河北省邯郸市九校联盟2020-2021学年高一下学期物理期中考试试卷

试卷更新日期：2022-03-21 类型：期中考试

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一、单选题

1. 曲线运动是自然界最常见、最普遍的运动形式，下列对曲线运动的理解正确的是（）

A、做曲线运动的物体，加速度的方向一定会发生变化 B、做曲线运动的物体，速度的大小一定改变 C、做曲线运动的物体，加速度可以恒定 D、做曲线运动的物体，加速度的方向有可能始终与速度方向相同

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2. 河北省邯郸市的峰峰矿区是全国闻名的煤炭基地，矿井升降机是实现地下深处和地面之间人员快速运送的必备机械。某竖直矿井的深度为120m，某次升降机将一质量为60kg的工作人员从矿井底部运送到地面下方80m处，重力加速度 $g = 10 m / s^{2}$ 。该工作人员重力势能的变化量为（）

A、24000J B、48000J C、 $- 24000 J$ D、 $- 48000 J$

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3. 餐桌转盘能够让大家方便地享用餐桌上的美食，如图所示，将托盘放在转盘上，巧克力放在托盘的正中央。现使转盘以恒定的角速度转动，转动过程中托盘、巧克力与转盘保持相对静止。巧克力与托盘、托盘与转盘间的动摩擦因数均为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是（）

A、巧克力受到两个力的作用 B、转盘对托盘的摩擦力沿半径向里 C、若增加转盘的转速，则托盘先滑动 D、若增加转盘的转速，则巧克力先滑动

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4. 如图所示，两颗质量不同的卫星A、B绕地球在同一平面内做匀速圆周运动，下列说法正确的是（）

A、卫星A的线速度大于卫星B的线速度地球 B、卫星A的重力势能大于卫星B的重力势能 C、卫星A的周期小于卫星B的周期 D、卫星A的向心加速度小于卫星B的向心加速度

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5. 汽车在平直公路上启动过程的v-t图象如图所示，Oa为过原点的倾斜直线，ab段汽车以额定功率加速，bc段与时间轴平行。整个启动过程中汽车受到的阻力恒定，下列说法正确的是（）

A、0~t₁时间内汽车的位移大于 $\frac{v_{1}}{2} t_{1}$ B、0~t₁时间内汽车的功率与时间成正比 C、t₃时刻汽车的功率大于t₁时刻的功率 D、0~t₂时间内汽车的位移为 $\frac{v_{2}}{2} t_{2}$

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6. 如图所示，两小球a、b分别从斜面底端以某角度斜向上抛出，分别落到斜面顶端和距底端 $\frac{1}{3}$ 处，且在落点的速度均沿水平方向。不计空气阻力，下列判断正确的是（）

A、小球a、b在空中飞行时间之比为3：1 B、小球a、b在空中飞行时间之比为9：1 C、小球a、b抛出时的初速度之比为3：1 D、小球a、b抛出时的初速度之比为 $\sqrt{3} ： 1$

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7. 新冠疫情居家期间，某人为锻炼身体设计了如图所示的装置，在水平地面上竖直固定直杆A和B．将重物套在杆A上，在杆B的顶端固定一轻滑轮，绳子的一端连接重物，跨过定滑轮后另一端系在腰上。开始时，重物在水平地面上，人以恒定的速度v₀向左运动，当绳子与杆A的夹角 $θ = 60 °$ 时重物的速度为v，加速度为a，规定向上为重物速度、加速度正方向。下列说法正确的是（）

A、 $v = \frac{1}{2} v_{0}$ B、 $v = \frac{\sqrt{3}}{2} v_{0}$ C、 $a > 0$ D、 $a < 0$

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8. 如图所示是“嫦娥五号”绕月球运动的情景，轨道1和轨道2是椭圆，轨道3是圆。A是三个轨道的切点，距月球表面200km，B是椭圆轨道1的最远点，距月球表面5500km。已知月球半径约为地球半径的 $\frac{1}{3.7}$ ，月球质量约为地球质量的 $\frac{1}{82}$ 。下列说法正确的是（）

A、“嫦娥五号”在三个轨道上的周期 $T_{1} > T_{2} > T_{3}$ B、“嫦娥五号”从轨道2变轨到轨道3需在A点加速 C、月球表面的重力加速度约为地球表面重力加速度的6 D、“嫦娥五号”在A点的加速度为在B点加速度的 $\frac{5 5^{2}}{2^{2}}$ 倍

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二、多选题

9. 2020年我国的航天事业取得了骄人的成绩。6月23日，“北斗三号”全球卫星导航系统最后一颗组网卫星成功发射；7月23日，火星探测器“天问一号”在海南文昌航天发射场发射升空；11月24日“嫦娥五号”月球探测器成功发射。下列说法正确的是（）

A、发射“北斗三号”导航系统组网卫星的速度需大于7.9km/s B、发射“嫦娥五号”月球探测器的速度需大于11.2km/s C、发射“北斗三号”火星探测器的速度需大于16.7km/s D、“北斗三号”导航系统组网卫星在轨道上运行的速度小于7.9km/s

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10. 如图所示，小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，轨道半径为R，小球的质量为m。小球的直径略小于管的内径。BD为管的水平直径，AC为管的竖直直径，OE与BD的夹角 $θ = 53 °$ 。重力加速度为g， $s i n 53 ° = 0.8$ ， $c o s 53 ° = 0.6$ 。下列说法中正确的是（）

A、小球以最小速度通过C点时对管的压力大小为0 B、小球以速率v₁通过B点时对管的压力大小为 $m \frac{v_{1}^{2}}{R}$ C、小球以速率v₂通过E点时对管的压力大小为 $m \frac{v_{2}^{2}}{R} + \frac{3}{5} m g$ D、小球以速率v₃通过A点时对管的压力大小为 $m \frac{v_{3}^{2}}{R} + m g$

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三、实验题

11. 某实验小组利用如图所示的装置进行“探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系”实验。转动手柄，可使塔轮、长槽和短槽随之匀速转动。塔轮从上到下有三层，每层左、右半径比分别是1：1、2：1和3：1.左、右塔轮通过皮带连接，挡板A、C到左、右塔轮中心的距离相等。实验时，将两个小球分别放在长槽、短槽的不同挡板处，两个小球随塔轮做匀速圆周运动，向心力大小关系可由标尺露出的等分格的格数判断。

(1)、该实验小组首先研究向心力大小与半径的关系，进行实验时应将质量（选填“相等”或“不相等”）的两个小球分别放在挡板（选填“A和B”、“A和C”、“B和C”）处，变速塔轮的半径比应选择（选填“1：1”、“2：1”或“3：1”）。

(2)、研究向心力大小与角速度的关系时，先把两个质量相等的小球分别放在挡板A、C位置，将皮带连接在左、右塔轮半径之比为2：1的塔轮上，左、右两边塔轮的角速度之比为，实验中匀速转动手柄时，得到左、右标尺露出的等分格数之比为1：4，由此该小组同学猜想向心力大小与角速度的平方成正比。

(3)、接下来，将皮带连接在左、右塔轮半径之比为3：1的塔轮上，当左边标尺露出1个等分格，右边标尺露出个等分格时，说明该小组同学的猜想是正确的。

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12. 如图甲所示是某种“研究平抛运动”的实验装置，铝制斜槽与电池和电磁铁组成回路，斜槽下端与弹性细金属线只接触不连接。当小球a处于斜槽末端时与小球b离地面的高度相同。

(1)、在研究平抛运动的竖直分运动与自由落体运动的关系时，将小球a由斜槽某位置释放，当其经过斜槽末端时弹开金属导线，电路瞬间断开，电磁铁释放小球b，两小球在空中相碰。下列说法错误的是____。

A、释放小球a前应调整斜槽末端水平 B、本实验不能说明平抛运动的水平分运动是匀速直线运动 C、本实验说明平抛运动的竖直分运动是自由落体运动 D、重复实验时，小球a必须从原来的高度释放

(2)、利用该实验装置研究小球a平抛运动的初速度。
①将小球a由斜槽最上端释放，确定好两球碰撞的位置，将其标记在竖直挡板上；
②水平移动电磁铁，改变小球b的位置，将小球a仍由斜槽最上端释放，再次标记碰撞位置；重复以上操作多标记几个碰撞位置；
③根据所标记的碰撞位置，描绘出小球a平抛运动的轨迹。
某次实验描绘出的轨迹如图乙所示，图中O为抛出点，A、B、C三点均在两坐标线交点，所选坐标纸每小格的边长为5cm，重力加速度 $g = 10 m / s^{2}$ ，则小球a水平飞出时的初速度大小v₀=m/s，从A运动到B所需时间t=s，在B点处的瞬时速度的大小为vB=m/s。

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四、解答题

13. 一个国际天文学家团队在距离地球16万光年的蜘蛛星云之中发现了一对“年轻”的双星—VFTS352，这两颗恒星靠得极近，表面温度高达40000℃，双星系统的总质量约为太阳质量的57倍，是目前发现的最炽热、质量最大的一对双星。设两恒星的质量分别为m₁、m₂ ，中心间距为L，万有引力常量为G。求：
该双星系统的周期；两颗恒星做匀速圆周运动的半径。

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14. 如图所示，倾角为 $θ = 37 °$ 的斜面体放在光滑的水平地面上，质量为 $m = 5 k g$ 的物体静止在斜面上。现对斜面体施加水平推力F使二者一起以加速度 $a = 2 m / s^{2}$ 向左匀加速运动5s，已知物体与斜面间的动摩擦因数 $μ = 0.8$ 。重力加速度 $g = 10 m / s^{2}$ ， $s i n 37 ° = 0.6$ ， $c o s 37 ° = 0.8$ 。求此过程中：

(1)、物体所受支持力和摩擦力的大小；

(2)、重力、支持力、摩擦力对物体做的功。

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15. 如图所示，不可伸长的轻绳一端固定在竖直转轴 $O O'$ 上的A点，另一端拴接一质量 $m = 1.2 k g$ 、可视为质点的小球，绳长 $l = 2 m$ ， A点距地面的高度 $h = 2.4 m$ ，电机带动转轴稳定转动时，小球随转轴以相同的角速度在水平面内转动。已知绳子能承受的最大拉力 $F = 15 N$ ，重力加速度为 $g = 10 m / s^{2}$ ， $s i n 37 ° = 0.6$ ， $c o s 37 ° = 0.8$ 。

(1)、求小球随转轴做匀速圆周运动的最大角速度 $ω_{0}$ ；

(2)、当小球转动的角速度达到 $ω_{0}$ 后，绳子发生断裂，求小球落地瞬间重力的功率；

(3)、在（2）的情形下，求小球落地点与O点的距离。

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