2020内蒙古集宁一中高一下学期期中考试物理试题含答案

www.ks5u.com集宁一中2019-2020学年第二学期期中考试

高一年级物理试题

本试卷满分为110分 

   第Ⅰ卷 （选择题   共56分） 

一、选择题（本题共14小题，每小题4分，共56分．在每小题给出的四个选项中.第1～10题只有一项符合题目要求，第1１～14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．）

1．在公路转弯处外侧的李先生家门口，三个月内连续发生了八次大卡车侧翻的交通事故．经公安部门和交通部门协力调查，画出的现场示意图如图所示．为了避免事故再次发生，很多人提出了建议，下列建议中不合理的是(　　)

A．在进入转弯处设立限速标志，提醒司机不要超速转弯

B．改进路面设计，增大车轮与路面间的摩擦

C．改造此段弯路，使弯道内侧低、外侧高

D．改造此段弯路，使弯道内侧高、外侧低

2.自行车变速的工作原理是依靠线绳拉动变速器，变速器通过改变链条的位置，使链条跳到不同的齿轮上而改变速度．变速自行车的部分构造如图所示，其前、后轮的半径相等，当自行车沿直线匀速前进时，下列说法正确的是（　　）

A. 后轮轮胎边缘的线速度小于飞轮边缘的线速度

B. 飞轮的角速度与中轴链轮的角速度大小一定相等

C. 由链条相连接的飞轮边缘与中轴链轮边缘的线速度大小一定相等

D. 由链条相连接的飞轮边缘与中轴链轮边缘的向心加速度大小一定相等

3.2019年4月10日晚9时许，全球多地天文学家同步公布的首张黑洞照片（如图）。假设银河系中两个黑洞A、B，它们以二者连线上的O点为圆心做匀速圆周运动，测得A、B到O点的距离分别为r和2r。黑洞A、B均可看成质量分布均匀的球体，不考虑其他星球对黑洞的引力，两黑洞的半径均远小于它们之间的距离。下列说法正确的是（　　）

A. 黑洞A、B的质量之比为1∶2

B. 黑洞A、B所受引力之比为1∶2

C. 黑洞A、B的角速度之比为1∶2

D. 黑洞A、B的线速度之比为1∶2

4.发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，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，则（　　）

A. 卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率

B. 卫星在轨道3上角速度等于在轨道1上的角速度

C. 卫星在轨道1上经过Q点时的速率小于它在轨道2上经过Q点时的速率

D. 卫星在轨道2上经过P点时的加速度大于它在轨道3上经过P点时的加速度

5.以恒定功率从静止开始运动的汽车，经时间t后速度达到最大速度ｖｍ，在此过程中汽车通过的位移为s,则(  )

A. s﹥      B. s=
C. s﹤      D. 无法判断

6．如图所示，光滑斜面的顶端固定一弹簧，一质量为m的物体向右滑行，并冲上固定在地面上的斜面。设物体在斜面最低点A的速度为v，压缩弹簧至C点时弹簧最短，C点距地面高度为h，则从A到C的过程中弹簧弹力做功是(　　)

A．mgh－mv2　　　　B.mv2－mgh

C．－mgh　　　　　　D．－

7．如图所示，小球以初速度v0从A点沿不光滑的轨道运动到高为h的B点后自动返回，其返回途中仍经过A点，小球经过轨道连接处无机械能损失，则小球经过A点时的速度大小为(　　)

A.　　　　　B.

C．v－2gh　　　　　D.

8．如图所示，可视为质点的小球A、B用不可伸长的细软轻线连接，跨过固定在地面上半径为R的光滑圆柱，A的质量为B的两倍。当B位于地面时，A恰与圆柱轴心等高。将A由静止释放，B上升的最大高度是(　　)[来源:Z.xx.k.Com]

A．2R B.
C. D.

9．质量为m＝20 kg的物体，在大小恒定的水平外力F的作用下，沿水平面做直线运动。0～2 s内F与运动方向相反，2～4 s内F与运动方向相同，物体的v­t图象如图所示，g取10 m/s2，则(　　)

A．拉力F的大小为100 N

B．物体在4 s时拉力的瞬时功率为120 W

C．4 s内拉力所做的功为480 J

D．4 s内物体克服摩擦力做的功为320 J

10.一宇航员到达半径为R、密度均匀的某星球表面，做如下实验：用不可伸长的轻绳拴一质量为m的小球，上端固定在O点，如图甲所示，在最低点给小球某一初速度，使其绕O点的竖直面内做圆周运动，测得绳的拉力F大小随时间t的变化规律如图乙所示．F1＝7F2，设R、m、引力常量G以及F1为已知量，忽略各种阻力．以下说法正确的是（　　）

A. 该星球表面的重力加速度为

B. 卫星绕该星球的第一宇宙速度为 [来源:学科网]

C. 星球的密度为

D. 小球过最高点的最小速度为0

11.如图所示A、B、C三个物体放在旋转圆台上，A、B与台面间动摩擦因数均为μ，C与台面间动摩擦因数为2μ，A、C的质量均为m，B质量为2m，A、B离轴为R,C离轴为2R，则当圆台匀速旋转时，（设A、B、C都没有滑动）（　　）

A. C物的向心加速度最大

B. A物所受静摩擦力最小

C. 当圆台转速缓慢增加时，C比A先滑动

D. 当圆台转速缓慢增加时，B比A先滑动

12．如图所示，金属环M、N用不可伸长的细线连接，分别套在水平粗糙细杆和竖直光滑细杆上，当整个装置以竖直杆为轴以不同大小的角速度匀速转动时，两金属环一直相对杆不动，下列判断正确的是（　　）

A．转动的角速度越大，细线中的拉力不变

B．转动的角速度越大，环M与水平杆之间的弹力越大[来源:学科网ZXXK]

C．转动的角速度不同，环M与水平杆之间的摩擦力大小可能相等

D．转动的角速度越大，环N与竖直杆之间的弹力越大

13.如图所示，质量相同的物体a和b，用不可伸长的轻绳跨接在光滑的轻质定滑轮两侧，a在水平桌面的上方，b在光滑的水平桌面上．初始时用力拉住b使a、b静止，撤去拉力后，a开始运动，在a下降的过程中，b始终未离开桌面．在此过程中（　　）

A. a物体的机械能守恒

B. a、b两物体机械能的总和不变

C. a物体的动能小于b物体的动能[来源:Zxxk.Com]

D. 绳的拉力对a所做的功与对b所做的功的代数和为零

14.如图所示为某探究活动小组设计的节能运输系统.斜面轨道倾角为30º，质量为M的木箱与轨道的动摩擦因数为.木箱在轨道顶端时，自动装货装置将质量为m的货物装入木箱，然后木箱载着货物沿轨道无初速度滑下，当轻弹簧被压缩至最短时，自动卸货装置立刻将货物卸下，然后木箱恰好被弹回到轨道顶端，再重复上述过程，下列选项正确的是（　　）

A m=M

B. m=2M

C. 木箱不与弹簧接触时，上滑的加速度大于下滑的加速度

D. 在木箱与货物从顶端滑到最低点的过程中，减少的重力势能全部转化为弹簧的弹性势能

第Ⅱ卷（非选择题  共54分）

二、填空题(共15分)

15.(7分)图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图．

（1）在研究平抛运动的实验中，下列说法正确的是__________

A．必须称出小球的质量

B．斜槽轨道必须是光滑的

C．斜槽轨道末端必须是水平的

D．应该使小球每次从斜槽上相同位置从静止开始滑下

(2)图乙是正确实验取得的数据，其中O为抛出点，则此小球做平抛运动的初速度为______m/s(g＝9.8 m/s2)．

(3)在另一次实验中将白纸换成方格纸，每个格的边长L＝5 cm，通过实验，记录了小球在运动途中的三个位置，如图丙所示，则该小球做平抛运动的初速度为______m/s；B点的竖直分速度为______m/s(g＝10m/s2)．

16.（8分）在用落体法验证机械能守恒定律时，某小组按照正确的操作选得纸带如图.其中O是起始点，A、B、C是打点计时器连续打下的3个点．用毫米刻度尺测量O到A、B、C各点的距离，并记录在图中．（已知当地的重力加速度g＝9.80m/s2，重锤质量为m＝1 kg，计算结果均保留3位有效数字）

（1）图中的三个测量数据中不符合有效数字读数要求的是________段的读数，应记作________cm；

（2）甲同学用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒，他用AC段的平均速度作为B点对应的瞬时速度vB，则求得该过程中重锤的动能增加量ΔEk＝________J，重力势能的减少量ΔEp＝________J；这样验证的系统误差总是使ΔEk________ΔEp（选填“>”、“<”或“＝”）；

三、计算题（共39分，解答时写出必要的文字说明和计算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的，答案中必须明确写出数值和单位）

17．(9分)如图所示，质量m＝2 kg的小球用长L＝1.05 m的轻质细绳悬挂在距水平地面高H＝6.05 m的O点。现将细绳拉直至水平状态，自A点无初速度释放小球，运动至悬点O的正下方B点时细绳恰好断裂，接着小球做平抛运动，落至水平地面上C点。不计空气阻力，重力加速度g取10 m/s2。求：

(1)细绳能承受的最大拉力；

(2)细绳断裂后小球在空中运动所用的时间；

(3)小球落地瞬间速度的大小。

18.（１０分）如图所示，用细圆管组成的光滑轨道AB部分平直，BC部分是处于竖直平面内半径为R的半圆，圆管截面半径r<<R．有一质量为m，半径比r略小的光滑小球以水平初速度v0射入圆管．

（1）若要小球能从C端出来，初速度v0需满足什么条件？

（2）在小球从C端出来的瞬间，管壁对小球的压力为mg，那么小球的初速度v0应为多少？

19.（１０分）为了探测月球的详细情况，我国发射了一颗绕月球表面飞行的科学实验卫星．假设卫星绕月球做圆周运动，月球绕地球也做圆周运动．已知卫星绕月球运行的周期为 T0，地球表面重力加速度为 g，地球半径为 R0，月心到地心间的距离为 r0，引力常量为 G，求：

（1）月球的平均密度；

（2）月球绕地球运行的周期．

20．(1０分)滑板运动是极限运动的鼻祖，许多极限运动项目均由滑板项目延伸而来。如图是滑板运动的轨道，BC和DE是两段光滑圆弧形轨道，BC段的圆心为O点，圆心角为60°，半径OC与水平轨道CD垂直，水平轨道CD段粗糙且长8m。某运动员从轨道上的A点以3m/s的速度水平滑出，在B点刚好沿轨道的切线方向滑入圆弧形轨道BC，经CD轨道后冲上DE轨道，到达E点时速度减为零，然后返回。已知运动员和滑板的总质量为60kg，B、E两点到水平轨道CD的竖直高度分别为h和H，且h＝2m，H＝2.8m，g取10 m/s2。求：

(1)运动员从A点运动到达B点时的速度大小vB；

(2)轨道CD段的动摩擦因数μ；

(3)通过计算说明，第一次返回时，运动员能否回到B点？如能，请求出回到B点时速度的大小；如不能，则最后停在何处？

1-5 DCDCA

6-10 ABCBC

11.AB 12.AC 13BCD 14.BC

15. (1)CD　(2)1.6　(3)1.5　2

16(1).OC　(2).15.70　(3).1.20　(4).1.22　(5).<

１７．　(1)60 N　(2)1 s　(3)11 m/s

解析　(1)根据机械能守恒定律得mgL＝mv

由牛顿第二定律得F－mg＝m

解得最大拉力F＝3mg＝60 N，

根据牛顿第三定律可知，细绳能承受的最大拉力为60 N。

(2)细绳断裂后，小球做平抛运动，且H－L＝gt2

故t＝＝ s＝1 s。

(3)整个过程，小球的机械能不变，故mgH＝mv

所以vC＝＝ m/s＝11 m/s。

１８.（1）v0≥2  （2）或

【解析】

（1）选AB所在平面为参考平面，从A至C的过程中，根据机械能守恒定律：＝2mgR＋①

在最高点C小球速度满足vC≥0②[来源:Z&xx&k.Com]

由①②得v0≥2

（2）小球在C处受重力mg和细管竖直方向的作用力FN，根据牛顿第二定律，得：

mg＋FN＝③

由①③解得FN＝－5mg④

讨论④式，即得解：

a．当小球受到向下的压力时，

FN＝mg，v0＝

b．当小球受到向上的压力时，

FN＝－mg，v0＝．

１９．（1）（2）

【解析】

【详解】（1）月球的半径为R，月球质量为M，卫星质量为m
由于在月球表面飞行，万有引力提供向心力：

得
且月球的体积V＝πR3
根据密度的定义式得

（2）地球质量为M0，月球质量为M，月球绕地球运转周期为T
由万有引力提供向心力

根据黄金代换GM0＝gR02

得

２０．　(1)6 m/s　(2)0.125

(3)不能回到B处，最后停在D点左侧6.4 m处(或C点右侧1.6 m处)

解析　(1)由题意可知：vB＝，解得vB＝6 m/s。

(2)从B点到E点，由动能定理可得：

mgh－μmgsCD－mgH＝0－mv

代入数据可得：μ＝0.125。

(3)设运动员能到达左侧的最大高度为h′，从B到第一次返回左侧最高处，根据动能定理得：

mgh－mgh′－μmg·2sCD＝0－mv

解得h′＝1.8 m<h＝2 m，所以第一次返回时，运动员不能回到B点。

设运动员从B点运动到停止，在CD段的总路程为s，由动能定理可得：mgh－μmgs＝0－mv

解得s＝30.4 m。

因为s＝3sCD＋6.4 m，所以运动员最后停在D点左侧6.4 m处(或C点右侧1.6 m处)。