2020-2021学年河北省沧州任丘市第一中学高一下学期第二次阶段考试物理试题含解析

  任丘一中2020-2021学年高一物理阶段考试（二）

注意事项：

1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息

2．请将答案正确填写在答题卡上

第I卷（选择题）

一、选择题（1-6单选，每题4分，7-10多选，全对得6分，选对但选不全得3分，选错或不选得0分，共48分）

1. 下列说法正确的是（  ）

A. 若物体受恒力作用，物体一定做直线运动

B. 若物体所受合外力的方向跟速度方向不在同一条直线上，物体一定做曲线运动

C. 若物体所受合外力不为零，则一定做曲线运动

D. 若物体做曲线运动，则所受的合外力一定是变化的

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】A．平抛运动受重力，为恒力，但平抛运动为曲线运动，故A错误；

B．如果物体所受合力跟速度的方向不在同一条直线上，物体一定做曲线运动，故B正确。

C．物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，合外力不为零如果合外力与速度在同一直线上时，物体做直线运动；故C错误；

D．若物体做曲线运动，则所受的合外力一定不为零且与速度不共线，但不一定是变化的，如平抛运动；故D错误；

故选B。

2. 一条河宽100 m，水流速度为3 m/s，一条小船在静水中的速度为5 m/s，关于船过河的过程，下列说法中不正确的是（　　）

A. 船过河的时间可能是20 s B. 船过河的时间可能是25 s

C. 船的实际速度不可能为3 m/s D. 船的实际位移可能为100 m

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】船头与河岸垂直时，过河的时间最短

则船过河的时间可能是20 s，也可能是25s；船实际运动的方向与河岸垂直时，位移最短，smin＝100 m；船实际运动速度即为合速度，其大小在 (5-3)m/s～(5+3)m/s范围内，可能是3m/s。故选项A、B、D正确，不符合题意，C错误，符合题意。

故选C。

3. 刀削面全凭刀削，因此得名。如图所示，将一锅水烧开，拿一块面团放在锅旁边较高处，用一刀片飞快地削下一片片很薄的面片，面片便飞向锅里，若面团到锅的上沿的竖直距离为0.8m，最近的水平距离为0.5m，锅的半径为0.5m。要想使削出的面片落入锅中，则面片的水平速度应该是 （　  　）

A. 1 m/s B. 2 m/s C. 5 m/s D. 4 m/s

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】根据自由落体公式

代入得

面皮水平位移范围为

0.5m<x<1.5m

根据

可知初速度的范围是

125m/ s < v<3.75m/ s

故选B。

4. 发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3，轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，如图所示，卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是（　　）

A. 卫星在轨道3上运行的速率大于在轨道1上的速率

B. 卫星在轨道3上机械能小于在轨道1上的机械能

C. 卫星在轨道2上由Q点运动至P点的过程中，机械能守恒

D. 卫星在轨道2上经过Q点时的加速度大于它在轨道1上经过Q点时的加速度

【答案】C

【解析】

【详解】A．人造卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力可得

解得

轨道3半径比轨道1半径大，故卫星在轨道3上运行的速率小于在轨道1上的速率，故A错误；

B．卫星从轨道1变轨到轨道2，需要在Q点点火加速，机械能增加；卫星从轨道2变轨到轨道3，需要在P点点火加速，机械能增加；则卫星在轨道3上的机械能大于在轨道1上的机械能，故B错误；

C．卫星在轨道2上由Q点运动至P点的过程中，只有万有引力做功，卫星的机械能守恒，故C正确；

D．根据牛顿第二定律可得

解得

由于、都相同，则卫星在轨道2上经过Q点时的加速度等于它在轨道1上经过Q点时的加速度，故D错误。

故选C。

5. 宇宙中，两颗靠得比较近的恒星，只受到彼此之间的万有引力作用互相绕转，称之为双星系统，设某双星系统绕其连线上的O点做匀速圆周运动，如图所示。若AO＜OB，则（　　）

A. 星球A的质量一定小于B的质量

B. 星球A的向心力一定等于B的向心力

C. 星球A的线速度一定大于B的线速度

D. 双星的总质量一定，双星之间的距离越大，其转动周期越小

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】A．设A、B的质量分别为m1、m2，轨道半径分别为r1、r2，双星的距离为L，角速度相同，满足

整理得

星球A的轨道半径较小，故质量较大，A错误；

B．向心力为两星球间的万有引力，故A的向心力一定等于B的向心力，B正确；

C．由

可知，A的线速度一定小于B的线速度，C错误；

D．由

结合A的分析可得

又

进一步可求得

由此可判断，双星的总质量一定，双星之间的距离L越大，其转动周期T越大，D错误。

故选B。

6. 袋鼠跳是一项很有趣的运动。如图所示，一位质量的老师参加袋鼠跳游戏，全程，假设该老师从起点到终点用了相同的10跳，每一次跳起后，重心上升最大高度为。忽略空气阻力，下列说法正确的是（　　）

A. 该老师起跳时，地而对该老师做正功

B. 该老师每跳跃一次克服重力做功的功为

C. 该老师从起点到终点的时间可能是

D. 该老师从起点到终点的时间可能是

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】A．老师起跳时，地面虽然对老师有弹力作用，但在弹力的方向上没有位移，所以地面对老师没有做功，A错误；

B．因重心上升的最大高度

老师每跳跃一次克服重力做功

B错误；

CD．因老师上升时间等于下降时间，且上升时间

则人在空中运动的时间

老师从起点到终点用了相同的十跳，考虑人屈膝跳起的时间，则总时间

D错误C正确。

故选C。

7. 质量为m的物体，在汽车的牵引下由静止开始运动，当物体上升h高度时，汽车的速度为v，细绳与水平面间的夹角为θ，则下列说法中正确的是（　　）

A. 此时物体的速度大小为vcosθ

B. 此时物体的速度大小为

C. 汽车对物体做的功为

D. 汽车对物体做的功为

【答案】AC

【解析】

【分析】

【详解】AB．小车参与两个分运动，沿绳子拉伸方向和垂直绳子方向（绕滑轮转动）的两个分运动，将小车合速度正交分解，物体上升速度等于小车沿绳子拉伸方向的分速度为

故A正确，B错误；

CD．对物体的运动过程，根据动能定理得

解得

故C正确，D错误。

故选AC。

【点睛】此题中小车参与两个分运动，沿绳子方向和垂直绳子方向的两个分运动，由于绳子长度一定，故物体下降的速度等于小车沿绳子方向的分速度，对物体的运动过程，根据动能定理列式求解汽车对物体做的功。

8. 如图所示，一位游客玩“蹦极”游戏的将一根长为AB的弹性绳子的一端系在身上，另一端固定在高处，然后从高处跳下，其中AB为弹性绳子的原长，C点是弹力与重力平衡的位置，D点是该游客所到达的最低点，对于玩家离开跳台至最低点的过程中，下列说法正确的是（　　）

A. 重力对人一直做正功

B. 人的重力势能一直减小

C. 该游客通过C点之后，弹性绳子才具有弹性势能

D. 从A到D，弹性绳子的弹性势能先不变后一直增加

【答案】ABD

【解析】

【分析】

【详解】AB．整个过程中，重力一直做正功，重力势能一直减小，故AB正确；

CD．人从高空落下到弹性绳子达到原长的过程中，弹性绳子不做功，此后弹性绳子一直做负功，弹性势能一直增加，所以，弹性绳子的弹性势能先不变后一直增加故C错误，D正确。

故选ABD。

9. 树上的椰子长熟了以后无人采摘会自己落下来，一个质量为m的椰子从树上掉下来落入树下的静水中，因受到水的阻力而竖直向下做减速运动，假设水对椰子的阻力大小恒为F，则在椰子减速下降深度为h的过程中，下列说法正确的是（g为当地的重力加速度）（　　）

A. 其机械能减少了Fh B. 其机械能减少了（F－mg）h

C. 其重力势能减少了mgh D. 其动能减少了Fh

【答案】AC

【解析】

【分析】

【详解】AB．根据功能关系有

则机械能减少了Fh，所以A正确；B错误；

C．根据功能关系有

所以其重力势能减少了mgh，则C正确；

D．由动能定理有

则其动能减少了，所以D错误；

故选AC。

10. 2019年6月，习近平总书记对垃圾分类工作做出重要指示，全国地级及以上城市全面启动生活垃圾分类工作。在垃圾分类中经常使用传送带进行分拣，如图所示、传动带的长度是4m，与水平面间的夹角为30°，在电动机的带动下以的速度顺时针匀速转动，现将一质量的物体（可视为质点）轻放在传送带的最低点，已知物体与传送带间的动摩擦因数，g取，则从传送带将物体从最低点传送到最高点的过程中（　　）

A. 物体动能的增量是

B. 物体重力势能增量是

C. 物体和皮带由于摩擦产生的热量为

D. 由于传送物体电动机多消耗的电能为

【答案】BC

【解析】

【分析】

【详解】A．小物体刚放到B点时，受到的滑动摩擦力沿传送带向上，由于μ>tan30°，物体做匀加速直线运动，此时

假设小物体能与传送带达到相同的速度，则小物体加速上滑的位移为

假设成立。物体与传送带达到相同速度后，将向上匀速运动，到达A点时速度仍为，所以物体的动能增加量为

故A错误；

B．小物体重力势能增量为

故B正确；

C．小物体加速运动的时间

在相对滑动时，有

则小物体与传送带间因摩擦产生的热量为

故C正确；

D．由功能关系可知，电动机做的功等于小物体增加的机械能和因摩擦而产生的热量，则

故D错误。

故选BC。

第II卷（非选择题）

二、填空题：（11题每空2分，12题每空2分，共14分，请将答案写在答题纸指定的位置）

11. 某学习小组用实验探究“平抛运动规律”。

(1)甲同学采用如图1所示的装置。用小锤打击弹性金属片，金属片把A球沿水平方向弹出，同时B球被松开，自由下落，观察到两球同时落地，改变小锤打击的力度，即改变A球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明_______。

(2)乙同学采用如图2所示的装置。用两个相同的弧形轨道M、N分别于发射小铁球 P、Q，其中N的末端与光滑水平面相切，两轨道上端分别装有电磁铁C、D，调节电磁铁C、D的高度，使AC=BD，现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上，切断电源，使两小铁球同时分别从轨道M、N的下端射出。实验可观察到的现象应是_____________ ；保持AC=BD，仅仅改变弧形轨道M在竖直方向的位置，重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明_________ 。

(3)丙同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图3所示的“小球做平抛运动”的照片。图中每个小方格的边长为2.5cm，分析可知，位置1_________（填“是”或“不是”）平抛运动的起点；该小球平抛运动的初速度大小为_________m/s（g取10m/s2）。

【答案】    ①. 平抛运动在竖直方向上是自由落体运动    ②. P，Q二球相碰    ③. 平抛运动在水平方向上是匀速运动    ④. 不是    ⑤. 1

【解析】

【详解】（1）[1] 在打击金属片时，A小球同时做平抛运动与自由落体运动，B小球同时做自由落体运动，结果同时落地，则说明平抛运动竖直方向是自由落体运动。

（2）[2] P，Q二球相碰。

（2）[3] 让两小球从相同的弧形轨道上相同高度滚下，从而使两小球同时滚离轨道并具有相同的速度．小球P做平抛运动，小球Q做匀速直线运动，当两小球相遇时则说明小球平抛运动水平方向是匀速直线运动．当同时改变两小球滚下的高度时，仍能相碰，则说明平抛运动水平方向总是匀速直线运动。

（3）[4] 平抛运动可看成竖直方向自由落体运动与水平方向匀速直线运动，如果是平抛运动的起点，根据初速度为零的匀变速运动的特点，在竖直方向上在相等的时间内位移之比为 ，由图可知是 ，所以 1不是平抛运动的起点。

（3）[5] 平抛运动可看成竖直方向自由落体运动与水平方向匀速直线运动，设每个小方格的边长为，闪光时间间隔为，在竖直方向

可得

水平方向

得

12. 如图所示装置可用来验证摆锤A的机械能守恒。摆锤A系在长为的轻绳一端，另一端固定在点，在A右边缘上放一个小铁片，现将摆锤拉起，当绳与竖直方向成角时由静止开始释放摆锤，当其到达最低位置时，受到竖直挡板阻挡而停止运动，之后铁片将飞离摆锤而做平抛运动。

(1)为了验证摆锤在运动中机械能守恒，除了偏角和绳长之外，实验中还需要测量下列哪些物理量__________

A．小铁片质量

B．摆锤的质量

C．释放摆锤到停止运动的时间

D．小铁片飞离摆锤时离地面的高度

E．小铁片平抛运动过程中在水平方向的距离

(2)根据已知的和测得的物理量，写出能验证摆锤在运动中机械能守恒的表达式__________。

【答案】    ①. DE    ②.

【解析】

【详解】(1)[1]为了验证摆锤在运动中机械能守恒，必须求出摆锤在最低点的速度。铁片在最低点飞出时做平抛运动，铁片平抛的初速度即为摆锤在最低点的速度，根据平抛运动规律可得

联立求得

因此要想求出平抛运动的初速度，应该测量遇到挡板后铁片的水平位移x和竖直下落的高度h。故选DE。

(2)[2]重锤下落过程中机械能守恒，则有

又因为

，

联立解得

三、计算题（本题共3题，共38分，请将答案写在答题纸指定的位置，并要有必要的文字说明和计算步骤）

13. 宇航员站在某半径为的星球表面上，手持小球从高度为处以一定初速度水平抛出，小球落到星球表面上的点与抛出点的水平距离为，抛出范围内该星球表面水平及忽略星球自转影响，空气阻力不计，求：

（1）该星球表面的重力加速度和星球的质量；

（2）该星球的第一宇宙速度。

【答案】（1），；（2）

【解析】

【详解】（1）小球在星球表面做平抛运动，则有

，

联立解得该星球表面的重力加速度为

根据物体在星球表示受到的万有引力等于重力可得

解得星球的质量为

（2）星球的第一宇宙速度等于卫星绕在星球表面绕星球做匀速圆周运动时的线速度，则有

解得该星球的第一宇宙速度为

14. 质量m=0.1kg的金属滑块（可看成质点）从边长L=3m的光滑斜面上由静止开始释放，斜面的倾角θ=37°，运动到A点时速度大小不变的滑到水平面上，水平面AB粗糙，长度为2m，与半径为R=0.4m的光滑的半圆形轨道BCD相切于B点，在B点轨道所受压力为6N。其中圆轨道在竖直平面内，D为轨道的最高点，滑块恰能通过最高点D，（g=10m/s2）。求：

（1）滑块运动到A点的速度大小；

（2）滑块与AB间的动摩擦因数；

（3）小球从D点飞出后，落地点距离A点的距离。

【答案】（1）6m/s；（2）0.4；（3）1.2m

【解析】

【分析】

【详解】（1）滑块运动到A点时的速度为vA，根据机械能守恒定律可得

解得

（2）在B点，根据牛顿第二定律有

代入数据解得

由速度位移公式得

即

（3）滑块经过D点时的速度为vD，则

解得

由

可知，在空中运动的时间

水平射程为

离A的水平距离为

‍

15. 如图甲所示，在水平路段AB上有一质量为2×103 kg的汽车，汽车运动过程中发动机的输出功率保持不变，进入AB后先做变加速运动，随后做速度为10m/s的匀速行驶。当汽车进入前方较粗糙的水平路段BC后，汽车先做变减速运动而后又做速度为5m/s的匀速运动。汽车通过整个ABC路段的v-t图像如图乙所示，在t＝30s时汽车到达C点。假设汽车在AB路段上运动时所受的恒定阻力（含地面摩擦力和空气阻力等）f1＝2000N。（解题时将汽车看成质点）求：

（1）运动过程中汽车发动机的输出功率P；

（2）汽车速度为8m/s时的加速度a的大小；

（3）ABC路段的总长度。

【答案】（1）20kW；（2）0.75m/s2；（3）193.75m

【解析】

【详解】（1）汽车在AB路段匀速运动时，发动机的输出功率为

P=Fvm

又

F=f1

代入得

P=2000×10W=20kW

（2）根据牛顿第二定律

F-f1=ma

又

P=Fv

联立得

代入数据可求，当v=8 m/s时

a=0.75 m/s2

（3）在0-10s内，由动能定理

解得

x1=50m

10-15s内

x2=vt=50m

在15-25s内

其中

解得

x3=68.75m

在25-30s内

x4=vt=25m

所以ABC路段的总长度

L=x1+x2+x3+x4=193.75m