北京市第四十三中学2020-2021学年高一物理下学期期中试题.doc

北京市第四十三中学2020-2021学年高一物理下学期期中试题

北京市第四十三中学2020-2021学年高一物理下学期期中试题

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11

北京市第四十三中学2020-2021学年高一物理下学期期中试题
一、单项选择题（共12小题；共36分）
1．牛顿得出了万有引力与物体质量及它们之间距离的关系，但不知道引力常量 G 的值，第一个在实验室比较准确测定引力常量 G 值的科学家是
A. 哥白尼 B. 第谷 C. 开普勒 D. 卡文迪许
2. 下列物理量属于矢量的是  
A. 线速度 B. 周期 C. 动能 D. 功率
3. 两个质点之间万有引力的大小为 ，如果将这两个质点之间的距离变为原来的 倍，那么它们之间万有引力的大小变为  
A. B. C. D.
4．如图 1 所示，自行车的大齿轮、小齿轮、后轮的半径不一样，它们的边缘有三个点 A、B、C。在自行车匀速骑行时，下列说法正确的是
A．A、B 两点的角速度大小相等
B．B、C 两点的线速度大小相等
C．A 点的向心加速度小于 B 点的向心加速度
D．C 点的向心加速度小于 B 点的向心加速度
5、下图中描绘的四条虚线轨迹，可能是人造地球卫星无动力飞行轨道的是（ ）
A
B
C
D

6、如图将红、绿两种颜色石子放在水平圆盘上，围绕圆盘中心摆成半径不同的两个同心圆圈（r红＜r绿）。圆盘在电机带动下由静止开始转动，角速度缓慢增加。每个石子的质量都相同，石子与圆盘间的动摩擦因数μ均相同。则下列判断正确的是（ ）
红
绿
A．绿石子先被甩出
B．红、绿两种石子同时被甩出
C．石子被甩出的轨迹一定是沿着切线的直线
D．在没有石子被甩出前，红石子所受摩擦力大于绿石子的
7.我国发射的神州十一号载人宇宙飞船的周期约为91min。如果把它绕地球的运动看作匀速圆周运动，飞船的运 动和人造地球同步卫星的运动相比
A. 飞船的轨道半径大于同步卫星的轨道半径
B. 飞船的向心加速度大于同步卫星的向心加速度
C. 飞船运动的角速度小于同步卫星运动的角速度
D. 飞船的运行速度小于同步卫星的运行速度
8. 我们可以用如图所示的实验装置来探究向心力大小与质量、线速度和半径关系。长槽横臂的挡板 到转轴的距离是挡板 到转轴的距离的 倍，长槽横臂的挡板 和短槽横臂的挡板 到各自转轴的距离相等。转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，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，标尺上的红白相间的等分格显示出两个球所受向心力的相对大小。将传动皮带套在两塔轮半径相等的轮盘上，若探究线速度、半径一定时，向心力与质量的关系时，下列说法正确的是  

A. 应将质量相同的小球分别放在挡板 和挡板 处
B. 应将质量相同的小球分别放在挡板 和挡板 处
C. 应将质量不同的小球分别放在挡板 和挡板 处
D. 应将质量不同的小球分别放在挡板 和挡板 处
9. 如图所示，长为 的细线上端固定于悬点 ，细线下面悬挂一质量为 的小钢球。钢球在水平面内以 为圆心做匀速圆周运动时，细线与 的夹角为 。忽略空气阻力，重力加速度为 。则  
A. 小钢球受重力、拉力和向心力
B. 细绳拉力大小为
C. 小钢球受向心力大小为
D. 小钢球运动的角速度大小为
10．若想检验“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”遵循同样的规律，在已知月地距离约为地球半径60倍的情况下，需要验证
A．地球吸引月球的力约为地球吸引苹果的力的1/602
B．月球公转的加速度约为苹果落向地面加速度的1/602
C．自由落体在月球表面的加速度约为地球表面的1/6
D．苹果在月球表面受到的引力约为在地球表面的1/60
11. 如图所示，在 高处以初速度 沿与水平方向成 的仰角斜向上抛出质量为 的物体，抛出后的物体以速度 落到地上。若取地面处的重力势能为零，忽略空气阻力，重力加速度为 。则下列说法中正确的是  
A. 出手时，重力的功率为
B. 物体落地前瞬间的机械能为
C. 物体落地前瞬间的动能为
D. 的大小与 的仰角 有关
a
h
9、如图，塔吊用钢绳沿竖直方向将质量为m的建材以加速度a匀加速向上提起h高，已知重力加速度为g，则在此过程中，下列说法正确的是（ ）
A．建材重力做功为-
B．建材的重力势能减少了mgh
C．建材的动能增加了mgh
D．建材的机械能增加了m(a+g)h
二、双项选择题（共2小题；共6分）
13．下列运动中的物理量，不变的是
A．平抛运动中的势能 B．平抛运动中的加速度
C．匀速圆周运动中的动能 D．匀速圆周运动中的向心加速度
14.如图7所示，弧形光滑轨道的下端与轨道半径为R的竖直光滑圆轨道相接，使质量为m的小球从高h的弧形 轨道上端自由滚下，小球进入圆轨道下端后沿圆轨道运动。当小球通过圆轨道的最高点时，对轨道的压力大小等 于小球重力大小。不计空气阻力，重力加速度为g,则
A．小球通过最高点时的速度大小为
B.小球在轨道最低点的动能为2. 5mgR
C.小球下滑的高度h为3R
D.小球在轨道最低点对轨道压力的大小为6mg

三、 实验题（共4小题，每空2分，共14分）
15. “探究平抛运动的特点”实验有以下几步。
（1）用如图所示竖落仪装置探究平抛运动竖直分运动的特点：用小锤击打弹性金属片后， 球沿水平方向抛出，做平抛运动；同时 球被释放，自由下落，做自由落体运动，下列说法中正确的是  和  ；
A．两球的体积、材料和质量可以任意选择，对实验结果没有影响
B．改变小球距地面的高度和小锤击打的力度，可以改变两球在空中的运动时间和 球的水平初速度大小
C．如果两球总是同时落地，则可以验证平抛运动的竖直分运动是自由落体运动
D．通过该实验装置也能研究平抛运动的水平分运动特点
（2）用如图所示平抛仪装置探究平抛运动水平分运动的特点。以下是关于本实验的一些做法，其中不合理的选项有  和  。
A．调整斜槽，使小球放置在轨道末端时，不左右滚动
B．将坐标纸上竖线与重垂线平行
C．将小球静止在斜槽末端位置时重心位置在背板上的投影记录为坐标原点
D．不断改变挡片 的位置，使小球从斜槽上不同位置释放
E．不断改变水平挡板的位置，记录下小球落到挡板上的位置
P1
P2
P3
图乙
F．将坐标纸上确定的点用直线依次连接
（3）若用每秒可以拍摄 20 帧照片的像机连拍小球做平抛运动的几张连续照片，在坐标纸高 0.5m 的条件下，最多可以得到小球在坐标纸上的位置点为________
A．3 个 B．7 个 C．16 个 D．60 个
（4）小球水平抛出后，在部分坐标纸上得到小球的位置点如图 10 所示。图中坐标纸每小格的边长为 l，P1、P2 和 P3是小球平抛连续经过的 3 个点。已知重力加速度为 g。则小球从 P1运动到 P2所用的时间为________，小 球抛出后的水平速度为________。
四、解答题（共5小题，共44分）
16.（8分）如图 12，质量为 m 的物体，在水平恒力 F 的作用下，在光滑水平面上经过一段水平位移 l 后，速度从 v1变为 v2。请你用牛顿定律和运动学规律证明：此过程中，合力的功等于物体动能的增量。

17.（8分） 已知木星的卫星——木卫二的质量为 ，木卫二绕木星做匀速圆周运动的轨道半径为 ，绕木星运动的周期为 ，万有引力常量为 。求木星的质量 。

18. （9分）如图，光滑水平面 与竖直面内的粗糙半圆形导轨在 点相接，导轨半径为 。一个质量为 的物体将弹簧压缩至 点后由静止释放，在弹力作用下物体获得某一向右速度后脱离弹簧，它经过 点的速度为 ，之后沿半圆形导轨运动，刚好能沿导轨到达 点。重力加速度为 ，忽略空气阻力。求：

（1）弹簧压缩至 点时的弹性势能；
（2）物体沿半圆形导轨运动过程中所受摩擦阻力做的功；
（3）物体的落点与 点的距离。

B

θ
h
A
C
19.（9分）跳台滑雪的过程可用如图14的简化模型进行分析：质量为m的质点，从A点由静止沿倾斜轨道AB下滑，在下降高度为h后从水平轨道B点飞岀，速度大小为v0，落在倾角为θ的斜面上的C点。全程空气阻力不计，重力加速度为g。请根据以上条件求：
(1) 质点沿轨道云方下滑过程中阻力对质点所做的功W
(2) 质点从B点飞岀后在空中飞行的时间t；
(3) 质点从B点飞岀后在空中离斜面的最远距离H

20. （10分）如图所示，质量为 的物体，从地面被竖直向上抛出，经过 、 和最高点 ，三个位置距地面的高度分别为 、 和 。物体运动中所受空气阻力大小恒为 ，重力加速度为 。

（1）求物体从 向上运动到 的过程中，重力所做的功 ；和物体从 向上运动到 ，然后由 返回到 的过程中，重力所做的功 。
（2）求物体从 向上运动到 的过程中，空气阻力所做的功 ；和物体从 向上运动到 ，然后由 返回到 的过程中，空气阻力所做的功 。
（3）比较两个过程空气阻力做功与重力做功，说明为什么不存在与空气阻力对应的“空气阻力势能”的概念。
北京市第四十三中学2020-2021学年度第二学期高一年级中期检测
物 理 评 分 标 准 2021.5
一、 单项选择题（每题3分，共36分）
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
D
A
B
C
A
A
B
C
C
B
A
B
二、 多项选择题（每题3分，共6分，每题漏选得2分）
题号
13
14
答案
BC
AC
三、 填空题(每空2分，共14分）
15（1） B（2分）；C（2分） （2） D（2分）；F（2分） （3）B（2分）
（4） （2分） （2分）
四、 计算题（共44分）
16（8分）证明:
依据牛顿第二定律和匀变速直线运动规律有
F=ma
和 v22- v12=2al （4分）
合力的功 W= Fl （2分）
=mal
=ml
=m v22 - m v12 （2分）
证得：合力的功等于物体动能的增量。

17、（8分）
【解析】木卫二绕木星做圆周运动的向心力等于万有引力，则 ，（5分）
解得 。（3分）
18、（9分） （1）（3分）
【解析】由能量守恒可知，弹簧的弹性势能转化为物体的动能，
所以弹簧压缩至 点时的弹性势能 。
      （2）（3分）
【解析】对物体，，由动能定理有 ，（1分）
刚好能沿导轨到达 点时，有重力提供向心力 ，（1分）
联立解得 。（1分）
      （3）（3分）
【解析】刚好能沿导轨到达 点时，有重力提供向心力 ，（1分）
点时抛出后竖直方向有 ，
水平方向位移为 ，（1分）
联立解得落点与 点的距离为 。（1分）
19.（9分）解：
（1）质点由A点到B点，根据动能定理有：
mgh+W= （2分）
得：阻力对质点所做的功W （1分）
（2） 质点从B点做平抛运动到C点：
在水平方向的位移大小s=vB t （1分）
在竖直方向的位移大小h＇= （1分）
由tanθ =
得：质点从B点飞出后在空中飞行的时间t= （1分）

（3）质点从B点飞出后的运动：
沿斜面和垂直于斜面方向建立直角坐标系，如图
则vB 沿垂直于斜面方向上分量vBy=vBsinθ （1分）
g沿垂直于斜面方向上分量gy=gcosθ （1分）
在垂直于斜面方向：质点做初速度大小为vBsinθ，加速度大小为gcosθ的类竖直上抛运动。
y
x

h
A
B

C
θ
距离斜面最远时，垂直于斜面方向速度为0。
由0- v02=2aH
有（vBsinθ）2=2gcosθH （1分）
得H= （1分）

20、 （10分）
（1）（3分） ；
【解析】物体从 向上运动到 的过程中，重力所做的功 ；
物体从 向上运动到 ，然后由 返回到 的过程中，重力所做的功 。
      （2）（3分） ；
【解析】物体从 向上运动到 的过程中，空气阻力所做的功 ；
物体从 向上运动到 ，然后由 返回到 的过程中，空气阻力所做的功 。
（3） （4分） 重力做功与路径无关，仅与初末位置有关，势能的变化与初末位置有关，两者都与位置有关，所以重力有对应的重力势能；空气阻力做功与路径有关，所以不存在与摩擦对应的“空气阻力”