2021北京一零一中學(xué)高一(下)期中物理(選考班)(教師版)

1/12021北京一零一中學(xué)高一（下）期中物理（選考班）一、單項選擇題：本題共15小題，每題2分，共30分。在每小題給出的4個選項中，只有一項是符合題意的，選對的得2分，有選錯或不答的得0分。1.2020年12月3日，嫦娥五號上升器攜帶月壤樣品成功回到預(yù)定環(huán)月軌道，這是我國首次實現(xiàn)地外天體起飛。環(huán)月軌道可以近似為圓軌道，已知軌道半徑為r，月球質(zhì)量為M，引力常量為G。則上升器在環(huán)月軌道運行的速度為A. B. C. D.2.在物理學(xué)史上，首先提出萬有引力定律的科學(xué)家是（）A.伽利略 B.亞里士多德 C.牛頓 D.卡文迪許3.2017年11月5日19時45分，中國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征三號乙運載火箭，以“一箭雙星”方式成功發(fā)射第二十四、二十五顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（BeiDouNavigationSatelliteSystem，BDS）是中國自行研制的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)空間段由35顆衛(wèi)星組成，其中5顆是地球同步衛(wèi)星。關(guān)于同步衛(wèi)星繞地球運動的相關(guān)物理量，下列說法正確的是A.角速度等于地球自轉(zhuǎn)的角速度B.向心加速度大于地球表面的重力加速度C.線速度大于第一宇宙速度D.線速度等于第一宇宙速度4.2017年2月，美國宇航局宣布，在一顆恒星的周圍發(fā)現(xiàn)多達7顆大小與地球接近的行星，其中3顆可能存在生命。若某顆行星繞該恒星做圓周運動，并測出了軌道半徑和運行周期。引力常量已知，則可推算出A.行星的質(zhì)量 B.行星的半徑 C.恒星的質(zhì)量 D.恒星的半徑5.“天宮一號”目標飛行器于2011年9月29日發(fā)射升空，先后與神舟飛船進行6次交會對接，為中國載人航天發(fā)展做出了重大貢獻。2018年4月，“天宮一號”完成其歷史使命，離開運行軌道，進入大氣層，最終其主體部分會在大氣層中完全燒毀。在燃燒前，由于稀薄空氣阻力的影響，“天宮一號”的運行半徑逐漸減小。在此過程，下列關(guān)于“天宮一號”的說法，正確的是A.受到地球的萬有引力逐漸減小 B.運行速率逐漸減小C.動能逐漸增大 D.機械能逐漸增大6.2015年4月，科學(xué)家通過歐航局天文望遠鏡在一個河外星系中，發(fā)現(xiàn)了一對相互環(huán)繞旋轉(zhuǎn)的超大質(zhì)量雙黑洞系統(tǒng)，如圖所示。這也是天文學(xué)家首次在正常星系中發(fā)現(xiàn)超大質(zhì)量雙黑洞。這對驗證宇宙學(xué)與星系演化模型、廣義相對論在極端條件下的適應(yīng)性等都具有十分重要的意義。若圖中雙黑洞的質(zhì)量分別為M1和M2，它們以兩者連線上的某一點為圓心做勻速圓周運動。根據(jù)所學(xué)知識，下列選項正確的是A.雙黑洞的角速度之比ω1∶ω2＝M2∶M1B.雙黑洞的軌道半徑之比r1∶r2＝M2∶M1C.雙黑洞的線速度之比v1∶v2＝1∶1D.雙黑洞的向心加速度之比a1∶a2＝1∶17.天體演變的過程中，紅巨星發(fā)生“超新星爆炸”后，可以形成中子星，中子星具有極高的密度。若已知某中子星的半徑為R，密度為ρ，引力常量為G。則A.該中子星的衛(wèi)星繞它做勻速圓周運動的最小周期為B.該中子星的衛(wèi)星繞它做勻速圓周運動的最小周期為C.該中子星的衛(wèi)星繞它做勻速圓周運動的最大周期為D.該中子星的衛(wèi)星繞它做勻速圓周運動的最大周期為8.質(zhì)量為m的小球從高h處由靜止開始自由下落，以地面作為零勢能面。當小球的動能和重力勢能相等時，重力的瞬時功率為A. B. C. D.9.質(zhì)量為m的物體，以水平速度從離地面高度H處拋出，若以地面為零勢能面，不計空氣阻力，則當它經(jīng)過離地高度為h的A點時，所具有的機械能是A. B.C. D.10.如圖所示，一條輕繩跨過定滑輪，繩的兩端各系一個小球和。球質(zhì)量為，球質(zhì)量為，用手托住球，當輕繩剛好被拉緊時，球離地面的高度是，球靜止于地面，定滑輪的質(zhì)量與輪與軸間的摩擦均不計，重力加速度為，在釋放球后，至球剛落地時A.在此過程中，小球的重力勢能增加了B.在此過程中，繩子對小球做功C.在此過程中，球重力勢能的減小量等于其動能的增加量D.球剛落地時，球的速度大小為11.如圖，光滑水平面上有兩輛小車，用細線相連，中間有一個被壓縮的輕彈簧，小車處于靜止狀態(tài)。燒斷細線后，由于彈力的作用兩小車分別向左、右運動。已知兩小車質(zhì)量之比2∶1，下列說法正確的是A.彈簧彈開后兩車速度大小之比為1∶2B.彈簧彈開后兩車動量大小之比為1∶2C.彈簧彈開過程m1、m2受到的沖量大小之比為2∶1D.彈簧彈開過程彈力對m1、m2做功之比為1∶412.如圖所示，將輕質(zhì)彈簧的一端固定在水平桌面上O點，當彈簧處于自由狀態(tài)時，彈簧另一端在A點。用一個金屬小球擠壓彈簧至B點，由靜止釋放小球，隨即小球被彈簧豎直彈出，已知C點為AB的中點，則A.從B到A過程中，小球的機械能守恒B.從B到A過程中，小球的動能一直在增大C.從B到A過程中，彈簧的彈性勢能先增大后減小D.從B到C過程彈簧彈力對小球做功大于從C到A過程13.如圖所示，學(xué)生練習用頭顛球。某一次足球從靜止開始下落20cm，被豎直頂起，離開頭部后上升的最大高度仍為20cm。已知足球與頭部的作用時間為0.1s，足球的質(zhì)量為0.4kg，重力加速度g取10m/s2，不計空氣阻力。下列說法正確的是A.頭部對足球的平均作用力為足球重力的8倍B.下落到與頭部剛接觸時，足球動量大小為1.6kg·m/sC.與頭部作用過程中，足球動量變化量大小為1.6kg·m/sD.從最高點下落至重新回到最高點的過程中，足球重力的沖量為014.某市在冬季常見最大風力為9級（風速約20m/s到24m/s）。如圖所示的該市某品牌抗風卷簾門面積為S，單位面積所能承受的最大壓力為F。設(shè)空氣密度為ρ，空氣吹到卷簾門上速度立刻減為零，則此卷簾門能承受的垂直方向最大風速v等于A. B. C. D.15.如圖甲所示，兩小球a、b在足夠長的光滑水平面上發(fā)生正碰。小球a、b質(zhì)量分別為m1和m2，且m1=200g。取水平向右為正方向，兩小球碰撞前后位移隨時間變化的x-t圖像如圖乙所示。下列說法正確的是A.碰撞前球a做加速運動，球b做勻速運動B.碰撞后球a做減速運動，球b做加速運動C.碰撞前后兩小球的機械能總量減小D.碰撞前后兩小球的機械能總量不變二、不定項選擇題：本題共5小題，每小題3分，共15分。在每小題給出的四個選項中，至少有一個選項正確，全部選對的得3分，選不全的得2分，有選錯或不答的得0分。16.提高汽車運動速率的有效途徑是增大發(fā)動機的功率和減小阻力因數(shù)（設(shè)阻力與汽車運動速率的平方成正比，即f＝kv2，k是阻力因數(shù)）。當發(fā)動機的額定功率為P0時，汽車運動的最大速率為vm，如果要使汽車運動的速率增大到2vm，則下列辦法可行的是A.阻力因數(shù)不變，使發(fā)動機額定功率增大到4P0B.阻力因數(shù)不變，使發(fā)動機額定功率增大到8P0C.發(fā)動機額定功率不變，使阻力因數(shù)減小到eq\f(k,4)D.發(fā)動機額定功率不變，使阻力因數(shù)減小到eq\f(k,8)17.關(guān)于機械能是否守恒的敘述，正確的是A.做勻速直線運動的物體的機械能一定守恒B.做變速直線運動的物體的機械能可能守恒C.只有重力對物體做功時，物體的機械能一定守恒D.除重力以外的其它力做功時，系統(tǒng)的機械能一定不守恒18.一物塊從高h=3.0m、長l=5.0m的斜面頂端從靜止開始沿斜面下滑，其重力勢能Ep和動能Ek隨下滑距離s的變化如圖中直線Ⅰ、Ⅱ所示。關(guān)于物塊從斜面頂端下滑到底端的過程中，下列說法正確的是A.重力做功為30J B.克服摩擦阻力做功為10JC.合力做功為20J D.物塊的機械能不守恒19.應(yīng)用物理知識分析生活中的常見現(xiàn)象，可以使物理學(xué)習更加有趣和深入。例如人原地起跳時，總是身體彎曲，略下蹲，再猛然蹬地，身體打開，同時獲得向上的初速度，雙腳離開地面。從開始蹬地到雙腳離開地面的整個過程中，下列分析正確的是A.地面對人的支持力始終等于重力B.地面對人的支持力的沖量大于重力的沖量C.人原地起跳過程中獲得的動能來自于地面D.人原地起跳過程中獲得的動能來自于人做功20.如圖甲所示，長木板A放在光滑的水平面上，質(zhì)量為m=2kg的另一物體B以水平速度v0=2m/s滑上原來靜止的長木板A的表面。由于A、B間存在摩擦，A、B速度隨時間變化情況如圖乙所示，則下列說法正確的是甲乙A.木板獲得的動能為2JB.系統(tǒng)損失的機械能為2JC.木板A的最小長度為1mD.A、B間的動摩擦因數(shù)為0.2三、填空題、實驗題：本題共1小題，共15分。21.（15分）在“驗證機械能守恒定律”實驗中，某同學(xué)采用讓重物自由下落的方法驗證機械能守恒定律，實驗裝置如圖所示。（1）除圖中給出的器材外，下面列出三種器材，完成實驗不需要的是＿＿＿＿。A.交流電源 B.刻度尺 C.天平（2）實驗過程中他進行了如下操作，其中操作不當?shù)牟襟E是_____。A.將打點計時器接到直流電源上B.先釋放紙帶，后接通電源C.在紙帶上選取適當?shù)臄?shù)據(jù)點，并測量數(shù)據(jù)點間的距離D.根據(jù)測量結(jié)果計算重物下落過程中減少的重力勢能及增加的動能（3）圖乙是正確操作后得到的一條紙帶。在紙帶上選取三個連續(xù)打出的點A、B、C，測得它們到起始點O的距離分別為sA、sB、sC。已知重物質(zhì)量為m，當?shù)刂亓铀俣葹間，打點計時器的打點周期為T。從打下O點到打下B點的過程中，重物重力勢能的減少量=________，動能的增加量=________。（4）由實驗數(shù)據(jù)得到的結(jié)果應(yīng)當是重力勢能的減少量動能的增加量（選填“大于”、“小于”或“等于”），原因是。（5）小紅利用公式計算重物的速度vc，由此計算重物增加的動能，然后計算此過程中重物減小的重力勢能，則結(jié)果應(yīng)當是。A.> B.< C.=四、計算題：本題共4小題，共40分，解答要寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟。直接寫出最后答案的不得分。22.2021年2月10日19時52分，我國首次火星探測任務(wù)“天問一號”探測器實施近火捕獲制動，成功實現(xiàn)環(huán)繞火星運動，成為我國第一顆人造火星衛(wèi)星。在“天問一號”環(huán)繞火星做勻速圓周運動時，周期為T，軌道半徑為r。已知火星的半徑為R，引力常量為G，不考慮火星的自轉(zhuǎn)。求：（1）“天問一號”環(huán)繞火星運動的線速度的大小v；（2）火星的質(zhì)量M；（3）火星表面的重力加速度的大小g。23.如圖所示，游樂場的過山車可以底朝上在圓軌道上運行，游客卻不會掉下來。我們把這種情形抽象為如下圖所示的模型：弧形軌道的下端與半徑為R的豎直圓軌道相接，B、C分別為圓軌道的最低點和最高點。質(zhì)量為m的小球（可視為質(zhì)點）從弧形軌道上的A點由靜止?jié)L下，且恰好能通過C點。已知A、B間的高度差為h=4R，小球到達B點時的速度為vB，重力加速度為g。求：（1）小球運動到B點時，小球?qū)壍赖膲毫的大??；（2）小球通過C點時的速率vC；（3）小球從A點運動到C點的過程中，克服摩擦阻力做的功W。24.如圖所示，一質(zhì)量m=1kg的小物塊放在水平地面上A點，A點與豎直墻面的距離為x=2m，物塊與地面間的動摩擦因數(shù)μ=0.8。若小物塊從A點以v0=9m/s的初速度向正對墻面方向運動，在與墻壁碰撞后以v2=6m/s的速度反彈。小物塊可視為質(zhì)點，g取10m/s2。（1）求小物塊在地面上運動時的加速度大小a；（2）求小物塊與墻壁碰撞前的速度大小v1；（3）若碰撞時間為t=0.1s，求碰撞過程中墻與物塊間平均作用力的大小F。25.如圖甲所示，一根輕質(zhì)彈簧上端固定在天花板上，下端掛一小球（可視為質(zhì)點），彈簧處于原長時小球位于O點。將小球從O點由靜止釋放，小球沿豎直方向在OP之間做往復(fù)運動，如圖乙所示。小球運動過程中彈簧始終處于彈性限度內(nèi)。不計空氣阻力，重力加速度為g。（1）在小球運動的過程中，經(jīng)過某一位置A時動能為Ek1，重力勢能為EP1，彈簧彈性勢能為E彈1，經(jīng)過另一位置B時動能為Ek2，重力勢能為EP2，彈簧彈性勢能為E彈2。請根據(jù)功是能量轉(zhuǎn)化的量度，證明：小球由A運動到B的過程中，小球、彈簧和地球組成的物體系統(tǒng)機械能守恒；（2）已知彈簧勁度系數(shù)為k。以O(shè)點為坐標原點，豎直向下為x軸正方向，建立一維坐標系O-x，如圖乙所示。a.請在圖丙中畫出小球從O運動到P的過程中，彈簧彈力的大小F隨相對于O點的位移x變化的圖象。根據(jù)F-x圖象求：小球從O運動到任意位置x的過程中彈力所做的功W，以及小球在此位置時彈簧的彈性勢能E彈；（設(shè)彈簧在原長時彈性勢能為0）b.已知小球質(zhì)量為m。求小球運動過程中瞬時速度最大值的大小v。

參考答案12345678910BCACCBBDBD11121314151617181920ADCBDBDBCADBDBC21.（1）C（2）AB（3）mgsB（4）大于；重物和紙帶克服摩擦力和空氣阻力做功，有一部分重力勢能轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能。（5）C22.解：（1）由線速度定義可得（2）設(shè)“天問一號”的質(zhì)量為m，引力提供向心力有 得 （3）忽略火星自轉(zhuǎn)，火星表面質(zhì)量為的物體，其所受引力等于重力得