湖南省永州市2020-2021学年高一下学期物理期末质量监测试卷

试卷更新日期：2021-08-03 类型：期末考试

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一、单选题

1. 用如图甲所示装置研究物体做曲线运动的条件。如图乙所示，小铁球以初速度v₀在水平纸面上运动，忽略阻力，要使小铁球沿图乙中实线所示轨迹运动，则（）

A、磁铁应放在A位置 B、磁铁应放在B位置 C、磁铁应放在C位置 D、磁铁应放在D位置

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2. 如图所示为自行车传动结构的示意图，其中A、B、C是大齿轮、小齿轮和后轮边缘上的点，则下列物理量大小关系正确的是（）

A、 $v_{A} > v_{B}$ B、 $ω_{A} > ω_{B}$ C、 $a_{A} < a_{B}$ D、 $a_{B} > a_{C}$

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3. 如图所示， $A B C$ 是等边三角形，在A点固定放置电荷量为 $+ Q$ 的正点电荷，在C点固定放置一个试探电荷 $+ q$ ，试探电荷受到的静电力大小为F，再在B点固定放置电荷量为 $- Q$ 的负点电荷时，试探电荷受到的静电力大小为（）。

A、0 B、F C、 $\sqrt{3} F$ D、 $2 F$

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4. 如图所示，长度为 $0 .5m$ 的轻质细杆OA，A端有一质量为 $3kg$ 的小球，以O点为圆心，在竖直平面内做圆周运动，小球通过最高点时的速度为 $3m/s$ ，取 $g = 10 {m/s}^{2}$ ，则此时轻杆OA将（）

A、受到 $24N$ 的拉力 B、受到 $24N$ 的压力 C、受到 $54N$ 的拉力 D、受到 $54N$ 的压力

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5. 如图所示，在倾角为θ的斜面上有一质量为m的滑雪运动员（含滑雪板），从A点由静止滑下，停在水平面上的C点；若从A点以初速度v滑下，则停在同一水平面上的D点。已知重力加速度为g， $A B = L ， B C = C D$ ，不计空气阻力与通过B点的机械能损失，则该运动员（含滑雪板）在斜面上克服阻力做的功为（）

A、 $m g L \sin θ$ B、 $\frac{1}{2} m v^{2}$ C、 $m g L \sin θ - \frac{1}{2} m v^{2}$ D、 $m g L \sin θ + \frac{1}{2} m v^{2}$

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6. 一辆小汽车在水平路面上由静止启动，在前 $4s$ 内做匀加速直线运动， $4s$ 末达到额定功率，之后保持以额定功率运动，其 $v - t$ 图像如图所示。已知汽车的质量为 $m = 1 \times 10^{3} kg$ ﹐汽车受到地面的阻力为汽车重力的0.1倍，g取 ${10m/s}^{2}$ ，则下列正确的是（）

A、汽车在前 $4s$ 内的位移为 $64m$ B、汽车在前 $4s$ 内的牵引力为 $4 \times 10^{3} N$ C、汽车的额定功率为 $65 .6kW$ D、汽车的最大速度为 $80m/s$

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二、多选题

7. 如图所示，O是等量异种点电荷连线的中点，E、F是连线中垂线上关于O对称的两点，B、C和A、D也关于O对称。则（）

A、B，C两点场强大小相等，方向相反 B、A，D两点场强大小和方向都相同 C、B，O，C三点比较，O点场强最大 D、E，O，F三点比较，O点场强最大

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8. 一河宽为 $d = 300 m$ ，某船在静水中的速度是 $v_{1} = 10 m/s$ ，要渡过水流速度为 $v_{2} = 8 m/s$ 的河流，已知 $\sin 53 ° = 0.8 ， \cos 53 ° = 0.6$ 。则下列正确的是（）

A、船到达对岸所用最短时间为 $30 s$ B、船垂直到达正对岸所用时间为 $37 .5s$ C、船垂直到达正对岸的实际航行速度是 $6m/s$ D、船头的指向与上游河岸的夹角为 $53 °$ 时，船可以垂直到达正对岸

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9. 低空跳伞是一种刺激的极限运动，假设质量为m的跳伞运动员，由静止开始下落h的过程中受恒定阻力作用，加速度为 $\frac{3}{4} g$ ，对于此过程，下列正确的是（）

A、运动员的重力势能减少了 $\frac{3}{4} m g h$ B、运动员克服阻力所做的功为 $\frac{3}{4} m g h$ C、运动员的动能增加了 $\frac{3}{4} m g h$ D、运动员的机械能减少了 $\frac{1}{4} m g h$

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10. “天问一号”探测器需要通过霍曼转移轨道从地球发送到火星，地球轨道和火星轨道看成圆形轨道，此时霍曼转移轨道是一个近日点M和远日点P分别与地球轨道、火星轨道相切的椭圆轨道（如图所示），在近日点短暂点火后“天问一号”进入霍曼转移轨道，接着“天问一号”沿着这个轨道运动至远日点，然后再次点火进入火星轨道。已知万有引力常量为G，太阳质量为m，地球轨道和火星轨道半径分别为r和R，地球、火星、“天问一号”运行方向都为逆时针方向。下列正确的是（）

A、“天问一号”在地球轨道上的角速度大于在火星轨道上的角速度 B、“天问一号”在转移轨道上近日点的速度大小等于地球公转速度大小 C、“天问一号”在霍曼转移轨道上的周期大于在火星轨道上的周期 D、“天问一号”在由M点运动至P点的最短时间为 $\frac{π}{2 \sqrt{2}} \sqrt{\frac{{(R + r)}^{3}}{G m}}$

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11. 如图所示，竖直平面内放一直角杆 $M O N ， O M$ 水平， $O N$ 竖直且光滑，用不可伸长的轻绳相连的两小球A和B分别套在 $O M$ 和 $O N$ 杆上，B球的质量为 $2kg$ ，在作用于A球的水平力F的作用下，A、B均处于静止状态，此时 $O A = 0.3 m ， O B = 0.4 m$ ，改变水平力F的大小，使A球向右加速运动，已知A球向右运动 $0.1 m$ 时速度大小为 $2 . 4m/s$ ，则关于此过程正确的是（取 $g = 10 {m/s}^{2}$ ）（）

A、A球向右移动 $0.1 m$ 时，B球的速度大小为 $1 .8m/s$ B、A球向右移动 $0.1 m$ 时，B球的速度大小为 $3.2 m/s$ C、轻绳对B球的拉力所做的功为 $10 . 24J$ D、轻绳对B球的拉力所做的功为 $12 . 24J$

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三、实验题

12. 某实验小组用如图所示装置研究平抛运动。装置中，竖直硬板上依次固定着白纸和复写纸，可上下调节的水平挡板。小钢球从斜槽中某高度由静止释放，从斜槽末端飞出的钢球落到挡板上会挤压复写纸，在白纸上留下印记；上下调节挡板，通过多次实验，白纸上会留下钢球经过的多个位置，最终用平滑曲线将其连接，得到钢球做平抛运动的轨迹。

(1)、下列说法正确的是________。

A、安装斜槽时，应保证斜槽末端的切线水平 B、钢球与斜槽间的摩擦是造成实验误差的主要原因 C、上下移动水平挡板时，其高度必须等距离变化 D、钢球每次都应从斜槽中同一高度由静止释放

(2)、一个小组的同学在实验中只画出了如图所示的一部分曲线，他们在曲线上取水平距离s相等的三点A、B、C，量得 $s = 0.2 m ， h_{1} = 0.1 m ， h_{2} = 0.2 m$ ，利用这些数据，可求得（ $g = 10 {m/s}^{2}$ ）

①照相机的频闪周期 $T =$ s；

②小球做平抛运动的初速度大小是 $m/s$ ；

③小球平抛运动到B位置的速度大小是 $m/s$ 。

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13. 用如图甲所示装置做“验证机械能守恒定律”的实验。图乙是某次实验得到的一条纸带，O为起点，已知重物质量 $m = 1.00 kg$ ，重力加速度 $g = 9.80 {m/s}^{2}$ ，那么从打O点到打B点的过程中：

(1)、打点计时器打下计数点B时，重物的速度 $v_{B} =$ $m/s$ ；O点到B点过程中重物的重力势能变化量 $Δ E_{P} =$ J，动能变化量 $Δ E_{k} =$ J。（结果均保留三位有效数字）

(2)、该同学根据纸带算出了各点对应的瞬时速度，测出与此相对应的重物下落高度h，以 $v^{2}$ 为纵坐标，以h为横坐标，建立坐标系，作出 $v^{2} - h$ 图像，从而验证机械能守恒定律。若所有操作均正确，得到的 $v^{2} - h$ 图像如图所示。已知 $v^{2} - h$ 图像的斜率为k，可求得当地的重力加速度 $g =$ 。

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四、解答题

14. 火星成为中国深空探测的第二颗星球。2020年4月24日，中国行星探测任务被命名为“天问系列”。若探测器在某高度处绕火星做匀速圆周运动的周期为T，忽略火星的自转，火星表面的重力加速度为g，已知火星的半径为R，引力常量为G，求：

(1)、火星的质量M；

(2)、求探测器距火星表面的高度h。

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15. 如图所示，光滑水平轨道与竖直面内的粗糙倾斜轨道平滑衔接，一个质量 $m = 2 kg$ 的小物块在A处压缩一轻质弹簧，弹簧与小球不拴接。用手挡住小物块不动，此时弹簧弹性势能 $E_{p} = 36 J$ ，放手后小物块向右运动脱离弹簧，沿倾斜轨道向上运动到最高点C，已知C点离水平轨道的高度 $h_{1} = 1 m$ ，斜面轨道的倾斜角度为 $θ = 37 °$ ，不计空气阻力及小物块经过B点的机械能损失，g取 ${10m/s}^{2}$ 。求：

(1)、小物块脱离弹簧时的速度大小 $v_{0}$ ；

(2)、小物块与粗糙倾斜轨道间的动摩擦因数 $μ$ ；

(3)、小物块第二次滚上斜面的最大高度 $h_{2}$

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16. 如图所示，一质量为 $m_{A} = 4 kg$ 的长木板A放在光滑水平平台上，另有一可视为质点、质量 $m_{B} = 1 kg$ 的木块B，放在长木板A的左端，平台的右端固定有高度和长木板厚度相等的挡板C（厚度不计），开始时A、B均处于静止状态。 $t = 0$ 时刻对木块B施加一方向水平向右、大小 $F = 15 N$ 的恒定拉力， $t_{1} = 1 s$ 时撤去力F，再经过 $t_{2} = 1 s$ 时A、B达到共同速度，长木板A的右端恰好运动到平台的右端，木块B恰好脱离长木板A水平抛出，之后木块B从D点沿切线无碰撞地落入光滑圆弧轨道 $D E G$ ，并恰好能运动到圆弧轨道的最高点G， $E G$ 为圆弧轨道的竖直直径， $D E$ 段圆弧所对应的圆心角为 $53 °$ ，取重力加速度大小 $g = 10 {m/s}^{2} ， \sin 53 ° = 0.8 ， \cos 53 ° = 0.6$ ，不计空气阻力。求：

(1)、木块B在圆弧轨道最低点E时对轨道的压力大小；

(2)、木块B在长木板A上表面滑动的过程中产生的内能；

(3)、D点到平台边沿的水平距离。

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