河南省郑州市2020-2021学年高一下学期物理期末考试试卷

更新时间：2021-09-13 浏览次数：122 类型：期末考试

一、单选题

1. 某质点在恒力F作用下，从A点沿图中曲线方向运动到B点。经过B点时，若力的方向突然变为与原来相反，则它从B点开始可能沿图中的哪一条虚线运动（　　）

A . 虚线a B . 虚线b C . 虚线c D . 虚线d

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2. 下列说法符合物理学史的是（）

A . 哥白尼提出了日心说并发现了行星沿椭圆轨道运行的规律 B . 牛顿提出了万有引力定律，是第一个“能称出地球质量”的人 C . “月一地检验”表明，地面物体所受地球的引力和月球所受地球的引力遵从相同的规律 D . 经典力学理论在天体力学研究中，取得了巨大的成就，大到天体，小到微观粒子均适用

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3. 一皮带传动装置如图所示，右轮半径为r，a是它边缘上的一点。左侧大轮和小轮固定在同一个轴上一起转动，大轮半径为4r，小轮半径为2r，b点和c点分别位于小轮和大轮的边缘上。传动过程中皮带不打滑，则下列说法正确的是（　　）

A . a、b、c三点的线速度之比为1∶2∶4 B . a、b、c三点的角速度之比为1∶2∶2 C . a、b、c三点的向心加速度之比为4∶2∶1 D . a、b、c三点的转速之比为2∶1∶1

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4. 如图所示，从 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 两点沿水平方向分别发射两个完全相同的小球甲和乙，两小球落在水平地面上的同一点 $\text{[math]}$ ，已知 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 两点在同一竖直线上，距地面的高度分别为 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，忽略空气阻力，则两小球从被抛出到落地过程中，下列说法正确的是（　　）

A . 两小球抛出时的速度相同 B . 小球甲与小球乙运动的时间之比为 $\text{[math]}$ C . 小球甲与小球乙落地时的速度方向相同 D . 两小球的位移相同

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5. 2020年6月23日，“北斗三号”全球卫星导航系统最后一颗组网卫星被成功发射到地球同步轨道。如图所示，轨道Ⅰ为圆形轨道，轨道Ⅱ为椭圆形轨道，轨道Ⅲ为地球同步轨道。 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 两点为椭圆轨道与两圆形轨道的切点。该卫星在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轨道上运行的周期分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，在轨道Ⅰ和轨道Ⅲ上的线速度分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，在轨道2上 $\text{[math]}$ 点的速度为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 点的速度为 $\text{[math]}$ 。下列说法不正确的是（　　）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ C . 该卫星在轨道Ⅰ上的加速度大于在轨道Ⅲ上的加速度 D . 该卫星在轨道Ⅱ上经过 $\text{[math]}$ 点的加速度等于在轨道Ⅰ上经过 $\text{[math]}$ 点的加速度

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6. 甲图是洗衣机脱水桶甩干衣服的情境，乙图是两个圆锥摆，丙图是完全相同的两个小球在内壁光滑的倒圆锥内做匀速圆周运动。关于这三种圆周运动，下列说法正确的是（　　）

A . 甲图中衣服随脱水桶一起匀速转动的过程中，桶对衣服的摩擦力提供向心力 B . 乙图中两小球的线速度大小相等 C . 乙图中两小球具有相同的运动周期 D . 丙图中 $\text{[math]}$ 球的角速度大于 $\text{[math]}$ 球的角速度

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7. 如图所示，质量为 $\text{[math]}$ ，长为 $\text{[math]}$ 的木板静止于光滑水平面上，质量为 $\text{[math]}$ 的物块（可看做质点），以某一初速度从长木板左端开始运动。已知物块与木板间的动摩擦因数为 $\text{[math]}$ ，重力加速度为 $\text{[math]}$ ，最终物块刚好没从木板的右端滑下。物块相对木板滑动的过程中，木板的位移为 $\text{[math]}$ ，则在此过程中（　　）

A . 物块与木板组成的系统机械能守恒 B . 物块的动能减少了 $\text{[math]}$ C . 长木板获得的动能为 $\text{[math]}$ D . 物块与长木板组成的系统机械能损失了 $\text{[math]}$

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8. 2021年5月15日，“天问一号”着陆巡视器成功着陆于火星，我国首次火星探测任务着陆成功。“天问一号”探测器着陆前曾绕火星飞行，某段时间可认为绕火星做匀速圆周运动，轨道半径为火星半径的 $\text{[math]}$ 倍。已知火星质量约为地球质量的10%，半径约为地球半径的50%，地球表面重力加速度大小为 $\text{[math]}$ 。设地球半径为 $\text{[math]}$ ，则“天问一号”绕火星做圆周运动的速率约为（　　）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

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二、多选题

9. 如图所示，一小物块以一定的初速度从粗糙固定斜面底端开始沿斜面向上滑动，速度减为零后又返回到底端。取地面为重力势能参考平面，该过程中，物块的动能 $\text{[math]}$ 和机械能 $\text{[math]}$ 随位移 $\text{[math]}$ 变化关系的图像正确的是（　　）

A . B . C . D .

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10. 小球穿在光滑水平杆上，轻弹簧的一端固定在 $\text{[math]}$ 点，另一端与小球相连。现将小球由静止释放，已知小球运动到 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 两个位置时，弹簧的形变量相等， $\text{[math]}$ 的长度大于 $\text{[math]}$ 。则小球从 $\text{[math]}$ 点到 $\text{[math]}$ 点的过程中（）

A . 弹簧的弹力对小球先做正功后做负功，总功 $\text{[math]}$ B . 弹簧的弹力对小球先做正功后做负功，总功 $\text{[math]}$ C . 小球的机械能守恒 D . 小球速度最大时，弹簧的弹力对小球做功的功率为零

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11. 一质量为 $\text{[math]}$ 的汽车在路口停车线处等信号灯。当绿灯亮时，汽车开始沿平直公路行驶，在前300m的运动过程中，加速度随位移的变化关系如图所示。若汽车行驶过程中所受阻力恒定，且在200m~300m内汽车牵引力做的功为 $\text{[math]}$ ，对于汽车在前300m的个运动过程中，下列说法正确的是（　　）

A . 汽车在0~100m内是以恒定功率运动的 B . 汽车所受阻力大小为120N C . 汽车在0~100m内牵引力所做的功为 $\text{[math]}$ D . 汽车的最大速度约为21m/s

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12. 如图所示，在过水平圆盘轴心的直径上，放着两个质量均为 $\text{[math]}$ 的滑块A和 $\text{[math]}$ ，A、 $\text{[math]}$ 用不可伸长的细绳相连，A与圆心的距离为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 与圆心的距离为 $\text{[math]}$ 。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，两滑块与圆盘之间的动摩擦因数均为 $\text{[math]}$ ，重力加速度为 $\text{[math]}$ ，圆盘静止时细绳伸直且拉力为零。现在使圆盘转速缓慢增加，直到两物体刚好相对圆盘滑动，在此过程中（　　）

A . 当圆盘的角速度增大到 $\text{[math]}$ 时，绳子开始出现拉力 B . 滑块A所受的摩擦力始终指向圆心 C . 滑块B所受的摩擦力始终指向圆心 D . 当圆盘的角速度增大到 $\text{[math]}$ 时，A，B开始相对圆盘发生滑动

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三、实验题

13. 某同学用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律，所用器材包括气垫导轨、上方安装有遮光片的滑块、两个与计算机相连接的光电门A和B、砝码盘和砝码等。实验步骤如下：

⑴启动气泵，调节气垫导轨，轻推滑块，当滑块上的遮光片经过两个光电门的遮光时间相等时，可认为气垫导轨水平。

⑵用天平测出砝码与砝码盘的总质量为m、滑块（含遮光片）的质量为M，光电门AB之间的距离为L，测量遮光片的宽度为d。

⑶用细线跨过轻质定滑轮将滑块与砝码盘连接，并让细线水平拉动滑块。释放砝码和砝码盘，令滑块在细线的拉动下从左边开始运动，滑块从A运动到B的过程中，砝码和砝码盘的重力势能减少了。

⑷和计算机连接的光电门测量出遮光片经过A、B两处光电门的遮光时间分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，从而得出滑块经过A、B两点时的速度。通过A点时的速度为。

⑸在滑块从A运动到B的过程中，要验证砝码和砝码盘、滑块组成的系统机械能守恒，需要满足的表达式为。（均用题中给出物理量的对应符号及重力加速度 $\text{[math]}$ 表示）

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14. “探究功与速度变化的关系”的实验装置如图所示，小车在橡皮筋的作用下沿木板滑行。当小车在1条橡皮筋作用下时，橡皮筋对小车做的功记为 $\text{[math]}$ ；当用2条、3条、4条……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、第4次……实验时，橡皮筋对小车做的功记为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ……，实验中小车的速度由打点计时器所打的纸带测出。

（1）本实验（“需要”或“不需要”）平衡小车所受摩擦力
（2）小车在一条橡皮筋作用下运动，当小车速度达到最大时，橡皮筋处于（“伸长状态”或“原长状态”）

（3）实验中要求用完全相同的橡皮筋，每次实验不必计算出橡皮筋对小车做功的具体数值。某次实验所测数据如下表所示：

次数	1	2	3	4	5	6	7
功	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$
速度 $\text{[math]}$	1.00	1.38	1.77	1.97	2.28	2.43	2.65
速度平方 $\text{[math]}$	1.00	1.90	3.13	3.88	5.20	5.90	7.02

请将表中7组功与速度平方的数据标在坐标系中，并画出 $\text{[math]}$ 的关系图像。

（4）根据作出的 $\text{[math]}$ 图像，可以得到 $\text{[math]}$ 随 $\text{[math]}$ 变化的关系为。

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四、解答题

15. 一小型无人机模拟投弹演习，某时刻无人机将一小球以某一初速度沿水平方向抛出，小球刚好垂直打在倾角 $\text{[math]}$ 的斜坡上，打在斜坡上的速度为50m/s，重力加速度 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，求：
1. （1）小球的飞行时间；
2. （2）小球的水平位移大小；
3. （3）小球抛出点到落点的高度。
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16. 2020年10月14日发生了火星冲日，即火星、地球和太阳位于同一直线上，且火星与地球的距离达到了最近，如图所示。火星和地球的相关数据如下表所示

行星	质量	绕太阳公转轨道半径	绕太阳的公转周期
地球	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$ 年
火星	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$

（1）求火星绕太阳的公转周期（计算结果以年为单位，保留一位小数，取 $\text{[math]}$ ）；
（2）估算相邻两次火星冲日的时间间隔。

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17. 某地有一风力发电机，它的叶片转动时可形成半径为 $\text{[math]}$ 的圆面。某时间内该地区的风速恒定为 $\text{[math]}$ ，风向恰好跟叶片转动的圆面垂直，已知空气的密度为 $\text{[math]}$ ，假设这个风力发电机能将此圆面内10%的空气动能转化为电能。求：
1. （1）单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的动能；
2. （2）此风力发电机的发电功率。
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18. 如图甲所示，轻质弹簧原长为0.2m，将弹簧竖直放置在地面上，在其顶端将质量 $\text{[math]}$ 的物体由静止释放，当弹簧压缩至最短时，弹簧长度为0.1m。现将该轻质弹簧水平放置，一端固定在 $\text{[math]}$ 点，另一端在A点与一质量为 $\text{[math]}$ 的物块接触但不连接， $\text{[math]}$ 是长度为1m的水平光滑轨道， $\text{[math]}$ 端与半径为 $\text{[math]}$ 的光滑竖直半圆轨道 $\text{[math]}$ 相切，如图乙所示。现用力缓慢推物块 $\text{[math]}$ ，将弹簧长度压缩至0.1m，然后由静止释放。重力加速度g=10m/s²。求：
1. （1）弹簧的劲度系数 $\text{[math]}$ 和弹簧压缩至0.1m时的弹性势能 $\text{[math]}$ ；
2. （2）物块 $\text{[math]}$ 经过 $\text{[math]}$ 点时对轨道的压力；
3. （3）若在 $\text{[math]}$ 段铺设某种材料，物块与这种材料之间的动摩擦因数为 $\text{[math]}$ ，使物块在 $\text{[math]}$ 上不脱离轨道，求 $\text{[math]}$ 的取值范围。
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