四川省遂宁市射洪市2019-2020学年高一下学期物理期末能力素质监测试卷（英才班）

试卷更新日期：2021-05-12 类型：期末考试

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一、单选题

1. 在某次杂技表演中，猴子沿竖直杆向上做初速度为零、加速度为a的匀加速直线运动，同时人顶着直杆以速度v₀水平匀速运动，经过时间t，猴子沿杆向上运动的高度为h，人顶杆沿水平地面运动的距离为x，如图所示．关于猴子的运动情况，下列说法中正确的是（）

A、猴子相对于地面的运动轨迹为直线 B、猴子相对于地面做变加速曲线运动 C、t时刻猴子相对于地面的速度大小为 $v_{0} + a t$ D、t时间内猴子相对于地面的位移大小为 $\sqrt{x^{2} + h^{2}}$

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2. 如图所示，照片中的汽车在水平公路上做匀速圆周运动．已知图中双向四车道的总宽度为15m，内车道内边缘间最远的距离为150m。假设汽车受到的最大静摩擦力等于车重的0.64倍。g取10m/s² ，则汽车（）

A、所受的合力可能为零 B、只受重力和地面支持力的作用 C、所需的向心力可能由重力和支持力的合力提供 D、最大速度不能超过24m/s

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3. 我国自主研制的绞吸挖泥船“天鲲号”达到世界先进水平。若某段工作时间内，“天鲲号”的泥泵输出功率恒为 $1 \times 10^{4} kW$ ，排泥量为 $1.4 m^{3} /s$ ，排泥管的横截面积为 $0.7 m^{2}$ ，则泥泵对排泥管内泥浆的推力为（）

A、 $5 \times 10^{6} N$ B、 $2 \times 10^{7} N$ C、 $2 \times 10^{9} N$ D、 $5 \times 10^{9} N$

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4. 如图所示，有三个斜面a、b、c，底边的长分别为L、L、3L，高度分别为3h、h、h。某物体与三个斜面间的动摩擦因数都相同，这个物体分别沿三个斜面从顶端由静止下滑到底端。三种情况相比较，下列说法正确的是（）

A、物体损失的机械能 $Δ E_{c} = 2 Δ E_{b} = 4 Δ E_{a}$ B、因摩擦产生的热量3Q_a=3Q_b=Q_c C、物体到达底端的动能E_ka=3E_kb=3E_kc D、因摩擦产生的热量4Q_a=2Q_b=Qc

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5. 如图所示，用两根长度均为l的轻绳将一重物悬挂在水平的天花板下，轻绳与天花板的夹角为θ，整个系统静止，这时每根轻绳中的拉力为T．现将一根轻绳剪断，当小球摆至最低点时，轻绳中的拉力为T'．θ为某一值时， $\frac{T^{'}}{T}$ 最大，此最大值为（）

A、 $\frac{9}{4}$ B、2 C、 $3 \sqrt{2} - 2$ D、 $\frac{54}{25}$

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二、多选题

6. 在一次探究活动中，某同学设计了如图所示的实验装置，小车的质量 $M = 1 k g$ 、长 $L = 4 m$ ，半径 $R = 1 m$ 的光滑半圆弧轨道固定在小车的上表面的中点位置，半圆弧轨道下端与小车的上表面水平相切，现让位于轨道最低点的质量 $m = 0.2 k g$ 的光滑小球随同小车一起沿光滑水平面向右做匀速直线运动，某时刻小车碰到固定障碍物而瞬时处于静止状态 $($ 小车不反弹 $)$ ，之后小球离开圆弧轨道最高点并恰好落在小车的左端边沿处，该同学通过这次实验得到了如下结论，其中正确的是 $(g$ 取 $10 m / s^{2}) ($ $)$

A、小球到达最高点的速度为 $\sqrt{10} m / s$ B、小车与障碍物碰撞时损失的机械能为 $12.5 J$ C、小车瞬时静止后，小球在轨道最低点对轨道的压力是12N D、小车向右做匀速直线运动的速度约为 $6.5 m / s$

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7. 如图甲所示，假设某星球表面上有一倾角为θ=30°的固定斜面，一质量为m的小物块从斜面底端沿斜面向上运动，其速度—时间图像如图乙所示。已知小物块与斜面间的动摩擦因数为 $μ = \frac{\sqrt{3}}{9}$ ，该星球半径为R=6×10⁴km，引力常量G=6.67×10^-11 N·m²/kg² ， π取3.14，则下列说法正确的是（）

A、该星球的第一宇宙速度v₁=3.0×10⁴m/s B、该星球的质量M=8.1×10³⁰kg C、该星球的自转周期T=1.3×10⁴s D、该星球的密度ρ=896 kg/m³

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8. 某汽车研发机构在汽车的车轮上安装了小型发电机，将减速时的部分动能转化并储存在蓄电池中，以达到节能的目的。某次测试中，汽车以额定功率行驶一段距离后关闭发动机，测出了汽车动能E_k与位移x的关系图像如图所示，其中①是关闭储能装置时的关系图线，②是开启储能装置时的关系图线。已知汽车的质量为1000 kg，设汽车运动过程中所受地面阻力恒定，空气阻力不计。根据图像所给的信息可求出（）

A、汽车行驶过程中所受地面的阻力为1000N B、汽车的额定功率为80kW C、汽车加速运动的时间为22.5s D、汽车开启储能装置后向蓄电池提供的电能为5×10⁵J

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三、实验题

9. 为了测量玩具遥控汽车的额定功率，某学习小组用天平测出小车质量为0.5 kg，小车的最大速度由打点计时器打出的纸带来测量（如图所示）。主要实验步骤有：
A．给小车尾部系一条长纸带并让纸带穿过打点计时器；

B．接通打点计时器电源（电源频率50 Hz），使小车以额定功率沿水平地面直线加速到最大速度，继续运行一段时间后关闭小车发动机，使其沿地面直线向前滑行直至停止；

C．学习小组分析后选择了认为符合要求的一段纸带，从某点开始每5个连续点标为一个记数点，并将表示每两个相邻记数点间距离的字母和测量数据在纸带上做了记录。（所有结果均保留3位有效数字）

① 由纸带知遥控汽车的最大速度为v=m/s；

② 实验小组在计算关闭发动机后的遥控汽车滑行过程的加速度时，选择了纸带上后5段数据，经过分析又舍掉了一段不合理数据。请你判断哪段数据不合理（用字母表示），舍掉了不合理数据后加速度的计算表达式为a= （请用时间间隔T及纸带上表示记数点间距离的字母表示），计算出的加速度大小为m/s²；

③ 遥控汽车滑行过程的阻力大小为f=N，其额定功率P=W。

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四、解答题

10. 用如图甲所示的水平—斜面装置研究平抛运动。一物块（可视为质点）置于粗糙水平面上的O点，O点与斜面顶端P点的距离为s。每次用水平拉力F，将物块由O点从静止开始拉动，当物块运动到P点时撤去拉力F。实验时获得物块在不同拉力作用下落在斜面上的不同水平射程，作出了如图乙所示的图像。若物块与水平面间的动摩擦因数为0.5，斜面与水平地面之间的夹角θ=45°，g取10 m/s² ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求O、P间的距离s。（保留两位有效数字）

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11. 如图所示，不可伸长的轻质细线下方悬挂一可视为质点的小球，另一端固定在竖直光滑墙面上的O点．开始时，小球静止于A点，现给小球一水平向右的初速度，使其恰好能在竖直平面内绕O点做圆周运动．垂直于墙面的钉子N位于过O点竖直线的左侧， $\bar{O N}$ 与 $\bar{O A}$ 的夹角为 $θ$ $（ 0 < θ < π ）$ ，且细线遇到钉子后，小球绕钉子在竖直平面内做圆周运动，当小球运动到钉子正下方时，细线刚好被拉断．已知小球的质量为m，细线的长度为L，细线能够承受的最大拉力为7mg，g为重力加速度大小．

(1)、求小球初速度的大小 $v_{0}$ ；

(2)、求小球绕钉子做圆周运动的半径r与 $θ$ 的关系式；

(3)、在细线被拉断后，小球继续向前运动，试判断它能否通过A点．若能，请求出细线被拉断时 $θ$ 的值；若不能，请通过计算说明理由．

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12. 有一个竖直固定在地面的透气圆筒，筒中有一劲度为k的轻弹簧，其下端固定，上端连接一质量为m的薄滑块，圆筒内壁涂有一层新型智能材料ER流体，它对滑块的阻力可调。起初，滑块静止，ER流体对其阻力为0，弹簧的长度为L。现有一质量也为m的物体从距地面2L处自由落下，与滑块碰撞后粘在一起向下运动。碰撞后粘在一起的速度为物体碰前速度的一半。为保证滑块做匀减速运动，且下移距离为 $\frac{2 m g}{k}$ 时速度减为0，ER流体对滑块的阻力须随滑块下移而变。试求（忽略空气阻力）：

(1)、下落物体与滑块碰撞过程中系统损失的机械能；

(2)、滑块下移距离 $d (d < \frac{2 m g}{k})$ 时ER流体对滑块阻力的大小；

(3)、已知弹簧的弹性势能的表达式为E_p= $\frac{1}{2} k x^{2}$ 式中k为弹簧劲度系数，x为弹簧的伸长或压缩量），试求：两物体碰撞后粘在一起向下运 $\frac{2 m g}{k}$ 距离，速度减为零的过程中，ER流体对滑块的阻力所做的功。

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