天津市滨海新区2020-2021学年高一（下）期末物理试题

天津市滨海新区2020-2021学年高一（下）期末物理试题学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．一质点做匀速圆周运动的过程中，下列物理量保持不变的是（）A．线速度B．周期C．加速度D．合外力2．下列描述符合物理事实的是，下列说法正确的是（　　）A．开普勒定律 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明行星绕太阳运转的轨道均为理想的圆B．海王星同其它行星一样也是通过天文观测发现的C．牛顿发现了万有引力定律并测出了引力常量GD．卡文迪什在实验室用扭秤装置测出了引力测量G3．“天津之眼”是世界上唯一一个桥上瞰景的摩天轮，是天津的地标之一。如图所示，摩天轮悬挂的座舱在竖直平面内做匀速圆周运动。已知座舱的质量为m，运动半径为R，角速度大小为ω，重力加速度为g，则座舱（　　）A．运动周期为B．加速度的大小为ωRC．所受合力的大小始终为mgD．所受合力的大小始终为4．第24届冬季奥林匹克运动会将于2022年在我国举办，跳台滑雪是比赛项目之一。运动员在雪道上获得一定速度后从跳台飞出，在空中飞行一段距离后着陆。某运动员从跳台B处沿水平方向飞出，在斜坡A处着陆，如图所示。运动员可视为质点，忽略空气阻力的影响。若测得运动员在空中飞行的时间约为4s，A、B两点间的水平距离约为80m，则运动员从B点飞出时的速度大小约为（　　）A．1m/sB．2m/sC．10m/sD．20m/s5．一种叫做“飞椅”的游乐项目，如图所示。长为的钢绳一端系着座椅，另一端固定在半径为的水平转盘边缘。转盘可以绕穿过中心的竖直轴转动。当转盘匀速转动时，钢绳与转轴在同一竖直平面内且与竖直方向的夹角为，已知重力加速度为g，不计钢绳的重力，则转盘匀速转动的角速度的大小为（　　）A．B．C．D．6．如图所示，将三个完全相同的小球1、2、3分别从同一高度由静止释放（图甲、图丙）或平抛（图乙），其中图丙是一固定在地面上倾角为的光滑斜面，不计空气阻力，则每个小球从开始运动到落地说法正确的是（　　）A．该过程重力做功B．落地瞬间速度C．落地瞬间重力的功率D．全程重力做功的平均功率7．2021年初，我国进行了第一次火星探测，向火星发射了轨道探测器和火星巡视器。已知火星的质量约为地球质量的，火星的半径约为地球半径的。下列关于火星探测器的说法中正确的是（　　）A．发射速度只要大于第一宇宙速度即可B．发射速度只有大于第三宇宙速度才可以C．发射速度应大于第一宇宙速度且小于第二宇宙速度D．火星探测器环绕火星运行的最大速度约为地球的第一宇宙速度的8．若想检验“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”都遵循同样的规律（即“物体受到地球引力的大小与物体到地球中心距离的平方成反比”），在已知地球表面重力加速度、月地距离和地球半径的情况下，还需要知道（　　）A．月球表面的重力加速度B．月球公转的周期C．月球的半径D．月球的质量二、多选题9．汽车转弯时如果速度过大，容易发生侧滑。因此，汽车转弯时不允许超过规定的速度。如图所示，一辆质量2×103kg的汽车（可视为质点）在水平公路的弯道上行驶，路面对轮胎的径向最大静摩擦力为1.4×104N（最大静摩擦力等于滑动摩擦力），当汽车以10m/s的速度经过半径50m的弯道时，下列判断正确的是（　　）A．汽车受到重力、弹力、摩擦力B．汽车受到重力、弹力、摩擦力和向心力C．汽车的向心力大小为4000ND．汽车会发生侧滑10．北斗导航系统中有几颗卫星是地球同步卫星，GPS导航系统是由周期约为12h的卫星群组成，则北斗导航系统的同步卫星与GPS导航卫星相比（　　）A．GPS导航卫星的线速度大B．GPS导航卫星的向心加速度小C．北斗导航系统的同步卫星的角速度大D．北斗导航系统的同步卫星的轨道半径大11．如图所示，质量为的物体沿倾角为的固定斜面减速上滑，加速度的大小为，重力加速度g取10m/s2，上滑2m时速度仍沿斜面向上。在此过程中（　　）A．物体的机械能保持不变B．物体的重力势能增加40JC．物体的动能减少28JD．系统的内能增加8J12．如图所示，质量为60kg的某同学在做俯卧撑，运动过程中可将她的身体视为一根直棒，已知重心在C点，其垂线与两脚、两手连线中点间的距离oa、ob分别为0.9m和0.6m，若她在1min内做了30个俯卧撑，每次肩部上升的距离均为0.4m，重力加速度g取10m/s2，则克服重力做功W和相应的功率P为（　　）A．B．C．D．三、实验题13．用如图所示的装置来探究向心力大小的表达式。（1）在这个实验中采用了______方法；A．放大B．等效替代C．理想实验D．控制变量（2）转动手柄可以使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的球随之做匀速圆周运动。这时我们可以看到弹簧测力筒上露出标尺，通过标尺上红白相间的等分格数，即可求得两个球所受的______。14．某同学利用如图甲所示的装置做“验证机械能守恒定律”实验。（1）除带夹子的重物、纸带、铁架台（含铁夹）、打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的两种器材是______；A．交流电源B．刻度尺C．秒表D．天平（含砝码）（2）图乙是该同学在某次实验中得到的一条纸带，O是重物开始下落时打出的点，A、B、C是按照打点先后顺序选取的三个计数点，通过测量得到O、A间距离为，O、B间距离为，O、C间距离为。已知计数点A、B间和B、C间的时间间隔均为T，重物质量为m，从重物开始下落到打点计时器打B点的过程中，重物动能的增加量为______；（3）该同学在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点O的距离为h，计算对应计数点的重物速度为v，得到如图丙所示的图像，由图像可求出当地的重力加速度g=_____。四、解答题15．节能混合动力车是一种可以利用汽油及所储存的电能作为动力来源的汽车。有一质量的混合动力轿车，在平直公路上以的速度匀速行驶，蓄电池不工作，发动机的输出功率为。当看到前方有大货车慢速行驶时，该轿车提速超车，这个过程发动机输出功率不变，蓄电池开始工作，输出功率为。假设全程阻力不变，求：（1）混合动力轿车以的速度在平直公路上匀速行驶时，所受阻力的大小；（2）混合动力轿车提速超车的过程中所达到的最大速度的大小。16．2021年2月10日19时52分，我国首次火星探测任务“天问一号”探测器实施近火捕获制动，成功实现环绕火星运动，成为我国第一颗人造火星卫星。在“天问一号”环绕火星做匀速圆周运动时，周期为T，轨道半径为r。已知火星的半径为R，引力常量为G，不考虑火星的自转。求：（1）“天问一号”环绕火星运动的线速度的大小v；（2）火星的质量M；（3）火星表面的重力加速度的大小g。17．某同学参照过山车情景 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 了如下模型：光滑的竖直圆轨道半径R=1.6m，入口的平直轨道AC和出口的平直轨道CD均是粗糙的，质量为m=2kg的小滑块（可视为质点）与水平轨道之间的动摩擦因数均为µ=0.5，滑块从A点由静止开始受到水平拉力F=60N的作用，在B点撤去拉力，AB的长度为L=5m，不计空气阻力，。(1)求滑块恰好通过圆轨道最高点的速度大小；(2)若滑块恰好通过圆轨道的最高点，求当滑块再回到圆轨道最低点时圆轨道对滑块的支持力大小；(3)要使滑块能进入圆轨道运动且不脱离轨道，求平直轨道BC段的长度范围。‍参考答案1．B解：试题分析：在匀速圆周运动中，线速度大小不变，方向时刻改变，角速度的大小和方向都不变，向心力大小不变，方向始终指向圆心解：A、匀速圆周运动中线速度的大小不变，方向时刻改变，故A错误．B、匀速圆周运动的周期不变，故B正确．C、匀速圆周运动中加速度的大小不变，方向时刻改变，则C错误D、匀速圆周运动的向心力大小不变，方向始终指向圆心，即方向时刻改变．故D错误．故选B2．D解：A．开普勒定律表明行星绕太阳运转的轨道并不是理想的圆而是椭圆，故A错误；B．海王星是第一颗通过计算而被最终发现的行星，故B错误；CD．牛顿发现了万有引力定律，而卡文迪许在实验室用扭秤装置测出了引力测量G，故C错误，D正确。故选D。3．A解：A．根据周期与角速度的关系可知，运动的周期为，故A正确；B．根据匀速圆周运动的向心加速度的公式可知，座舱的加速度大小为，故B错误；CD．由于做匀速圆周运动，则合力一直等于向心力，始终为，故CD错误；故选A。4．D解：运动员在水平方向上做匀速直线运动，则运动员从B点飞出时的速度大小约为故选D。5．C解：对座椅受力分析可知，座椅受到自身重力mg和钢绳的拉力T，根据力的合成可得，二者合力为根据合力提供向心力有根据几何知识可得，座椅做匀速圆周运动的半径为联立解得，转盘匀速转动的角速度为故选C。6．C解：A．重力做功的特点与路径无关，只与初末位置的高度差决定，所以该过程重力做功，则A错误；B．根据动能定理对甲有，对乙有，对丙有，则落地瞬间速度，所以B错误；C．落地瞬间重力的功率为则对甲有对乙有对丙有所以落地瞬间重力的功率，所以C正确；D．全程重力做功的平均功率为由于三个小球下落的时间有所以全程重力做功的平均功率，所以D错误；故选C。7．D解：ABC．火星探测器前往火星，脱离地球引力束缚，仍在太阳系内，发射速度应大于第二宇宙速度、小于第三宇宙速度，故ABC错误；D．根据可得故D正确。故选D。8．B解：已知地球表面重力加速度g、月地距离r、地球半径R、月球公转的加速度为a，月地检验中只需验证就可以证明“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”都遵循同样的规律（即“物体受到地球引力的大小与物体到地球中心距离的平方成反比”），而T为月球公转的周期。要计算月球公转的加速度，就需要知道月球公转的周期。ACD错误，B正确。故选B。9．AC解：AB．汽车受到重力、弹力、摩擦力，A正确，B错误；C．汽车的向心力大小为D．向心力小于最大静摩擦力，所以汽车不会发生侧滑，D错误。故选AC。10．AD解：AD．根据开普勒第三定律可知，GPS导航卫星的周期小，则GPS导航卫星的轨道半径小，根据万有引力提供向心有可得可知，GPS导航卫星的轨道半径小，则GPS导航卫星的线速度大，故AD正确；B．根据万有引力提供向心有可得GPS导航卫星的轨道半径小，则GPS导航卫星的向心加速度大，故B错误；C．根据万有引力提供向心有可得GPS导航卫星的轨道半径小，则GPS导航卫星的角速度大，故C错误；故选AD。11．CD解：A．若斜面光滑，根据牛顿第二定律可得，物体的加速度应为但题中物体加速度大小为，说明物体受到摩擦力作用，物体上滑过程中，存在摩擦力做功，物体机械能不守恒，故A错误；B．物体重力势能的增加量等于物体克服重力做的功，则物体的重力势能增加量为故B错误；C．物体上滑，合力做负功，动能减小，根据动能定理可得故C正确；D．根据能量守恒可知，物体损失的机械能转化为系统增加的内能，则故D正确。故选CD。12．BC解：AB．根据三角形相似，设重心上升的高度为h解得根据功的定义A错误，B正确；CD．克服重力的功率为C正确，D错误。故选BC。13．D向心力大小之比解：（1）[1]根据向心力的表达式，探究向心力大小F与质量m，角速度ω和半径r之间的关系的实验采用控制变量法，故选D。（2）[2]露出套筒外的红、白相间的格子数量可代表两球所受向心力的比值，故可求得两个球所受的向心力大小之比。14．AB9.70解：（1）[1]打点计时器使用交流电源，实验中需要测量点迹间的距离，从而得出瞬时速度和下降的高度，所以需要刻度尺；实验中验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，质量可以约去，不需要测量质量，则不需要天平，打点计时器可以知道时间，不需要秒表，故选AB。（2）[2]B点为AC两点的中间时刻，速度为AC之间的平均速度，为重物动能的增加量为（3）[3]根据代入数据可得15．（1）3×103N；（2）25m/s解：（1）由可得，汽车的牵引力为汽车在平直公路上匀速行驶时，阻力等于牵引力，即（2）汽车的总输出功率为由可得，汽车的最大速度为16．（1）；（2）；（3）解：（1）由线速度定义可得（2）设“天问一号”的质量为m，引力提供向心力有得（3）忽略火星自转，火星表面质量为的物体，其所受引力等于重力得17．(1)4m/s；(2)120N；(3)或解：(1)设滑块恰好通过最高点时速度为v1，根据牛顿第二定律代入数据解得(2)设滑块再回到圆轨道最低点C时速度为v2，由动能定理可得在最低点根据牛顿第二定律联立可解得圆轨道对滑块的支持力为(3)要使滑块不脱离轨道，有两种可能：①滑块从A恰好到最高点的过程中，由动能定理可得解得BC的距离②滑块到达与圆心等高处速度为零，沿轨道返回，也不会脱离轨道，据动能定理可得解得BC的距离另外，滑块要能够进入圆轨道，应至少能到达C点，由动能定理可得解得BC的距离综上所述，要使滑块不脱离轨道，BC的长度范围应介于或者