安徽省六安市舒城县2020-2021学年高一下学期物理期末考试试卷

试卷更新日期：2021-07-16 类型：期末考试

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一、单选题

1. 下列的哪个量越大表示圆周运动越慢（）

A、线速度 B、角速度 C、周期 D、转速

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2. 下列关于“功与能”的说法正确的是（　　）

A、功分为正功和负功，功是矢量 B、功率是描述做功快慢的物理量 C、摩擦力对物体一定做负功 D、重力势能有相对性，选取不同的零势能面，将改变同一过程的重力做功大小

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3. 放河灯是我国一种传统民间活动。如图所示的河灯随着河水自西向东飘向下游时，突然吹来一阵北风，则之后河灯可能的运动轨迹为（　　）

A、1轨迹 B、2轨迹 C、3轨迹 D、4轨迹

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4. 如图为一皮带传动装置的示意图，右轮半径为r， A是它边缘上的一点。左侧是一轮轴，大轮半径为4r，小轮半径为2r。B点在小轮上，到小轮中心的距离为r。C点和D点分别位于小轮和大轮的边缘上。如果传动过程中皮带不打滑，下列说法正确的是（　　）

A、A，B两点的线速度大小相等 B、A，C两点的角速度大小相等 C、B，C两点的线速度大小相等 D、B，D两点的角速度大小相等

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5. 质量为m的小球，从离桌面H高处由静止下落，桌面离地面高度为h，重力加速度为g，如图所示，若以桌面为参考平面，那么小球落地时的重力势能及整个下落过程中重力势能的变化分别为（　　）

A、 $m g h$ ，增加 $m g (H + h)$ B、 $m g h$ ，减少 $(H + h)$ C、 $- m g h$ ，增加 $m g (H + h)$ D、 $- m g h$ ，减少 $m g (H + h)$

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6. 在光滑的水平面上建立 $x O y$ 平面直角坐标系，一质点在水平面上从坐标原点开始运动，沿x方向和y方向的 $x - t$ 图像和 $v_{y} - t$ 图像分别如图所示。则 $0 \sim 4 s$ 内（　　）

A、质点的运动轨迹为直线 B、质点的加速度大小恒为2m/s² C、 $4s$ 末质点的速度大小为 $2 \sqrt{5} m/s$ D、 $4s$ 末质点离坐标原点的距离为16m

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7. 一滑块质量 $m = 0. 5kg$ ，静止在如图所示的光滑水平面上的 $A$ 点，在方向水平向右、大小为3N的拉力 $F$ 作用下开始运动，同一时刻一小球从水平面上的 $B$ 点正上方某处以初速度 $v_{0} = 5 m/s$ 水平抛出，一段时间后小球恰好落在滑块上。已知重力加速度大小 $g = 1 0m/ s^{2}$ ， $A$ 点与 $B$ 点的距离 $L = 8m$ ，滑块与小球均可视为质点，不计空气阻力。则（）

A、滑块运动的加速度大小为 $1.5 m/ s^{2}$ B、小球被抛出时距离 $B$ 点的高度为5m C、这个过程中滑块的位移大小为 $5 \sqrt{2} m$ D、这个过程中小球运动的时间为 $\frac{4}{3} s$

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8. 如图所示，质量为m的小球被水平绳AO和与竖直方向成θ角的轻弹簧系着处于静止状态，现将绳AO烧断，在绳AO烧断的瞬间，重力加速度为g．下列说法正确的是（　　）

A、小球的加速变方向沿弹簧收缩的方向 B、小球处于平衡状态 C、小球的加速度大小为a=gtanθ D、小球在接下来的运动过程中机械能守恒

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9. 如图所示，一个质量为M的物体，放在水平地面上，物体上方安装一个长度为L、劲度系数为k的轻弹簧，现用手拉着弹簧上端的P点缓慢向上移动，直到物体离开地面一段距离，在这一过程中，P点的位移是H（开始时弹簧处于原长），则物体重力势能的增加量为（　　）

A、MgH B、MgH＋ $\frac{M g^{2}}{k}$ C、MgH－ $\frac{M^{2} g^{2}}{k}$ D、MgH－ $\frac{M g}{k}$

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二、多选题

10. 小球质量为m，用长为L的轻质细线悬挂在O点，在O点的正下方 $\frac{L}{2}$ 处有一光滑钉子P，把细线沿水平方向拉直，如图所示，无初速度地释放小球，当细线碰到钉子的瞬间，设线没有断裂，则下列说法正确的是（　　）

A、小球的角速度突然增大 B、小球的线速度突然增大 C、小球的向心加速度突然增大 D、小球对悬线的拉力突然减小

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11. 经长期观测，人们在宇宙中已经发现了“双星系统”，“双星系统”由两颗相距较近的恒星组成，每个恒星的线度远小于两个星体之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体。如图所示，两颗星球组成的双星，在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的O点做周期相同的匀速圆周运动。现测得两颗星之间的距离为L，m₁的公转周期为T，引力常量为G，各自做圆周运动的轨道半径之比为r₁∶r₂=3∶2。则可知（　　）

A、两天体的质量之比为m₁∶m₂=3∶2 B、m₁、m₂做圆周运动的角速度之比为2∶3 C、两天体的总质量一定等于 $\frac{4 π^{2} L^{3}}{G T^{2}}$ D、m₁、m₂做圆周运动的向心力大小相等

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12. 如图所示，人在岸上拉船，已知船的质量为m，水的阻力恒为f，当轻绳与水平面的夹角为θ时，船的速度为v，此时人的拉力大小为F，则此时（　　）

A、人拉绳的速度为vcosθ B、人拉绳的速度为 $\frac{v}{\cos θ}$ C、船受到的浮力为mg-Fcosθ D、船的加速度为 $\frac{F \cos θ - f}{m}$

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13. 为了测量某行星的质量和半径，宇航员记录了登陆舱在该行星表面做圆周运动的周期T，登陆舱在行星表面着陆后，用弹簧称称量一个质量为m的砝码读数为N．已知引力常量为G．则下列计算中错误的是

A、该行星的质量为 $\frac{N^{3} T^{4}}{16 π^{4} m^{3}}$ B、该行星的半径为 $\frac{4 π^{2} N T^{2}}{m}$ C、该行星的密度为 $\frac{3 π}{G T^{2}}$ D、在该行星的第一宇宙速度为 $\frac{N T}{2 π m}$

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14. 如图所示，有一可绕竖直中心轴转动的水平足够大圆盘，上面放置劲度系数为 $k$ 的弹簧，弹簧的一端固定于轴 $O$ 上，另一端连接质量为 $m$ 的小物块 $A$ （可视为质点），物块与圆盘间的动摩擦因数为 $μ$ ，开始时弹簧未发生形变，长度为 $L$ ，若最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，重力加速度为 $g$ ，物块 $A$ 始终与圆盘一起转动。则（　　）

A、当圆盘角速度缓慢地增加，物块受到摩擦力有可能背离圆心 B、当圆盘角速度增加到足够大，弹簧将伸长 C、当圆盘角速度为 $\sqrt{\frac{μ g}{L}}$ ，物块开始滑动 D、当圆盘角速度缓慢地增加，弹簧的伸长量为 $x$ 时，圆盘的角速度为 $ω = \sqrt{\frac{μ m g + k x}{m (L + x)}}$

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15. 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的关系图像如图乙，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

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三、实验题

16. 如图甲所示，在一端封闭、长约1 m的玻璃管内注满清水，水中放一个蜡块，将玻璃管的开口端用胶塞塞紧，然后将这个玻璃管倒置，在蜡块沿玻璃管上升的同时，将玻璃管水平向右移动．假设从某时刻开始计时，蜡块在玻璃管内每1 s上升的距离都是10 cm，玻璃管向右匀加速平移，每1 s通过的水平位移依次是2.5 cm、7.5 cm、12.5 cm、17.5 cm.图乙中，y轴表示蜡块竖直方向的位移，x轴表示蜡块随玻璃管通过的水平位移，t＝0时蜡块位于坐标原点．

(1)、请在图乙中画出蜡块在4 s内的轨迹；

(2)、玻璃管向右平移的加速度a=m/s²

(3)、t＝2s时蜡块的速度v的大小v＝m/s．

(4)、4s内蜡块的位移x=m．

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17. 某研究小组设计了测定动摩擦因数的实验方案。如图所示，A是可固定于水平桌面上任意位置的滑槽(滑槽末端与桌面相切)，B是可视为质点的滑块。
第一次实验，如图甲所示，将滑槽末端与桌面右端M对齐并固定，让滑块从滑槽最高点由静止滑下，最终落在水平地面上的P点，测出滑槽右端M距离地面的高度H、M与P间的水平距离x₁；

第二次实验，如图乙所示，将滑槽沿桌面向左移动一段距离并固定，让滑块B再次从滑槽最高点由静止滑下，最终落在水平地面上的P′点，测出M距离P′间的水平距离x₂。

(1)、本实验必须的测量仪器是；

(2)、为测出动摩擦因数，第二次实验还需测得物理量是；（写出需要的物理量并用相应的符号表示）

(3)、滑块与桌面间的动摩擦因数μ＝。(用物理量符号表示)

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四、解答题

18. 某同学将一个小球在距水平地面 $h = 3.2 m$ 高的平台边缘处水平击出，测出小球落地时的水平距离 $s = 4.8 m$ ，不计空气阻力， $g$ 取 $10 {m/s}^{2}$ ，求：

(1)、小球在空中运动的时间；

(2)、小球被击出时的水平初速度；

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19.

(1)、质量 $m = 1000 kg$ 的汽车以 $v = 10 m/s$ 的速度行驶到半径 $R = 20 m$ 的圆形拱桥的最高点时，求桥对汽车的支持力大小。（ $g = 10 {m/s}^{2}$ ）

(2)、质量 $m = 1000 kg$ 的汽车以 $v = 20 m/s$ 的速度行驶到半径为 $R = 50 m$ 的凹形路面的最低点时，求路面对汽车的支持力大小。（ $g = 10 {m/s}^{2}$ ）

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20. 如图所示，一质量m=0.4kg的滑块（可视为质点）静止于水平轨道上的A点，滑块与轨道间的动摩擦因数μ=0.1。现对滑块施加一水平外力，使其向右运动，外力的功率恒为P=10W。经过一段时间后撤去外力，滑块继续滑行至B点后水平飞出，恰好在C点沿切线方向进入固定在竖直平面内的光滑圆弧形轨道，轨道的最低点D处装速度有传感器，当滑块运动到最低点D处时速度大小为 $\sqrt{27}$ m/s。已知轨道AB的长度L=2m，圆弧形轨道的半径R=0.5m，半径OC和竖直方向的夹角 $α$ =37°。（空气阻力可忽略，重力加速度g=10m/s² ， sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：

(1)、滑块运动到D点对传感器的压力大小和C点时速度的大小v_C；

(2)、B、C两点的高度差h及水平距离x；

(3)、水平外力作用在滑块上的时间t。

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21. 我国于2018年发射了“嫦娥五号”航天器，航天器在近月轨道上绕月球做匀速圆周运动，经过时间 $t$ （小于绕行周期），运动的弧长为 $s$ ，航天器与月球中心连线扫过的角度为 $θ$ （弧度），引力常量为 $G$ ，求：

(1)、航天器的轨道半径 $r$ 的值；

(2)、月球的质量 $M$ 的值。

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22. 如图所示，固定斜面的倾角 $θ = 30 °$ ，物体A与斜面之间的动摩擦因数 $μ = \frac{\sqrt{3}}{8}$ ，轻弹簧下端固定在斜面底端，弹簧处于原长时上端位于C点。用一根不可伸长的轻绳通过轻质光滑的定滑轮连接物体A和B，滑轮右侧绳子与斜面平行，A的质量为 $4 m$ ，B的质量为m，初始时物体A到C点的距离为L。现给A、B一初速度 $V_{0}$ ，使A开始沿斜面向下运动，B向上运动，物体A将弹簧压缩到最短后又恰好能弹到C点。已知重力加速度为g，不计空气阻力，整个过程中轻绳始终处于伸直状态，求：

(1)、物体A向下运动刚到C点时的速度；

(2)、弹簧的最大压缩量；

(3)、整个过程中，物体B重力的最大功率（用已知量 $m$ 、 $g$ 、 $L$ 、 $V_{0}$ 等表示）（已知弹簧的弹性势能 $E_{p} = \frac{k x^{2}}{2}$ ，其中 $x$ 为弹簧的伸长量（或压缩量）， $k$ 为弹簧的劲度系数）。

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