江西省新余市2020-2021学年高一下学期物理期末质量检测试卷

试卷更新日期：2021-08-24 类型：期末考试

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一、单选题

1. 下列科学家中，测量出万有引力常量的是（　　）

A、牛顿 B、开普勒 C、卡文迪许 D、第谷

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2. 一质点经历 $15s$ 的时间沿圆形轨道从一点逆时针匀速率运动到另一点，该质点在圆上转过的角度为 $\frac{π}{3}$ ，则质点的角速度为（　　）

A、 $\frac{π}{45} rad/s$ B、 $\frac{45}{π} rad/s$ C、 $\frac{15 π}{3} rad/s$ D、 $\frac{3}{15 π} rad/s$

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3. 如图所示，质量分布均匀的 $A ､ B$ 两球最近处相距为 $L ， A$ 球的质量为 $m_{1}$ ､半径为 $r_{1}$ ， $B$ 球的质量为 $m_{2}$ ，半径为 $r_{2}$ ，则两球间的万有引力大小为（　　）

A、 $G \frac{m_{1} m_{2}}{L^{2}}$ B、 $G \frac{m_{1} m_{2}}{{(L + r_{1})}^{2}}$ C、 $G \frac{m_{1} m_{2}}{{(L + r_{2})}^{2}}$ D、 $G \frac{m_{1} m_{2}}{{(L + r_{1} + r_{2})}^{2}}$

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4. 一物体受到方向不变的力 $F$ 作用，其中力的大小随时间变化的规律如图所示，则力 $F$ 在 $6s$ 内的冲量大小为（　　）

A、 $9 N \cdot s$ B、 $13.5 N \cdot s$ C、 $15.5 N \cdot s$ D、 $18 N \cdot s$

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5. 如图所示，物块B套在倾斜杆上，并用轻绳与物块A相连，今使物块B沿杆由点 $M$ 匀速下滑到 $N$ 点，运动中连接 $A ､ B$ 的轻绳始终保持绷紧状态，在B下滑过程中，下列说法正确的是（　　）

A、物块A的速度先增大后减小 B、物块A始终向上运动 C、运动过程中物块B机械能守恒 D、物块A始终处于超重状态

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6. 如图所示，一质量为 $1kg$ 可视为质点的小物块自斜面上A点由静止开始下滑，斜面 $A B$ 的倾角为 $37 ° ， A ､ B$ 间距离为 $4m$ ，小物块经 $2s$ 运动到 $B$ 点后通过一小段光滑的衔接弧面恰好同速率滑上与地面等高的传送带，传送带以 $6m/s$ 的恒定速率顺时针运行，传送带 $B ､ C$ 间距离为 $8m$ ，小物块与传送带间的动摩擦因数为0.2，不计衔接弧面的运动时间和空气阻力。取 $\sin 37 ° = 0.6 ， \cos 37 ° = 0.8 ， g = 10 {m/s}^{2}$ ，下列说法不正确的是（　　）

A、小物块在传带上 $B ､ C$ 之间的运动时间为 $1 .5s$ B、小物块与斜面 $A B$ 间的动摩擦因数为0.5 C、小物块在传送带上运动时，因摩擦产生的热量为 $2J$ D、整个过程中传送带电动机多消耗的电能为 $16J$

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二、多选题

7. 科幻影片《流浪地球》中为了让地球逃离太阳系，人们在地球上建造特大功率发动机，使地球完成一系列变轨操作，其逃离过程可设想成如图所示，地球在椭圆轨道I上运行到远日点P变轨进入圆形轨道II，在圆形轨道II上运行一段时间后在P点时再次加速变轨，从而最终摆脱太阳束缚。对于该过程，下列说法正确的是（　　）

A、地球在P点通过向前喷气减速实现由轨道I进入轨道II B、若地球在I、II轨道上运行的周期分别为T₁、T₂ ，则T₁<T₂ C、地球在轨道I正常运行时（不含变轨时刻）经过P点的加速度比地球在轨道II正常运行（不含变轨时刻）时经过P点的加速度大 D、地球在轨道I上过O点的速率比地球在轨道I上过P点的速率大

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8. 质量为 $m$ 的汽车在平直路面上启动，启动过程的速度时间图像如图所示，从 $t_{1}$ 时刻起汽车的功率保持不变，整个运动过程中汽车所受阻力恒为 $f$ ，则（　　）

A、 $0 ~ t_{1}$ 时间内，汽车的牵引力为 $\frac{m v_{1}}{t_{1}}$ B、 $t_{1} ~ t_{2}$ 时间内，汽车的功率为 $\frac{m v_{1}^{2}}{t_{1}} + f v_{1}$ C、汽车运动过程中的最大速度 $v_{2} = \frac{m v_{1}^{2}}{f t_{1}} + v_{1}$ D、在 $\frac{t_{1} + t_{2}}{2}$ 时刻，汽车的加速度为 $\frac{v_{2} - v_{1}}{t_{2} - t_{1}}$

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9. 如图所示，水平杆固定在竖直杆上，两者互相垂直，水平杆上 $O ､ A$ 两点连接有两轻绳，两绳的另一端都系在质置为 $m$ 的小球上， $O B = A B = L ， ∠ O B A = 90 °$ ，现通过转动竖直杆，使水平杆在水平面内做匀速圆周运动，三角形 $O A B$ 始终在竖直平面内，若转动过程中 $O B ､ A B$ 两绳始终处于拉直状态，重力加速度为 $g$ ，则下列说法正确的是（　　）

A、当 $O B$ 绳的拉力是 $A B$ 绳拉力的两倍时，小球的角速度为 $\sqrt{\frac{\sqrt{2} g}{3 L}}$ B、当杆转动时， $O B$ 与 $A B$ 两绳上拉力大小可能相等 C、 $O B$ 绳上拉力的最大值为 $2 m g$ D、小球相对竖直杆角速度的最大值为 $\sqrt{\frac{\sqrt{2} g}{L}}$

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10. 如图所示，足够长的光滑水平面上有一个固定的光滑斜面，斜面末端与水平面平滑连接。物块 $B ､ C$ 质量均为 $3 kg ， B$ 的右端固定一个自由伸长的轻弹簧， $B ､ C$ 分开一定的距离静止于水平面。物块A质量为 $1kg$ ，从距离地面高 $0.8 m$ 的地方静止释放。此后 $A ､ B$ 先分开（A脱离弹簧），后 $B ､ C$ 碰撞并粘在一起。已知弹簧一直在弹性限度之内，重力加速度 $g = 10 {m/s}^{2}$ 。则在整个过程中（　　）

A、当弹簧压缩最短时，物块B获得的速度为 $2m/s$ B、物块C的最终速度为 $\frac{9}{7} m/s$ C、物块A最终损失的机械能约为 $7.96 J$ D、弹簧的最大弹性势能为 $6J$

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三、实验题

11. 某学习小组用实验探究“平抛运动的规律”。

(1)、甲同学采用如图1所示的装置。用小锤打击弹性金属片，金属片把A球沿水平方向弹出，同时B球被松开，自由下落，观察到两球同时落地，改变小锤打击的力度，即改变A球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明；

(2)、乙同学采用如图2所示的装置。用两个相同的弧形轨道 $M ､ N$ 分别发射小铁球 $P ､ Q$ ，其中 $M ､ N$ 的末端与光滑水平面相切，两轨道上端分别装有电磁铁 $C ､ D$ ，调节电磁铁 $C ､ D$ 的高度，使 $A C = B D$ ，现将小铁球 $P ､ Q$ 分别吸在电磁铁 $C ､ D$ 上，切断电源，使两小铁球同时分别从轨道 $M ､ N$ 的下端射出。实验可观察到P击中Q，这说明；

(3)、丙同学采用频闪照相机的方法拍摄到如图3所示的“小球做平抛运动”的照片。图中每个小方格的边长为 $2.5 cm$ ，则照相机每间隔 $s$ 拍一张照片，小球平抛运动的初速度大小为 $m/s$ （ $g$ 取 $10 {m/s}^{2}$ ）。

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12. 如图甲是“验证机械能守恒定律”的实验装置图：

(1)、对于本实验，以下不必要的两个步骤是___________

A、用天平测出重物和夹子的质量 B、把打点计时器用铁夹固定在放到桌边的铁架台上，使两个限位孔在同一竖直面内 C、把打点计时器接在交流电源上，电源开关处于断开状态 D、将纸带穿过打点计时器的限位孔，上端用手提着，下端夹上系住重物的夹子，让重物靠近打点计时器，处于静止状态 E、接通电源，待计时器打点稳定后释放纸带，再断开电源 F、用秒表测出重物下落的时间 G、更换纸带，重新进行实验

(2)、某同学正确操作后，选出的纸带如图乙所示，已知重物质量为 $1kg$ ，交流电源的频率是 $50Hz$ 。
①打 $B$ 点时重锤下落的速度大小 $v_{B}$ $m/s$ ；

②重锤从开始下落到打点 $B$ 时，重力势能减少量是 $Δ E_{p}$ $J$ （实验场地重力加速度 $g = 9.8 {m/s}^{2}$ ），动能增加量 $Δ E_{k} =$ $J$ ；（结果保留两位有效数字）

③这次实验的相对误差 $| \frac{Δ E_{p} - Δ E_{k}}{Δ E_{p}} | \times 100 % =$ %；（结果保留三位有效数字）

④实验结论：在误差允许的范围内，重物机械能守恒。

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四、解答题

13. 一篮球质量为 $m = 0.60 kg$ ，一运动员使其从距地面高度为 $h_{1} = 1.8 m$ 处由静止自由落下，反弹高度为 $h_{2} = 0.8 m$ 。假设地面对篮球的作用力为恒力，作用时间为 $t = 0.20 s$ ；重力加速度大小取 $g = 10 {m/s}^{2}$ ，不计空气阻力。求：

(1)、篮球触地前后的动量变化量 $Δ p$ 的大小；

(2)、地面对篮球的冲量 $I$ 。

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14. 宇航员站在某质量分布均匀的星球表面，从某点以水平初速度 $v_{0}$ 抛出一个小球，测得小球经时间 $t$ 落到星球表面，落地瞬间速度方向与水平方向成 $60 °$ 角。已知该星球半径为 $R$ ，万有引力常量为 $G$ ，求：

(1)、该星球表面的重力加速度 $g$ ；

(2)、该星球的密度 $ρ$ ﹔

(3)、人造卫星绕该星球表面做匀速圆周运动的最小周期 $T$ 。

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15. 如图所示， $A ､ B$ 为一固定在竖直平面的内径可忽略的光滑细管的两个端点，细管的圆心为 $О$ 点， $O A$ 竖直， $O B$ 与竖直线成 $θ$ 角。某人在 $A$ 点处以水平初速度 $v_{0}$ 入射一个质量为 $m$ 的小球，小球从细管的 $B$ 端射出后，恰好沿水平方向到达平台的最左端 $C$ 点。若已知 $m = 1 kg ， v_{0} = 3 m/s$ ，细管半径 $R = 2 m ， θ = 37 °$ ，不计空气阻力，重力加速度大小取 $g = 10 {m/s}^{2}$ ， $\sin 37 ° = 0.6 ， \cos 37 ° = 0.8$ ，求：

(1)、小球在 $A$ 点时轨道对小球的作用力；

(2)、小球到达 $B$ 点时的速度大小；

(3)、 $B ､ C$ 两点间的水平距离。

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16. 如图所示，一可视为质点的铁块A在光滑1/4圆弧形劈尖B的正上方。铁块静止释放后，恰能从劈尖的最高点紧贴着劈尖右侧下滑，劈尖始终不旋转，铁块在水平地面上运动一段时间后，必能无碰撞地滑上放置于水平地面 $M N$ 上的木板C。铁块滑离木板后不与 $M N$ 发生碰撞，并最终落在水平地面 $R S$ 的 $О$ 点上，铁块落地后速度立即为零。已知铁块的质量为 $2kg$ ，劈尖的质量为 $4kg$ ，木板的质量为 $2kg$ ，长度为 $5m$ ，水平地面 $P Q$ 段光滑，水平地面 $M N$ 段与木板间的动摩擦因数为0.1，水平地面 $M N$ 段的长度为 $6.5 m$ ，铁块到达 $Q$ 点时的速度为 $8m/s$ ，铁块与木板之间的动摩擦因数为0.4，水平地面 $P Q$ 与水平地面 $R S$ 的竖直高度差为 $0.8 m$ 。重力加速度大小取 $g = 10 {m/s}^{2}$ ，不计空气阻力。求：

(1)、铁块释放前与水平地面 $P Q$ 的高度差；

(2)、铁块滑离木板瞬间二者的速度大小；

(3)、铁块落在 $О$ 点时木板右端与铁块间的水平距离。

(4)、从铁块A开始运动到木板C停止运动的整个过程中系统由于摩擦而产生的总热量。

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