高一年级20-21学年第二学期期中考试物理试卷

高一年级20-21学年第二学期期中考试
（考试总分：100 分 考试时长： 0 分钟）
一、 单选题 （本题共计8小题，总分32分）
1.（4分）1. 质量为1.5×103 kg 的汽车在水平路面上匀速行驶，速度为20 m/s ，受到的阻力大小为1.8×103
N ．此时，汽车发动机输出的实际功率是( )
A ．90 W
B ．30 kW
C ．36 kW
D ．300 kW
2.（4分）2.如图所示，PQS 是固定于竖直平面内的光滑的1
4圆周轨道，圆心O 在S 的正上方．在O 和P 两点各有一个质量为m 的小物块a 和b ，从同一时刻开始，a 自由下落，b 沿圆弧下滑．以下说法正确的是( )
A ．a 比b 先到达S ，它们在S 点的动量不相等
B ．a 与b 同时到达S ，它们在S 点的动量不相等
C ．a 比b 先到达S ，它们在S 点的动量相等
D ．b 比a 先到达S ，它们在S 点的动量相等
3.（4分）3.如图所示，质量为m 的物体静放在水平光滑平
台上，系在物体上的绳子跨过光滑的定滑轮由地面以速度v 0向右匀速走动的人拉着，设人从地面上且从平台的边缘开始向右行至绳和水平方向成30°角
处，在此过程中人所做的功为( ) A ．1
2mv 02 B ．mv 02 C ．2
3mv 02 D ．3
8mv 02
4.（4分）4.将质量为2m 的重物悬挂在轻绳的一端，轻绳的另一端系一质量为m 的小环，小环套在竖直
固定的光滑直杆上，光滑定滑轮与直杆的距离为d ，杆上的A 点与定滑轮等高，杆上的B 点在A 点下方距离A 为d 处。

现将环从A 处由静止释放，不计一切摩擦阻力，下列说法正
确的是( )
A ．环到达
B 处时，重物上升高度h =d
2
B ．环到达B 处时,环与重物的速度大小之比为√2
2 C ．环从A 到B ，环减小的机械能大于重物增加的机械能 D ．环能下降的最大高度为4
3d
5.（4分）5.总质量为M 的火箭以速度v 0水平飞行，若火箭向后喷出质量为m 的气体，气体相对火箭的速
度大小为u ，则火箭的速度变为（ ）
A.
Mv 0−mu M−m
B.
Mv 0+mu M−m
C.
Mv 0+mu
M
D.
Mv 0−mu
M
6.（4分）6．如图所示，已知地球半径为R ，甲乙两颗卫星绕地球运动。

卫星甲做匀速圆周运动，其轨道
直径为4R ，C 是轨道上任意一点；卫星乙的轨道是椭圆，椭圆的长轴长为6R ，A 、B 是轨道的近地点和远地点。

不计卫星间相互作用，下列说法正确的是（ ） A ．卫星甲在C 点的速度一定小于卫星乙在B 点的速度 B ．卫星甲的周期大于卫星乙的周期
C ．卫星甲在C 点的速度一定小于卫星乙在A 点的速度
D ．在任意相等的时间内，卫星甲与地心的连线扫过的面积一定等于卫星乙与地心的连线扫过的面积
7.（4分）7.超强台风在沿海登陆时，其风力可达到17级，对固定建筑物破坏程度非常巨大。

请你根据所
学物理知识推算固定建筑物所受风力(空气的压力)与风速(空气流动速度)大小关系，假设某一建筑物垂直风速方向的受力面积为S ，风速大小为v ，空气吹到建筑物上后速度瞬间减为零，空气密度为ρ，风力F 与风速大小v 的关系式为( ) A ．F ＝ρSv
B ．F ＝ρSv 2
C ．F ＝1
2
ρSv 3
D ．F ＝ρSv 3
8.（4分）8．竖直放置的轻弹簧下端固定在地上，上端与质量为m 的钢板连接，钢板处于静止状态。

一
个质量也为m 的物块从钢板正上方h 处的P 点自由落下，打在钢板上并与钢板一起向
下运动x 0后到达最低点Q 。

下列说法正确的是（ ） A ．物块与钢板碰后的速度为√2gℎ B ．物块与钢板碰后的速度为√2gℎ3
C ．从P 到Q 的过程中，弹性势能的增加量为mg(2x 0+ℎ
2
)
D ．从P 到Q 的过程中，弹性势能的增加量为mg （2x 0+h ）
二、 多选题 （本题共计4小题，总分16分）
9.（4分）9．天文学家观测到一个双星系统由主星α和伴星β构成,其主星α不断向外喷射物质,使其质量
不断减小。

假设该双星系统演化的初期,它们之间的距离不变,它们运动的轨道近似为圆轨道,伴星β的质量不变。

则在演化初期,该双星系统 ( ) A.做圆周运动的周期将不断增大 B.做圆周运动的周期将不断减小 C.主星α的轨道半径不断变大 D.伴星β的线速度不断变大
10.（4分）10．在一光滑水平桌面上放一长为L 的木块M ，今有A 、B 两颗子弹沿同一直线分别以水平速
度v a 和v b 从两侧同时射入木块. 已A 、B 两颗子弹嵌入木块中的深度分别为d A 和d B ，且d A <d B ，d A +d B < L ，在此过程中木块对A 、B 两子弹的阻力大小相等，且木
块始终保持静止，如图. 则A 、B 两子弹在射入木块前（ ） A ．A 的速度v a 小于B 的速度v b B ．A 的质量大于B 的质量 C ．A 的动量大于B 的动量 D ．A 的动能大于B 的动能
11.（4分）11. 绷紧的传送带与水平方向夹角为37°，传送带的v-t 图像如图所示。

t ＝0时刻质量为1 kg
的楔形物体从B 点滑上传送带并沿传送带向上做匀速运动，2 s 后开始减速，在t ＝4 s 时物体恰好到达最高点A 点。

重力加速度为10 m/s 2。

对物体从B 点运动到A 点的过程中，下列说法正确的是(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)( )
A ．物体与传送带间的动摩擦因数为0.75
B ．物体的重力势能增加48 J
C ．摩擦力对物体做功为12 J
D ．物体在传送带上运动过程中产生的热量为12 J
12.（4分）12．如图，在光滑的水平面上有一个长为L 的木板，小物块b 静止在木板的正中间，小物块a
以某一初速度v 0从左侧滑上木板。

已知物块a 、b 与木板间的摩擦因数分别为μa 、μb ，木块与木板质量均为m ，a 、b 之间的碰撞无机械能损失，滑动摩擦力等于最大静摩擦力。

下列说法正确的是（ ） A ．若没有物块从木板上滑下，则无论v 0
多大整个过程摩擦生热均为2
013
mv B ．若
22
a
b a μμμ<≤，则无论v 0多大，a 都不会从木板上滑落
C ．若03
2
a v gL μ≤
，则ab 一定不相碰 D ．若2b a μμ>，则a 可能从木板左端滑落
三、 实验题 （本题共计2小题，总分12分）
13.（6分）13．气垫导轨装置如图所示，为验证机械能守恒定律，定滑轮下悬挂质量为m 的钩码A ，质量
为M 的滑块B 上遮光条宽度为d ，实验时，滑块由静止释放，分别测得遮光条通过光电门1、2的时间为Δt 1和Δt 2，两光电门中心之间的距离为L 。

(1)用游标卡尺测量遮光条宽度,其读数为d= cm ；
(2)在钩码从静止开始释放后,验证A 、B 组成的系统机械能守恒的表达式为 ;在钩码从静止开始释放到滑块经过光电门2时绳子拉力对滑块B 做的功为 (用题目所给物理量的符号表示)。

14.（6分）14．在实验室里为了验证动量守恒定律，一般采用如图甲、乙两种装置：
(1)若入射小球质量为m 1，半径为r 1；被碰小球质量为m 2，半径为r 2，则要求 ．
A ．m 1>m 2，r 1>r 2
B ．m 1>m 2，r 1<r 2
C ．m 1>m 2，r 1＝r 2
D ．m 1<m 2，r 1＝r 2
(2)设入射小球的质量为m 1，被碰小球的质量为m 2，则在用甲装置实验时，验证动量守恒定律的公式为 (用装置图中的字母表示)．
(3) 若采用乙装置进行实验，以下所提供的测量工具中必须有的是 ． A ．毫米刻度尺 B ．游标卡尺 C ．天平 D ．弹簧秤 E ．秒表
(4)在实验装置乙中，若小球和斜槽轨道非常光滑，则可以利用一个小球验证小球在斜槽上下滑过程中的机械能守恒．这时需要测量的物理量有：小球静止释放的初位置到斜槽末端的高度差h 1，小球从斜槽末端水平飞出后做平抛运动到地面的水平位移s 、竖直下落高度h 2.则所需验证的关系式为 ．(不计空气阻力，用题中的字母符号表示)
四、 计算题 （本题共计4小题，总分40分）
15.（8分）15．（8分）宇航员在某星球表面的某一高度处，沿水平方向抛出一小球，经过时间t 落到星球
表面，测出抛出点与落地点距离为L ，若抛出的初速度变为原来的2倍，测出抛出点与落地点间距离为L 3，已知两落地点在同一平面，该星球半径为R ，引力常量为G ，求星球质量．
16.（10分）16.（10分）如图所示，甲车质量m 1＝m ，在车上有质量为M ＝2m 的人，甲车(连同车上的
人)从足够长的斜坡上高h 处由静止滑下，到水平面上后继续向前滑动，此时质量m 2＝2m 的乙车正以v 0的速度迎面滑来，已知h ＝2v 02g ，为了使两车不可能发生碰撞，当两车相距适当距离时，人从甲车跳上乙
车，试求人跳离甲车的水平速度(相对地面)应满足什么条件？不计地面和
斜坡的摩擦，小车和人均可看作质点．
17.（10分）17.（10分）如图所示，竖直面内光滑圆弧轨道最低点C 与水
平面平滑连接，圆弧轨道半径为R ，圆弧所对圆心角为60°，水平面上B 点左侧光滑，右侧粗糙．一根轻
弹簧放在水平面上，其左端连接在固定挡板上，右端自由伸长到B点．现将质量为m的物块放在水平面上，并向左压缩弹簧到位置A，由静止释放物块，物块被弹开后刚好不滑离圆弧轨道，已知物块与BC段间的动摩擦因数为0.5，BC段的长度也为R，重力加速度为g，不考虑物块大小．求：
(1)物块运动到圆弧轨道C点时，对轨道的压力大小；
(2)物块最终停下的位置离C点的距离；
(3)若增大弹簧的压缩量，物块由静止释放能到达与O等高的高度，则压缩弹簧时，弹簧的最大弹性势能为多大．
18.（12分）18．（12分）某种弹射装置的示意图如图所示，光滑的水平导轨MN右端N处与倾斜传送带理想连接，传送带长度L＝15 m，传送带以恒定速度v＝5 m/s顺时针转动，三个质量均为m＝1 kg的滑块A、B、C置于水平导轨上，滑块B、C之间有一段轻弹簧刚好处于原长，滑块B与轻弹簧连接，滑块C未连接弹簧，滑块B、C处于静止状态且离N点足够远，现让滑块A以初速度v0＝6 m/s沿滑块B、C连线方向向滑块B运动，滑块A与B碰撞后粘合在一起，碰撞时间极短．滑块C脱离弹簧后滑上倾角θ＝37°的传送带，并从顶端沿传送带方向滑出斜抛落至地面上．已知滑块C与传送带之间的动摩擦因数μ＝0.8，取重力加速度g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.求：
(1)滑块A、B碰撞时损失的机械能；
(2)滑块C刚滑上传送带时的速度；
(3)滑块C在传送带上因摩擦产生的热量Q.
答案
一、 单选题 （本题共计8小题，总分32分） 1.（4分）C 2.（4分）A 3.（4分）D 4.（4分）D 5.（4分）C 6.（4分）C 7.（4分）B 8.（4分）C
二、 多选题 （本题共计4小题，总分16分） 9.（4分）AC 10.（4分）AB 11.（4分）AD 12.（4分）ABD
三、 实验题 （本题共计2小题，总分12分） 13.（6分）13．答案 (1)0.860 (2)mgL=d 2
2(m+M )
1Δt 2
2
−
1Δt 1
2
W=12M
d Δt 2
2
解析 (1)游标卡尺的主尺读数为8 mm,游标读数为0.05×12 mm =0.60 mm,则最终读数为8.60 mm,即为0.860 cm
(2)滑块通过两光电门的瞬时速度为v 1=
d
Δt 1 v 2=
d
Δt 2
系统动能的增加量 ΔE k =1
2(M+m )(v 22−v 12)=d 2
2(M+m )1Δt 2
2
−1
Δt
12
系统重力势能的减小量为 ΔE p =mgL
则需验证的机械能守恒的表达式为mgL=d 2
2(M+m )
1Δt 22
−1
Δt
12
对滑块B ,根据动能定理可得W=1
2Mv 22 可得绳子拉力对滑块B 做的功W=1
2M
d Δt 2
2
14.（6分）14．答案 (1)C
(2)m 1OP ＝m 1OM ＋m 2O ′N
(3)AC
(4)s 2＝4h 1h 2(其他合理形式均可)
四、 计算题 （本题共计4小题，总分40分） 15.（8分）15．(8分)
答案：
解析：设星球的质量为M ，物体平抛的高度为h ，平抛的初速度为v 0. 根据位移关系L 2＝(v 0t )2＋h 2 ……………………………… （1分） (
L )2＝(2v 0t )2＋h 2 ………………………………（1分）
根据运动学公式：h ＝gt 2 ………………………………（1分） 根据牛顿第二定律有：＝mg ………………………………（2分） 代入数据解得：M ＝
. ……………………………… （3分）
16.（10分）16.（10分）
答案：135v 0≤v ≤113
v 0
解析：设甲车(包括人)滑下斜坡后速度v 1，由机械能守恒定律得
1
2
(m 1＋M )v 12＝(m 1＋M )gh 得：v 1＝2gh ＝2v 0 ………………………… （2分） 设人跳出甲车的水平速度(相对地面)为v ，在人跳离甲车和人跳上乙车过程中各自动量守恒，设人跳离甲车和跳上乙车后．两车的速度分别为v ′1和v ′2，则
人跳离甲车时：(M ＋m 1)v 1＝Mv ＋m 1v ′1 即(2m ＋m )v 1＝2mv ＋mv ′1① 人跳上乙车时：Mv －m 2v 0＝(M ＋m 2)v ′2 即(2m ＋2m )v ′2＝2mv －2mv 0②
解得v ′1＝6v 0－2v ③ ……………………………… （2分）
v ′2＝12v －1
2v 0④ ……………………………… （2分）
两车不可能发生碰撞的临界条件是：v ′1＝±v ′2
当v ′1＝v ′2时，由③④解得v ＝13
5
v 0 ………………………………（1分）
当v ′1＝－v ′2时，由③④解得v ＝11
3v 0 ………………………………（1分）
故v 的取值范围为：135v 0≤v ≤11
3
v 0 .………………………………（2分）
17.（10分）17．（10分）
答案 (1)2mg (2)R (3)5
3
mgR
解析：(1)设物块第一次到达C 点时速度为v 1，由于物块刚好能到达D 点，根据机械能守恒有 1
2mv 12＝
mg (R －R cos 60°)， 解得v 1＝gR ……………………（1分）
在C 点，由牛顿第二定律得：F －mg ＝m v 12
R ， 解得F ＝2mg ………………（1分）
根据牛顿第三定律可知，物块在C 点对轨道的压力大小为2mg . ………………（1分） (2)设物块第一次从C 点返回后直到停止运动，在BC 段上运动的路程为x ，根据功能关系 μmgx ＝mg (R －R cos 60°) ………………………………………………（2分） 解得x ＝R ，因此物块刚好停在B 点，离C 点的距离为R . ……………………（1分） (3)设物块运动到D 点的速度为v D ，从D 点抛出后，竖直方向的分速度为v y ＝v D sin 60° v y 2＝2gR cos 60°，
解得v D ＝
4
3
gR ………………………………………………（2分） 根据能量守恒有E p ＝μmgR ＋mg (R －R cos 60°)＋1
2
mv D 2，
解得E p ＝5
3
mgR . ………………………………………………（2分）
18.（12分）18．（12分）
答案 (1)9 J (2)4 m/s (3)8 J
解析 (1)A 与B 位于光滑的水平面上，系统在水平方向的动量守恒，设A 与B 碰撞后共同速度为v 1，选取向右为正方向，对A 、B 有：
mv 0＝2mv 1 …………………………………………… …（1分） 碰撞时损失的机械能为：ΔE ＝12mv 02－1
2×2mv 12………………………………………（1分）
解得ΔE ＝9 J. ………………………………………（2分） (2)设A 、B 碰撞后，弹簧第一次恢复原长时AB 的速度为v B ，C 的速度为v C ，
由动量守恒定律得：2mv 1＝2mv B ＋mv C ………………………………………………（1分） 由机械能守恒定律得：12×2mv 12＝12×2mv B 2＋1
2mv C 2……………………………………（1分）
解得：v C ＝4 m/s. ………………………………………………（2分） (3)C 以v C 滑上传送带，假设匀加速直线运动位移为x 时与传送带共速，由运动学公式有： a 1＝μg cos θ－g sin θ＝0.4 m/s 2；
v 2－v C 2＝2a 1x ；
联立解得x ＝11.25 m<L 加速运动的时间为t ，有：v ＝v C ＋a 1t 所以相对位移Δx ＝vt －x
代入数据得：Δx ＝1.25 m ………………………………………………（2分） 摩擦生热Q ＝μmg cos θ·Δx ＝8 J. ………………………………………………（2分）。