湖北省武汉市钢城第四中学2020_2021学年高一物理下学期期中试题202105190114.doc

湖北省武汉市钢城第四中学2020-2021学年高一物理下学期期中试题一、选择题（每小题4分，共44分，1-7题为单选题，8-11题为多选题）1决定平抛运动物体飞行时间的因素是()A初速度 B抛出时的高度 C抛出时的高度和初速度 D以上均不对2变速自行车靠变换齿轮组合来改变行驶速度如图是某一变速车齿轮转动结构示意图，图中A轮有48齿，B轮有42齿，C轮有18齿，D轮有12齿，则()A该车可变换两种不同挡位B该车可变换五种不同挡位C当A轮与D轮组合时，两轮的角速度之比AD14D当A轮与D轮组合时，两轮的角速度之比AD413一条河宽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 sC船的实际速度不可能为3 m/s D船的实际位移可能为100 m4汽车在平直公路上行驶，前一段时间内发动机的功率为P1，后一段时间内的功率为P2，已知在两段时间内发动机做的功相等，则在全部时间内发动机的平均功率为()A B C D5如图所示是在同一轨道平面上的三颗不同的人造地球卫星，关于各物理量的关系，下列说法正确的是()A线速度vA<vB<vC B万有引力FA>FB>FCC角速度：A>B>C D向心加速度aA<aB<aC6如图所示，质量为m的物体(可视为质点)以某一速度从A点冲上倾角为 30°的固定斜面，其运动的加速度为g，此物体在斜面上上升的最大高度为h，则在这个过程中物体()A重力势能增加了mgh B动能损失了mghC动能损失了mgh D动能损失了mgh7玻璃杯从同一高度落下，掉在石头上比掉在草地上容易碎，这是由于玻璃杯与石头的撞击过程中()A玻璃杯的动量较大 B玻璃杯受到的冲量较大C玻璃杯的动量变化较大 D玻璃杯的动量变化较快8放在赤道上的物体和放在北纬60°处的物体，由于地球的自转，它们的()A角速度之比为21 B线速度之比为vv21C向心加速度之比为aa21 D向心加速度之比为aa419如图所示表示撑竿跳高运动的几个阶段：助跑、撑竿起跳、越横竿、落地(未画出)在这几个阶段中有关能量转化情况的说法，正确的是()A助跑阶段，身体中的化学能转化为人和杆的动能B起跳时，人的动能和化学能转化为人和杆的势能C越过横竿后，人的重力势能转化为动能D落地后，人的能量消失了10如图为过山车以及轨道简化模型，以下判断正确的是()A过山车在圆轨道上做匀速圆周运动B过山车在圆轨道最高点时的速度应不小于C过山车在圆轨道最低点时乘客处于超重状态D过山车在斜面h2R高处由静止滑下能通过圆轨道最高点11水平传送带匀速运动，速度大小为v，现将一小工件放到传送带上设小工件初速度为零，当它在传送带上滑动一段距离后速度达到v而与传送带保持相对静止设小工件质量为m，它与传送带间的动摩擦因数为，则在小工件相对传送带滑动的过程中()A滑动摩擦力对小工件做的功为mv2 B小工件的机械能增量为mv2C小工件相对于传送带滑动的路程大小为 D传送带对小工件做功为零二、实验题（每题8分，共16分）12在做“研究平抛运动”的实验中，为了确定小球不同时刻在空中所通过的位置，实验时用了如图所示的装置先将斜槽轨道的末端调整水平，在一块平整的木板表面钉上白 纸和复写纸将该木板竖直立于水平地面上，使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞到木板并在白纸上留下痕迹A；将木板向远离槽口的方向平移距离x，再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞在木板上得到痕迹B；将木板再向远离槽口的方向平移距离x，小球再从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，再得到痕迹C.若测得木板每次移动距离x10.00 cm.A、B间距离y15.02 cm，B、C间距离y214.82 cm(g9.80 m/s2). (1)为什么每次都要使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放？_.(2)根据以上直接测量的物理量来求得小球初速度的表达式为v0_(用题中所给字母表示)(3)小球初速度的值为v0_ m/s.13某实验小组利用拉力传感器做验证机械能守恒定律”的实验(1)实验完毕后选出一条纸带如图所示，其中O点为电磁打点计时器打下的第一个点，A、B、C为三个计数点，打点计时器通以50 Hz的交流电用刻度尺测得OA12.41 cm，OB18.60 cm，OC27.21 cm，在计数点A和B、B和C之间还各有一个点，重物的质量为1.00 kg，取g10.0 m/s2.甲同学根据以上数据算出：当打点计时器打到B点时重物的重力势能比开始下落时减少了_J，此时重物的动能比开始下落时增加了_J(结果均保留三位有效数字)(2)乙同学利用他自己实验时打出的纸带，测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h，算出了各计数点对应的速度v，以h为横轴，以v2为纵轴画出了如图的图线图线未过原点O的原因是_三、计算题（12分+12分+16分=40分）14(12分)质量为2 000 kg、额定功率为80 kW的汽车，在平直公路上行驶中的最大速度为20 m/s.若汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度大小为2 m/s2，运动中的阻力不变求：(1)汽车所受阻力的大小；(2)3 s末汽车的瞬时功率；(3)汽车做匀加速运动的时间；(4)汽车在匀加速运动中牵引力所做的功15(12分)已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g，不考虑地球自转的影响。(1)推导第一宇宙速度v1的表达式；(2)若卫星绕地球做匀速圆周运动，运行轨道距离地面高度为h，求卫星的运行周期T.16(16分)如图所示，AB是倾角为45°的直轨道，CD是半径R0.4 m的圆弧轨道，它们通过一段曲面BC平滑相接，整个轨道处于竖直平面内且处处光滑一个质量m1 kg的物体(可以看作质点)从高H的地方由静止释放，结果它从圆弧最高点D点飞出，垂直斜面击中P点已知P点与圆弧的圆心O等高，g取10 m/s2.求：(1)物体击中P点前瞬间的速度；(2)在C点轨道对物体的压力大小；(3)物体静止释放时的高度H.2020-2021学年度下学期高一年级期中考试物理答案1解析：平抛运动的飞行时间由其竖直分运动决定，由公式hgt2知，飞行时间由抛出时的高度决定，B正确答案：B2解析：由题意知，A轮通过链条分别与C、D连接，自行车可有两种速度，B轮分别与C、D连接，又可有两种速度，所以该车可变换四种挡位；当A与D组合时，两轮边缘线速度大小相等，A转一圈，D转4圈，即，选项C对答案：C3解析：船头与河岸垂直时，过河的时间最短tmins20 s，船实际运动的方向与河岸垂直时，位移最短，smin100 m船实际运动速度即为合速度，其大小在28 m/s范围内，故选项A、B、D正确，C错误答案：C4解析：平均功率P，而P1t1P2t2，故P，故选项D正确答案：D5解析：因为卫星的质量大小关系不知，所以卫星的万有引力大小关系无法判断，B错误；卫星绕地球做圆周运动，有Gmmr2ma向，得v ， ，a向，由于rA<rB<rC，则vA>vB>vC，A>B>C，aA>aB>aC，故A、D错误，C正确。答案：C6解析：重力做功WGmgh，故重力势能增加了mgh，A错物体所受合力Fmamg，合力做功W合Fmg×2hmgh，由动能定理知，动能损失了mgh，B、C错，D正确答案：D7解析：从同一高度落到地面上时，速度相同，动量相同，与草地或石头接触后，末动量均变为零，因此动量变化量相同。因为玻璃杯与石头的作用时间短，由动量定理Ftmv知，此时玻璃杯受到的力F较大，容易碎，D正确。答案：D8解析：物体和物体都在地球上，角速度都等于地球自转角速度，故选项A错误由于物体的转动半径rR地，物体的转动半径rR地，即r2r.因vr，a2r，所以vvrr21，aarr21，故选项B、C正确，选项D错误答案：BC9解析：运动员在助跑、撑竿起跳、越横竿、下落的几个过程中，能量的转化分别为化学能转化为动能，化学能和动能转化为势能，重力势能转化为动能，故A、B、C正确人落地后，人的重力势能会使地面发生形变且温度升高而转化为内能即人的能量并没有消失，故D错答案：ABC10解析：过山车在竖直圆轨道上做圆周运动，机械能守恒，动能和重力势能相互转化，速度大小变化，不是匀速圆周运动，故A错误；在最高点，重力和轨道对车的压力提供向心力，当压力为零时，速度最小，则mgm，解得：v，故B正确；在最低点时，重力和轨道对车的压力提供向心力，加速度向上，乘客处于超重状态，故C正确；过山车在斜面h2R高处由静止滑下到最高点的过程中，根据动能定理得：mv2mg(h2R)0.解得；v0，所以不能通过最高点，故D错误故选B、C.答案：BC11解析：小工件相对传送带滑动的过程中，受到的合外力就是传送带对它施加的摩擦力，根据动能定理可知，摩擦力做的功等于小工件增加的动能，小工件的初速度为零，末速度为v，其动能增加为mv2，则小工件受到的滑动摩擦力对小工件做的功为mv2，选项A正确，而选项D错误；根据功能关系知，除了重力和弹力以外的其他力所做的功等于小工件机械能的改变量，选项B正确；由动能定理可得mgs1mv2，则s1，s1是小工件相对地面的位移，该过程中，传送带相对地面的位移为s2vtv·2s1，则小工件相对于传送带的位移为ss2s1，选项C正确答案：ABC12解析：(1)每次从斜槽上紧靠挡板处由静止释放小球，是为了使小球离开斜槽末端时有相同的初速度(2)根据平抛运动在水平方向上为匀速直线运动，则小球从A到B和从B到C运动时间相等，设为T；竖直方向由匀变速直线运动推论有y2y1gT2，且v0Tx.解以上两式得：v0x.(3)代入数据解得v01.00 m/s.答案：(1)为了保证小球每次做平抛运动的初速度相同（2）x(3)1.0013解析：(1)打点计时器打B点时重物的速度为vBm/s1.85 m/s，所以重物动能的增加量为Ekmv×1.00×1.852 J1.71 J，重物的重力势能的减少量为Epmgh1.00×10.0×18.60×102 J1.86 J.(2)由图象可知，打下第一个点时重物已有速度，说明乙同学先释放重物，再接通打点计时器答案：(1)1.861.71(2)先释放重物，再接通计时器电源14【解析】(1)所求的是运动中的阻力，若不注意“运动中的阻力不变”，则阻力不易求出以最大速度行驶时，根据PFv，可求得F4 000 N而此时牵引力和阻力大小相等(2)由于3 s时的速度vat6 m/s，而牵引力由FFfma得F8 000 N，故此时的功率为PFv4.8×104 W.(3)设匀加速运动的时间为t，则t时刻的速度为vat，这时汽车的功率为额定功率由PFv，将F8 000 N和vat代入得t5 s.(4)匀加速运动阶段牵引力为恒力，牵引力所做的功WFlFat28 000××2×52 J2×105 J.【答案】(1)4 000 N(2)4.8×104 W(3)5 s(4)2×105 J15解析：(1)设卫星的质量为m，地球的质量为M在地球表面附近满足Gmg得GMR2g卫星做圆周运动的向心力等于它受到的万有引力mG式代入式，得v1.(2)考虑式，卫星受到的万有引力为：FG由牛顿第二定律Fm(Rh)式联立解得T .16解析：(1)物体从D点运动到P点，做平抛运动，在竖直方向上满足2gRv，求得vy2 m/s.物体击中P点的速度v4 m/s.(2)物体在D点的速度为平抛运动的水平速度vDvytan 2 m/s.根据机械能守恒定律mvmg·2Rmv，由牛顿运动定律得FNmg.解得支持力FN70 N，即在C点轨道对物体的压力为70 N.(3)由A点到D点，物体的机械能也守恒，故mgHmvmg2R.解得H1.2 m.答案：(1)4 m/s(2)70 N(3)1.2 m6