2021北京四中高一(下)期中物理.docx

2021北京四中高一（下）期中
物 理
（试卷满分为150分，考试时间为100分钟）
Ⅰ卷（模块测试，共100分）

一、单项选择题（本大题共12小题，每小题6分，共72分。在每小题给出的四个选项中，只有一个正确选项，请将答案填涂在答题卡上）
1．甲、乙两个质点间的万有引力大小为F，若甲物体的质量不变，乙物体的质量增加到原来的2倍，同时将它们之间的距离减小为原来的1/2，则甲乙两个物体的万有引力大小将变为(　　)
A．F B．
C．4F D．8F
2．如图， 某卫星绕地球沿椭圆形轨道运动，它在A、B、C三点运动速率( )
A．一样大
B．经过A点时最大
C．经过B点时最大
D．经过C点时小于经过B点时
3．由于地球的自转，使得静止在地面的物体绕地轴做匀速圆周运动．对于这些物体，以下说法正确的是（ ）
A．所受向心力都指向地心 B．速度都等于地球的第一宇宙速度
C．向心加速度等于重力加速度 D．周期与地球自转的周期相等
4．如图所示，两个质量相同的物体a、b，在同一高度处， a自由下落，b沿光滑斜面由静止下滑，则下列说法正确的是（ ）
A．从开始运动到落地前瞬间，重力的平均功率
B．从开始运动到落地前瞬间，重力的平均功率
C．落地前瞬间重力的瞬时功率Pa圆周运动，飞船中的物体处于完全失重状态，是指这个物体（ ）
A．完全不受地球的吸引力
B．受到地球的引力和向心力的共同作用而处于平衡状态
C．受到的向心力小于万有引力
D．对支持它的物体的压力为零
6．冥王星与其附近的另一星体“卡戎”质量比约为7∶1，可视为双星系统，同时绕它们连线上的某点O做匀速圆周运动，由此可知，冥王星绕O点的运动（ ）
A．轨道半径约为“卡戎”的 B．角速度大小约为“卡戎”的
C．线速度大小约为“卡戎”的7倍 D．向心力大小约为“卡戎”的7倍
7．如图所示，质量为m1和m2的两个物体，在大小相等的两个力F1和F2的作用下分别沿水平方向移动了相同的距离，F1和F2与水平方向的夹角相同。若两物体与地面间的动摩擦因数分别为1、2，且1< 2，m1W2 B．W1为（ ）
A．零 B．-Fh C．-2Fh D．2Fh
10．如图所示，人从滑梯上加速滑下，人和滑梯间有摩擦力，对于其机械能的变化情况，下列判断正确的是（　　）
A．重力势能减小，动能不变，机械能减小
B．重力势能减小，动能增加，机械能减小
C．重力势能减小，动能减小，机械能增加
D．重力势能增加，动能增加，机械能不变
11．运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落，到最低点时距水面还有数米距离。假定空气阻力可忽略，运动员可视为质点，下列说法不正确的是（　　）
A．运动员到达最低点前重力势能始终减小
B．蹦极绳张紧后的下落过程中，弹性力做负功，弹性势能增加
C．蹦极过程中，运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒
D．蹦极过程中，重力势能的改变与重力势能零点的选取有关
12．质量为m的物体以初速度v0沿水平面向左开始运动，起始点A与一轻弹簧O端相距s，如图所示。已知物体与水平面间的动摩擦因数为μ，物体与弹簧相碰后，弹簧的最大压缩量为x，则从开始碰撞到弹簧被压缩至最短，物体克服弹簧弹力所做的功为（　　）
A． B．
C． D．

二、解答题，（本大题共2题，共28分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。请在答题卡上做答。）
13．（12分）一艘宇宙飞船绕某行星做匀速圆周运动，已知运动的轨道半径为r，周期为T，引力常量为G，行星的半径为R。求：（结果用题目已知量表示）
(1)该行星的质量M；
(2)该行星的第一宇宙速度v。
14. 如图所示，AB是在竖直平面内的1/4圆周的光滑圆弧轨道，其半径为R，过圆弧轨道下端边缘B点的切线是水平的，B点距正下方水平地面上C点的距离为h。一质量为m的小滑块(可视为质点)自A点由静止开始下滑，并从B点水平飞出，最后落到水平地面上的D点。重力加速度为g，空气阻力可忽略不计，求：
(1)小滑块通过B点时的速度大小；
(2)小滑块滑到B点时轨道对其作用力的大小；
(3)小滑块落地点D到C点的距离。

Ⅱ卷（能力测试，共50分）
三、不定项选择题（本大题共7小题；每小题3分，共21分。在每小题给出的四个选项中，至少有一个正确选项，漏选得2分，请将答案填涂在答题卡上）
15. 关于功的概念，下列说法正确的是（　　）
A．物体受力越大，运动的位移越大，力对物体做功就越多
B．若某一个力对物体不做功，说明该物体一定没有位移
C．摩擦力一定对物体做负功
D．一对相互作用力做功大小可以不相等
16．如图甲所示，是地球赤道上的一点，某时刻在的正上方有、、三颗轨道位于赤道平面的卫星，各卫星的运行方向均与地球自转方向（顺时针转动）相同，其中是地球同步卫星。从该时刻起，经过时间（已知时间均小于三颗卫星的运行周期），在乙图中各卫星相对的位置最接近实际的是（ ）
甲 A． B． C． D．
17．如图所示，是汽车牵引力F和车速倒数的关系图象。若汽车由静止开始沿平直公路行驶，其质量为2×103kg，所受阻力恒定，且最大车速为30m/s，则以下说法正确的是（ ）
A．汽车的额定功率为6×104W
B．汽车运动过程中受到的阻力为6×103N
C．汽车先做匀加速运动，然后再做匀速直线运动
D．汽车做匀加速运动时间是5s

18．如图所示,在一直立的光滑管内放置一轻质弹簧,上端O点与管口A的距离为2x0,一质量为m的小球从管口由静止下落,将弹簧压至最低点B,压缩量为x0,不计空气阻力,则( )
A．弹簧的劲度系数等于
B．弹簧的最大弹性势能为3mgx0
C．小球从O点运动到B点，动能逐渐减小
D．小球从A运动到B，重力做功等于克服弹簧弹力所作的功
19.发射地球同步卫星要经过三个阶段：先将卫星发射至近地圆轨道1，然后使其沿椭圆轨道2运行，最后将卫星送入同步圆轨道3。轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，如图所示。当卫星分别在轨道l、2、3上正常运行时，则以下说法正确的是（　　）
A．卫星在轨道3上的运行速率大于7.9km/s
B．卫星在轨道3上的机械能小于它在轨道1上的机械能
C．卫星在轨道3上的运行速率大于它在轨道1上的运行速率
D．卫星分别沿轨道1和轨道2经过Q点时的加速度相等
20．如图，固定于小车上的支架上用细线悬挂一小球。线长为L，小车以速度v0做匀速直线运动，当小车突然碰到障碍物而停止运动时，小球上升的高度可能（　　）
A．等于 B．小于
C．大于 D．等于2L
21．如图所示，质量m=1kg的物块，以速度v0=4m/s滑上正沿逆时针转动的水平传送带，传送带上A、B两点间的距离L=6m，已知传送带的速度v=2m/s，物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.2，重力加速度g取10m/s2．关于物块在传送带上的运动，下列表述正确的是（　　）
A．物块在传送带上运动的时间为4s
B．物块滑离传送带时的速率为2m/s
C．皮带对物块的摩擦力对物块做功为6J
D．整个运动过程中由于摩擦产生的热量为18J
四、实验题（共8分，请在答题卡上作答）
22．某同学用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验所用的电源为学生电源，输出电压为6 V的频率为50Hz交流电和直流电两种。重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。
①他进行了下面几个操作步骤：
A．按照图示的装置安装器件；
B．将打点计时器接到电源的“直流输出”上；
C．用天平测出重锤的质量；
D．先接通电源，后释放纸带，打出一条纸带；
E．测量纸带上某些点间的距离；
F．根据测量结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能。
其中没有必要进行的步骤是_______________，操作错误的步骤是______________________；
②实验中，先接通电源，再释放重物，得到如下图所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC ；已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T。设重物的质量为m。从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能变化量△Ep=______，动能变化量△Ek=______；

④他继续根据纸带算出各点的速度v，量出下落距离h，并以纵轴、以h为横轴画出图象，应是图中的______。
A． B． C． D．

五、解答题（共21分。要求写出必要的文字说明、主要方程式和重要演算步骤。有数值计算的要明确写出数值和单位，请在答题卡上作答。）
23．（6分）如图所示是一个设计“过山车”的试验装置的原理示意图，光滑斜面AB与竖直面内的圆形轨道在B点平滑连接，圆形轨道半径为R。一个质量为m的小车（可视为质点）在A点由静止释放沿斜面滑下，当它第一次经过B点进入圆形轨道时对轨道的压力为其重力的7倍，小车恰能完成圆周运动并第二次经过最低点沿水平轨道向右运动，已知重力加速度为g。

（1）求A点距水平面的高度h；
（2）假设小车在竖直圆轨道左、右半圆轨道部分克服摩擦阻力做的功相等，求小车第二次经过竖直圆轨道最低点时的速度大小。

24．（6分）火箭搭载着探测器从地球表面发射，飞向月球。探测器与箭体分离后，进入月球表面附近的预定轨道，绕月球做匀速圆周运动。
（1）若测得探测器环绕月球运动的周期为T0，求月球的平均密度；（已知万有引力恒量为G，球体体积公式）
（2）火箭内的平台上放有测试仪器，若火箭从地面起飞后，一直以加速度竖直向上做匀加速直线运动（为地面附近的重力加速度），某时刻测试仪器对平台的压力是刚起飞时压力的，求此时火箭离地面的高度h。（已知地球半径为R）

25．蹦床比赛分成预备运动和比赛动作。最初，运动员静止站在蹦床上在预备运动阶段，他经过若干次蹦跳，逐渐增加上升高度，最终达到完成比赛动作所需的高度；此后，进入比赛动作阶段。
把蹦床简化为一个竖直放置的轻弹簧，弹力大小F=“kx” (x为床面下沉的距离，k为常量)。质量m=50kg的运动员静止站在蹦床上，床面下沉x0=0.10m；把该运动员视作质点，其每次离开床面做竖直上抛运动的腾空时间均为△t=2.0s，设运动员每次落下使床面压缩的最大深度均为x1．取重力加速度g=10m/s2，忽略空气阻力的影响。
（1）求常量k，并在图中画出弹力F随x变化的示意图；
（2）求在比赛动作中，运动员离开床面后上升的最大高度hm；
（3）利用F-x 图像确定弹力做功的规律，并求出 x1的值。

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