湖北省石首市2021-2022学年高一下学期物理期中考试试卷

试卷更新日期：2022-05-31 类型：期中考试

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一、单选题

1. 自古以来，人类就开始孜孜不息地探索自然界的基本运动规律，以下符合史实的是（）

A、波兰天文学家哥白尼提出“地心说” B、牛顿最早提出“日心说” C、丹麦天文学家第谷提出了太阳系行星运动的三大定律 D、爱因斯坦提出假说：在一切惯性参考系中，测量到的真空中的光速c都一样

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2. 有关开普勒行星运动定律的描述，下列说法中正确的是（）

A、所有的行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的中心上 B、所有的行星绕太阳运动的轨道都是圆，太阳处在圆心上 C、所有的行星轨道的半长轴的二次方跟公转周期的三次方的比值都相等 D、同一行星绕太阳运动时，行星与太阳的连线在相同时间内扫过的面积相等

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3. 闹钟是带有闹时装置的钟。既能指示时间，又能按人们预定的时刻发出音响信号或其他信号。如图所示，机械式闹钟中的三个齿轮的半径之比为1：3：5，当齿轮转动的时候，小齿轮边缘的M点和大齿轮边缘的N点的线速度大小之比和角速度之比分别为（）

A、1：1 1：5 B、1：1 5：1 C、5：1 1：5 D、5：1 5：1

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4. 如图所示，一内外半径差不计的光滑圆环轨道位于竖直平面内。一质量为m可视为质点的金属小球从圆环轨道最低点以速度v₁开始运动，到达最高点时对内侧轨道的压力大小为mg；当金属小球从圆环轨道最低点以速度v₂开始运动时，到达最高点时对外侧轨道的压力大小也为mg。则v₁与v₂的比值为（）

A、2∶5 B、1∶2 C、 $\sqrt{2} ： \sqrt{3}$ D、2∶3

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5. 质量为m的物块，由静止开始分别沿Ⅰ、Ⅱ光滑固定斜面顶端下滑，物块从顶端滑至底端过程中，下列说法正确的是（）

A、沿路径Ⅰ重力做功多 B、沿路径II到达底端的动能大 C、重力做功的平均功率一样大 D、沿路径II到达底端时重力的瞬时功率大

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6. 游乐场的过山车可以底朝上在圆轨道上运行，游客却不会掉下来，如图甲所示。我们把这种情形抽象为图乙的模型：弧形轨道的下端与竖直圆轨道平滑相接，将质量为m的小球从弧形轨道上端距水平地面高度为h处静止释放，小球进入半径为R的圆轨道下端后沿圆轨道运动，不计空气阻力与摩擦，重力加速度为g。关于小球的运动，下列说法正确的是（）

A、若 $h = R$ ，小球会脱离轨道 B、若 $h = 2 R$ ，小球恰好能通过圆轨道最高点 C、若 $h = 2 R$ ，小球在圆轨道最低点对轨道的压力为4mg D、若 $h = 3 R$ ，小球在圆轨道最高点对轨道的压力为mg

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7. 如图1为某体校的铅球训练装置，图2是示意图。假设运动员以5m/s速度将铅球从倾角为30° 的轨道底端推出，当铅球向上滑到某一位置时，其动能减少60J，机械能减少了12J，已知铅球（包括其中的上挂设备）质量为12 kg，滑动过程中阻力大小恒定，则下列判断正确的是（）

A、运动员每推一次消耗的能量至少为60J B、铅球上滑过程中克服摩擦力做功为24J C、铅球上滑到最高点时重力势能增加了150 J D、铅球返回底端时的动能为90 J

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二、多选题

8. 如图所示，轻质弹簧竖直放置，下端固定。小球从弹簧的正上方某一高度处由静止下落，不计空气阻力，则从小球接触弹簧到弹簧被压缩至最短的过程中（）

A、小球的动能一直减小 B、小球的机械能守恒 C、小球的重力势能一直减小 D、弹簧的弹性势能一直增加

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9. 赣深高速铁路正线由赣州西站至深圳西丽站，将于2021年底通车，最高速度为350km/h。将成为我国“八纵八横”高速铁路主通道之一，一列质量为m的动车，以恒定功率P在平直轨道上由静止启动，经时间t达到最大速度v_m ，设动车行驶过程所受到的阻力保持不变，则动车在时间t内（）

A、做匀加速直线运动 B、加速度逐渐减小 C、受到的阻力 $f = \frac{P}{v_{m}}$ D、牵引力做的功W= $\frac{1}{2}$ mv_m²

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10. 北斗导航系统又被称为“双星定位系统”，具有导航、定位等功能。如图所示，北斗导航系统中的两颗工作卫星均绕地心做匀速圆周运动，且轨道半径均为r，某时刻工作卫星1、2分别位于轨道上的A、B两个位置，若两卫星均沿顺时针方向运行，地球表面的重力加速度为g，地球半径为R，不计卫星间的相互作用力，下列判断正确的是（）

A、这两颗卫星的加速度大小相等，均为 $\frac{R^{2} g}{r^{2}}$ B、卫星1由A位置运动到B位置所需的时间是 $\frac{π r}{3 R} \sqrt{\frac{r}{g}}$ C、卫星1由A位置运动到B位置的过程中万有引力不做功 D、卫星1向后喷气就一定能够追上卫星2

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11. 如图所示长木板A静止放在光滑的水平地面上，物体B以水平速度冲上A后，由于摩擦力作用，最后停止在木板A上，则从B冲到木板A上到相对板A静止的过程中，下述说法中正确是（）

A、物体B动能的减少量大于系统损失的机械能 B、物体B克服摩擦力做的功等于系统内能的增加量 C、物体B损失的机械能等于木板A获得机械能 D、物体B克服摩擦力做的功等于木板A增加的机械能与系统增加的内能之和

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三、实验题

12. 为了验证小球在竖直平面内摆动过程的机械能是否守恒，利用如图（a）装置，不可伸长的轻绳一端系住一小球，另一端连接力传感器，小球质量为m，球心到悬挂点的距离为L，小球释放的位置到最低点的高度差为h，实验记录轻绳拉力大小随时间的变化如图（b），其中Fm是实验中测得的最大拉力值，重力加速度为g，请回答以下问题：

(1)、小球第一次运动至最低点的过程，重力势能的减少量△Ep= ，动能的增加量△Ek=。（均用题中所给字母表示）

(2)、观察图（b）中拉力峰值随时间变化规律，试分析造成这一结果的主要原因：。

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13. 在“验证机械能守恒定律”的实验中，质量 $m = 0.500 k g$ 的重锤拖着纸带下落，在此过程中，打点计时器在纸带上打出一系列的点。在纸带上选取五个连续的点A、B、C、D和E，如图所示。其中 $O$ 为重锤开始下落时记录的点，各点到 $O$ 点的距离分别是 $31.4 m m$ 、 $49.0 m m$ 、 $70.5 m m$ 、 $95.9 m m$ 、 $124.8 m m$ 。当地重力加速度 $g = 9.8 m / s^{2}$ ，本实验所用电源的频率 $f = 50 H z$ 。（结果保留三位有效数字）

(1)、打点计时器打下点B时，重锤下落的速度 $v_{B} =$ $m / s$ 。

(2)、从打下点B到打下点D的过程中，重锤重力势能的减少量 $Δ E_{p} =$ J，重锤动能的增加量 $Δ E_{k} =$ J。

(3)、在误差允许范围内，通过比较就可以验证重锤下落过程中机械能守恒了。

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四、解答题

14. 已知“天宫二号”空间站在低于同步卫星的轨道上绕地球做匀速圆周运动，经过时间t（t小于其运行周期T）运动的弧长为s，对应的圆心角为 $β$ 弧度。已知万有引力常量为G，地球表面重力加速度为g，求：

(1)、“天宫二号”空间站的环绕周期；

(2)、地球质量。

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15. 一条轻绳跨过定滑轮，绳的两端各系一个球A和B，A球的质量为m，B球的质量是A球的3倍，用手托住B球，当轻绳刚好被拉紧时，B球离地面的高度是h。A球静止于地面，如图所示，释放B球，当B球刚落地时，定滑轮的质量及轮于轴间的摩擦不计，空气阻力不计，重力加速度为g，求：

(1)、A球的速度大小；

(2)、绳对A球做的功；

(3)、如A球碰不到滑轮，A球上升的最大高度。

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16. 如图所示，固定在竖直平面内的弧形轨道 $A B C$ ，由四分之一粗糙圆弧轨道 $A B$ 和光滑半圆弧轨道 $B C$ 组成，两者在最低点 $B$ 平滑连接。 $A B$ 的半径为 $2 R$ ， $B C$ 的半径为 $R$ 。不计空气阻力，重力加速度为g。一个质量为m的小球（可视为质点）在A点正上方与A相距 $R$ 处由静止开始下落，经A点沿轨道运动，第一次到达B点时的速度大小为 $\sqrt{5 g R}$ 。

(1)、求小球到达A点时的动能 $E_{k A}$ ；

(2)、求小球从A点沿轨道运动至B点过程克服摩擦力做的功 $W_{f}$ ；

(3)、请通过计算判断小球能否沿轨道运动到C点。

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