，小球在垂直于平面ABC的竖直平面内摆动

D．绳b未被烧断时，绳a的拉力大于mg，绳b的拉力为mω2lb

15．2021年6月11日17时38分，我国在酒泉卫星发射中心用长征二号F改进型运载火箭“神箭”，成功地将“神舟十号”飞船送入太空预定轨道，其发射全过程可简化为如图所示的过程，飞船在A点发射，在椭圆轨道Ⅰ运行到B点，在B点飞船从椭圆轨道Ⅰ进入圆形轨道Ⅱ，B为轨道Ⅱ上的一点，关于飞船的运动，下列说法中正确的有（　　）

A．在轨道Ⅰ上经过B的速度小于经过A的速度

B．在轨道Ⅰ上经过B的动能大于在轨道Ⅱ上经过B的动能

C．在轨道Ⅰ上运动的周期大于在轨道Ⅱ上运动的周期

D．在轨道Ⅰ上经过B的加速度等于在轨道Ⅱ上经过B的加速度

三、解答题

16．如图是一行星绕恒星做匀速圆周运动的示意图，由天文观测可得其运行周期为T，速度为v，引力常量为G，试求：

（1）行星运动的轨道半径R；

（2）行星运动的加速度；

（3）恒星的质量M．

17．高速连续曝光照相机可在底片上重叠形成多个图象．现利用这架照相机对MD﹣2000家用汽车的加速性能进行研究，如图所示为汽车做匀加速直线运动时三次曝光的照片，图中的标尺单位为米，照相机每两次曝光的时间间隔为1.0s．已知该汽车的质量为2000kg，额定功率为72kW，汽车运动过程中所受的阻力始终为1600N．

（1）求该汽车加速度的大小．

（2）若汽车由静止以此加速度开始做匀加速直线运动，匀加速运动状态最多能保持多长时间？

（3）求汽车所能达到的最大速度．

18．如图所示的“S”字形玩具轨道，该轨道是用内壁光滑的薄壁细圆管弯成，固定在竖直平面内，轨道弯曲部分是由两个半径相等的半圆连结而成，圆半径必细管内径大得多，轨道底端与水平地面相切．弹射装置将一个小球（可视为质点）从

点水平弹射向

点并进入轨道，经过轨道后从

点水平抛出，已知小物体与地面

段间的动摩擦因数

，不计其它机械能损失，

段长

，圆的半径

，小物体质量

，轨道质量为

，

，求：

（1）若

，小物体从

点抛出后的水平射程；

（2）若

，小物体经过轨道的最高点时管道对小物体作用力的大小和方向；

（3）设小球进入轨道之前，轨道对地面的压力大小等于轨道自身的重力，当

至少为多大时，可出现轨道对地面的瞬时压力为零．

参考答案

1．C

【解析】

【详解】

同步卫星受到地球的万有引力提供向心力做匀速圆周运动，加速度不为零，故A错误。

因为同步卫星要和地球自转同步，所以周期一定等于24小时，故B错误。

根据

，因为ω是一定值，所以r也是一定值，所以它运行的轨道半径是确定的值，所以同步卫星的高度是唯一的，故C正确。

同步卫星做匀速圆周运动，线速度的大小不变，但方向不断变化。

故D错误。

2．D

【解析】

【详解】

同缘传动时，边缘点的线速度相等，故：

vA=vB；根据v=ωr，可知半径大的B角速度小。

故A错误；点A的向心加速度大小不变，但方向不断变化。

故B错误；同轴传动时，角速度相等，故：

ωB=ωC；根据v=ωr，可知半径大的B点的线速度大。

故C错误；同轴传动时，角速度相等，故：

ωB=ωC；而B角速度小于A点的角速度，所以A点的角速度大于C点的角速度。

故D正确。

3．D

【解析】

【详解】

滑动摩擦力可以做正功，如轻轻放到水平运动的传送带上的物体，物体开始运动时，传送带对物体的滑动摩擦力对物体做了正功，故A错误。

静摩擦力方向可能与运动方向相同，所以静摩擦力可能做正功。

比如在倾斜的传送带上，木块与传送带一起向上运动，所受静摩擦力方向向上，静摩擦力做正功。

故B正确，作用力和反作用力可能都做正功，做功的代数和不一定为零。

比如两个人滑冰，相互推开，在推开的过程中，作用力与反作用力都做正功。

故C错误。

重力属于保守力，重力对物体做的功与路径无关，只与始末位置有关，故D正确。

4．A

【解析】

由于两个物体质量相同、下落高度相同，所以重力对两物体做的功相同，A选项正确．由于下落的时间不同，所以重力的平均功率不相同，B选项错误．根据机械能守恒可知，两物体到达底端时动能相同，即速度大小相同、方向不同，D选项错误．由瞬时功率的计算式可得PA＝mgvcosθ，PB＝mgv，因此，到达底端时重力的瞬时功率PA＜PB，C选项错误．

5．C

【详解】

水平拉力F将小球缓慢地拉到细线成水平状态过程中，缓慢则是速率不变，则由动能定理可得

WF﹣mgh=0

可得拉力F做功为

WF=mgL

故C正确，ABD错误。

6．A

【解析】

【详解】

当有多个力对物体做功的时候，总功的大小就等于用各个力对物体做功的和；由于力F1对物体做功4J，F2对物体做的功就为-3J；F1与F2对物体做总功4-3=1J，故选A。

7．D

【解析】

【详解】

卫星绕地球做圆周运动，靠万有引力提供向心力，

；线速度

，根据题意ra＜rb=rc，所以b、c的线速度大小相等，小于a的线速度，故A错误；向心加速度

，则b、c的向心加速度大小相等，且小于a的向心加速度，选项B错误；若b减速，万有引力大于向心力，做近心运动，离开原轨道，所以不会与同轨道上的卫星c相遇。

故C错误；卫星由于某原因，轨道半径缓慢减小，根据公式

，则线速度增大。

故D正确.

8．B

【详解】

手将1kg的物体提起1m，则物体的重力势能增加W=mgh=10J，物体的速度变为2m/s，则物体的动能增加为

即2J，手对物体做的功等于物体的重力势能的增加量和动能增加量之和，故手对物体做工12J，根据动能定理，合外力做功等于物体的动能变化量，所以合力做功2J.物体克服重力做功等于物体的重力势能增加量，所以为10J,选B．

9．C

【解析】

【详解】

由功的计算公式W=FScosα可知，支持力方向垂直斜面向上，与位移的方向夹角小于90°，支持力一定做正功，故A错误；摩擦力是否存在需要讨论：

当加速度较小时，摩擦力Ff沿斜面向上，即a＜gtanθ，摩擦力沿斜面向上，做负功。

当加速度较大时，摩擦力Ff沿斜面向下，即a＞gtanθ，摩擦力沿斜面向下，做正功。

当a=gtanθ时，摩擦力不存在，不做功，故C正确，B错误；根据动能定理可知，合外力做功为mas，选项D错误。

10．D

【详解】

当撤去力F后，物体向右运动的过程中，弹簧先由压缩状态变到原长，再伸长，所以弹簧的形变量先减小后增大，则弹簧的弹性势能先减少后增加．故A错误，D正确．撤去力F后，物体向右运动，弹簧的弹性势能转化为物体的机械能（动能），即物体的机械能（动能）增加，后来弹簧处于伸长状态，物体的机械能又转化为弹簧的弹性势能，即物体的机械能（动能）减小，综上，物体的机械能（动能）先增加后减少，故BC错误．

11．ACD

【详解】

原来小球和车有共同的速度，当小车遇到障碍物突然停止后，小球由于惯性会继续运动，小球冲上圆弧槽，则有两种可能，一是速度较小，滑到某处小球速度为0，根据机械能守恒有：

mv2=mgh

解得

可能速度v较大，小球滑到与圆心等高的平面上方，未到达圆轨道最高点时离开轨道，则h＜2R．根据机械能守恒有

v′＞0，则

也可以速度v足够大，小球能做完整的圆周运动，h=2R，故ACD可能，B不可能；

故选ACD。

12．BD

【解析】

衣服受重力、筒壁的弹力和摩擦力作用，选项A错误；衣服随筒壁做圆周运动的向心力由筒壁的弹力提供，选项B正确；筒壁对衣服的摩擦力等于衣服的重力，随转速的增大摩擦力不变，选项C错误；转速一定时，根据F=mω2r可知筒壁对衣服的弹力随着衣服含水量m的减少而减小，选项D正确；故选BD.

点睛：

本题是生活中圆周运动中的离心运动问题，在该类问题中，物体做离心运动是由于物体受到的指向圆心的合力（提供的向心力）小于物体需要的向心力的原因，不能理解为物体受到离心力的作用．要学会应用物理知识分析实际问题．

13．AC

【解析】

圆盘在匀速转动的过程中，P靠静摩擦力提供向心力，方向指向O点．故A正确，B错误．在转速一定的条件下，角速度不变，根据f=mrω2知，静摩擦力的大小跟P点到O点的距离成正比．故C正确．在P点到O点的距离一定的条件下，根据f=mrω2知，静摩擦力的大小与圆盘转动的角速度平方成正比．故D错误．故选AC．

14．BC

【解析】

绳子断开前，小球做匀速圆周运动，合力指向c点，对小球受力分析，受重力G，a绳子的拉力F1，b绳子的拉力F2，根据牛顿第二定律有：

F1=mg；F2=mω2lb

小球的线速度为：

v=ωlb

绳子断开后，杆停止转动，由于惯性，小球将绕A点转动，若速度较小，小球将在垂直于平面ABC的竖直平面内摆动；若速度较大，也有可能在垂直于平面ABC的竖直平面内绕A点做完整的圆周运动．在最低点时：

Fa-mg=m

，可知Fa＞F1．故A错误，BC正确．绳未烧断前，a绳的拉力等于小球的重力，b绳的拉力提供向心力，有：

Fb＝mlbω2．故D错误．故选BC．

15．AD

【分析】

飞船受到地球的万有引力作用，根据引力做功的正负，分析动能变化，比较A、B两点速度大小；根据变轨时加速，分析两个轨道上B点的速度关系；根据开普勒第三定律比较周期；由万有引力等于向心力，列式比较加速度．

【详解】

飞船从A向B运动的过程中，地球的万有引力做负功，动能减小，速度减小，则在轨道Ⅰ上经过B的速度小于经过A的速度，故A正确；飞船要在B点从椭圆轨道Ⅰ进入圆形轨道Ⅱ，火箭必须点火加速，则在轨道Ⅱ上经过B的动能大于在轨道Ⅰ上经过B的动能，故B错误；由图看出，飞船在轨道Ⅰ上椭圆运动的半长轴小于在轨道Ⅱ上圆周运动的半径，根据开普勒第三定律a3/T2=k可知，轨道Ⅰ上运动的周期小于在轨道Ⅱ上运动的周期，故C错误；由

，得

，经过同一点B，r相同，则加速度相同，故D正确。

故选AD．

16．

（1）

（2）

（3）

【解析】

试题分析：

根据圆周运动知识和已知物理量求出轨道半径；根据万有引力提供向心力，列出等式求出中心体的质量和加速度．

（1））根据

，可得：

（2）行星的加速度：

（3）根据万有引力提供向心力由

，解得：

点睛：

本题主要考查了万有引力与圆周运动问题．根据万有引力提供向心力，列出等式可求出中心体的质量．

17．

（1）1.0m/s2

（2）20s（3）45m/s

【解析】

试题分析：

（1）根据连续相等时间内的位移之差是一恒量，求出汽车的加速度大小．

（2）根据牛顿第二定律求出匀加速运动的牵引力，结合功率得出匀加速运动的末速度，再结合速度时间公式求出匀加速运动的时间．

（3）当牵引力等于阻力时，速度最大，根据阻力的大小得出牵引力的大小，从而根据P=Fv求出最大速度的大小．

解：

（1）汽车做匀加速直线运动，△x=x2﹣x1=a•△T2

a==m/s2="1.0"m/s2．

（2）做匀加速直线运动的汽车所受合力为恒力，由牛顿第二定律得：

F﹣Ff=ma，

所以F=ma+Ff="3600"N，

随着速度的增大，汽车的输出功率增大，当达到额定功率时，匀加速运动的过程结束，

由P=Fv得

v1==m/s="20"m/s，

由匀加速运动公式v=at得：

t=="20"s．

（3）当汽车达到最大速度时，有F′=Ff="1600"N．

由P=F′v，得v==m/s="45"m/s．

答：

（1）汽车的加速度大小为1.0m/s2；

（2）匀加速运动状态最多能保持20s；

（3）汽车所能达到的最大速度为45m/s．

18．

（1）

（2）1.1N，方向竖直向下．（3）5m/s

【详解】

（1）设小球到达c点处速度为v，由动能定理，得－μmgL－mg4R＝

mv2－

mv02

小球由c点做平抛运动，有4R＝

gt2

x＝vt

联立并代入数值解得小球从最高点c抛出后的水平射程：

x＝

（2）当小球通过c点时，由牛顿第二定律得:

FN＋mg＝m

代入数值解得管道对小球作用力:

FN＝1.1N，方向竖直向下．

（3）要使小球以最小速度v0运动，且轨道对地面的压力为零，则小球的位移应该在“S”形道中间位置，设小球到达c点处速度为vc，由动能定理，得

－μmgL－mg2R＝

mvc2－

mv02

当小球通过c点时，由牛顿第二定律得：

FN′＋mg＝m

要使轨道对地面的压力为零，则有FN′＝Mg

联立并代入数值解得：

v0＝5m/s.