吉林省长春市十一高中2021-2022学年高一（下）第一学程考试物理试题（B卷）含解析

  长春市十一高中2021——2022学年度高一下学期第一学程考试

物理试题（B）

第Ⅰ卷（共10分）

一、多选题：本题共2小题，每小题5分.共10分。选不全的得3分。

1. 质量为2×103kg，汽车以加速度2m/s2匀加速在平直路面启动，达到额定功率后保持功率恒定，发动机额定功率为80kW，若汽车所受阻力大小恒为4×103N，从静止启动后，经时间20s达到最大动能。下列判断中正确的有（　　）

A. 达到最大动能过程中发生的位移为300m

B. 起动后第2秒末时发动机实际功率是32kW

C. 匀加速运动过程中，阻力做功为4×105

D. 若汽车保持额定功率由静止启动，则当汽车速度为5m/s时，其加速度为6m/s2

【1题答案】

【答案】BD

【解析】

【详解】当牵引力等于阻力时，速度最大，则最大速度

AB．匀加速运动的牵引力为

则2s末的速度为

匀加速运动的最大速度为

可知2s末发动机的实际功率为

匀加速运动的时间为

匀加速运动位移为

从到根据动能定理得

解得

可得达到最大动能过程中发生位移为

匀加速运动过程中，阻力做功为

故B正确，AC错误；

D．若汽车保持额定功率由静止启动，则当汽车速度为5m/s时，牵引力为

根据牛顿第二定律得

解得

故D正确。

故选BD。

2. 如图所示，A、B两星球为双星系统，相距为L，围绕某定点O（未画出）做圆周运动，质量之比为，两星球半径远小于L。沿A、B连线从星球A向B以某一初速度发射一探测器，只考虑星球A、B对探测器的作用，假设弹射器初速度足够大，可以到达B星球，下列说法正确的是（　　）

A. 探测器在距星球A为处加速度为零

B. 双星的总质量一定，若双星之间的距离增大，其转动周期变大

C. 若探测器能到达星球B，其速度可能恰好为零

D. A、B两星球绕定点O做匀速圆周运动，动能之比为

【2题答案】

【答案】ABD

【解析】

【详解】A．设探测器的质量为，探测器距A星球的距离为时，两星球对探测器的引力相等，即

解得

故A正确；

C．探测器到达B的过程中，其所受合力先向左减小到0，后向右增大，故探测器先减速后加速，故C错误；

B．设做圆周运动的轨道半径为，B做圆周运动的轨道半径为，根据万有引力提供向心力分别对、得

又

联立解得

可知双星的总质量一定，若双星之间的距离增大，其转动周期变大，故B正确；

D．根据

可得

结合

可得

根据

联立可得

故D正确。

故选ABD

第Ⅱ卷（共20分）

二、填空题：本题共1小题，每空1分，共3分。

3. 如图甲所示，打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置验证机械能守恒定律。

（1）对于该实验，下列操作或要求对减小实验误差有利的是_______。

A．尽量准确测量出重物的质量

B．重物选用质量和密度较大的金属锤

C．撤手释放重物的后，马上接通打点计时器电源

（2）实验得到如图乙所示的一条纸带。在纸带上选取连续打出的三个点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为、、。已知当地重力加速度为g，打点计时器打点周期为T。设重物质量为m，打O点到打B点的过程中，重物的重力势能减少量______，动能变化量_______。在实验误差范围内，重力势能减小量与动能增加量相等，则验证了机械能守恒定律。（用题中所给条件的字母表示）

【3题答案】

【答案】    ① A    ②.     ③.

【解析】

【详解】（1）[1]A．由于减小的势能和增加的动能表达式中都有物体的质量，可以消去，因此不必测出物体的质量，A错误；

B．重物选用质量和密度较大的金属锤，可以减小空气阻力对实验的影响，B正确；

C．应先接通打点计时器电源再释放重物，C错误。

（2）[2][3]重力的势能减小量

打B点的速度等于AC段的平均速度

因此打B点时的动能

三、解答题：本题共2小题，共17分。

4. 如图所示，光滑水平面AB与竖直面的半圆形导轨在B点衔接，导轨半径R，一个质量为m的物块静止在A处压缩弹簧，把物块释放，在弹力的作用下获得一个向右的速度，当它经过B点进入导轨瞬间对导轨的压力为其重力的8倍，之后向上运动恰能完成半圆周运动到达C点。已知物块在到达B点之前已经与弹簧分离，不计空气阻力，重力加速度为g，求：

（1）物块从B至C克服摩擦阻力所做的功；

（2）物块离开C点后落回水平面时动能大小。

【4题答案】

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）由题意知，在B点轨道的支持力

由牛顿第二定律得

物块恰好到达C点时仅受重力mg，由牛顿第二定律可得

物体从B到C过程由动能定理得

联立解得克服摩擦力做功为

（2）物体离开轨道后做平抛运动，设落到地上动能为，由动能定理可得

解得

5. 直角光滑固定支架PQN，P点固定于墙面，N点固定于地面，支架PQ长度为15cm，QN足够长，穿过中间有孔的A、B两小球，小球质量均为M。A、B间用铰链与不能发生形变的轻杆相连，轻杆长度为10cm。一根原长为8cm的轻质弹簧一端固定于P点，另一端连接小球B。初始时，用外力将小球A移动到点Q，A、B间轻杆水平，释放后，当A球下落6cm时，A的速度为m/s。g=10m/s2，弹簧始终在弹性限度内，忽略一切摩擦。

（1）此时B的速度大小为多少；

（2）若将A的质量换为2M，B的质量换为M，仍然将A球提至Q点，由静止释放，当A下落8cm时，A的速度大小为多少？

【5题答案】

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）如图所示

当A球下落6cm时，设为，由几何关系可得

设杆的速度为，根据运动的分解可得

解得

此时BQ段长度为8cm，可得此时弹簧的形变量为

处于压缩状态，设此时弹簧的弹性势能为；

（2）当A下落8cm时，设为，根据几何关系得

此时BQ为6cm，则PB长度为9cm，此时弹簧的形变量

此时处于伸长状态，由（1）分析可知，此时

可得

设未释放小球时弹簧弹性势能为，在（1）中根据机械能守恒定律得

（2）中根据机械能守恒定律得

联立解得