安徽省芜湖市2020-2021学年高一下学期物理期末考试试卷

更新时间：2024-07-13 浏览次数：126 类型：期末考试

一、单选题

1. (2021高一下·芜湖期末) 牛顿以他伟大的工作把天空中的现象和地面的现象统一起来，成功地解释了天体运动的规律，时至今日，上千颗人造卫星正在按照万有引力定律为它们设定的轨道绕地球运转着，下列说法中正确的是（　　）

A . 第谷通过观察行星的运动，得出了行星的运动规律，他认为行星的轨道都是椭圆 B . 开普勒通过对行星运动规律的研究，总结出了万有引力定律 C . 卡文迪什利用扭秤装置测出了万有引力常量的数值 D . 牛顿利用万有引力定律“称量"出地球的质量

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2. (2021高一下·芜湖期末) 芜湖轨道交通1号线长30.41km，目前完成热滑试验，进入调试阶段，为轨道交通正式运营做最后的准备工作。如图所示，是一辆正在转弯的轻轨列车，对于车内座椅上的一名乘客一定发生变化的物理量是（　　）

A . 乘客受到的合外力大小 B . 乘客的速度 C . 乘客的动能 D . 乘客的重力势能

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3. (2021高一下·芜湖期末) 以下关于做功与能量转化关系的说法，正确的是（　　）

A . 物体受到的合力对物体做了多少功，物体就具有多少机械能 B . 摩擦力一定对物体做负功，导致物体机械能一定减少 C . 在物体的机械能减少的过程中，动能有可能是增大的 D . 物体除受重力外，还受其他力，若其他力不做功，则物体的动能一定不变

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4. (2021高一下·芜湖期末) 2020年7月31日上午，北斗三号全球卫星导航系统正式开通。北斗系统是中国着眼于国家安全和经济社会发展需要。自主建设独立运行的卫星导航系统。如图所示，a、b、c 是北斗卫星导航系统中的3颗卫星，质量分别为m_a、m_b、m_c ，且m_a> m_b>m_c。下列说法正确的是（　　）

A . 卫星b与卫星c受到地球的万有引力相同 B . 卫星b加速可以追上卫星c C . 三颗卫星的绕行周期三次方与轨道半径二次方比值相同 D . 卫星a的绕行速度大于卫星b的绕行速度，卫星b与卫星c的绕行周期相同

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5. (2021高一下·芜湖期末) 如图（1）所示是芜湖方特四期东方神话游戏项目——旋转飞椅，飞椅从静止开始缓慢转动，经过一小段时间，坐在飞椅上的游客的运动可以看作匀速圆周运动。整个装置可以简化为如图（2）所示的模型。忽略空气阻力，设细绳与竖直方向的夹角为 $\text{[math]}$ ，下列说法中正确的是（　　）

A . $\text{[math]}$ 角越大，游客的向心加速度就越大 B . 飞椅受到重力、绳子拉力和向心力作用 C . 只要线速度足够大，绳子拉力可能等于飞椅和人的总重力 D . 飞椅运动的周期随着 $\text{[math]}$ 角的增大而增大

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6. (2021高一下·芜湖期末) 2020年11月28日芜湖宣州机场迎来首架飞机，这标志着芜湖宣州机场正式进入投产校验飞行阶段。如图所示，校飞飞机落地后，两辆消防车停在滑行道两侧，利用顶炮对射形成一个“水门”，飞机穿过“水门”，这就是民航的最高欢迎礼仪——“水门"仪式。若两列水柱在最高点水平相遇，相遇时速度大小均为15 m/s，最高点离炮口的竖直高度均为20 m。水在空中运动过程中视为只受重力作用，则水从炮口（　　）

A . 到最高点的运动时间为1.33 s B . 到最高点的水平位移为40 m C . 喷射的速度大小为25 m/s D . 喷射的方向与水平方向夹角为30°

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7. (2021高一下·芜湖期末) 如图所示，质量为m的小球在竖直平面内的光滑圆轨道内做圆周运动。圆轨道半径为R。小球经过最高点时刚好不脱离圆轨道。则其通过最高点时。以下说法错误的是（　　）

A . 小球对圆环的压力大小等于mg B . 小球受到的向心力等于重力 C . 小球的线速度大小等于 $\text{[math]}$ D . 小球的向心加速度大小等于g

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8. (2021高一下·芜湖期末) 某汽车总质量为m，发动机的功率为P时在平直公路上以速度v₀匀速行驶。驾驶员减小油门进入限速区，汽车功率立即减小到 $\text{[math]}$ 并保持该功率继续行驶。假设汽车行驶过程中所受阻力大小不变，从驾驶员减小油门开始。汽车的速度v与时间t的关系如图所示。则在0-t₁时间内，下列说法正确的是（　　）

A . 汽车受到的阻力大小为 $\text{[math]}$ B . t₁时刻汽车的速度大小 $\text{[math]}$ C . t=0时，汽车所受牵引力大小为 $\text{[math]}$ D . t=0时，汽车的加速度大小为 $\text{[math]}$

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9. (2021高一下·芜湖期末) 2020年7月23日，我国在海南文昌发射中心成功发射“天问一号”火星探测器。假设“天问一号”绕火星做匀速圆周运动，除了引力常量外，至少还需要两个物理量才能计算出火星的质量，这两个物理量可以是“天问一号”的（　　）

A . 运行周期和轨道半径 B . 质量和轨道半径 C . 质量和角速度 D . 运行周期和角速度

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10. (2021高一下·芜湖期末) 假设遥远的未来，人类成功移民到了某颗未知的新行星，并适应了新行星上的生活。若新行星的半径为地球半径的2倍，绕新行星表面以其第一宇宙速度飞行的人造卫星的周期，也是地球相应卫星周期的2倍，忽略星球自转的影响，则（　　）

A . 新行星的第一宇宙速度为地球第一宇宙速度的2倍 B . 新行星表面的重力加速度为地球表面重力加速度的 $\text{[math]}$ C . 新行星的质量为地球质量的4倍 D . 新行星的密度与地球的密度相同

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11. (2021高一下·芜湖期末) 2021年2月15日17时，我国首次火星探测任务“天问一号"探测器成功实施“远火点平面轨道调整"。图为该过程的示意图，图中虚线轨道所在平面与实线轨道所在平面垂直，探测器由远处经A点进入轨道1，经B点进人轨道2，经C点进人轨道3。再经C点进入轨道4。上述过程仅在点A、B、C启动发动机点火，A、B、C、D、E各点均为各自所在轨道的近火星点或远火星点，各点间的轨道均为椭圆。则探测器（　　）

A . 经过E点的机械能大于D点的机械能 B . 经过E点的速度一定大于火星的第一宇宙速度 C . 由轨道2进入轨道3需在C点启动发动机点火减速 D . 从A点运行到B点的时间小于在轨道2上从B点运行到C点的时间

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二、多选题

12. (2021高一下·芜湖期末) 如图所示，将一个大小为50N与水平方向成60°角的力F作用在一个质量为8kg的物体上，物体沿水平地面匀速前进了8m，下面关于物体所受各力做功说法正确的是（　　）

A . 力F对物体做功为400J B . 摩擦力对物体做功为200J C . 物体克服摩擦力做功200J D . 合力做功为0

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13. (2021高一下·芜湖期末) 如图甲所示，物体以一定的初速度从倾角 $\text{[math]}$ =37°的斜面底端沿斜面向上运动，上滑的最大高度为3.0m。选择地面为参考平面，上滑过程中，物体的机械能E随物体离地面高度h的变化关系如图乙所示。则（　　）

A . 物体与斜面之间的动摩擦因数 $\text{[math]}$ =0.50 B . 物体的质量 $\text{[math]}$ C . 物体上滑过程中的加速度大小a=1m/s² D . 物体回到斜面底端时的动能E=10J

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14. (2021高一下·芜湖期末) 如图所示，在距水平地面高为0.4m处，水平固定一根长直光滑杆，在杆上P点固定一定滑轮，滑轮可绕水平轴无摩擦转动，在P点的右侧，杆上套有一质量m=2kg的小球A。半径R=0.3m的光滑半圆形细轨道竖直的固定在地面上，其圆心O在P点的正下方，在轨道上套有一质量也为m=2kg的小球B。用一条不可伸长的柔软细绳，通过定滑轮将两个小球连接起来，杆和半圆形轨道在同一竖直面内，两小球均可看作质点，且不计滑轮大小的影响。现给小球A一个水平向右的恒力F=50N，（g=10m/s²），则（）

A . 当小球B运动到C处时小球A的动能为20J B . 小球B运动到C处时的速度大小为 $\text{[math]}$ m/s C . 小球B被拉到与小球A速度大小相等时，sin∠OPB= $\text{[math]}$ D . 小球B从地面运动到C处的过程中，小球B的动能增加了6J

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三、填空题

15. (2021高一下·芜湖期末) 走时准确的电子钟分针与时针的角速度之比为；若分针的长度是时针长度的1.5倍，则分针针尖的线速度是时针针尖线速度大小的倍。

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16. (2021高一下·芜湖期末) 以v₀的水平速度抛出一物体，不计空气阻力，重力加速度为g，当其水平分位移与竖直分位移大小相等时物体在这一过程经历的时间；此时物体速度大小v= 。

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17. (2021高一下·芜湖期末) 已知地球质量约是月球质量的81倍，地球半径约为月球半径的4倍。月球表面与地球表面重力加速度大小之比为；地球上近地卫星的环绕速度约为7.9 km/s，月球上近月卫星环绕速度约为。

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18. (2021高一下·芜湖期末) 质量为2kg的物体，放在动摩擦因数 $\text{[math]}$ 的水平地面上，在水平拉力F的作用下，由静止开始运动，拉力做功的W和物体位移s之间的关系如图所示，则在0～1m内水平拉力F=N，在0～3m过程中拉力的最大功率为P=W。（ $\text{[math]}$ m/s²）

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四、实验题

19. (2021高一下·芜湖期末) 为了研究物体的平抛运动，可做下面的实验∶如图1所示，用小锤打击弹性金属片，A球就水平飞出；同时B球被松开，做自由落体运动。两球同时落到地面。把整个装置放在不同高度，重新做此实验，结果两小球总是同时落地。此实验说明了A球在竖直方向分运动是运动。某同学接着研究事先描出的小钢球做平抛运动的轨迹。以抛出点为坐标原点O，取水平向右为x轴，竖直向下为y轴，如图2所示。在轨迹上任取点A和B。坐标分别为 $\text{[math]}$ 和B $\text{[math]}$ ，使得 $\text{[math]}$ ，则必须有x₁∶x₂=，才说明A球在水平方向分运动是匀速直线运动。

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20. (2021高一下·芜湖期末) 某实验小组在做“验证机械能守恒定律”的实验时，提出了如图1所示的甲，乙两种方案。甲方案为利用重物自由落体运动进行实验，乙方案为利用小车在斜面上下滑进行实验。
1. （1）该小组同学对两种方案进行了深入的讨论分析，最终确定了一个大家认为误差相对较小的方案，你认为该小组应选择的方案是，理由是。
2. （2）若该小组采用甲方案的装置。
  ①完成该实验时，其中一个重要的步骤是，接通电源释放纸带，则如图2所示操作合理的是；
  
  ②用此装置打出了一条纸带如图3所示，相邻两点之间的时间间隔为0.02s，则根据纸带可计算出B点的速度大小为m/s；（结果保留三位有效数字）。
  
  ③该小组同学根据纸带算出了相应点的速度，作出的 $\text{[math]}$ 图像如图4所示。根据图像可计算出重物下落的加速度a= m/s²；（结果保留三位有效数字）
  
  ④如果某次实验时，发现动能的增加量略大于重力势能的减小量，请分析出现这种现象的原因可能为（填序号）。
  
  A．在测量重锤质量时测量的不准确
  
  B．所使用的交流电源的实际频率小于50Hz
  
  C．所使用的交流电源的实际频率大于50Hz
  
  D．摩擦力或阻力太大
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五、解答题

21. (2021高一下·芜湖期末) 一人一猴玩杂技，如图所示直杆AB长6 m，猴子在直杆上由A向B匀速向上爬，同时人用鼻子顶着直杆由静止水平匀加速运动。在10 s内，猴子由A运动到B，而人也由甲位置运动到了乙位置。已知x=4 m，求：
1. （1）猴相对地面的轨迹是直线还是曲线；
2. （2） 10s末猴相对地面的位移大小；
3. （3） 10s末猴相对地面的速度大小。
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22. (2022高一下·龙泉驿期中) 已知地球质量为M，半径为R，自转周期为T，引力常量为G。如图所示，A为在地面附近绕地球做匀速圆周运动的卫星，B为地球的同步卫星。
1. （1）求卫星A运动的速度大小v；
2. （2）求卫星B到地面的高度h。
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23. (2021高一下·芜湖期末) 随着航天技术的不断发展，宇航员可以乘航天器登陆一些未知星球。一名宇航员在登陆某星球后为了测量此星球的质量进行了如下实验∶他让一小钢球从距离星球表面h处由静止释放，测得小钢球落回星球表面的时间为t。此前通过天文观测测得此星球的半径为R，已知万有引力常量为G，不计小钢球下落过程中的气体阻力。求∶
1. （1）此星球表面的重力加速度g
2. （2）此星球的质量M；
3. （3）若距此星球表面高H的圆形轨道有一颗卫星绕它做匀速圆周运动，求卫星的运行周期T。
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24. (2021高一下·芜湖期末) 2020年7月23日，我国成功发射了天问一号火星探测器（简称“天问一号”），天问一号从地球发射升空顺利送入预定轨道，然后沿地火转移轨道飞向火星并被火星“捕获”。某同学忽略了天问一号进入地火转移轨道后受到的地球和火星的引力影响，并构建了一个如图所示的理想化的“物理模型”：火星和地球的公转轨道均视为圆轨道，天问一号从地球出发时恰好位于地火转移椭圆轨道的近日点位置，被火星“捕获”时恰好到达椭圆轨道远日点位置，中间过程仅在太阳引力作用下运动。已知火星的公转轨道半径为地球公转轨道半径的1.5倍，地球公转周期（1年）均分为12月，根据该理想模型，请帮助该同学求出：（取 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ）
1. （1）天问一号在地火转移轨道上运行的时间（以月为单位）；
2. （2）天问一号从地球出发进入地火转移轨道时日地连线与日火连线的夹角 $\text{[math]}$ 。
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25. (2021高一下·芜湖期末) 如图所示，AB为固定在竖直平面内的 $\text{[math]}$ 光滑圆弧轨道，轨道的B点与水平地面相切，其半径为R，质量为m的小滑块由A点静止释放，求：
1. （1）小滑块滑到最低点B时的速度大小；
2. （2）小滑块刚到达最低点B时，对轨道压力大小；
3. （3）若BC段为粗糙水平面，长为s，小滑块运动到C点时刚好静止，则滑块与地面间的动摩擦因数为多少？
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26. (2022高一下·芜湖期末) 如图所示，光滑水平面AB与竖直面内的粗糙半圆形导轨在B点相接，导轨半径为R。一个质量为m的物体将弹簧压缩至A点后由静止释放，在弹力作用下物体获得某一向右速度后脱离弹簧，它经过B点的速度为v₁ ，之后沿半圆形导轨运动，恰好能运动到最高点C，重力加速度为g。求：
1. （1）弹簧压缩至A点时的弹性势能E_p；
2. （2）物体沿半圆形轨道运动过程中阻力所做的功W_f；
3. （3）物体离开C点，落至水平面时距B点的距离x。
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27. (2021高一下·芜湖期末) 如图所示，质量为 $\text{[math]}$ 的长木板静止在水平地面上，与地面间的动摩擦因数为 $\text{[math]}$ ，其右端有一固定的、光滑的半径 $\text{[math]}$ 的四分之一圆弧轨道(接触但无黏连)，长木板上表面与圆弧面的最低点等高，长木板的左侧有一个同样的固定的圆弧轨道，长木板左端与左侧圆弧轨道的右端相距 $\text{[math]}$ 。现有质量为 $\text{[math]}$ 的小滑块从距长木板右端 $\text{[math]}$ 处，以 $\text{[math]}$ 的初速度开始向右运动，小滑块与长木板间的动摩擦因数为 $\text{[math]}$ ，重力加速度取 $\text{[math]}$ 。求：
1. （1）小滑块 $\text{[math]}$ 第一次离开右侧圆弧轨道后还能上升的最大高度；
2. （2）为了使 $\text{[math]}$ 不从 $\text{[math]}$ 上滑下， $\text{[math]}$ 的最短长；
3. （3）若长木板长度取第(2)问中的最短长度，在整个运动过程中，小滑块 $\text{[math]}$ 与长木板m₁之间所产生的摩擦热。
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