山东省青岛胶州市2020-2021学年高一下学期期中考试：物理试题及答案

这是一份山东省青岛胶州市2020-2021学年高一下学期期中考试：物理试题及答案，共9页。
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3．考试结束后，只需要上交答题卡。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1．质点做匀速圆周运动，下列物理量中不变的是
A．线速度 B．线速度的大小 C．向心加速度 D．向心力
2．汽车在启动后的最初10 s内，发动机共做了5×104 J的功，下列说法正确的是
A．发动机第10 s内必定做5×103 J的功
B．发动机此后的10 s内，必定再做5×104 J的功
C．这10 s内发动机的平均功率必定是5×103 W
D．第10 s末发动机的瞬时功率必定是5×103 W
3．如图，a、b两颗地球人造卫星绕地球运行，下列说法正确的是
A．a的周期大于b的周期
B．a的角速度大于b的角速度
C．a的加速度小于b的加速度
D．a的运行速度大于第一宇宙速度
4．一人乘电梯从1楼到20楼，在此过程中经历了先加速、后匀速、再减速的运动过程，则电梯支持力对人做功的情况是
A．加速时做正功，匀速时不做功，减速时做负功
B．加速时做正功，匀速和减速时做负功
C．加速和匀速时做正功，减速时做负功
D．始终做正功
5．如图，地球卫星发射过程中，1轨道是近地圆形轨道，2和3是变轨后的椭圆轨道。A点是2轨道的近地点，B点是2轨道的远地点，卫星在轨道1的运行速率为7.7 km/s，下列说法正确的是
A．卫星在2轨道经过A点时的速率一定等于7.7 km/s
B．卫星在2轨道经过B点时的速率一定大于7.7 km/s
C．卫星在3轨道经过A点时的速率等于在2轨道经A点时的速率
D．卫星分别在3条轨道上运行经过A点时的加速度相同
6．如图，a、b、c三个相同的小球，a从光滑斜面顶端由静止开始自由下滑，同时b、c从同一高度分别开始自由下落和平抛，不计空气阻力，下列说法正确的是
A．三个小球运动过程中重力做的功相等
B．三个小球运动过程中重力做功的平均功率相等
C．a、b落地时的速度相同
D．a、c落地时重力的瞬时功率相等
7．如图，质量为M的物体内有光滑圆形轨道，现有一质量为m的小滑块沿该圆形轨道在竖直面内做圆周运动。A、C点为圆周的最高点和最低点，B、D点是与圆心O同一水平线上的点。小滑块运动时，物体M在地面上静止不动，则物体M对地面的压力FN和地面对M的摩擦力有关说法正确的是
A．小滑块在A点时，FN＞Mg，摩擦力方向向左M
M
B．小滑块在B点时，FN＝Mg，摩擦力方向向左M
C．小滑块在C点时，FN＞(M＋m)g，M与地面无摩擦M
D．小滑块在D点时，FN＝(M＋m)g，摩擦力方向向左
8．如图是游乐场中一种旋转木马游戏装置，安全座椅用长度不等的软绳悬挂在圆形平台的边缘。当平台以某一恒定角速度转动时，下列说法正确的是
A．所有软绳与竖直方向的夹角相同
B．软绳越长，绳与竖直方向的夹角越大
C．软绳越短，绳与竖直方向的夹角越大
D．软绳与竖直方向的夹角与游戏参与者的体重有关
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
A
C
B
D
地球
太阳
9．如图是地球绕太阳沿椭圆轨道运动的示意图。A为近日点，C为远日点，BD为轨道短轴的两个端点。若只考虑地球和太阳之间的相互作用，则地球在从A点经B、C到D的过程中，下列说法正确的是
A．从A点到B点的运动时间为91.25天
B．从B点到D点的运动时间大于182.5天
C．从A点到C点，地球的势能一直增大
D．从C点到D点，地球的势能先减小后增大
10．如图，跳水运动员最后踏板的过程可以简化为下述模型：运动员从高处落到处于自然状态的跳板(A位置)上，随跳板一同向下做变速运动到达最低点(B位置)。对于运动员从开始与跳板接触到运动至最低点的过程，下列说法中正确的是
A．运动员到达最低点时，其所受外力的合力为零
B．在这个过程中，运动员的动能一直在减小
C．在这个过程中，跳板的弹性势能一直在增加
D．在这个过程中，运动员所受重力对他做的功小于跳板的作用力对他做的功
11．科学家在望远镜中看到太阳系外某一恒星有一行星，并测得它围绕该恒星运动一周所用的时间为a年，它与该恒星的距离为地球到太阳距离的b倍。假定该行星绕恒星运行的轨道和地球绕太阳运行的轨道都是圆周，仅利用以上两个数据可以求出的量有
A．恒星质量与太阳质量之比
B．行星质量与地球质量之比
C．恒星密度与太阳密度之比
D．行星运行速度与地球公转速度之比
12．如图，质量为m的物体(可视为质点)以某一初速度由底端冲上倾角α＝30°的固定斜面，上升的最大高度为h，其加速度大小为g，在这个上升过程中下列说法正确的是
A．上升到最高点后物体保持静止状态
B．物体重力势能增加了mgh
C．物体动能减少了2mgh
D．物体动能减少了mgh
M
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
a
标尺1
b
标尺2
13．（6分）用如图所示的实验装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量M、角速度ω和半径R之间的关系。转动手柄使长槽和短槽分别随变速轮塔匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上黑白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值。
（1）在探究向心力与半径、质量、角速度的关系时，用到的实验方法是__________；
A．理想实验 B．等效替代法 C．控制变量法
（2）某次探究实验中，a、b两个相同小球转动的半径相等，实验情景如图中所示，图中标尺上黑白相间的等分格显示出a、b两个小球所受向心力的比值为 1: 4，则与皮带连接的变速轮塔对应的半径之比为 ；
（3）通过本实验可以得到的结果是__________。
A．在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比
B．在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度成正比
C．在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成反比
14．（8分）某研究性小组学习动能定理后，设计了一个测定动摩擦因数的实验。他们在高为H的桌面上放置一个导轨，导轨由倾斜部分和水平轨道组成，水平轨道末端恰好在桌面边缘，倾斜轨道和水平轨道光滑相连，导轨各部分动摩擦因数视为相同。将一个小滑块从倾斜轨道高h处由静止释放，滑块滑离轨道后做平抛运动落到了水平地面上，已知重力加速度为g。根据上述实验，回答下列问题：
（1）本实验中除了需要测量出滑块释放时离桌面的高度h和桌面高度H以外，还需要测量的物理量有 ， ；(要求明确写出物理量的名称和对应的符号)
（2）本实验中测得的摩擦因数μ＝ ；（用测得的物理量符号表示）
（3）本实验的误差来源有 。（需写出两条）
15．（8分）如图，在光滑的水平面上，质量为m的小球在长为l的轻绳作用下做匀速圆周运动，小球运动n圈所用时间为t，求：
（1）小球做圆周运动的周期T；
（2）小球线速度的大小；
（3）小球所受拉力的大小。
16．（10分）月球与地球的半径之比为1∶4，质量之比为1∶80，地球的第一宇宙速度为7.9km/s。若质点脱离天体的引力场所需的速度(第二宇宙速度)是其环绕速度（第一宇宙速度）的 eq \r(2) 倍，已知 eq \r(10)＝3.162 。求：从月球表面逃离月球引力场必需的最小速度。（结果保留两位有效数字）
17．（13分）如图为房屋室外施工所用的吊运机，某次吊运机将质量m＝100kg的重物由静止开始竖直向上匀加速吊起，加速度a＝2.5 m/s2，当吊运机输出功率达到其允许的最大值时，保持该功率直到重物做vm＝5m/s的匀速直线运动，已知重物从开始吊起到最终匀速上升的高度为5m，取g＝10 m/s2，不计空气阻力，求：
（1）吊运机允许输出的最大功率；
（2）吊运机在第1秒末的输出功率；
（3）重物从开始运动到达到匀速的过程中，吊运机输出的功。
18．（15分）如图所示，AB为水平轨道，A、B间距离d＝2.25 m，BCD是半径为R＝0.40 m的竖直半圆形轨道，B为两轨道的连接点，D为轨道的最高点。一质量m＝1.2 kg的小物块，它与水平轨道和半圆形轨道间的动摩擦因数均为μ＝0.20。小物块在F＝12 N的水平力作用下从A点由静止开始运动，到达B点时撤去力F，小物块刚好能到达D点，g取10 m/s2，试求：
（1）在半圆形轨道上小物块克服摩擦力做的功；
（2）若半圆形轨道是光滑的，其他条件不变，求当小物块到达D点时对轨道的压力大小；
C
B
D
B
R
B
B
B
F
B
A
B
（3）若半圆形轨道是光滑的，要使小物块能够到达D点，力F的作用距离的最小值。
2020－2021学年度第二学期期中学业水平检测
高一物理答案及评分标准
一、单项选择题：本大题共8小题，每小题3分，共24分。
1．B 2．C 3．B 4．D 5．D 6．A 7．C 8．B
二、多项选择题：本大题共4小题，每小题4分，共16分，选不全得2分，有选错得0分。
9．BC 10．CD 11．AD 12．ABC
三、非选择题
13．（6分）（1） C （2分）（2） 2：1 （2分）（3） A （2分）
14．（8分）（1） 物块平抛运动的水平射程x （2分）、释放点到水平轨道末端的水平长度l（2分）；
（2） （2分）；
（3） ①重物运动过程中存在空气阻力 ②测量长度时会有误差 （2分）。
15．（8分）
解：（1）（2分）
（2）（1分）
得： （2分）
（3）（2分）
得： （1分）
评分标准：第1问，2分；第2问，3分；第3问，3分。共8分。
16．（10分）
解： 万有引力提供向心力： eq \f(GmM,R2)＝\f(mv2,R) （2分）
第一宇宙速度： eq v＝\r(\f(GM,R)) （2分）
月、地的第一宇宙速度之比： eq \f(v月,v地)＝\r(\f(M月R地,M地R月))＝\r(\f(1,20)) （2分）
月球的第一宇宙速度为：v月＝v地 eq \r(\f(1,20)) （2分）
∴从月球表面逃离月球引力场必需的最小速度为:
v＝ eq \r(2) v月＝2.5km/s（2分）
17．（13分）
解：（1）当达到匀速运动时，重力等于拉力，此时吊运机输出的功率最大，
（2分）
（2）匀加速时，由牛顿第二定律可知：
（1分）
解得F=1250N（1分）
匀加速的最大速度（1分）
则匀加速的最大时间：（1分）
1s末的速度：（1分）
1s末吊运机的输出功率：（2分）
（3）全过程对重物列动能定理可得：
（2分）
解得：（2分）
评分标准：第1问，2分；第2问，7分；第3问，4分。共13分。
18．(15分)
解：（1）对小物块在A到B过程，根据动能定理有：
Fd－μmgd＝ eq \f(1,2)mvB2 （2分）
vB＝6 m/s
小物块刚好能到达D点，在D点：mg＝ eq \f(mvD12,R) （2分）
设小物块克服摩擦力做的功为Wf，从B点到D点过程由动能定理得：
－(2mgR＋Wf)＝ eq \f(1,2)mvD12 － eq \f(1,2)mvB2 （2分）
所以在半圆形轨道上小物块克服摩擦力做的功为Wf＝9.6 J（1分）
（2）小物块从A点到D点由动能定理：
Fd－μmgd－2mgR＝ eq \f(1,2)mvD22 （2分）
设小物块在D点受到圆轨道的压力为FN
FN＋mg＝ eq \f(mvD22,R) （1分）
解得：FN＝48 N（1分）
根据牛顿第三定律，小物块在D点对轨道的压力FN'＝FN＝48 N（1分）
（3）令：Fl－μmgd－2mgR≥ eq \f(1,2)mvD12 （2分）
l≥1.45m
力F的作用距离最小值为：l＝1.45m（1分）
评分标准：第1问，7分；第2问，5分；第3问，3分。共15分。