内蒙古2022学年包头市青山区北重三中高一（下）期中物理试卷

2022-2022学年内蒙古包头市青山区北重三中高一（下）期中物理试卷一、单项选择题（每4分，共40分）1．如图，一光滑大圆环固定在桌面上，环面位于竖直平面内，在大圆环上套着一个小环，小环由大圆环的最高点从静止开始下滑，在小环下滑的过程中，大圆环对它的作用力（　　）A．一直不做功B．一直做正功C．始终指向大圆环圆心D．始终背离大圆环圆心2．如图所示，x轴在水平地面上，y轴在竖直方向。图中画出了从y轴上不同位置沿x轴正向水平抛出的三个小球a、b和c的运动轨迹。小球a从（0，2L）抛出，落在（2L，0）处；小球b、c从（L，0）抛出，分别落在（2L，0）和（L，0）处。不计空气阻力，下列说法正确的是（　　）A．a和b初速度相同B．b和c运动时间相同C．b和c末速度相等D．a运动时间是b的两倍3．如图所示，一个内壁光滑的圆锥筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，有两个质量相同的小球A和小球B紧贴圆锥筒内壁分别在水平面内做匀速圆周运动，则下列说法中正确的是（　　）15/15A．A球的线速度必定小于B球的线速度B．A球的角速度必定大于B球的角速度C．A球运动的周期必定大于B球的周期D．A球对筒壁的压力必定大于B球对筒壁的压力4．理论和实践证明，开普勒定律不仅适用于太阳系中的天体运动，而且对一切天体（包括卫星绕行星的运动）都适用，对于开普勒第三定律的公式＝k，下列说法正确的是（　　）A．公式只适用于轨道是椭圆的运动B．式中的K值，对于所有行星（或卫星）都相等C．式中的K值，只与中心天体有关，与绕中心天体旋转的行星（或卫星）无关D．若已知月球与地球之间的距离，根据公式可求出地球与太阳之间的距离5．第一宇宙速度就是（　　）A．人造天体环绕地球运动的最小速度B．第一宇宙速度跟地球的半径无关C．使人造天体环绕地球运动所必需的最小地面发射速度D．使人造天体摆脱地球引力束缚所必需的最小地面发射速度6．研究表明，地球自转在逐渐变慢，3亿年前地球自转的周期约为22小时，假设这种趋势会持续下去，地球的其他条件都不变，未来人类发射的地球同步卫星与现在的相比（　　）A．距地面的高度变大B．向心加速度变大C．线速度变大D．角速度变大7．将卫星发射至近地圆轨道1（如图所示），然后再次点火，将卫星送入同步轨道3．轨道1、2相切于Q点，2、3相切于P点，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是（　　）15/15A．卫星在轨道3上的速率大于轨道1上的速率B．卫星在轨道3上的角速度大于在轨道1上的角速度C．卫星在轨道1上经过Q点时的加速度大于它在轨道2上经过Q点时的加速度D．卫星在轨道2上经过P点的加速度等于它在轨道3上经过P点时的加速度8．如图所示为某汽车启动时发动机功率P随时间t变化的图象，图中Pe为发动机的额定功率，若已知汽车的最大速度为vm，据此可知（　　）A．汽车匀速运动时受的阻力为B．0﹣t1时间内发动机做的功为Pet1C．t1﹣t2时间内汽车做匀速运动D．0﹣t2时间内发动机做的功为Pe（t2﹣t1）9．如图所示，一个物块在与水平方向成α角的拉力F作用下，沿水平面向右运动一段距离x，所用时间为t．在此过程中，拉力F对物块做功的平均功率为（　　）A．B．C．D．10．同一恒力按同样方式施于物体上，使它分别沿着粗糙水平地面和光滑水平地面移动相同的一段距离，恒力的功和功率分别为W1、P1和W2、P2，则两者的关系是（　　）A．W1＞W2，P1＞P2B．W1＝W2，P1＞P2C．W1＜W2，P1＜P2D．W1＝W2，P1＜P2二、多项选择（每题6分，共36分，全选对得6分，选对但不全得3分，选错不得分）15/1511．（6分）如图所示，水平地面上有相距为d的M、N两点，在M点的正上方某高度处有一A点。现在A点以速度v1水平抛出一个小球的同时，从水平地面上的N点以速度v2向左上方抛出另一个小球，其速度方向与水平地面的夹角为θ，两球恰好能在M、N连线中点的正上方相遇，不计空气阻力，则下列说法中正确的是（　　）A．从A点抛出的小球做匀变速曲线运动，从N点抛出的小球做变加速曲线运动B．两小球抛出时的初速度之比为＝C．A、M两点间的竖直距离为dtanθD．两小球从抛出到相遇的过程中，速度变化量相同12．（6分）在光滑的横杆上穿着两质量分别为m1、m2的小球，小球用细线连接起来，当转台匀速转动时，两小球与横杆保持相对静止，下列说法中正确的是（　　）A．两小球的速率必相等B．两小球的角速度必相等C．两小球的加速度必相等D．两小球到转轴的距离与其质量成反比13．（6分）我国在西昌卫星发射中心，将巴基斯坦通信卫星成功送入地球同步轨道，发射任务获得圆满成功．关于成功定点后的同步卫星，下列说法正确的是（　　）A．运行速度大于第一宇宙速度，小于第二宇宙速度B．离地面的高度一定，且一定在赤道上方C．绕地球运行的线速度比静止在赤道上的物体的线速度大D．卫星中的物体处于完全失重状态，不再受重力14．（6分）地球同步卫星到地心的距离r可由r3＝15/15求出，已知式中a的单位是m，b的单位是s，c的单位是m/s2，则（　　）A．a是地球半径，b是地球自转的周期，c是地球表面处的重力加速度B．a是地球半径，b是同步卫星绕地心运动的周期，c是同步卫星的加速度C．a是赤道周长，b是地球自转周期，c是同步卫星的加速度D．a是地球半径，b是同步卫星绕地心运动的周期，c是地球表面处的重力加速度15．（6分）两颗人造卫星绕地球做匀速圆周运动，它们的质量之比为mA：mB＝1：2，轨道半径之比rA：rB＝3：1，则下列说法正确的是（　　）A．它们的线速度之比为vA：vB＝1：B．它们的向心加速度之比为aA：aB＝1：9C．它们的向心力之比为FA：FB＝1：18D．它们的周期之比为TA：TB＝3：116．（6分）如图所示，质量为m的物体置于倾角为θ的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，在外力作用下，斜面以加速度a沿水平方向向左做匀加速运动，运动中物体m与斜面体相对静止．则关于斜面对m的支持力和摩擦力的下列说法中正确的是（　　）A．支持力一定做正功B．摩擦力一定做正功C．摩擦力可能不做功D．摩擦力可能做负功三、实验题（共10分）17．（8分）某同学利用自己设计的弹簧弹射器测量弹簧的弹性势能．装置如图所示．水平放置的弹射器将质量为m的静止小球弹射出去．测出小球通过两个竖直放置的光电门的时间间隔为t，甲、乙光电门间距为L，忽略一切阻力．①小球被弹射出的速度大小v＝　　，求得静止释放小球时弹簧弹性势能EP＝　　；（用题目中的字母符号表示）②由于重力作用，小球被弹射出去后运动轨迹会向下有所偏转，这对实验结果　　影响（选填“有”或“无”）．15/15四、计算题（共34分）18．（10分）能源短缺和环境恶化已经成为关系到人类社会能否持续发展的大问题．为缓解能源紧张压力、减少环境污染，汽车制造商纷纷推出小排量经济实用型轿车．某公司研制开发了某型号小汽车发动机的额定功率为24kW，汽车连同驾乘人员总质量为m＝2000kg，在水平路面上行驶时受到恒定的阻力是800N，求：（1）汽车在额定功率下匀速行驶的速度；（2）汽车在额定功率下行驶，速度为20m/s时的加速度．19．（12分）如图所示，质量为m的小球用长为L的轻质细线悬于O点，与O点处于同一水平线上的P点处有一个光滑的细钉，已知OP＝，在A点给小球一个水平向左的初速度v0＝2，发现小球恰能到达跟P点在同一竖直线上的最高点B．则：（1）小球到达B点时的速率？（2）在小球从A到B的过程中克服空气阻力做了多少功？20．（12分）如图所示，轮半径r＝10cm的传送带，水平部分AB的长度L＝1.5m，与一圆心在O点半径R＝1m的竖直光滑圆轨道的末端相切于A点，AB高出水平地面H＝1.25m．一质量m＝0.1kg的小滑块（可视为质点），由圆轨道上的P点从静止释放，OP与竖直线的夹角θ＝37°．已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10m/s2，滑块与传送带的动摩擦因数μ＝0.1，不计空气阻力．（1）求滑块对圆轨道末端的压力．（2）若传送带一直保持静止，求滑块的落地点与B间的水平距离．（3）若传送带以v0＝0.5m/s的速度沿逆时针方向运行（传送带上部分由B到A运动），求滑块在皮带上滑行过程中产生的内能．15/1515/152022-2022学年内蒙古包头市青山区北重三中高一（下）期中物理试卷参考答案与试题解析一、单项选择题（每4分，共40分）1．【解答】解：AB、大圆环是光滑的，则小环和大环之间没有摩擦力；大环对小环的支持力总是垂直于小环的速度方向，所以大环对小环没有做功，故A正确，B错误；CD、小环在刚刚开始运动时，在大环的接近顶部运动时，大环对小环的支持力背离大环圆心，小环运动到大环的下半部分时，支持力指向大环的圆心，故CD错误。故选：A。2．【解答】解：A、ab的水平位移相同，但时间不同，则初速度不同，则A错误；B、bc的高度相同，由h＝可知运动时间相同，则B正确；C、bc的时间相同，水平位移b为c的2倍，则b的初速度是c的两倍，则C错误；D、h＝可知t＝，则a的运动时间是b的倍，则D错误故选：B。3．【解答】解：D、两球所受的重力大小相等，支持力方向相同，根据力的合成，知两支持力大小、合力大小相等，故D错误。A、根据得F合＝，合力、质量相等，r越大线速度大，所以球A的线速度大于球B的线速度，故A错误；B、F合＝mω2r合力、质量相等，r越大角速度越小，A球的角速度小于B球的角速度。故B错误；C、F合＝m合力、质量相等，r越大，周期越大，A周期大于B周期。故C正确。故选：C。15/154．【解答】解：A、开普勒第三定律不仅适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫星绕行星的运动。所以也适用于轨道是圆的运动，故A错误B、式中的K是与中心星体的质量有关，所以式中的K值，并不是对于所有行星（或卫星）都相等。故B错误；C、式中的K是只与中心星体的质量有关，与绕中心天体旋转的行星（或卫星）无关，故C正确D、式中的K是与中心星体的质量有关，月球绕地球转动而地球绕太阳运动，二者不具有同一中心天体，故公式不成立，所以已知月球与地球之间的距离，无法求出地球与太阳之间的距离，故D错误。故选：C。5．【解答】解：A、由万有引力提供向心力，得：v＝，所以第一宇宙速度是人造地球卫星在近地圆轨道上的运行速度，是人造地球卫星在圆轨道上运行的最大速度，故A错误；B、第一宇宙速度v＝，所以第一宇宙速度跟地球的质量和半径有关，故B错误；C、它是人造地球卫星的最小发射速度，故C正确；D、第二宇宙速度是使人造天体摆脱地球引力束缚所必需的最小地面发射速度，故D错误。故选：C。6．【解答】解：A、因地球的周期在增大；故未来人类发射的卫星周期也将增大；根据万有引力公式可知：＝m15/15则有：R＝；故卫星离地高度将变大；故A正确；B、由＝ma可知，因半径增大，则加速度减小；故B错误；C、由＝m可知，v＝，故线速度变小；故C错误；D、由＝mRω2可知，ω＝；故角速度减小；故D错误。故选：A。7．【解答】解：A、人造卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，设卫星的质量为m、轨道半径为r、地球质量为M，有解得：，轨道3半径比轨道1半径大，故卫星在轨道1上线速度较大，故A错误；B、因为ω＝＝，轨道3半径比轨道1半径大，故卫星在轨道3上角速度较小，故B错误；CD、根据牛顿第二定律和万有引力定律，得：a＝，所以卫星在轨道2上经过Q点的加速度等于在轨道1上经过Q点的加速度，卫星在轨道2上经过P点的加速度等于它在轨道3上经过P点时的加速度。故C错误、D正确。故选：D。8．【解答】解：A、当F＝f时速度最大，vm＝＝，所以：f＝．故A错误；B、0﹣t1时间内发电机的功率没达到额定功率，所以0﹣t1时间内发动机做的功小于Pet1．故B错误。C、0～t1时间内汽车做匀加速直线运动，t1（s）达到额定功率，根据P＝Fv，速度增大，牵引力减小，则加速度减小，t1﹣t2时间内汽车做加速度减小的加速运动，当加速度为零时，即牵引力等于阻力，汽车速度达到最大，故C错误；D、根据功的公式，W＝Pt，可知图线与时间轴之间所围成的面积可以表示发动机的功，所以0﹣t2时间内发动机做的功为Pe（t2﹣t1），故D正确。15/15故选：D。9．【解答】解：物体的位移是在水平方向上的，把拉力F分解为水平的Fcosα，和竖直的Fsinα，由于竖直的分力不做功，所以拉力F对物块所做的功即为水平分力对物体做的功，所以w＝Fcosα•x＝Fxcosα则平均功率P＝＝故选：A。10．【解答】解：根据W＝Fscosθ，因为力和位移都相等，则恒力做功相等。物块在粗糙水平面上运动的加速度小于在光滑水平面上的加速度，根据可知：在通过相同距离的情况下，在粗糙水平面上的运动时间长。根据知，P1＜P2．故D正确，ABC错误。故选：D。二、多项选择（每题6分，共36分，全选对得6分，选对但不全得3分，选错不得分）11．【解答】解：A、两球相遇时，运动的时间相等，两球均做加速度为g的匀变速曲线运动，则速度的变化量相等，故A错误，D正确。B、两球相遇时，运动的时间相等，水平位移相等，则水平初速度相等，则v1＝v2cosθ，即，故B错误；C、M两点间的竖直距离h＝h1+h2＝+＝＝dtanθ，故C正确。故选：CD。12．【解答】解：BD、两球相当于做共轴转动，角速度相同，因为细线对A、B两球的弹力相等，知A、B两球做圆周运动的向心力相等，有：m1r1ω2＝m2r2ω2所以：r1：r2＝m2：m1，故BD正确；A、根据v＝ωr知它们线速度与半径成正比，即与质量成反比，故A错误；15/15C、根据a＝ω2r知加速度与半径成正比，即与质量成反比，故C错误；故选：BD。13．【解答】解：A、第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，也是最大的圆周运动的环绕速度，所以地球同步卫星运行的线速度小于第一宇宙速度，故A错误；B、同步卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，可得r＝，同步卫星的周期与地球自转周期相同，所以同步卫星离地面的高度一定，同步卫星运行轨道只能位于地球赤道平面上的圆形轨道，故B正确；C、同步卫星与赤道上的物体具有相同的周期和角速度，根据公式v＝ωr得同步卫星的线速度比静止在赤道上的物体的线速度大，故C正确；D、同步卫星绕地球匀速圆周运动，万有引力完全提供向心力，卫星中物体处于完全失重状态，所受重力完全提供圆周运动向心力，不是不再受重力作用，故D错误。故选：BC。14．【解答】解：物体在万有引力作用下做匀速圆周运动，其所需的向心力由万有引力提供，即引力提供向心力，有：G＝ma＝mω2r＝m由的公式中包含4π2，所以此题用的公式应是：G＝m整理得：r3＝…①此表达式和题目所给的表达式还有不同之处，那么我们可以用黄金代换：GM＝gR2（R是地球半径）代入①得到：r3＝结合题目所给单位，a的单位是m，则a对应地球半径R；b的单位是s，则b对应同步卫星的周期T，也是地球自转周期T，c的单位米每二次方秒，则c对应重力加速度g；故：A、D正确，B、C错误故选：AD。15/1515．【解答】解：人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动时，万有引力提供向心力，据得：a＝，，A、，故A正确；B、，故B正确；C、F向＝ma，则，故C正确；D、，故D错误。故选：ABC。16．【解答】解：A、由功的计算公式W＝FScosα可知，支持力方向垂直斜面向上，与位移的方向夹角小于90°，支持力一定做正功，故A正确；B、摩擦力是否存在需要讨论：当加速度较小时，摩擦力Ff沿斜面向上，即a＜gtanθ，摩擦力沿斜面向上，做负功。当加速度较大时，摩擦力Ff沿斜面向下，即a＞gtanθ，摩擦力沿斜面向下，做正功。当a＝gtanθ时，摩擦力不存在，不做功，故AC正确，B错误；故选：ACD。三、实验题（共10分）17．【解答】解：（1）由图可知，弹簧在小球进入光电门之前就恢复形变，故其弹射速度为通过光电门的水平速度：，由能量守恒得：（2）由力作用的独立性可知，重力不影响弹力做功的结果，有没有重力做功，小球的水平速度不会变化故答案为：①②③无四、计算题（共34分）15/1518．【解答】解：（1）汽车匀速运动时，牵引力等于阻力，F＝f＝800N根据P＝Fv解得：v＝30m/s（2）设当速度为20m/s时的牵引力为F，则F＝＝N＝1200N根据牛顿第二定律得：a＝＝0.2m/s2答：（1）汽车在额定功率下匀速行驶的速度为30m/s；（2）汽车在额定功率下行驶，速度为20m/s时的加速度为0.2m/s2．19．【解答】解：（1）小球恰能达到最高点B，在B点，由重力提供向心力，由牛顿第二定律有：mg＝m可得，B点的速率vB＝（2）在小球从A到B的过程中，设克服空气阻力做功为Wf．根据动能定理得﹣mg（L+）＝﹣解得Wf＝mgL答：（1）小球到达B点时的速率是．（2）在小球从A到B的过程中克服空气阻力做了mgL的功．20．【解答】解：（1）从P到圆轨道末端的过程中，由动能定理可得：可得滑块到达A点时的速度m/s＝2m/s；在轨道末端根据牛顿第二定律有：可得N＝mg+＝0.1×＝1.4N根据牛顿第三定律得：滑块对圆轨道末端的压力大小为1.4N，方向竖直向下；（2）从A到B的过程中，只有摩擦力对滑块做功，根据动能定理得：15/15代入数据可解得滑块到达B时的速度vB＝1m/s因为在B点做圆周运动的临界速度，所以滑块恰好从B点开始做平抛运动，所以滑块落地点距B点的水平距离：（3）传送带向左运动和传送带静止对滑块的受力情况没有变化，滑块从A至B的运动情况没有改变，所以滑块对传送带间的相对位移为：所以滑块在皮带上滑行过程中产生的内能Q＝μmg△x＝0.1×0.1×10×2J＝0.2J答：（1）滑块对圆轨道末端的压力为1.4N；（2）若传送带一直保持静止，滑块的落地点与B间的水平距离为0.5m；（3）若传送带以v0＝0.5m/s的速度沿逆时针方向运行（传送带上部分由B到A运动），滑块在皮带上滑行过程中产生的内能为0.2J．15/15