安徽省马鞍山市2020-2021学年高一下学期物理期末考试试卷

试卷更新日期：2022-06-22 类型：期末考试

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一、单选题

1. 关于曲线运动，以下说法中正确的是（）

A、在恒力作用下的物体不可能做曲线运动 B、曲线运动一定是变速运动 C、做曲线运动的物体所受合力可以为零 D、曲线运动的速度大小一定变化

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2. 如图所示，质量为 $m$ 的物体P置于倾角为 $θ_{1}$ 的固定光滑斜面上，轻细绳跨过光滑定滑轮分别连接着P与小车，P与滑轮间的细绳平行于斜面，小车以速率 $v$ 水平向右做匀速直线运动，重力加速度为 $g$ 。当小车与滑轮间的细绳和水平方向成夹角 $θ_{2}$ 时，下列判断正确的是（）

A、P的速率为 $v$ B、P的速率为 $v c o s θ_{2}$ C、绳的拉力等于 $m g s i n θ_{1}$ D、绳的拉力小于 $m g s i n θ_{1}$

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3. 如图所示为“感受向心力”的实验，用一根轻绳，一端栓着一个小球，在光滑桌面上抡动细绳，使小球做圆周运动，通过拉力来感受向心力．下列说法正确的是

A、只减小旋转角速度，拉力增大 B、只加快旋转速度，拉力减小 C、只更换一个质量较大的小球，拉力增大 D、突然放开绳子，小球仍做曲线运动

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4. 一水平放置的木板上放有砝码，砝码与木板间的动摩擦因数为 $μ$ ，如果让木板在竖直平面内做半径为 $R$ 的匀速圆周运动，假如运动中木板始终保持水平，砝码始终没有离开木板，且砝码与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则下列说法正确的是（）

A、在通过轨道最高点时，木板给砝码的支持力大于砝码的重力 B、在经过轨道最低点时，砝码对木板的压力最大，所以砝码所受摩擦力最大 C、匀速圆周运动的速率不能超过 $\sqrt{μ g R}$ D、在通过轨道最低点时，木板给砝码的支持力小于砝码的重力

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5. 两颗人造卫星A、 $B$ 绕地球做匀速圆周运动，周期之比为 $T_{A} ： T_{B} = 8 ： 1$ ，则（）

A、轨道半径之比 $r_{A} ： r_{B} = 4 ： 1$ B、线速率之比 $v_{A} ： v_{B} = 2 ： 1$ C、角速率之比 $ω_{A} ： ω_{B} = 1 ： 4$ D、向心加速度之比 $a_{A} ： a_{B} = 1 ： 4$

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6. 假设地球是一半径为R、质量分布均匀的球体，一矿井深度为d。已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零。矿井底部和地面处的重力加速度大小之比为（）

A、 $1 - \frac{d}{R}$ B、 $1 + \frac{d}{R}$ C、 ${(\frac{R - d}{R})}^{2}$ D、 ${(\frac{R}{R - d})}^{2}$

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7. 蹦极时，体验者站在高处，用原长为 $20 m$ 的弹性绳固定住后跳下，落地前弹起。忽略空气阻力的影响，从开始运动到第一次下落到最低点的过程，以下说法正确的是（）

A、体验者能体验失重感的位移为 $20 m$ B、下落 $20 m$ 后，体验者开始做减速运动 C、当体验者下落到最低点时，弹性绳的弹性势能最大 D、到达最低点的瞬间，体验者的重力势能为零

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8. 如图所示，a、b 两小球通过轻质细线连接跨在光滑轻质定滑轮( 视为质点)上．开始时，a 球放在水平地面上，连接 b 球的细线伸直并水平．现由静止释放 b 球，当连接 b 球的细线摆到竖直位置时，a 球对地面的压力恰好为 0.则 a、b 两球的质量之比（）

A、3∶1 B、2∶1 C、3∶2 D、1∶1

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9. 一辆小汽车在水平路面上由静止启动，在前5 s内做匀加速直线运动，5 s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=1×10³ kg，汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍，g取10 m/s² ，则以下说法正确的是（）

A、汽车在前5 s内的牵引力为5×10² N B、汽车速度为25 m/s时的加速度为5 m/s² C、汽车的额定功率为100 kW D、汽车的最大速度为80 m/s

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10. 如图所示，质量为m的物体在水平恒力F的推动下，从山坡底部A处由静止运动至高为h的坡顶B，获得速度为v，AB的水平距离为s。下列说法正确的是（）

A、物体重力所做的功是mgh B、合力对物体做的功是 $\frac{1}{2} m v^{2} + m g h$ C、推力对物体做的功是 $F s - m g h$ D、阻力对物体做的功是 $\frac{1}{2} m v^{2} + m g h - F s$

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二、多选题

11. 如图所示，倾角为 $30 °$ 、长度为 $10 m$ 的光滑斜面，一质量为 $0.8 k g$ 的小物块从斜面顶端由静止开始下滑，重力加速度 $g$ 取 $10 m / s^{2}$ ，则（）

A、整个过程中重力做功 $80 J$ B、整个过程中合外力做功 $40 J$ C、整个过程中重力做功的平均功率是 $20 W$ D、小物块滑到斜面底端时重力做功的瞬时功率是 $20 W$

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12. 在修筑铁路时，弯道处的外轨会略高于内轨。如图所示，当火车以规定的行驶速度转弯时，内、外轨均不会受到轮缘的挤压，设此时的速度大小为v，重力加速度为g，两轨所在面的倾角为θ，则（）

A、该弯道的半径 $r = \frac{v^{2}}{g \tan θ}$ B、当火车质量改变时，规定的行驶速度大小不变 C、当火车速率大于v时，内轨将受到轮缘的挤压 D、当火车速率小于v时，外轨将受到轮缘的挤压

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13. 科学家通过天文望远镜在一个河外星系中，发现了一对相互环绕旋转的超大质量双星系统。若双星的质量分别为 $M_{1}$ 和 $M_{2}$ ，双星间距离为 $L$ ，它们以两者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动，引力常量为 $G$ 。则（）

A、双星的轨道半径之比 $r_{1} ： r_{2} = M_{2} ： M_{1}$ B、双星的线速度之比 $v_{1} ： v_{2} = M_{1} ： M_{2}$ C、双星的向心加速度之比 $a_{1} ： a_{2} = M_{1} ： M_{2}$ D、它们的运动周期为 $T = 2 π \sqrt{\frac{L^{3}}{G (M_{1} + M_{2})}}$

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14. 河水的流速随离河岸一侧的距离的变化关系如图甲所示，船在静水中的速度与时间的关系如图乙所示，若要使船以最短时间渡河，则（　　）

A、船渡河的最短时间是60 s B、船在行驶过程中，船头始终与河岸垂直 C、船在河水中航行的轨迹是一条直线 D、船在河水中的最大速度是5 m/s

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15. 如图所示，直立弹射装置的轻质弹簧顶端原来在 $O$ 点， $O$ 与管口 $P$ 的距离为 $2 x_{0}$ ，现将一个重力大小为 $m g$ 的钢珠置于弹簧顶端，再把弹簧压缩至 $Q$ 点，压缩量为 $x_{0}$ ，释放弹簧后钢珠被弹出，钢珠运动到 $P$ 点时的动能为 $4 m g x_{0}$ ，不计一切阻力，下列说法中正确的是（）

A、弹射过程，弹簧和钢珠组成的系统机械能守恒 B、弹簧恢复原长时，弹簧的弹性势能全部转化为钢珠的动能 C、钢珠弹射所到达的最高点距管口 $P$ 的距离为 $7 x_{0}$ D、弹簧被压缩至 $Q$ 点时的弹性势能为 $7 m g x_{0}$

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三、实验题

16. 三个同学根据不同的实验条件，做了“探究平抛运动规律”的实验。

(1)、甲同学采用如图甲所示的装置。用小锤击打弹性金属片，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，改变小锤击打的力度，即改变A球被弹出时的速度大小，两球仍然同时落地，这说明。

(2)、乙同学采用如图乙所示的装置。两个相同的弧形轨道 $M$ 、 $N$ 分别用于发射小铁球 $P$ 、 $Q$ ，其中 $M$ 的末端切线水平， $N$ 的末端与光滑的水平板相切，两轨道上端分别装有电磁铁 $C$ 、 $D$ （图中未画出）。现将小铁球 $P$ 、 $Q$ 分别吸在电磁铁 $C$ 、 $D$ 上，然后切断电源，使两小球能以相同的初速度 $v_{0}$ 同时分别从轨道 $M$ 、 $N$ 的末端射出。实验时观察到 $P$ 球击中 $Q$ 球，仅改变弧形轨道 $M$ 的高度，重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明。

(3)、丙同学采用频闪照相法拍摄到如图丙所示的小球做平抛运动的照片，图中每个小方格的边长为 $L = 2.5 c m$ ，重力加速度 $g$ 取 $10 m / s^{2}$ 。则该小球做平抛运动的初速度大小为 $m / s$ 。

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17. 某同学用如图甲所示装置验证机械能守恒定律时，所用交流电源的频率为 $50 H z$ ，得到如图乙所示的纸带。选取纸带上打出的连续五个点 $A$ 、 $B$ 、 $C$ 、 $D$ 、 $E$ ，测出 $A$ 点距起点 $O$ 的距离为 $s_{0} = 19.00 c m$ ，点 $A$ 、 $C$ 间的距离为 $s_{1} = 8.36 c m$ ，点 $C$ 、 $E$ 间的距离为 $s_{2} = 9.88 c m$ ， $g$ 取 $9.8 m / s^{2}$ ，测得重物的质量为 $m = 1 k g$ 。

(1)、选取 $O$ 、 $C$ 两点为初、末位置验证机械能守恒定律，重物减少的重力势能是 $J$ ，打下 $C$ 点时重物的速度大小是 $m / s$ 。（结果保留三位有效数字）

(2)、根据纸带算出打下各点时重物的速度 $v$ ，量出下落距离 $s$ ，则以 $\frac{v^{2}}{2}$ 为纵坐标、以 $s$ 为横坐标画出的图像应是下面的____。

A、 B、 C、 D、

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四、解答题

18. 如图为某游乐设施，水平转盘中央有一根可供游客抓握的绳子，质量为 $m$ 的游客，到转轴的距离为 $r$ ，游客和转盘间的动摩擦因数为 $μ$ ，设游客受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，已知重力加速度为 $g$ 。

(1)、当游客不抓握绳子时，为保证游客不滑动，转盘的角速度最大不能超过多少？

(2)、当转盘的角速度 $ω = \sqrt{\frac{5 μ g}{3 r}}$ 时，游客抓住绳可使自己不滑动，则人拉绳的力至少是多大？

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19. 在真空环境内探测微粒在重力场中能量的简化装置如图所示。 $P$ 是一个微粒源，能持续水平向右发射初速度不同的微粒。高度为 $h$ 的探测屏 $A B$ 竖直放置，离 $P$ 点的水平距离为 $2 h$ ，上端 $A$ 与 $P$ 点的一高度差也为 $h$ ，已知重力加速度为 $g$ 。求：

(1)、微粒打在探测屏上的 $A$ 点时的速度；

(2)、能被屏探测到的微粒的初速度范围。

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20. 天问一号火星探测器是由环绕器和着陆器两部分组成。2021年5月15着陆器带着祝融号火星车成功登陆火星，而环绕器仍然留在环火椭圆轨道上，为祝融号火星车提供与地球的通信中继。环绕器在近火点离火星表面的高度为 $h_{1}$ ，远火点离火星表面的为高度 $h_{2}$ 。已知火星的第一宇宙速度为 $v$ ，半径为 $R$ ，求：

(1)、环绕器在近火点和远火点的加速度大小之比；

(2)、环绕器的环绕周期。

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21. 如图所示， $A B$ 、 $B C$ 、 $C D$ 是同一竖直面的三段，它们之间平滑连接。其中 $A B$ 为光滑圆弧轨道， $O$ 为圆心， $B$ 在 $O$ 点的正下方， $∠ A O B = 60 °$ ，半径 $R = 1.6 m$ 。 $B C$ 段是水平传送带，长为 $3 m$ ，始终保持匀速传送。 $C D$ 段水平，长为 $3.6 m$ 。一质量为 $1 k g$ 的小物块从 $A$ 由静止释放，最终恰好停在 $D$ 点。已知物块与 $B C$ 段传送带间的动摩擦因数为0.4，与 $C D$ 间的动摩擦因数为0.5，重力加速度 $g$ 取 $10 m / s^{2}$ 。求：

(1)、物块经过 $B$ 点时对圆弧轨道的压力大小；

(2)、传送带运转速率及方向；

(3)、传送带由于传送物块多消耗的电能。

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