2022北京石景山高一(下)期末物理(教师版).docx

2022北京石景山高一（下）期末
物 理
第一部分
本部分共14题，每题3分，共42分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。
请阅读下述文字，完成第1题、第2题、第3题、第4题、第5题。
如图所示，油画中描述了伽利略研究自由落体运动规律时设计的斜面实验。他让铜球沿倾斜的长直轨道从静止开始向下运动，利用滴水计时记录铜球运动的时间，研究铜球的运动规律。

1．下列描述铜球运动的物理量，属于标量的是
A．位移 B．时间 C．速度 D．加速度
2．在沿轨道向下运动的过程中，铜球的速度
A．先增大后减小 B．逐渐减小
C．保持不变 D．逐渐增大
3．在沿轨道向下运动的过程中，铜球对轨道的压力和轨道对铜球的支持力
A．大小相等，方向相同 B．大小不等，方向相反
C．大小不等，方向相同 D．大小相等，方向相反
4．在沿轨道向下运动的过程中，铜球的重力势能
A．逐渐减小 B．先减小后增大
C．逐渐增大 D．保持不变
5．在沿轨道向下运动的过程中，铜球的重力对铜球
A．做正功 B．先做正功后做负功
C．做负功 D．不做功

请阅读下述文字，完成第6题、第7题、第8题、第9题、第10题。
2019年女排世界杯赛中，中国女排以十一场全胜的成绩第五次获得世界杯冠军。如图所示，在某次比赛中，运动员朱婷将排球沿水平方向击出。若排球从被击出到落至水平地面所用时间约为0.80 s。不计空气阻力，取重力加速度g = 10 m/s2。
6．以地面为参考系，排球沿水平方向被击出后，在空中做
A．平抛运动 B．自由落体运动
C．匀速直线运动 D．匀减速直线运动
7．在空中运动的过程中，排球的动能
A．逐渐减小 B．先减小后增大
C．逐渐增大 D．保持不变
8．在空中运动的过程中，排球的机械能
A．逐渐减小 B．先减小后增大
C．逐渐增大 D．保持不变
9．排球被击出时，距地面的高度约为
A．0.64 m B．0.84 m C．3.2 m D．6.4 m
10．排球被击出后，经0.80 s落至水平地面的竖直分速度为
A．0.80 m/s B．6.4 m/s C．8.0 m/s D．10 m/s
11．电梯轿厢地板上静置一质量为m的物体，电梯轿厢在钢索拉力作用下，由静止开始向上加速运动，当上升高度为H时，速度达到v，对此过程，下列说法正确的是
A．轿厢地板对物体的支持力做的功等于
B．轿厢地板对物体的支持力做的功等于mgH
C．轿厢钢索的拉力做的功等于
D．合力对物体做的功等于
12．假设太阳系中，地球和火星都绕太阳做匀速圆周运动，把火星和地球都视为质量均匀分布的球体。已知地球半径约为火星半径的2倍，地球质量约为火星质量的10倍。火星到太阳的距离约为地球到太阳的距离的1.5倍，由这些数据可知
A．地球公转周期大于火星的公转周期
B．地球公转的线速度大于火星公转的线速度
C．地球表面的重力加速度小于火星表面的重力加速度
D．地球的第一宇宙速度小于火星的第一宇宙速度
13．双人花样滑冰比赛是一项极具观赏性的项目。比赛中，女运动员有时会被男运动员拉着离开冰面在空中做水平面内的匀速圆周运动，如图所示。通过目测估计男运动员的手臂与水平冰面的夹角约为45°，女运动员与其身上的装备总质量约为45kg，重力加速度g取10m/s2。仅根据以上信息，可估算
A．女运动员旋转的向心加速度约为10 m/s2
B．女运动员旋转的角速度约为6.28 rad/s
C．男运动员对女运动员的拉力约为450 N
D．男运动员对冰面的压力约为450 N
P
14．如图所示，固定于竖直平面内的光滑大圆环上套有一个小环，小环从大圆环顶端P点由静止开始自由下滑，不计摩擦和空气阻力。在下滑过程中，小环的速率正比于
A．它滑过的弧长 B．它下降的高度
C．它到P点的距离 D．它与P点的连线扫过的面积
第二部分
本部分共7题，共58分。
15．（7分）
某同学做“探究平抛运动的特点”实验。
（1）该同学先用图1所示的器材进行实验。他用小锤打击弹性金属片，A球就水平飞出，同时B球被松开，做自由落体运动，改变小球距地面的高度和打击小球的力度，多次重复实验，均可以观察到A、B两球同时落地。关于本实验，下列说法正确的是（ ）
A．实验现象可以说明平抛运动在水平方向上是匀速直线运动
B．实验现象可以说明平抛运动在竖直方向上是自由落体运动
C．实验现象可以同时说明平抛运动在两个方向上的运动规律
x2
x3
A
y1
B
C
x1
y2
y3
x
y
O
（2）为了在（1）实验结论的基础上进一步研究平抛运动的规律，该同学用右图所示的器材继续进行实验，描绘出小球做平抛运动的轨迹。然后，以小球的抛出点O为原点，水平方向为x轴，竖直方向为y轴建立坐标系。该同学在轨迹上测量出A、B、C三点的坐标分别为（x1，y1）、（x2，y2）和（x3，y3）。如果纵坐标 ___________，说明小球抛出后在O、A、B、C相邻两点间运动经历了相等的时间间隔。同时，如果横坐标_____________，那么证明小球的水平分运动是匀速直线运动。

16．（4分）
向心力演示器可以探究小球做圆周运动所需向心力F的大小与质量m、角速度ω、轨道半径r之间的关系，装置如图所示，两个变速塔轮通过皮带连接。实验时，匀速转动手柄使长槽和短槽分别随相应的变速塔轮匀速转动，槽内的金属小球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对小球的压力提供向心力，小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，标尺上红白相间的等分格显示出两个金属球所受向心力的比值。
（1）探究小球所受向心力大小与小球质量之间关系的是图1中的________ （选填“甲”“乙”“丙”）。
（2）探究小球所受向心力大小与小球转动半径之间关系的是图1中的 （选填“甲”“乙”“丙”）。
图1
皮带
皮带
皮带

17．（7分）
接电源
纸带
重锤
利用右图所示的装置做“验证机械能守恒定律”的实验。
（1）除打点计时器（含纸带、复写纸）、交流电源、铁架台、导线及开关外，在下面的器材中，必须使用的还有 ________。（选填器材前的字母）
A．大小合适的铁质重锤 B．秒表
C．刻度尺 D．天平
（2）下图是实验中得到的一条纸带。在纸带上选取五个连续打出的点A、B、C、D、E，测得A、B、C三点到起始点O的距离分别为hA、hB、hC。已知重锤的质量为m，当地的重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T。从打下O点到打下B点的过程中，重锤重力势能的减少量ΔEp = （选填“mghB”或者“”），动能的增加量ΔEk = （选填“”或者“”）。
A
D
C
O
hA
hB
hC
B
E

18.（9分）
如图甲所示，质量m = 1.0 kg的物体静止在光滑水平地面上，从t = 0时起，受到水平力F 作用，力F与时间t的关系如图乙所示，向右为正方向，摩擦阻力忽略不计，重力加速度m/s2。求：
（1）物体前3 s时间内运动的加速度大小a；
（2）物体在前3 s内运动的位移大小x；
（3）物体在第6 s末的速度大小v。
图甲
图乙
t/s
0
F/N
-4
4
3
6

19.（9分）
如图所示，宇航员在半径为R，质量分布均匀的某星球表面，以初速度v0水平抛出一个小球，测得经过时间t，小球垂直撞在一倾角为θ的斜坡上。
（1）小球落到斜坡上时的速度大小v；
（2）该星球表面附近的重力加速度g'；
（3）在该星球表面发射一颗质量为m的人造卫星，绕该星球表面做匀速圆周运动，求人造卫星做圆周运动的动能Ek。
v0
θ
v

20.（10分）
宇航员到达一半径为R的星球表面后，为测定该星球的质量M，做了如下实验：取一细线穿过光滑的细直管，细线一端拴一质量为m的砝码，另一端接在一固定的测力计上，手握细管轮动砝码，使它在竖直平面内做完整的圆周运动，停止轮动，砝码可继续在同一竖直平面内做完整的圆周运动。此时观察测力计，得到当砝码运动到圆周的最低点和最高点两位置时测力计的读数差为ΔF。不计摩擦阻力。
（1）若砝码运动到圆周的最高点时速度大小为v1，砝码圆周运动的半径为r，星球表面重力加速度为g'，求此时细线对砝码的拉力T1；
（2）若星球表面重力加速度为g'，证明砝码运动到圆周的最低点和最高点两位置时细线对砝码拉力的大小之差ΔF=6mg'；
（3）已知引力常量为G，试根据星球半径R、砝码质量m、测力计读数差ΔF表示出星球的质量M。

21.（12分）
在研究某些复杂的曲线运动时，常常采用运动的合成与分解的方法。
y/m
1
x/m
0
2
1
-1
2
-1
图1
3
（1）一滑块静置在xy水平面上的坐标原点，其质量m = 1.0 kg，从t = 0开始，滑块受到水平力F的作用，F = 2 N保持不变，F方向先向y轴正方向作用1 s；然后改为向x轴正方向再作用1 s；忽略一切摩擦。求
a．滑块运动1 s末的位置坐标和0.5 s末力F的瞬时功率P；
b．在图1中绘出0~2 s内滑块的运动轨迹；写出2 s内力F对滑块做的总功W。
（2）如图2所示，某同学偶然发现汽车轮胎边缘的一个白色漆点，在随汽车向前匀速直线运动过程中，其运动轨迹很有特点，像一个个“桥拱”一样，该同学猜测白色漆点同时参与了随汽车向前的匀速直线运动和随轮胎绕车轴的匀速圆周运动。若汽车轮胎半径为r，汽车向前匀速运动的速度为v，轮胎与地面接触时不发生相对滑动。
a．求每形成一个“桥拱”的轨迹经历时间T；
b．漆点在“桥拱”最高点时相对地面的速度大小v'。
图2

参考答案
第一部分共14题，每题3分，共42分。
1．B 2．D 3．D 4．A 5．A
6．A 7．C 8．D 9．C 10．C
11．D 12．B 13．A 14．C

第二部分共6题，共58分。
15．（7分）
（1）B（3分） （2）1：4：9（2分），1：2：3（2分）
16．（4分）
（1）乙（2分） （2）丙（2分）
17．（7分）
（1）AC（3分） （2）mghB（2分），（2分）
18．（9分）
（1）由牛顿运动定律（2分）
a = 4 m/s2（1分）
（2）由运动学规律 （2分）
x = 18 m（1分）
（3）3s后物体匀减速运动 = 4 m/s2方向向左（2分）
v0
g´t
v0
θ
v
（1分）
19．（9分）
（1）如答图，由速度关系 （3分）
（2）由速度关系 （2分）
（1分）
（3）由圆周运动规律 （2分）
（1分）
20．（10分）
（1）由牛顿运动定律（2分）
（1分）
（2）由机械能守恒定律（2分）
最低点 （1分）
得 （1分）
（3）由 即 （2分）
（1分）
21．（12分）
（1）
a．由，（1分），得1s末坐标（0，1）单位为m（1分）。
y/m
1
x/m
0
2
1
-1
2
-1
答图
3
由（1分），（1分）
b．轨迹如答图（2分）； （1分）
（1分）
（2）白色漆点同时参与了随汽车向前的匀速直线运动和随轮胎绕车轴的匀速圆周运动。
a．合运动与分运动等时 （2分）
b．轮胎与地面接触时不发生相对滑动，说明最低点合速度为零，即圆周运动的线速度与汽车向前的水平等大反向，故最高点两分速度等大同向 （2分）
8 / 8