2021邯郸九校联盟高一下学期期中考试物理试题含答案

河北省邯郸市九校联盟2020-2021学年高一下学期期中考试物理试题

考生注意：

1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。

2.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。

一、选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分.在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的.

1.曲线运动是自然界最常见、最普遍的运动形式，下列对曲线运动的理解正确的是

A.做曲线运动的物体，加速度的方向一定会发生变化

B.做曲线运动的物体，速度的大小一定改变

C.做曲线运动的物体，加速度可以恒定

D.做曲线运动的物体，加速度的方向有可能始终与速度方向相同

2.河北省邯郸市的峰峰矿区是全国闻名的煤炭基地，矿井升降机是实现地下深处和地面之间人员快速运送的必备机械.某竖直矿井的深度为120m，某次升降机将一质量为60kg的工作人员从矿井底部运送到地面下方80m处，重力加速度.该工作人员重力势能的变化量为

A. 24000J       B. 48000J

C.        D.

3.餐桌转盘能够让大家方便地享用餐桌上的美食，如图所示，将托盘放在转盘上，巧克力放在托盘的正中央.现使转盘以恒定的角速度转动，转动过程中托盘、巧克力与转盘保持相对静止.巧克力与托盘、托盘与转盘间的动摩擦因数均为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力.下列说法正确的是

A.巧克力受到两个力的作用

B.转盘对托盘的摩擦力沿半径向里

C.若增加转盘的转速，则托盘先滑动

D.若增加转盘的转速，则巧克力先滑动

4.如图所示，两颗质量不同的卫星A、B绕地球在同一平面内做匀速圆周运动，下列说法正确的是

A.卫星A的线速度大于卫星B的线速度地球

B.卫星A的重力势能大于卫星B的重力势能

C.卫星A的周期小于卫星B的周期

D.卫星A的向心加速度小于卫星B的向心加速度

5.汽车在平直公路上启动过程的v-t图象如图所示，Oa为过原点的倾斜直线，ab段汽车以额定功率加速，bc段与时间轴平行.整个启动过程中汽车受到的阻力恒定，下列说法正确的是

A.0~t1时间内汽车的位移大于

B.0~t1时间内汽车的功率与时间成正比

C. t3时刻汽车的功率大于t1时刻的功率

D.0~ t2时间内汽车的位移为

6.如图所示，两小球a、b分别从斜面底端以某角度斜向上抛出，分别落到斜面顶端和距底端处，且在落点的速度均沿水平方向.不计空气阻力，下列判断正确的是

A.小球a、b在空中飞行时间之比为3：1

B.小球a、b在空中飞行时间之比为9：1

C.小球a、b抛出时的初速度之比为3：1

D.小球a、b抛出时的初速度之比为

7.新冠疫情居家期间，某人为锻炼身体设计了如图所示的装置，在水平地面上竖直固定直杆A和B.将重物套在杆A上，在杆B的顶端固定一轻滑轮，绳子的一端连接重物，跨过定滑轮后另一端系在腰上.开始时，重物在水平地面上，人以恒定的速度v0向左运动，当绳子与杆A的夹角时重物的速度为v，加速度为a，规定向上为重物速度.加速度正方向.下列说法正确的是

A.        B.

C.        D.

二、选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分.在每小题给出的四个选项中，每题有多项符合题目要求.全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分.

8.2020年我国的航天事业取得了骄人的成绩.6月23日，“北斗三号”全球卫星导航系统最后一颗组网卫星成功发射；7月23日，火星探测器“天问一号”在海南文昌航天发射场发射升空；11月24日“嫦娥五号”月球探测器成功发射.下列说法正确的是

A.发射“北斗三号”导航系统组网卫星的速度需大于7.9 km/s

B.发射“嫦娥五号”月球探测器的速度需大于11.2 km/s

C.发射“北斗三号”火星探测器的速度需大于16. 7 km/s

D. “北斗三号”导航系统组网卫星在轨道上运行的速度小于7. 9 km/s

9.如图所示，小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，轨道半径为R，小球的质量为m.小球的直径略小于管的内径. BD为管的水平直径，AC为管的竖直直径，OE与BD的夹角.重力加速度为g，，.下列说法中正确的是

A.小球以最小速度通过C点时对管的压力大小为0

B.小球以速率v1通过B点时对管的压力大小为

C.小球以速率v2通过E点时对管的压力大小为

D.小球以速率v3通过A点时对管的压力大小为

10.如图所示是“嫦娥五号”绕月球运动的情景，轨道1和轨道2是椭圆，轨道3是圆.A是三个轨道的切点，距月球表面200 km，B是椭圆轨道1的最远点，距月球表面5500km.已知月球半径约为地球半径的，月球质量约为地球质量的.下列说法正确的是

A. “嫦娥五号”在三个轨道上的周期

B. “嫦娥五号”从轨道2变轨到轨道3需在A点加速

C.月球表面的重力加速度约为地球表面重力加速度的6

D. “嫦娥五号”在A点的加速度为在B点加速度的倍

三、非选择题：本题共5小题，共54分.

11.（6分）某实验小组利用如图所示的装置进行“探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系”实验.转动手柄，可使塔轮、长槽和短槽随之匀速转动.塔轮从上到下有三层，每层左、右半径比分别是1：1、2：1和3：1.左、右塔轮通过皮带连接，挡板A、C到左、右塔轮中心的距离相等.实验时，将两个小球分别放在长槽、短槽的不同挡板处，两个小球随塔轮做匀速圆周运动，向心力大小关系可由标尺露出的等分格的格数判断.

（1）该实验小组首先研究向心力大小与半径的关系，进行实验时应将质量         （选填“相等”或“不相等”）的两个小球分别放在挡板         （选填“A和B”、“A和C”、“B和C”）处，变速塔轮的半径比应选择         （选填“1：1”、“2：1”或“3：1”）.

（2）研究向心力大小与角速度的关系时，先把两个质量相等的小球分别放在挡板A、C位置，将皮带连接在左、右塔轮半径之比为2：1的塔轮上，左、右两边塔轮的角速度之比为         ，实验中匀速转动手柄时，得到左、右标尺露出的等分格数之比为1：4，由此该小组同学猜想向心力大小与角速度的平方成正比.

（3）接下来，将皮带连接在左、右塔轮半径之比为3：1的塔轮上，当左边标尺露出1个等分格，右边标尺露出         个等分格时，说明该小组同学的猜想是正确的.

12.（9分）如图甲所示是某种“研究平抛运动”的实验装置，铝制斜槽与电池和电磁铁组成回路，斜槽下端与弹性细金属线只接触不连接.当小球a处于斜槽末端时与小球b离地面的高度相同.

（1）在研究平抛运动的竖直分运动与自由落体运动的关系时，将小球a由斜槽某位置释放，当其经过斜槽末端时弹开金属导线，电路瞬间断开，电磁铁释放小球b，两小球在空中相碰.下列说法错误的是         .

A.释放小球a前应调整斜槽末端水平

B.本实验不能说明平抛运动的水平分运动是匀速直线运动

C.本实验说明平抛运动的竖直分运动是自由落体运动

D.重复实验时，小球a必须从原来的高度释放

            甲                                 乙

（2）利用该实验装置研究小球a平抛运动的初速度.

①将小球a由斜槽最上端释放，确定好两球碰撞的位置，将其标记在竖直挡板上；

②水平移动电磁铁，改变小球b的位置，将小球a仍由斜槽最上端释放，再次标记碰撞位置；重复以上操作多标记几个碰撞位置；

③根据所标记的碰撞位置，描绘出小球a平抛运动的轨迹.

某次实验描绘出的轨迹如图乙所示，图中O为抛出点，A、B、C三点均在两坐标线交点，所选坐标纸每小格的边长为5cm，重力加速度，则小球a水平飞出时的初速度大小v0=        m/s，从A运动到B所需时间t=        s，在B点处的瞬时速度的大小为vB=         m/s.

13.（10分）一个国际天文学家团队在距离地球16万光年的蜘蛛星云之中发现了一对“年轻”的双星—VFTS352，这两颗恒星靠得极近，表面温度高达40 000℃，双星系统的总质量约为太阳质量的57倍，是目前发现的最炽热、质量最大的一对双星.设两恒星的质量分别为m1、m2，中心间距为L，万有引力常量为G.求：

（1）该双星系统的周期；

（2）两颗恒星做匀速圆周运动的半径.

14.（13分）如图所示，倾角为的斜面体放在光滑的水平地面上，质量为的物体静止在斜面上.现对斜面体施加水平推力F使二者一起以加速度向左匀加速运动5s，已知物体与斜面间的动摩擦因数.重力加速度，，.求此过程中：

（1）物体所受支持力和摩擦力的大小；

（2）重力、支持力、摩擦力对物体做的功.

15. （16分）如图所示，不可伸长的轻绳一端固定在竖直转轴上的A点，另一端拴接一质量、可视为质点的小球，绳长，A点距地面的高度.电机带动转轴稳定转动时，小球随转轴以相同的角速度在水平面内转动.已知绳子能承受的最大拉力，重力加速度为，，.

（1）求小球随转轴做匀速圆周运动的最大角速度；

（2）当小球转动的角速度达到后，绳子发生断裂，求小球落地瞬间重力的功率；

（3）在（2）的情形下，求小球落地点与O点的距离.

高一物理

参考答案、提示及评分细则

1.C加速度大小和方向不一定变化，如平抛运动，故A错误，C正确；做曲线运动的物体，速度大小可以不变，如匀速圆周运动，故B错误；物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，故D错误.

2.A选择矿井底部为零势能面，则该工作人员的重力势能最初为0，运送到地面下方80m处，上升的高度为40m，所以重力势能改变量为，故A正确.

3.B巧克力做圆周运动，受重力、支持力和静摩擦力，静摩擦力提供向心力，所以巧克力受到三个力的作用，故A错误；托盘对巧克力的静摩擦力指向圆心，则巧克力对托盘的静摩擦力方向背离圆心，可知托盘受转盘的静摩擦力指向圆心，故B正确；对巧克力和托盘组成的系统，由牛顿第二定律得：，解得：，对巧克力，由牛顿第二定律得：，解得；可知巧克力和托盘发生滑动的临界角速度相同，所以巧克力和托盘会同时滑动，故C、D错误.

4.D设卫星的质量为m、轨道半径为r，地球质量为M，根据万有引力提供向心力得：

，由图知，卫星A的轨道半径大于卫星B的轨道半径，则卫星A的线速度小于卫星B的线速度，卫星A的角速度小于卫星B的角速度，卫星A的周期大于卫星B的周期，卫星A的加速度小于卫星B的加速度，但由于卫星质量关系未知，所以两卫星的重力势能无法比较，故D正确，ABC错误.

5.B 0~t1时间内汽车做匀加速直线运动，位移等于，故A错误；0~t1时间内汽车受到的牵引力恒定，速度与时间成正比，由可知汽车的功率与时间成正比，故B正确；汽车在t1、t2、t3时刻的功率相等，都等于汽车的额定功率，故C错误；0~ t2时间内汽车先做匀加速直线运动再做加速度减小的加速运动，位移大于，故D错误.

6.D小球a、b的运动可视为平抛运动的逆过程，对a小球，，得，对b小球得所以.故A、B错误；对a小球，，对b小球，，小球a、b抛出时的初速度之比，故C错误，D正确.

7.C 重物沿杆A向上运动，沿绳子方向的分速度等于v0，即，所以，当时，故AB错误；重物沿杆A向上运动，绳子与杆A的夹角θ增大，由可知重物运动的速度增大，所以重物做加速运动，，故C正确，D错误.

8.AD 第一宇宙速度是卫星做匀速圆周运动的最大环绕速度，也是地球卫星的最小发射速度，第二宇宙速度是人造天体脱离地球引力束缚所需的最小速度，第三宇宙速度是人造天体脱离太阳系引力束缚所需的最小速度，故AD正确，BC错误.

9. BD 小球通过C点的最小速度为0，由牛顿第二定律和牛顿第三定律可得小球对管的压力大小为mg，故A错误；小球通过B点时，管对小球的支持力提供向心力，由牛顿第二定律得：，由牛顿第三定律可知小球对管的压力大小为：，故B正确；小球通过E点时，管对小球的支持力和小球重力沿半径方向分力的合力提供向心力，由牛顿第二定律得：，由牛顿第三定律可知小球对管的压力大小为：，故C错误；小球通过A点时，管对小球的支持力和小球的重力的合力提供向心力，由牛顿第二定律得：，由牛顿第三定律可知小球对管的压力大小为：.故D正确.

10.AC根据开普勒第三定律可知“嫦娥五号”轨道的半长轴（或轨道半径）越大，运行周期越长，所以“嫦娥五号”在三个轨道上的周期.故A正确；“嫦娥五号”从轨道2变轨到轨道3需在A点减速，故B错误；根据可知月球表面的重力加速度约为地球表面的重力加速度的，故C正确；由于月球半径未知，所以无法求出“嫦娥五号”在A点的加速度与在B点加速度的比值，故D错误.

11.（1）相等    B和C   1：1（每空1分） （2）1：2（1分） （3）9（2分）

解析：（1）本实验采用的是控制变量法，研究向心力大小与半径关系时，应保证质量相等、角速度相等，变速塔轮的半径比应选择1：1；

（2）用皮带连接的左、右塔轮边缘线速度大小相等，皮带连接的左、右塔轮半径之比为2：1.根据可知，左、右两边塔轮的角速度之比为1：2；

（3）将皮带连接在左、右塔轮半径之比为3：1的塔轮上，角速度之比为1：3，若向心力大小与角速度的平方成正比是正确的，则向心力大小之比为1：9，即左边标尺露1个等分格，右边标尺露出9个等分格.

12.（1D（2分） （2）2.0（2 分） 0.05（2 分）（3 分）

解析：（1）平抛运动的初速度沿水平方向，所以释放a小球前应调整斜槽末端水平，两球在空中相碰能说明平抛运动的竖直分运动是自由落体运动，不能说明平抛运动的水平分运动是匀速直线运动，重复实验时，以不同初速度抛出，两球均能相碰，所以a小球不必从原来的高度释放，故选D；

（2）A点的坐标为（20cm，5cm），B点的坐标为（40cm，20cm），C点的坐标为（60cm，45cm），OA、AB、BC水平间距相等，所需时间相等，对B点，根据得，，则平抛运动的初速度：；B点竖直方向上的分速度为：，则B点的瞬时速度：

.

13.解：设两恒星的轨道半径分别为r1、r2，由向心力公式得：

解得：

14.解：（1）二者一起匀加速运动，物体受力如图，由牛顿第二定律得

解得：

（2）t时间内物体的位移为

摩擦力对物体做的功为

解得：

即摩擦力对物体做负功，大小为440 J

支持力对物体做的功为

解得：

重力做的功为

15.解：（1）小球随转轴做匀速圆周运动有最大角速度时，绳子拉力达到最大值，设绳子与竖直方向的夹角为.对小球，

竖直方向：

水平方向：

解得：

（2）绳子断裂时，小球的速度为

小球做平抛运动，竖直方向：

小球落地时重力的瞬时功率：

（3）小球做平抛运动，水平方向：

如图所示B点为小球的落地点，C点为绳子断裂时小球位置在地面的投影

B点到O点的距离

解得：