2021长春十一中高一下学期第一学程考试物理试卷含答案

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第Ⅰ卷（共 60分）

一、选择题：本题共12小题，每小题5分.在1—8每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的。9-12小题有多个选项是符合要求的，有漏选项得3分，有错选项得0分。

1．下列说法中正确的是（　　）

A． 被誉为“中国航天之父”的人是钱学森

B．牛顿进行了“月—地检验”，得出天上和地面引力遵循不同规律

C．伽利略通过实验验证了力是维持物体运动的原因

D．开普勒通过亲自天文观测并得出行星运行规律

2．如图所示，小明用与水平方向θ角的轻绳拉木箱，绳中张力为F，木箱沿水平地面向右移动了一段距离l．已知木箱与地面间的动摩擦因数为μ，木箱质量为m，木箱受到的(   )

A．支持力做功为

B．拉力做功为

C．重力做功为

D．滑动摩擦力做功为

3．汽车在平直公路上时，在一段时间内，发动机以恒定功率工作，则图中各v-t 图像，反映汽车运动情况可能正确的是

A．①和② B．①和③ C．②和④ D．③和④

4．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：2：3

B．A、B两点的线速度之比为：3：2

C．A、B两点的角速度之比为：3：2

D．A、B两点的向心加速度之比为：2：3

5．“嫦娥五号”探测器自动完成月面样品采集，并从月球起飞，返回地球。若已知月球半径为R，“嫦娥五号”在距月球表面高度为R的圆轨道上飞行，周期为T，万有引力常量为G，下列说法正确的是（　　）

A．月球的质量为 B．月球表面的重力加速度为

C．月球的密度为 D．月球第一宇宙速度为

6．中国北斗卫星导航系统（BeiDouNavigationSatelliteSystem，BDS）是中国自行研制的全球卫星导航系统，是继美国全球定位系统（GPS）。俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统（GLONASS）之后第三个成熟的卫星导航系统。北斗卫星导航系统的卫星有地球静止轨道卫星和非静止轨道卫星组成，关于地球静止轨道卫星（即地球同步卫星）的说法正确的是（　　）

A．相对于地面静止，离地面高度为在R~4R（R为地球半径）之间的任意值

B．运行速度大于7.9km/s

C．角速度大于静止在地球赤道上物体的角速度

D．向心加速度大于静止在地球赤道上物体的向心加速度

7．如图甲，一长为R且不可伸长的轻绳一端固定在O点，另一端系住一小球，使小球在竖直面内圆周运动，小球经过最高点的速度大小为v，此时绳子拉力大小为F，拉力F与速度的平方v2的关系如图乙所示，以下说法正确的是（　　）

A．绳长不变，用质量更大的球做实验，得到的图线斜率更大

B．利用该装置可以得出小球的质量

C．小球质量不变，换绳长更长的轻绳做实验，图线a点的位置不变

D．利用该装置可以得出重力加速度

 8．由于潮汐力的作用，地球与月球之间的距离会缓慢减小，当月球表面的物体受到地球对它的引力与月球对它的引力大小相等时，月球开始瓦解。已知地球的半径为R，地球表面的引力加速度是月球表面的引力加速度的6倍。不考虑自转影响，当月球开始瓦解时，月球表面到地球表面的最小距离为（　　）

A． B． C． D．

9．有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（　　）

A．如图a，汽车通过拱桥的最高点处于超重状态

B．如图b所示是一圆锥摆，增大θ，但保持圆锥的高度不变，则圆锥摆的角速度不变

C．如图c，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别做匀速圆周运动，则在A位置小球所受筒壁的支持力要大于在B位置时的支持力

D．如图d，火车转弯超过规定速度行驶时，外轨对外轮缘会有挤压作用

10．国际研究小组借助于智利的超大望远镜，观测到了一组双星系统，它们绕两者连线上的某点O做匀速圆周运动，如图所示．此双星系统中体积较小成员能“吸食”另一颗体积较大星体表面物质，达到质量转移的目的，被吸食星体的质量远大于吸食星体的质量．假设在演变的过程中两者球心之间的距离保持不变，则在最初演变的过程中（   ）

A．它们做圆周运动的万有引力保持不变

B．它们做圆周运动的角速度不断变大

C．体积较大星体圆周运动轨迹半径变大

D．体积较大星体圆周运动的线速度变大

11．如图所示，一个内壁光滑的弯管处于竖直平面内，其圆弧半径为R。现有一个半径略小于弯管横截面半径的光滑小球在弯管里运动，小球通过最高点时速率为v0，重力加速度大小为g，则下列说法中正确的是 （　　）

A．若v0=，则小球对管壁无压力 

B．若v0>，则小球对管外壁有压力

C．若0<v0<，则小球对管内壁有压力 

D．不论v0多大，小球对管内壁都有压力

12．如图所示，在匀速转动的水平圆盘上，沿半径方向放着用细绳相连的质量均为m的两个物体A和B，它们分居圆心两侧，与圆心距离分别为RA＝r，RB＝2r，与盘间的动摩擦因数μ相同，当圆盘转速缓慢加快到两物体刚好要发生滑动时，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g,则下列说法正确的是(   )

A．此时绳子张力为3μmg

B．此时A所受摩擦力方向沿半径指向圆内

C．此时圆盘的角速度为

D．此时烧断绳子，A仍相对盘静止，B将做离心运动

第Ⅱ卷（共 50分）

二、填空题：本题共1小题,每个空2分，共8分.

13．如图所示为某课题小组设计的探究圆周运动向心力的实验装置。有机玻璃支架上固定一个直流电动机，电动机转轴上固定一个半径为的塑料圆盘，圆盘中心正下方用细线连接一个重锤，圆盘边缘连接细绳，细绳另一端连接一个小球。实验操作如下：

①利用天平测量小球的质量，记录当地的重力加速度的大小；

②闭合电源开关，让小球做如图所示的匀速圆周运动，调节激光笔2的高度和激光笔1的位置，使激光笔1射出的激光束竖直、激光笔2射出的激光束水平，并让激光都恰好照射到小球的中心，水平激光束与竖直细线的交点为；

③当小球第一次到达点看到反射光时开始计时，并记录为1次，最后记录小球次到达点的时间；

④切断电源，待小球停止转动，设法用刻度尺测量点到竖直激光束的距离和点到塑料圆盘的距离；

⑤改变质量、转速、绳长或半径等物理量，重启电源，如上所述反复多次实验，并记录相关数据。全部结束后，整理器材。

请回答下列问题：

(1)下列说法正确的是___________

A． 小球运动的周期为

B． 小球运动的线速度大小为

C． 小球运动的向心力大小为

D． 若电动机转速增加，激光笔1、2应分别左移、升高

(2)该小组换用较长的细绳连接同一个小球做第二次实验，调整转动的角速度，但使小球转动的半径保持不变。第二次实验跟第一次实验相比，角速度___________，小球做圆周运动所受的向心力___________（均选填“变大”、“变小”或“不变”）。

(3)某次实验中，若已测出、，，，，取3.14，通过计算可知当地重力加速度大小应为________（结果保留3位有效数字）。

三、解答题：本题共4小题,共42分，其中14小题8分，15小题8分，16小题10分，17小题16分.

14．从空中以10m/s的初速度水平抛出一质量为1kg的物体，物体在空中运动了3s后落地，不计空气阻力，取g=10m/s2，求3s内物体所受重力做功的平均功率和落地时重力做功的瞬时功率。

15．高速公路拐弯处的路面通常都是外高内低。如图所示，在某路段汽车向左拐弯，其运动可视为半径为R的圆周运动，汽车左侧的路面比右侧的路面低一些，高度差为h，路基的水平宽度为d，路面的宽度为l。已知重力加速度为g，要使车轮与路面之间的横向（即垂直于前进方向）摩擦力等于零，汽车转弯时的车速应为多少?

16．2019年1月3日，嫦娥四号探测器成功着陆在月球背面东经177.6度、南纬45.5度附近的预选着陆区，并传回了世界第一张近距离拍摄的月背影像图，揭开了月球背面的神秘面纱。假设月球的质量均匀分布，有一宇航员站在月球表面上沿竖直方向以初速度v0向上抛出一个小球，测得小球经时间t落回原点，已知月球半径为R，万有引力常量为G，求：(1)月球表面的重力加速度g；(2)月球的平均密度ρ；(3)绕月球表面附近做匀速圆周运动的探测器的速率v。

17．如图所示，装置KOO′可绕竖直轴O′O转动，杆KO水平，可视为质点的小环A与小球B通过细线连接，细线与竖直方向的夹角=37°，小环A套在杆KO上，小球B通过水平细线固定在转轴上的P点，已知小环A的质量mA=0.6kg，小球B的质量mB=0.4kg，细线AB长L=0.5m，细线BP长l=0.2m。（重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）。求：

（1）若装置静止，求杆KO对小环A的弹力N、摩擦力f的大小和方向；

（2）若装置匀速转动的角速度为1，小环A受到杆对它的f大小变为零，细线AB与竖直方向夹角仍为37°，求角速度1的大小和细线BP中张力T的大小；

（3）小环A与杆KO间的动摩擦因数为0.6，且可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力。当装置以不同的角速度匀速转动时，小环A受到的摩擦力大小为f。试通过计算在坐标系中作出小环A与杆发生相对滑动前的f-2关系图像。

物理答案

1．A   2．B  3．C   4．D  5．B  6．D   7．A   8．D   9．BD  10．CD  11．ABC   12．AC

13．BD    变小    变小    9.86   

【详解】

(1)[1] A．从球第1次到第n次通过A位置，转动圈数为n−1，时间为t，故周期为

故A错误；

B．小球的线速度大小为

故B正确；

C．小球受重力和拉力，合力提供向心力，设线与竖直方向的夹角为α，则

故

故C错误；

D．若电动机的转速增加，则转动半径增加，故激光笔1、2应分别左移、上移，故D正确；

故选BD。

(2)[2][3] 换用较长的细绳连接同一个小球做第二次实验，调整转动的角速度，但使小球转动的半径保持不变,设细绳与竖直方向的夹角为，用较长的细绳连接时角变小，对小球受力分析得

联立可解得角变小时，向心力变小，角速度变小。

(3)[4]小球受重力和拉力，合力提供向心力，设线与竖直方向的夹角为α

小球做圆周运动的周期T=2s

解得

14．150W，300W

【详解】

设物体从抛出到落地的竖直位移为h，则

3s内重力做功

3s内重力做功的平均功率

解得

设该物体在3s末落地时在竖直方向的速度

则物体落地时重力做功的瞬时功率为

解得

15．

【详解】

要使车轮与路面之间的横向摩擦力等于零，应使汽车受到的重力、支持力的合力恰好作为向心力，由向心力公式可得

其中路面与水平面的夹角满足

联立可得。

16．(1)；(2)；(3)

【详解】

(1)在月球表面做竖直上抛运动，则   

(2)月球表面     

解得月球的平均密度

(3)探测器绕月球做圆周运动由万有引力提供向心力：

探测器的速率

17．（1）弹力10N，竖直向上，摩擦力3N水平向左；（2），3.8N；（3）见解析

（1）对AB整体

对B

联立得

（2）设AB中张力为T′

对A    ，

对B   

联立，解得

（3）

即

（以向左为正方向）

f-2关系图像为