山东省山东师范大学附属中学2020-2021学年高一物理下学期期中学分认定考试试题(等级考).doc

山东省山东师范大学附属中学2020-2021学年高一物理下学期期中学分认定考试试题（等级考）

山东省山东师范大学附属中学2020-2021学年高一物理下学期期中学分认定考试试题（等级考）

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姓名：

14

山东省山东师范大学附属中学2020-2021学年高一物理下学期期中学分认定考试试题（等级考）
本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共8页，满分为100分，考试用时90分钟。
注意事项：
1．答卷前，考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、准考证号、考试科目填写在规定的位置上。
2．第Ⅰ卷每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。
3．第Ⅱ卷必须用0.5毫米黑色签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应的位置；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案，不得使用涂改液，胶带纸、修正带和其他笔。
4．本试题共四个大题21小题，1-10为单项选择题，11-16为多项选择题； 17-18为实验题，19、20、21题为计算题，简答题要写出必要的计算过程，只写答案不得分。
卷Ⅰ（共54分）
一、单项选择题（每题只有一个正确答案，每题3分，共30分）
1.如图所示，一铁球用细线悬挂于天花板上，静止垂在桌子的边缘，悬线穿过一光盘的中间孔手推光盘在桌面上平移，光盘带动悬线紧贴着桌子的边缘以水平速度v匀速运动，当光盘由A位置运动到图中虚线所示的B位置时，悬线与竖直方向的夹角为θ，此时铁球
A．竖直方向速度大小为vcos θ
B．竖直方向速度大小为vtan θ
C．竖直方向速度大小为vsin θ
D．相对于地面速度大小为v

2.如图,从竖直面上大圆（直径d）的最高点A,引出两条不同的光滑轨道,端点都在大圆上,同一物体由静止开始,从A点分别沿两条轨道滑到底端,则
A.到达底端的动能相等
B.机械能相同
C.重力做功都相同
D.所用的时间不相同
3.如图所示，两个足够大的倾角分别为30°、45°的光滑斜面放在同一水平面上，两斜面间距大于小球直径，斜面高度相等，有三个完全相同的小球a、b、c，开始均静止于斜面同一高度处，其中小球b在两斜面之间。若同时释放小球a、b、c，小球到达该水平面的时间分别为t1、t2、t3。若同时沿水平方向抛出，初速度方向如图所示，到达水平面的时间分别为t1′、t2′、t3′。下列关于时间的关系不正确的是
A．t1>t3>t2
B．t1t3′>t2′
D．t1＝t1′、t2＝t2′、t3＝t3′

4.如图所示，B和C是一组塔轮，即B和C半径不同，但固定在同一转动轴上，其半径之比为RB∶RC＝3∶2，A轮的半径大小与C轮相同，它与B轮紧靠在一起，当A轮绕过其中心的竖直轴转动时，由于摩擦作用，B轮也随之无滑动地转动起来。a、b、c分别为三轮边缘的三个点，则a、b、c三点在转动过程中的
A．线速度大小之比为2∶2∶3
B．角速度之比为3∶3∶2
C．向心加速度大小之比为9∶6∶4
D．转速之比为2∶3∶2

5．下列说法正确的是
A．卡文迪许通过扭秤实验测出了静电力常量
B．密立根最早测出了元电荷的数值
C．体积很小的带电体就是点电荷
D．点电荷是实际存在的电荷

6．某原子电离后其核外只有一个电子，若该电子在核的静电力作用下绕核做匀速圆周运动，那么电子运动
A．半径越小，加速度越小　　　 B．半径越小，周期越大
C．半径越大，角速度越大 D．半径越大，线速度越小

7.摆式列车是集电脑、自动控制等高新技术于一体的新型高速列车，如图所示。当列车转弯时，在电脑控制下，车厢会自动倾斜；行走在直线上时，车厢又恢复原状，就像玩具“不倒翁”一样。假设有一超高速摆式列车在水平面内行驶，以360 km/h的速度拐弯，拐弯半径为1 km，则质量为55 kg的乘客，在拐弯过程中所受到的列车给他的作用力为(g取10 m/s2)
A．550 N B．1 100 N
C．0 D．550 N

8. 2019年12月16日，我国“一箭双星”将北斗导航系统的第52、53颗卫星送入预定轨道。北斗导航系统的某两颗卫星的圆轨道如图所示，G卫星相对地球静止，M卫星轨道半径为G卫星的倍，下列说法正确的是
A.G卫星可能位于济南正上方
B.G卫星的线速度是M卫星的倍
C.在相等时间内，G卫星与地心连线扫过的面积是M卫星的倍
D.在相等时间内，G卫星与地心连线扫过的面积与M卫星相同

9.狞猫弹跳力惊人，栖息在干燥的旷野和沙漠，善于捕捉鸟类。一只狞猫以某一初速度斜向上与水平地面成θ角跳离地面，落地前其最大高度为h，最大水平位移为x。不考虑空气阻力。下列说法正确的是
A.保持起跳角度θ不变，增大起跳速度，x与h的比值减小
B.保持起跳角度θ不变，增大起跳速度，x与h的比值增大
C.保持起跳速度大小不变，增大θ角，狞猫在空中的运动时间增大
D.保持起跳速度大小不变，增大θ角，狞猫在空中的最大高度h减小

10.在交通事故处理过程中,测定碰撞瞬间汽车的速度,对于事故责任的认定具有重要的作用.《中国汽车驾驶员》杂志曾给出一个计算碰撞瞬间车辆速度的公式v=,式中△L是被水平抛出的散落在事故现场路面上的两物体沿公路方向上的水平距离,h1、h2分别是散落物在车上时候的离地高度,如图所示,只要用米尺测量出事故现场的△L、h1、h2三个量,根据上述公式就能计算出碰撞瞬间车辆的速度.不计空气阻力.g取9.8 m/s2,则下列叙述正确的
A.P、Q落地时间相同
B.P、Q落地时间差与车辆速度有关
C. P、Q落地时间差与车辆速度乘积等于△L
D. P、Q落地时间差与车辆速度成正比

二、多项选择题（每题有两个或者三个正确答案，每题4分，少选得2分，共24分）

11.如图所示，水平杆固定在竖直杆上，两者互相垂直，水平杆上O、A两点连接有两轻绳，两绳的另一端都系在质量为m的小球上，OA＝OB＝AB，现通过转动竖直杆，使水平杆在水平面内做匀速圆周运动，三角形OAB始终在竖直平面内，若转动过程OB、AB两绳始终处于拉直状态，则下列说法正确的是
A．OB绳的拉力范围为0～mg
B．OB绳的拉力范围为mg～mg
C．AB绳的拉力范围为mg～mg
D．AB绳的拉力范围为0～mg

12、宇宙间存在一些离其他恒星较远的三星系统，其中有一种三星系统如图所示，三颗质量均为m的星位于等边三角形的三个顶点，三角形边长为R，忽略其他星体对它们的引力作用，三星在同一平面内绕三角形中心O做匀速圆周运动，万有引力常量为G，则
A．每颗星做圆周运动的加速度与三星的质量无关
B．每颗星做圆周运动的角速度为
C．每颗星做圆周运动的周期为2π
D．每颗星做圆周运动的线速度为
13、一物体静止在水平地面上，在竖直向上拉力F作用下开始向上运动，如图甲所示。在物体向上运动过程中，其机械能E与位移x的关系图象如图乙，已知曲线上A点的切线斜率最大，不计空气阻力，则
A.在x1～x2过程中，物体的加速度先增大后减小
B.在x1～x2过程中，物体的动能先增大后减小
C.在x1处物体所受拉力最大
D.在0～x2过程中，拉力对物体做的功等于克服物体重力做的功与物体的动能之和

14.如图所示，一个固定在竖直平面内的光滑半圆形管道，管道里有一个直径略小于管道内径的小球，小球在管道内做圆周运动，从B点脱离后做平抛运动，经过0.3 s后又恰好垂直与倾角为45°的斜面相碰。已知半圆形管道的半径为R＝1 m，小球可看做质点且其质量为m＝1 kg，g取10 m/s2。则
A．小球在斜面上的相碰点C与B点的水平距离是0.9 m
B．小球在斜面上的相碰点C与B点的水平距离是1.9 m
C．小球经过管道的B点时，受到管道的作用力FNB的大小是2 N
D．小球经过管道的B点时，受到管道的作用力FNB的大小是1N

15、如图所示，光滑绝缘水平桌面上有A、B两个带电小球(可以看成点电荷)，A球带电量为＋3q，B球带电量为－q，由静止同时释放后A球加速度大小为B球的两倍。现在A、B中点固定一个带正电C球(也可看成点电荷)，再由静止同时释放A、B两球，结果两球加速度大小相等。则C球带电量可能为
A.q　　　　　　　　　 　B. q
C.q D. q

16、如图甲所示，固定粗糙斜面的倾角为37°，与斜面平行的轻弹簧下端固定在C处，上端连接质量为1 kg的小滑块(视为质点)，BC为弹簧的原长。现将滑块从A处由静止释放，在滑块从释放至第一次到达最低点的过程中，其加速度a随弹簧的形变量x的变化规律如图乙所示(取沿斜面向下为加速度的正方向)，取sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g＝10 m/s2。下列说法正确的是
A.滑块到达B处时的速度最大
B.弹簧的劲度系数为10 N/m
C.滑块与斜面间的动摩擦因数为0.45
D.从滑块被释放至第一次运动到最低点的过程中，弹簧的弹性势能的增加量为1.6 J

卷Ⅱ（共46分）
三、实验题（满分14分。请书写工整，保持卷面整洁，规范答题）
17、（6分）为了测定一滑块与水平桌面之间的动摩擦因数，某同学设置了如图甲所示的实验装置：水平桌面左端固定一个竖直的光滑圆弧轨道，圆弧轨道底端与水平桌面相切于C点，桌面CD长L＝1 m，高h2＝0.5 m，g取10 m/s2。实验步骤如下：
①将小滑块从圆弧上静止释放，通过水平桌面后从D点飞出做平抛运动，最后落到水平地面上，设小滑块从D点飞出落到水平地面上的水平距离为x(假设小滑块可视为质点)；
②改变小滑块在圆弧轨道面的高度，然后多次重复实验步骤①，试分析下列问题：

(1)试写出小滑块经过D点时的速度vD与x的关系表达式vD＝____________。
(2)根据实验所得到的数据最后作出了如图乙所示的图像，根据该图像求得小滑块与水平桌面间的动摩擦因数μ＝________。
18、（8分）在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，使质量为m＝1.00 kg的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，选取一条符合实验要求的纸带如图所示。O为第一个点，A、B、C为从合适位置开始选取连续点中的三个点。已知打点计时器每隔0.02 s打一个点，当地的重力加速度为g＝9.80 m/s2，那么：

(1)根据图上所得的数据，应取图中O点到________点来验证机械能守恒定律。
(2)从O点到(1)问中所取的点，重物重力势能的减少量ΔEp＝________ J，动能增加量ΔEk＝________ J(结果保留三位有效数字)。
(3)若测出纸带上所有各点到O点之间的距离，根据纸带算出各点的速度v及物体下落的高度h，则以为纵轴，以h为横轴画出的图像是下图中的________。

（4）下列关于本实验的误差分析，正确的是( )
A.重物质量选用得大些，有利于减小误差
B.重物质量的称量不准，会造成较大误差
C.先释放纸带后接通电源会造成较大误差
D.重物质量选用得小些，有利于减小误差
四、解答题（本题共包括3个小题，满分32分。请书写工整，规范答题）
19.（9分）如图所示,在倾角为θ的光滑斜面上,有一长为 R的细线,细线的一端固定在O点,另一端拴一质量为m的小球,现使小球恰好能在斜面上做完整的圆周运动,已知0点到斜面底边的距离为L,求:
(1)小球通过最高点A时的速度vA;
(2)小球通过最低点B时,细线对小球的拉力T;
(3)小球运动到A点或B点时细线断裂,小球滑落到斜面底边时到C点的距离若相等,则 R和 L 应满足什么关系?

20、（10分）半径为R的光滑圆环竖直放置，环上套有两个质量分别为m和m的小球A和B。A、B之间用一长为R的轻杆相连，如图所示。开始时，A、B都静止，且A在圆环的最高点，现将A、B释放，试求：
(1)B球到达最低点时的速度大小；
(2)B球到达最低点的过程中，杆对A球做的功；
(3)B球在圆环右侧区域内达到最高点位置时OB连线与水平方向的夹角。

21、（13分）如图所示为火车站装载货物的原理示意图，设AB段是距水平传送带装置高为H=5m的光滑斜面，水平段BC使用水平传送带装置，BC长L=8m，与货物包的摩擦系数为μ=0.6，皮带轮的半径为R=0.2m，上部距车厢底水平面的高度h=0.45m．设货物由静止开始从A点下滑，经过B点的拐角处无机械能损失．通过调整皮带轮（不打滑）的转动角速度ω可使货物经C点抛出后落在车厢上的不同位置，取g10m/s2，求：
（1）当皮带轮静止时，货物包在车厢内的落地点到C点的水平距离；
（2）当皮带轮以角速度ω=20 rad/s顺时方针方向匀速转动时，包在车厢内的落地点到C点的水平距离；
（3）试写出货物包在车厢内的落地点到C点的水平距离S随皮带轮角速度ω变化关系，并画出S—ω图象．（设皮带轮顺时方针方向转动时，角速度ω取正值，水平距离向右取正值）
.
A
B
C
H
h
L
ω/rad·s－1
S/m

山东师大附中高一年级物理2021年5月
学业质量检测题参考答案
一、单项选择题（每题3分，共30分）
1、C 2、B 3、B 4、C 5、B 6、D 7、D 8、C 9、C 10、C
二、多项选择题（每题4分，少选得2分，共24分）
11、BD 12、BCD 13、BCD 14、AD 15、AD 16、BD
三、实验题
17、(1)x　(2)0.1
18、（1）B
（2）1.88或者1.87 1.84或者1.83
（3）A
（4）C
四、计算题
19、（1）在A点：根据牛顿第二定律得

得：
小球从最高点到最低点的过程中，机械能守恒，则有：

解得，
在最低点：
联立三式得FT=6mgsinθ
（2）小球运动到A点或B点时剪断细线，小球做类平抛运动，沿斜面向下做加速度为gsinθ的匀加速直线运动，
则有 

据题意得：在平行于斜面底端方向，小球做匀速直线运动，则有
vAtA=vBtB
解得：L=1.5l
20、解析：(1)释放后B到达最低点的过程中A、B和杆组成的系统机械能守恒，
mAgR＋mBgR＝mAvA2＋mBvB2，
又OA⊥OB，AB杆长＝R，故OA、OB与杆间夹角均为45°，可得vA＝vB，
解得：vB＝ 。
(2)对小球A应用动能定理可得：
W杆A＋mAgR＝mAvA2，
又vA＝vB
解得杆对A球做功W杆A＝0。
(3)设B球到达右侧最高点时，OB与竖直方向之间的夹角为θ，取圆环的圆心O为零势面，
由系统机械能守恒可得：
mAgR＝mBgRcos θ－mAgRsin θ，
代入数据可得θ＝30°，
所以B球在圆环右侧区域内达到最高点位置时OB连线与水平方向的夹角为60度。

21、由机械能守恒定律可得：
，所以货物在B点的速度为V0=10m/s
（1）货物从B到C做匀减速运动，加速度
设到达C点速度为VC，则：，所以：VC=2 m/s
落地点到C点的水平距离：
（2）皮带速度 V皮=ω·R=4 m/s，
同（1）的论证可知：货物先减速后匀速，从C点抛出的速度为VC=4 m/s，
落地点到C点的水平距离：
（3）①皮带轮逆时针方向转动：
无论角速度为多大，货物从B到C均做匀减速运动：在C点的速度为VC=2m/s，落地点到C点的水平距离S=0.6m
②皮带轮顺时针方向转动时：
Ⅰ、0≤ω≤10 rad/s时， S=0.6m
Ⅱ、10＜ω＜50 rad/s时， S=ω·R=0.06ω
Ⅲ、50＜ω＜70 rad/s时， S=ω·R=0.06ω
Ⅳ、ω≥70 rad/s时， S=＝4.2m
S—ω图象如图