安徽省池州市2019-2020学年高一下学期物理期末考试试卷

试卷更新日期：2021-05-12 类型：期末考试

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一、单选题

1. 关于经典力学、相对论和量子力学，下列说法中正确的是（）

A、相对论和量子力学的出现彻底否认了经典力学 B、真空中光速在不同的惯性参考系中是不相同的 C、经典力学适用于宏观低速物体，也适用于微观高速物体 D、经典物理学作为相对论在宏观物体低速运动时的特例，在自己的适用范围内仍然成立

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2. 某质量为 $6 \times 10^{7} kg$ 的战舰，其额定功率为 $1.5 \times 10^{5} kW$ ，最大航速为 $54 km/h$ 。在一次航行中，战舰上的速度计显示速度为 $13.5 km/h$ ，已知此时战舰以额定功率航行，则其加速度的大小是（）

A、 $0.5 {m/s}^{2}$ B、 $5 \times 10^{- 2} {m/s}^{2}$ C、 $5 \times 10^{- 3} {m/s}^{2}$ D、 $5 \times 10^{- 4} {m/s}^{2}$

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3. 2022年第24届冬奥会由北京市和张家口市联合承办。滑雪是冬奥会的比赛项目之一，如图所示。若斜面雪坡的倾角 $θ = 37 °$ ，某运动员（可视为质点）从斜面雪坡顶端M点沿水平方向飞出后，在空中的姿势保持不变，不计空气阻力，若运动员经 $3 s$ 后落到斜面雪坡上的N点。运动员离开M点时的速度大小用 $v_{0}$ 表示，运动员离开M点后，经过时间 $t$ 离斜坡最远。（ $\sin 37 ° = 0.60$ ， $\cos 37 ° = 0.80$ ， $g$ 取 $10 {m/s}^{2}$ ），则 $v_{0}$ 和 $t$ 的值为（）

A、 $15 m/s 2 .0s$ B、 $15 m/s 1 .5s$ C、 $20 m/s 1 .5s$ D、 $20 m/s 2 .0s$

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4. 如图所示，圆柱体竖直固定于光滑水平面上，一根不可伸长的轻质细线一端连接一小球m，另一端固定于圆柱体的底部外侧上某点。拉直细线使其水平，给小球一垂直细线的沿水平方向的初速度。则（）

A、小球的动能会越来越大 B、半径变小，小球的角速度不变 C、若某时刻细线断裂，小球将沿速度方向做直线运动 D、由于线变短，小球运动半径变为原来的一半时，线对小球的拉力将变为原来的4倍

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5. 如图所示，在某次抗洪救援演练中，一条可视为质点的救灾冲锋舟位于与对岸的最近距离为 $30 \sqrt{3} m$ 的O点处，从O点向下游 $30 m$ 处有一危险区，当时水流速度为 $6 \sqrt{3} m/s$ ，水流速度恒定，为了使冲锋舟避开危险区沿直线到达对岸，冲锋舟在静水中的速度大小至少是（）

A、 $5 \sqrt{3} m/s$ B、 $9 \sqrt{3} m/s$ C、 $5 m/s$ D、 $9 m/s$

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6. 2020年5月12日，我国快舟一号甲运载火箭以“一箭双星”方式成功将行云二号01星和02星发射升空，本次任务取得圆满成功。如图所示，卫星1和卫星2沿同一轨道绕地心O做匀速圆周运动，某时刻两颗工作卫星分别位于轨道上的A、B两位置，若卫星均沿顺时针方向运行，不计卫星间的相互作用力，则以下判断中正确的是（）

A、两颗卫星的质量一定相等 B、两颗卫星的加速度大小一定相等 C、两颗卫星所受到的向心力大小一定相等 D、卫星1向后喷气（即加速）就一定能追上卫星2

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7. 2020年5月15日消息，我国新飞船试验舱在预定区域成功着陆，试验取得圆满成功。高空回收常用装置有降落伞，回收舱上的伞打开前可看成是自由落体运动，打开伞后减速下降，最后匀速下落。若用 $h$ 表示回收舱下落的高度， $t$ 表示下落的时间， $E_{k}$ 表示回收舱的动能， $E$ 表示回收舱的机械能， $v$ 表示回收舱下落的速度， $E_{p}$ 表示回收舱的重力势能，如果回收舱的质量不变，打开伞后空气阻力与速度平方成正比，取水平地面为重力势能零面，所研究的过程中回收舱离地面距离远远小于地球半径，重力视为恒力，则下列图像可能正确的是（）

A、 B、 C、 D、

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二、多选题

8. 如图所示是静止在地面上的起吊重物的吊车，某次操作过程中，液压杆长度收缩，吊臂绕固定转轴顺时针转动，吊臂上的M、N两点做圆周运动，此时M点的角速度为 $ω$ ， $O N = 2 O M = 2 L$ ，则（）

A、M点的速度方向垂直于液压杆 B、N点的角速度为 $ω$ C、两点的线速度大小关系为 $v_{N} = 4 v_{M}$ D、N点的向心加速度大小为 $2 ω^{2} L$

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9. 蹦床比赛中运动员从最高点下落过程可简化为下述物理模型：如图，运动员从O点自由下落到轻弹簧床上a位置开始与轻弹簧接触，此时向下压缩弹簧。运动员运动到b处时，轻弹簧对运动员的弹力与运动员的重力平衡。运动员运动到c处时，到达最低点。不计空气阻力，下列说法正确的是（）

A、由O向a运动的过程中运动员处于完全失重状态，其机械能减少 B、由a向b运动的过程中运动员处于失重状态，其机械能减少 C、由a向b运动的过程中运动员处于超重状态，其动能增加 D、由b向c运动的过程中运动员处于超重状态，其机械能减少

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10. 2020年7月21日将发生土星冲日现象，如图所示，土星冲日是指土星、地球和太阳几乎排列成一线，地球位于太阳与土星之间。此时土星被太阳照亮的一面完全朝向地球，所以明亮而易于观察。地球和土星绕太阳公转的方向相同，轨迹都可近似为圆，地球一年绕太阳一周，土星约29.5年绕太阳一周。则（）

A、地球绕太阳运转的向心加速度大于土星绕太阳运转的向心加速度 B、地球绕太阳运转的运行速度比土星绕太阳运转的运行速度小 C、2019年没有出现土星冲日现象 D、土星冲日现象下一次出现的时间是2021年

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11. 如图所示，在竖直平面内坐标系中的第一象限内有沿 $x$ 轴正方向的恒定风力，将质量为 $m = 0.1 kg$ 小球以初速度 $v_{0} = 4 m/s$ 从O点竖直向上抛出，到达最高点的位置为M点，落回 $x$ 轴时的位置为N（图中没有画出），若不计空气阻力，坐标格为正方形， $g$ 取 $10 {m/s}^{2}$ ，则（）

A、小球在M点的速度大小为 $5 m/s$ B、位置N的坐标为 $(12 ， 0)$ C、小球到达N点的速度大小为 $4 \sqrt{10} m/s$ D、风力大小为 $10 N$

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12. 如图所示，一个质量为 $M$ 、长为L的木板B静止在光滑水平面上，其右端放有可视为质点的质量为m的滑块A，现用一水平恒力作用在滑块上，使滑块从静止开始做匀加速直线运动。滑块和木板之间的摩擦力为 $F_{f}$ ，滑块滑到木板的最左端时，木板运动的距离为 $x$ ，此过程中，下列说法正确的是（）

A、滑块A到达木板B最左端时，具有的动能为 $(F - F_{f}) \cdot (L + x)$ B、滑块A到达木板B最左端时，木板B具有的动能为 $F_{f} \cdot x$ C、滑块A克服摩擦力所做的功为 $F_{f} \cdot L$ D、滑块A和木板B增加的机械能为 $F \cdot (L + x) - F_{f} \cdot L$

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三、实验题

13. 某同学利用如图所示的实验装置，探究钩码的重力对系统（以钩码和滑块为系统）做的功与系统动能变化的关系。

(1)、将气垫导轨接通气泵，通过调平螺丝调整气垫导轨使之水平，检查是否调平的方法是。

(2)、已知遮光条的宽度d，实验时将滑块从图所示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间 $Δ t$ 。在本次实验中还需要测量的物理量有：钩码的质量 $m$ ，滑块与遮光条的总质量 $M$ ，光电门与滑块在运动起点时遮光条之间的距离 $L$ 。已知当地重力加速度大小为 $g$ ，钩码的重力对系统做功的表达式为W= ，系统动能变化量的表达式为 $E_{k 2} - E_{k 1} =$ 。通过几次实验，若两者在误差允许的范围内相等，从而说明钩码的重力对系统做的功等于系统的动能变化量。（用已知物理量字母和测量的物理量字母表示）

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14. 某实验小组“用落体法验证机械能守恒定律”，实验装置如图甲所示。让重锤从高处由静止开始下落，打点计时器在重锤拖着的纸带上打出一系列的点，对图中纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。

(1)、对于该实验，下列操作中对减小实验误差有利的是_____。

A、重物选用质量和密度较大的金属锤 B、调整打点计时器的限位孔，使它在同一竖直线上 C、精确测量出重物的质量 D、用手托稳重物，接通电源后，撒手释放重物

(2)、选出一条清晰的纸带如图乙所示，其中O点为打点计时器打下的第一个点，A、B、C为三个计数点，打点计时器通以频率为 $50 Hz$ 的交变电流。用分度值为 $1 mm$ 的刻度尺测得 $O A = 12.15 cm$ ， $O B = 18.90 cm$ ， $O C = 27.35 cm$ ，在计数点A和B、B和C之间还各有一个点，重锤的质量为 $1.00 kg$ 。重力加速度 $g = 9.8 {m/s}^{2}$ ，甲同学根据以上数据算出：当打点计时器打到B点时重锤的重力势能比开始下落时减少了 $J$ ；此时重锤的速度 $m/s$ ，此时重锤的动能比开始下落时增加了 $J$ 。（结果均保留三位有效数字）

(3)、大多数同学的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是_____（填正确答案标号）。

A、利用公式 $v = g t$ 计算重物速度 B、利用公式 $v = \sqrt{2 g h}$ 计算重物速度 C、存在空气阻力和摩擦阻力的影响 D、没有采用多次实验取平均值的方法

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四、解答题

15. 2020年，我国将有35颗北斗导航卫星在轨运行，形成全球覆盖能力，其中包含多颗地球同步卫星。已知地球同步卫星距地面的高度为 $h$ ，地球半径为R，地球的自转周期为 $T$ ，万有引力常量为 $G$ 。请估算：

(1)、地球赤道表面上的物体随地球自转的线速度大小和同步卫星运行时的线速度的大小；

(2)、地球的质量。

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16. 如图所示，半径 $R = 2.6 m$ 的四分之一光滑圆弧轨道AB竖直固定，其末端B切线水平，将一质量 $m = 2 kg$ 的滑块从圆弧最高点A由静止释放，再经长 $L = 4 m$ 且与B点等高的粗糙平面CD滑上静止于光滑水平地面上质量为 $M = 4 kg$ 的足够长的长木板，长木板 $M$ 的上表面与CD面齐平，与D点的间隙可忽略，当滑块 $m$ 滑至长木板M上表面的同时施加给 $M$ 一个大小为 $F = 6 N$ 的水平向右的作用力。已知滑块 $m$ 与粗糙平面CD及 $M$ 上表面的动摩擦因数均为 $μ = 0.2$ （ $g$ 取 $10 {m/s}^{2}$ ）。求：

(1)、滑块对圆轨道最低点B点的压力；

(2)、当滑块滑到长木板M后经多长时间，两者速度相等。

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17. 如图所示，将一可视为质点质量为 $m = 0.5 kg$ 的滑块放在P点（此时弹簧已被压缩），松开手在弹簧的作用下将其从静止弹出，通过一段水平面再沿着半径为 $r = 1 m$ 的光滑圆形竖直轨道 $O A O^{'}$ 运动（O与 $O^{'}$ 分别为轨道的进口和出口，二者并不重合。此装置类似于过山车），滑块在水平面PB上所受的阻力为其自身重力的0.5倍，PB长为 $s = 16 m$ ，O为 $P B$ 中点， $P B$ 面与水平面CD的高度差为 $h = 1.25 m$ ，B点离C点的水平距离为 $L = 2 m$ 。（不计空气阻力，重力加速度大小 $g$ 取 $10 {m/s}^{2}$ ）。

(1)、若滑块恰好能越过A点，试判断滑块能不能落到CD平面；

(2)、若滑块能从B点平抛后落在C点，则原来弹簧的弹性势能为多少；

(3)、要使滑块能够滑上圆轨道并且在圆轨道运动时不脱离轨道，求原来弹簧的弹性势能应满足什么条件？

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