2021抚州黎川县高一下学期期末物理试题含答案

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2020—2021学年度下学期期末质量检测高  一  物  理 试  题 本试卷分为第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共100分，考试时间90分钟注意事项：第Ⅰ卷的答案填在答题卷方框里，第Ⅱ卷的答案或解答过程写在答题卷指定处，写在试题卷上的无效．第Ⅰ卷（选择题） 一、选择题（每小题4分，共48分，1-7题只有一个选项正确，8-12题有多个选项正确，全部选对得4分，选不全得2分，多选或选错得0分）1．如图为一压路机的示意图，其大轮半径是小轮半径的1.5倍．A、B分别为大轮和小轮边缘上的点．在压路机前进时(    )A．A、B两点的线速度之比为VA:VB=2:3
B．A、B两点的线速度之比为VA:VB=3:2
C．A、B两点的角速度之比为ωA:ωB=3:2
D．A、B两点的向心加速度之比为αA:αB=2:32．如图所示，一个质量均匀分布的半径为R的球体对球外质点P的万有引力为F。如果在球体中央挖去半径为r的一部分球体，且，则原球体剩余部分对质点P的万有引力变为(    )A．           B．         C．          D．3．2019年3月10日，全国政协十三届二次会议第三次全体会议上，相关人士透露：未来十年左右，月球南极将出现中国主导、多国参与的月球科研站，中国人的足迹将踏上月球。假设你经过刻苦学习与训练后成为宇航员并登上月球，你站在月球表面沿水平方向以大小为v0的速度抛出一个小球，小球经时间t落到月球表面上的速度方向与月球表面间的夹角为θ，如图所示。已知月球的半径为R，引力常量为G。下列说法正确的是(    )A．月球表面的重力加速度为       B．月球的质量为
C．月球的第一宇宙速度为
D．绕月球做匀速圆周运动的人造卫星的最小周期为 4．设一个学生在平直公路上以一般速度行驶自行车，所受阻力约为车、人总重的倍，则骑车人的功率最接近于(    )A．1000W B．1W C．100W D．10W5．如图所示，固定的竖直光滑长杆上套有质量为m的小圆环，圆环与水平状态的轻质弹簧一端连接，弹簧的另一端连接在墙上，且处于原长状态．现让圆环由静止开始下滑，已知弹簧原长为L，圆环下滑到最大距离时弹簧的长度变为2L(未超过弹性限度)，则在圆环下滑到最大距离的过程中(    )A．圆环的机械能守恒
B．弹簧弹性势能变化了
C．圆环下滑到最大距离时，所受合力为零
D．圆环重力势能与弹簧弹性势能之和保持不变6．一质量为0.2kg的小钢球由距地面5m高处自由下落，与地面碰撞后又以等大的动量被反弹，碰撞作用时间为0.1s。若选向上为正方向，g取10m·s-2，下列说法中正确的是(    )A．小钢球碰地前后的动量变化是2kg·m/s
B．小钢球碰地过程中受到的合冲量是4N·s
C．地面受到小钢球的平均压力为40N
D．引起小钢球动量变化的是地面对小钢球弹力的冲量7．两个半径为R的相同的金属球，分别带q和-3q的电荷量．当球心相距r=3R放置时，两球相互作用力为F.若将两球接触后放回原来的位置，则两球之间的相互作用力(    )A．等于F B．等于 C．大于 D．小于8．关于如图a、b、c、d所示的四种圆周运动模型，说法正确的是(    )图a                图b                  图c              图d   A．如图a所示，汽车安全通过供桥最高点时，车对桥面的压力大于车的重力
B．如图b所示，在固定圆锥筒内做匀速圆周运动的小球，受重力、弹力和向心力
C．如图c所示，轻质细杆一端固定一小球，绕另端0在竖直面内做圆周运动，在最高点小  球所受合力可能为零
D．如图d所示，火车以规定速度经过外轨高于内轨的弯道，向心力由火车所受重力和支 持力的合力提供9．2018年12月8日“嫦娥四号”发射升空，它是探月工程计划中第四颗人造探月卫星．已知万有引力常量为G，月球的半径为R，月球表面的重力加速度为g，“嫦娥四号”绕月球做圆周运动的轨道半径为r，绕月周期为T.则下列说法中正确的是(    )A．“嫦娥四号”绕月运行的速度大小为
B．月球的第一宇宙速度大小为
C．“嫦娥四号”绕行的向心加速度大于月球表面的重力加速度g
D．月球的平均密度为10．如图所示，一质量为3.0kg、长度为7m的长木板A置于光滑水平地面上，其右端有一质量为1.0kg的小物块B，已知A、B间的动摩擦因数为0.4，现使A、B同时获得大小均为4.0m/s，方向相反的初速度，g取10m/s2，以下分析中正确的是(    )A．物块B将从木板A上滑落              
B．物块B加速运动时，物块A的速度大小可能为1m/s
C．物块B加速运动时，物块A的速度大小可能为2.5m/s
D．物块B向左运动的最大位移为2m11．如图所示，在光滑的水平桌面上有体积相同的两个小球A，B，质量分别为m=0.1kg和M=0.3kg，两小球中间夹着一根压缩的轻弹簧，原来处于静止状态，同时放开A、B球和弹簧，已知A球脱离弹簧时的速度为6m/s，接着A球进人与水平面相切、半径为0.5m的竖直面内的光滑半圆形固定轨道内运动，P、Q为竖直半圆形轨道的直径，g=10m/s2，下列说法正确的是A．A球脱离弹簧时B球获得的速度大小为2m/s
B．弹簧弹开过程，弹力对A球的冲量大小为0.2N·s
C．A球从P点运动到Q点过程中所受合外力的冲量大小为1N·s
D．弹簧储存的弹性势能为2.4J12．静止在地面上的一小物体，在竖直向上的拉力作用下开始运动，在向上运动的过程中，物体的机械能与位移的关系图象如图所示，其中0~s1，过程的图线是曲线，s1~s2：过程的图线为平行于横轴的直线．关于物体上升过程（不计空气阻力）的下列说法正确的是（    ）A．0~s1过程中物体所受的拉力是变力，且不断减小B．s1~s2过程中物体做匀速直线运动C．0~s2过程中物体的动能先增大后减小D．0~s2过程中物体的加速度先减小再反向增大，最后保持不变且等于重力加速度第Ⅱ卷（非选择题） 二、实验题（本题包括2小题，共15分．解答时只需把答案填在答题卡上，不必写出验算步骤）13．（9分）用如图甲所示实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒，m2从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一系列的点；图乙给出的是实验中获取的一条纸带，O是打下的第一个点，每相邻两个计数点间还有4个点未标出，交流电的频率为50Hz，计数点间的距离如图中所示。已知m1=60g，m2=180g，则(结果均保留2位有效数字)（1）在打点0到5过程中系统动能的增加量△Ek=________J，系统势能的减少量△Ep=________J。(g=9.8m/s2) （2）若v表示纸带上某点瞬时速度，h表示该点到O点的距离，某同学经过多次实验作出v2-h图象如图丙所示，则当地的实际重力加速度g=________m/s2。14．（6分）在实验室里为了验证动量守恒定律，一般采用如图甲、乙所示的两种装置：（1）若入射小球质量为m1，半径为r1；被碰小球质量为m2，半径为r2，则________．A．m1>m2   r1>r2         B．m1>m2   r1<r2      C．m1>m2   r1=r2         D．m1<m2   r1=r2 （2）若采用图乙所示装置进行实验，以下所提供的测量工具中必需的是________．A．直尺      B．游标卡尺    C．天平     D．弹簧测力计    E.秒表（3）设入射小球的质量为m1，被碰小球的质量为m2，则在用图甲所示装置进行实验时(P为碰前入射小球落点的平均位置)，所得“验证动量守恒定律”的结论为______________(用装置图中的字母表示)  三.计算题9+9+9+10=37分，解答时需写出必要文字说明、方程式和重要验算步骤）15．（9分）已知月球半径为R，月球表面的重力加速度为g0，飞船在绕月球的圆形轨道Ⅰ上运动，A点距月球表面的高度为月球半径的3倍，飞船到达轨道Ⅰ的A点时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道的近月点B时再次点火进入近月轨道Ⅲ绕月球做圆周运动。已知引力常量G，把月球看做质量分布均匀的球体，求：
（1）月球的质量和飞船在轨道Ⅰ上运动的周期；（2）飞船从轨道Ⅱ上的远月点A运动至近月点B所用的时间；（3）如果在轨道Ⅰ、Ⅲ上分别有一颗卫星，它们绕月球飞行方向相同，某时刻两卫星相聚最远，则再经过多长时间，它们会第一次相聚最近？        16．（9分）如图所示，小车M处在光滑水平面上，其上表面粗糙，靠在(不粘连)半径为R=0.2m 的1/4 光滑固定圆弧轨道右侧，一质量m =1kg的滑块(可视为质点)从A点正上方H=3m处自由下落经圆弧轨道底端B滑上等高的小车表面。滑块在小车上最终未离开。已知小车质量M=3kg，滑块与小车间的动摩擦因数μ=0.2.(取g=10m/s2)
求：（1）滑块通过A点时滑块受到的弹力大小和方向（2）小车M的最小长度

           17．（9分）如图所示，上端固定着弹射装置的小车静置于粗糙水平地面上，小车和弹射装置的总质量为M，弹射装置中放有两个质量均为m的小球．已知M=3m，小车与地面间的动摩擦因数为μ=0.1.为使小车到达距车右端L=2m的目标位置，小车分两次向左水平弹射小球，每个小球被弹出时的对地速度均为v.若每次弹射都在小车静止的情况下进行，且忽略小球的弹射时间，g取10m/s2，求小球弹射速度v的最小值．
 
  
18．（10分）如图甲所示，物块A、B的质量分别是mA=4.0kg和mB=3.0kg。用轻弹簧拴接，放   在光滑的水平地面上，物块B右侧与竖直墙壁相接触。另有一物块C从t=0时以一定速度向右运动，在t=4s时与物块A相碰，并立即与A粘在一起不再分开，C的v-t图象如图乙所示。求：
                   （1）C的质量mc
（2）t=8s时弹簧具有的弹性势能Ep1，4-12s内墙壁对物块B的冲量大小I；
（3）B离开墙后的运动过程中弹簧具有的最大弹性势能Ep2。
      
物  理  答  案 【答案】1. D 2. C 3. C 4. C 5. B 6. B 7. D
8. CD 9. AD 10. CD 11. ACD 12.ACD 二、实验题（本题包括2小题，13题每空3分、14题每空2分 共15分13. ；；  【解答】
根据在匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度大小等于该过程中的平均速度，可知打第5个点时的速度为：，所以系统动能的增加量，保留两位有效数字，故；
系统势能的减少量，保留两位有效数字，故。
由，得，斜率，计算得出 。
故答案为：；；14. ； ；     。【解答】为保证两球发生对心正碰，两球的半径应相等，为防止碰撞后入射球反弹，入射球的质量应大于被碰球的质量，故选C；
小球离开轨道后做平抛运动，由得小球做平抛运动的时间，由于小球做平抛运动时抛出点的高度h相同，
则它们在空中的运动时间t相等，验证碰撞中的动量守恒，需要验证：，
则：，，由图乙所示可知，需要验证：，
因此实验需要测量的量有：入射小球的质量，被碰小球的质量，入射小球碰前平抛的水平位移，入射小球碰后平抛的水平位移，被碰小球碰后平抛的水平位移．实验需要刻度尺与天平，故选AC；
若选用甲所示装置，验证碰撞中的动量守恒，需要验证：。 三．计算题（9分+9分+9分+10分=37分，解答时需写出必要文字说明、方程式和重要验算步骤） 15. 解：质量为的物体在月球表面，有  
则月球的质量： .........................(2分)飞船在轨道Ⅰ上运动，由万有引力提供向心力得      
飞船在轨道Ⅰ上运动的周期：     (1分)设飞船在轨道Ⅱ上运动的周期为，轨道Ⅱ的半长轴为，由开普勒第三定律得  .....................(2分)飞船从轨道Ⅱ上的远月点A运动至近月点B所用的时间  ，则    ...............(1分)设卫星在轨道Ⅲ上的周期为 ，有  ， .............(1分)设两卫星再经过t时间会第一次相聚最近，有  ....................................(1分)     .................................(1分)或设卫星在轨道Ⅲ上的角速度为 ，有  ， 卫星在轨道Ⅰ上的角速度为设两卫星再经过t时间会第一次相聚最近，有          解：
物块运动到A，由机械能守恒 ，解得：，...(2分）在A点由牛顿第二定律，滑块受到的弹力：，方向水平向右（2分）(2)    由机械能守恒：   ，解得：，   （2分）此后物块滑到车上，二者由于相互的摩擦力运动状态变化，滑块在小车上最终未离开，故二者最终达到共速；但由于水平方向对二者整体而言，不受外力，故整体水平方向动量守恒，故有：，解得二者的共同速度为：，    （2分）从物块滑上小车到二者共速，在该过程中，由能量守恒定律可得：，当滑块恰滑到小车末端时，小车的长度最小，解得小车M的最小长度：。                         （1分）  17. 解：小球第一次被弹射时，规定小车的运动方向为正方向，
由动量守恒定律得
                 （2分）
小车向右滑行过程，根据动能定理得
              （2分）
第二次弹射时，规定小车的运动方向为正方向，
由动量守恒定律得
                              （2分）
小车向右滑行过程，根据动能定理得
                                  （2分）
根据几何关系得
由以上各式可得                                （1分）   
答：小球弹射速度v的最小值是 ．  18. 解：由题图乙知，C与A碰前速度为，碰后速度大小为，（1分）C与A碰撞过程动量守恒，则有      （1分）  
解得：            （1分）
根据能量守恒可知：    （2分）
取水平向左为正方向，根据动量定理可得：                    （1分）
由题图可知，12s时B离开墙壁，此时A、C的速度大小，之后A、B、C及弹簧组成的系统动量和机械能守恒，且当A、C与B的速度相等时，弹簧弹性势能最大，则有            （1分）
           （2分）
解得：                              （1分）