河南省新乡市2020-2021学年高一下学期物理期末考试试卷

试卷更新日期：2021-08-24 类型：期末考试

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一、单选题

1. 如图所示，一小车在圆形轨道上做匀速圆周运动。下列说法正确的是（　　）

A、小车的速度大小保持不变 B、小车的加速度保持不变 C、小车的合力为零 D、小车处于平衡状态

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2. 关于重力势能，下列说法正确的是（　　）

A、重力势能的大小只由重物本身决定 B、一物体的重力势能从-6J变为-2J，重力势能变小了 C、在地面上的物体，它具有的重力势能一定等于零 D、距地面有一定高度的物体，其重力势能可能为零

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3. 2021年5月15日，“天问一号”着陆巡视器成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区。已知火星的半径为R，若“天问一号”在离火星表面高度为 $k R$ 的轨道上绕火星做匀速圆周运动时受到火星的万有引力大小为F，则“天问一号”到达火星附近时受到火星的万有引力大小为（　　）

A、 $k^{2} F$ B、 ${(k + 1)}^{2} F$ C、 $\frac{F}{k^{2}}$ D、 $\frac{F}{{(k + 1)}^{2}}$

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4. 公路急转弯处通常是交通事故多发地带。某转弯处为水平路面，认为水平路面对汽车的最大静摩擦力等于车重的μ倍，重力加速度大小为g，若汽车在该转弯处安全行驶的最大速度为v，则转弯处的转弯半径为（　　）

A、 $\frac{v^{2}}{2 μ g}$ B、 $\frac{μ g}{v^{2}}$ C、 $\frac{v^{2}}{μ g}$ D、 $\frac{2 μ g}{v^{2}}$

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5. 2021年5月19日，我国在酒泉卫星发射中心用“长征四号”乙运载火箭，成功将“海洋二号”D卫星送入预定轨道，发射任务获得圆满成功。认为卫星进入轨道后绕地球做匀速圆周运动，已知引力常量为G，地球的质量为M，卫星的线速度大小为v，则卫星绕地球做圆周运动的周期为（　　）

A、 $\frac{2 π G M}{v^{3}}$ B、 $\frac{π G M}{v^{3}}$ C、 $\frac{2 π G M}{v^{2}}$ D、 $\frac{π G M}{v^{2}}$

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6. 如图，一质量为m的运动员在水平地面上做俯卧撑，运动过程中可将她的身体视为一根直棒，已知运动员的重心在c点，过c点作地面的垂线，垂足为O，O点与脚、两手连线中点间的距离 $O a = L_{1}$ 、 $O b = L_{2}$ 。若她肩部每次上升的距离均为h，重力加速度大小为g，则在缓慢上升过程中运动员的重力做功为（　　）

A、 $\frac{1}{2} m g h$ B、 $- \frac{L_{1}}{L_{1} + L_{2}} m g h$ C、 $- \frac{L_{2}}{L_{1} + L_{2}} m g h$ D、 $\frac{L_{2}}{2 L_{1} + L_{2}} m g h$

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二、多选题

7. 小宇用软水管给家里后院的花浇水时，保持水管管口水平。在水管管口不向前移动的情况下，可增大浇水距离的做法是（　　）

A、水管上移 B、水管下移 C、增大水离开管口的速度 D、减小水离开管口的速度

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8. 一小船在静水中的速度大小为3m/s，它在一条河宽为300m、水流速度为4m/s的河流中渡河。若小船以最短时间渡河，则下列说法正确的是（　　）

A、小船相对河岸的速度大小为3m/s B、小船相对河岸的速度大小为5m/s C、渡河的位移大小为300m D、渡河的位移大小为500m

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9. 北京时间2021年5月19日，我国在酒泉卫星发射中心用“长征四号”乙运载火箭，成功将“海洋二号”D卫星送入预定轨道，发射任务获得圆满成功。若卫星在发射升空的过程中质量保持不变，则下列说法正确的是（　　）

A、该卫星加速上升的过程中，动能增大，重力势能增大 B、该卫星在轨道上运行时，可以在卫星里用天平测出物体的质量 C、该卫星在轨道上运行的速度小于第一宇宙速度 D、和该卫星在同一轨道上运行的其他卫星，它们的周期相同

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10. 如图甲所示，在竖直面内有一固定的 $\frac{3}{4}$ 圆弧形光滑轨道，半径 $O B$ 水平， $A$ 点在 $B$ 点的正上方，将一小球（视为质点）从A点由静止释放，小球恰好无碰撞地从 $B$ 点进入轨道。调节A点到 $B$ 点的高度 $h$ ，得到小球通过轨道最高点 $D$ 时受到轨道的弹力 $F_{N}$ 随高度 $h$ 的变化规律如图乙所示（其中 $a$ 、 $b$ 均为已知量）。重力加速度大小为 $g$ ，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　）

A、小球的质量为 $\frac{a}{g}$ B、小球的质量为 $\frac{a}{3 g}$ C、圆弧形轨道的半径为 $\frac{3}{2} b$ D、圆弧形轨道的半径为 $\frac{2}{3} b$

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三、实验题

11. 新乡市某中学物理兴趣小组去某化工厂参加社会实践活动，当大家经过化工厂废水排水口时，发现排水管正在向外满口排出大量废水。如图所示，这根薄壁管道水平设置，管口离地面有一定的高度。学习小组当时只有一把卷尺，他们想估测排水管每秒的排污体积。当地的重力加速度大小为 $g$ 。

(1)、要想估测排水管每秒的排污体积，同学们需利用卷尺测量管口的直径 $d$ 、、三个数据。（写出测量的物理量和对应的符号）

(2)、利用（1）中物理量的符号，写出排水管每秒的排污体积表达式为 $V =$ 。

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12. 在用图甲所示装置验证机械能守恒定律时，某同学按照正确的操作得到的纸带如图乙所示，其中 $O$ 点是起始点，A、 $B$ 、 $C$ 是打点计时器连续打下的三个点，该同学用毫米刻度尺测量 $O$ 点到A、 $B$ 、 $C$ 各点的距离，并记录在图乙中（单位 $cm$ ）。已知打点计时器所接交流电源的频率为 $50 Hz$ ，重锤的质量 $m = 0.5 kg$ ，当地的重力加速度大小 $g = 9.80 {m/s}^{2}$ 。

(1)、图乙的三组数据中，不符合有效数字读数要求的是 $cm$ 。

(2)、该同学选取OB段来验证机械能守恒定律，先计算出该段重锤重力势能的减少量为J，接着从打点计时器打下的第一个点O数起，数到图中B点是打点计时器打下的第11个点，他用 $v_{B} = g t$ 计算与B点对应的重锤的瞬时速度，得到重锤动能的增加量为J。（结果均保留三位有效数字）

(3)、由（2）得重锤重力势能的减少量（选填“大于”、“等于”或“小于”）动能的增加量，造成这一误差的原因是（任写一条即可）。

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四、解答题

13. 为早日实现无人驾驶，某公司对汽车性能进行了一项测试，让质量为 $m$ 的汽车沿一山坡直线行驶。测试中发现，若汽车下坡时关掉油门，则汽车的速度保持不变；若汽车以恒定的功率 $P$ 上坡，可达到的最大速度为 $v_{m}$ 。假设汽车在上坡和下坡过程中所受路面阻力大小恒定且相等，求：

(1)、汽车以最大速度上坡时汽车所受牵引力的大小 $F$ ；

(2)、汽车所受路面阻力大小 $f$ 。

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14. 一个小球从到竖直墙壁的水平距离 $x = 1.8 m$ 处以大小为 $v_{0}$ 的速度水平抛出，一段时间后击中墙壁。取重力加速度大小 $g = 10 {m/s}^{2}$ ，不计空气阻力。竖直墙壁与小球抛出点均足够高。

(1)、用 $v_{0}$ 、 $x$ 、 $g$ 表示小球击中墙壁时的速度大小 $v$ ；

(2)、 $v_{0}$ 取何值，小球击中墙壁时的速度最小？

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15. 如图所示，质量之比为 $1 ： 2$ 的甲、乙两球通过轻绳相连，再通过轻绳与竖直杆相连，两球随竖直杆一起做匀速圆周运动，绳 $A B$ 长为 $2 L$ ， $B C$ 、 $C D$ 长均为 $L$ ， $C D$ 绳水平， $B C$ 绳竖直。重力加速度大小为 $g$ 。求：

(1)、 $A B$ 绳与 $C D$ 绳的弹力大小之比 $F_{1} ： F_{2}$ ；

(2)、两球绕竖直杆做匀速圆周运动的角速度大小 $ω$ 。

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16. 如图所示，长度L=2m的水平轨道AB与傾角θ=37°的光滑固定倾斜轨道CD间用一段半径R=1m的光滑圆弧形轨道BC平滑连接（相切），并在倾斜轨道顶端D处固定一块垂直于轨道的挡板。现使一个质量m=0.8kg的小滑块（视为质点）在水平向右的恒力F作用下，从水平轨道左端A由静止开始沿轨道运动，已知小滑块与轨道AB段间的动摩擦因数µ=0.25，滑块到达D点与挡板发生碰撞过程中无机械能损失。第一次与挡板碰撞后，小滑块沿轨道回到水平轨道AB的中点时速度恰好为零。取sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s²。求：

(1)、该水平恒力的大小F；

(2)、小滑块第一次与挡板碰撞前瞬间的速度大小υ以及小滑块与挡板碰撞前瞬间的最小速度υ_min（结果可保留根号）；

(3)、小滑块与挡板第三次碰撞后返回水平轨道向左运动的最远位置到B点的距离x以及小滑块在水平轨道AB段运动的总路程s。

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