2020-2021学年河南省许昌市高一下学期期末质量检测 物理

2020-2021学年河南省许昌市高一下学期期末质量检测 物理

一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1－7小题只有一项符合题目要求，第8－10小题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。用2B铅笔把所选答案涂在答题卡上。

1.牛顿得出了万有引力与物体质量及它们之间距离的关系，但却无法算出两个天体之间万有引力的大小，因为他不知道引力常量G的值。在牛顿发现万有引力定律100多年之后，在实验室里通过几个铅球之间万有引力的测量、比较准确地得出了G的数值的科学家是

A.卡文迪许     B.伽利略     C.开普勒     D.库伦

2.如图所示，一物体在光滑水平面上以某一速度开始运动。在物体开始运动的同时，在该光滑水平面内给物体施加个大小恒定方向始终与物体任一时刻的速度方向垂直的力F，该物体刚好以光滑水平面内的某一固定点O为圆心做圆周运动。则下列说法正确的是

A.该物体的加速度方向始终不变         B.力F始终对该物体不做功

C.力F对该物体的冲量方向始终不变     D.该物体的动量方向始终不变

3.某工作人员想通过简单的方法来测定商场中某运动中的自动扶梯的台级数。如图所示，工作人员把一个机器人放在始终斜向上运动的自动扶梯上。当机器人从扶梯底端向上沿扶梯匀速走动机器人上面的显示屏上显示，机器人共行走n1级台阶到达扶梯顶端；当机器人从扶梯顶端沿扶梯向下匀速走动，机器人上面的显示屏上显示，机器人共行走n2级台阶到达扶梯底端。设自动扶梯向上运动的速度大小始终不变，机器人沿扶梯向上、向下相对扶梯的运动速度大小相同，则关于扶梯的实际台级数n，下列说法正确的是

A.n=n1     B.n=n2     C.n1<n<n2     D.n2<n<n1

4.2021年5月15日，我国首次火星探测任务“天向一号”探测器在火星乌托邦平原南部预选着陆区成功软着陆。如图所示是携带“祝融号”火星车的着陆器从火星上空向火星表面软着陆过程的示意图，用h表示着陆器与火星表面的距离，用F表示它所受的火星引力大小，则在着陆器从火星上空向火星表面软着陆的过程中，能够描述F随h变化关系的大致图像是

5.在地月系统中，若忽略其它星球的影响，地球和月球运动情况如图所示。地球和月球在相互引力的作用下都绕O点做匀速圆周运动，两者的中心和O三点始终共线，两者分别在O点的两侧。下列说法正确的是

A.二者绕O点做圆周运动的轨道半径相同

B.二者绕O点做圆周运动的周期相同

C.二者绕O点做圆周运动的线速度大小相同

D.二者绕O点做圆周运动的向心加速度大小相同

6.如图所示，一轻质弹簧，下端与地面相连，上端与物体A相连。一条不可伸长的轻绳绕过两个光滑轻质定滑轮，一端连接物体A，另一端连一轻钩。开始时A处于静止状态，各段绳子都处于伸直状态，A上方的一段绳子沿竖直方向。现在轻钩上挂一物体B(物体B的质量大于物体A的质量)并从静止状态释放，物体A和B就在竖直方向上下往复运动(物体A不会碰触定滑轮，物体B不会碰地)。则在物体B从静止状态释放到第一次运动到最低点的过程中，下列说法正确的是

A.物体A的机械能守恒                B.物体B的机械能守恒

C.物体A和B组成的系统机械能守恒    D.弹簧、物体A和B三者组成的系统机械能守恒

7.如图所示为个实验设施，一个不光滑的圆环竖直固定在水平面上的底座上，一个有动力的小车(通过卡在圆环上的滑轮)可以在圆环上绕圆环做圆周运动。则当动力小车从最低点B沿着圆环加速运动到图中位置A的过程中，下列说法正确的是

A.动力小车所受的合力对小车所做的功等于小车机械能的增量

B.动力小车的牵引力对小车所做的功等于小车机械能的增量

C.重力对动力小车所做的功等于小车重力势能的增量

D.动力小车克服摩擦阻力所做的功等于小车和圆环之间由于摩擦而产生的热量

8.如图所示，平面直角坐标系xoy位于光滑水平面内，在x轴上有一点A。从坐标原点O开始以某一速度沿x轴正方向抛出一个物体，物体运动过程中始终受到一个沿y轴负方向的恒力F。经过一段时间，物体恰好运动到B点，且AB两点的连线和x轴垂直(图中物体的运动轨迹没有画出)。则下列说法正确的是

A.物体的运动轨迹是抛物线的一部分    B.物体的运动轨迹是双曲线的一部分

C.物体的运动轨迹是圆周的一部分      D.物体运动到B点的速度方向不可能沿着AB方向

9.如图所示，块长方体木块，放在光滑水平面上。一颗子弹(可视为质点且不计重力)以某一速度水平向右射入木块，最后子弹留在木块中。则子弹在木块中相对木块运动的过程中，下列说法正确的是

A.子弹对木块的冲量大小等于木块对子弹的冲量大小

B.子弹对木块做的功等于木块对子弹做的功

C.子弹和木块组成的系统机械能守恒

D.子弹和木块组成的系统动量守恒

10.如图所示，轻质弹簧上端固定在O点，下端悬挂一个质量为m的小球。用托盘托着小球，使弹簧刚好处于原长位置静止不动。现在突然撤去托盘，经过一段时间t，小球的速度大小为v，方向竖直向下。重力加速度大小为g。则在该运动时间t内，下列说法正确的是

A.小球的动能增量为mv2                   B.弹簧弹力对小球做的功为0

C.弹簧弹力对小球的冲量大小为mgt－mv       D.弹簧弹力对小球做功的功率为

二、实验探究题：本题共2小题，共14分。在答题卡上按题目要求答题。

11.(6分)某物理小组的同学设计了一个粗测小球摆动到最低点时的速度大小的实验。所用器材有：质量为5.00×10－1kg的小球(小球直径可忽略)、拉力传感器、长度为2.00×10－1m的细绳。实验步骤如下，请完成下列填空：

(1)实验前，将细绳的一端固定在悬点O处，细绳的另一端连接拉力传感器，传感器的另一端连接小球(传感器的长度不计)。将细绳拉至水平位置，使细绳刚好拉直，调节传感器，使其读数为零，如图甲所示。

(2)将小球从静止释放，小球就在竖直平面内不断摆动，实验中记录细线拉力F大小随摆动时间t的变化如图乙所示。观察图乙中拉力大小F的峰值随摆动时间t的变化规律，可求出小球经过最低点时对细绳的最大拉力大小为          N；小球经过最低点时的最大速度大小为          m/s。(重力加速度g的大小取9.80m/s2，取三位有效数字)

12.(8分)某同学用如图所示的装置“验证动量守恒定律”、并测量处于压缩状态下的弹簧的弹性势能。实验前，用水平仪先将光滑操作台的台面调为水平。其实验步骤为：

A.用天平测出滑块A、B的质量mA、mB；

B.用细线将滑块A、B连接，使A、B间的弹簧处于压缩状态；

C.剪断细线，滑块A、B离开弹簧后，均沿光滑操作台的台面运动，最后都滑落台面，记录A、B滑块的落地点M、N；

D.用刻度尺测出M、N距操作台边缘的水平距离x1、x2；

E.用刻度尺测出操作台面距地面的高度h。

请根据实验步骤完成下面填空：

(1)实验前用水平仪先将光滑操作台的台面调为水平，其目的为                        ；

(2)滑块A、B都离开桌面后，在空中运动的时间          (选填“相等”或“不相等”)；

(3)如果滑块A、B组成的系统水平动量守恒，须满足的关系是          (用测量的物理量表示)；

(4)剪断细线前，弹簧处于压缩状态下的弹性势能是          (用测量的物理量和重力加速度g表示)。

三、综合应用题：本题共4小题，共46分。在答题卡上作答。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

13.(10分)如图所示，一固定曲面AB与水平地面BC在B点平滑相连。一质量m=1kg的小滑块从水平地面上的C点，在水平向左的恒力F=N作用下，由静止开始沿水平地面向左运动。当物体运动到B点时立即撤去恒力F，物体沿曲面运动到最高点A时刚好速度为零。已知曲面的高度为h=0.2m，小滑块与地面之间的动摩擦因数为µ=0.1，B、C之间的距离为x=1.5m。重力加速度大小g=10m/s2。求：小滑块在曲面上由于摩擦而产生的热量。

14.(10分)用长度均为L=1m的细线把小球a和质量为m=2kg的小球b悬挂起来，二者静止时的状态如图所示。今对小球a加一水平向左的力F1，对小球b加一水平向右的力F2，且F1=F2=20N，重力加速度为g=10m/s2。物体在运动过程中和空气之间由于摩擦而生热，最后两个小球再次静止不动。则当两个小球最后再次静止不动时，二者组成的系统的重力势能与不加外力时相比变化了多少？

15.(12分)风洞实验室中可以产生沿水平方向、大小可调节的风力。如图所示，将一个质量为m的小球放入风洞实验室的光滑水平地面上的O点，小球以初速度v0水平向右抛出，此时调节水平风力的大小为恒定值F、F的方向始终与初速度v0的方向垂直，最后小球运动到水平地面上的P点。已知O、P两点连线与初速度v0方向的夹角为θ。试求：

(1)该小球运动到P点时的速度大小和“P点速度方向与初速度v0方向夹角的正切值”；

(2)OP之间的距离。

16.(14分)如图所示为一个实验装置，把一个质量为M的薄木板B放在光滑水平地面上，在薄木板B的最右端放上一质量为m的小物块A(可视为质点)。电动机通过水平细绳与薄木板B相连，在细绳与薄木板B连接处接轻质拉力传感器。已知小物块A与薄木板B之间的动摩擦因数为µ，重力加速度大小为g。现启动电动机使细绳开始水平向右拉薄木板B，细绳拉力的功率恒为P。当小物块A在薄木板B上运动段时间t后，小物块A开始脱离薄木板B，此时拉力传感器的读数为F(细绳足够长，薄木板B不会和电动机相碰)。试求：

(1)在时间t内，小物块A和薄木板B之间由于摩擦而产生的热量；

(2)在时间t内，拉力的冲量大小。

XCS2020—2021学年第二学期期末教学质量检测

 高一物理参考答案

一、选择题（10×4分=40分）：在每小题给出的四个选项中，第1-7小题只有一项符合题目要求，第8-10小题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

二、实验探究题（14分）：

11．（6分）（2）14.0 （填“14”也给分）（3分）；

1.91（1.88-1.94之间均给分。说明填1.98、2、2.0或2.00均不给分）（3分）。

评分标准：每空3分，共6分。

12．（8分）答案：（1）保证滑块做平抛运动；（2）相等；（3）mAx1=mBx2;（4）。

评分标准：每问2分，共8分。

三、综合应用题（46分）：

13．（10分）解：设小滑块在曲面AB上由于摩擦而产生的热量为Q，

C到A的整个过程中，由动能定理有：

（F-μmg）x+WAB摩-mgh=0     ①    （5分）

由摩擦力做功与摩擦生热的关系，有：

WAB摩=-Q                  ②    （2分）

联立①②解得：Q=（F-μmg）x-mgh     （2分）

代入数据得：Q=0.5J                  （1分）

说明：其它解法，只要合理、正确，均给分。

14．（10分）解：（1）当两个小球再次静止时的位置及受力图如图所示：（1分）

由小球b的受力图可知：tana =    ①（2分）

解得：a =60°                         （2分）

（2）由图知，小球a重力势能不变，小球b重力势能增加，小球b重力势能的变化量为：

 △EP= mg（L- Lcosa）②           （3分）

解得：△EP =10J                   （2分）

说明：其它解法，只要合理、正确，均给分。

15．（12分）解：设小球运动到P点时的速度大小为v，OP之间的距离L。以O点为坐标原点、初速度v0方向为x轴正方向、风力F方向为y轴正方向、建立平面直角坐标系，如图所示，有：

沿v0方向：x= v0t         ①（1分）

沿风力F方向：F=ma     ②（1分）

vy=at      ③（1分）

y=at2     ④（1分）

由题意知：   tanθ=    ⑤（1分）

v=        ⑥（1分）

L=       ⑦（1分）

设P点的速度方向和x轴（初速度v0）的夹角为α，有：tanα=⑧（1分）

以上联合求解得：v=v0；（2分） 

tanα=2tanθ        （1分）

L= =（1分）

说明：其它解法，只要合理、正确，均给分。

16．（14分）解：设当小物块A脱离薄木板B时，小物块A和薄木板B的速度大小分别为v1和v2；在t时间内的过程中，小物块A和薄木板B之间由于摩擦而产生的热量为Q，拉力的冲量大小为I。

（1）在运动时间t内：

（i）把小物块A和薄木板B做一个整体：

由功能关系得：Pt=mv12+Mv22+Q       ①（3分）     

由动量定理得：I=mv1+Mv2                         ②（3分） 

（ii）取小物块A，设向右为正方向，有：

μmgt=mv1                                          ③（2分） 

（2）在t时刻，有：P=Fv2                ④（2分） 

联立①②③解得：Q=Pt-m(μgt)2-M()2    （2分）

I=μmgt+M              （2分）

说明：其它解法，只要合理、正确，均给分。