重慶市南開(kāi)中學(xué)2020-2021學(xué)年高一下學(xué)期期中考試物理試題

重慶南開(kāi)中學(xué)20202021學(xué)年第二學(xué)期高2023級(jí)期中考試物理試題說(shuō)明：本試卷分為第Ⅰ卷和第Ⅱ卷，其中第Ⅰ卷為選擇題；第Ⅱ卷為實(shí)驗(yàn)題和計(jì)算題。滿分120分，考試時(shí)間120分鐘。第Ⅰ卷（選擇題，共60分）一、單項(xiàng)選擇題（以下各小題只有一個(gè)答案符合題目要求，共10小題，每題4分，共40分）下列說(shuō)法正確的是A．牛頓利用扭秤實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量出了萬(wàn)有引力常量，并在此基礎(chǔ)上提出了萬(wàn)有引力定律B．處于平衡狀態(tài)的物體機(jī)械能不一定守恒C．經(jīng)典力學(xué)適用于微觀高速運(yùn)動(dòng)的物體D．一對(duì)相互作用力做功之和一定為零2．下列關(guān)于地球的衛(wèi)星和空間站，說(shuō)法正確的是A．衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，受到恒力的作用B．近地衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度是所有地球衛(wèi)星中最小速度C．在空間站內(nèi)，宇航員沒(méi)有受到重力的作用，處于完全失重的狀態(tài)D．要成功發(fā)射衛(wèi)星，發(fā)射速度至少是7.9km/s3．一艘繞地球飛行的宇宙飛船，經(jīng)歷了從軌道1→軌道2→軌道3的變軌過(guò)程。若軌道1為地球的近地衛(wèi)星軌道，已知引力常量為G，下列說(shuō)法正確的是A．飛船在軌道2上運(yùn)行時(shí)，飛船經(jīng)過(guò)P點(diǎn)（近地點(diǎn)）時(shí)的速度小于飛船經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)（遠(yuǎn)地點(diǎn)）時(shí)的速度B．飛船在軌道1上的機(jī)械能大于飛船在軌道3上的機(jī)械能C．飛船在軌道2上經(jīng)過(guò)P點(diǎn)的加速度大于飛船在軌道1上經(jīng)過(guò)P點(diǎn)的加速度D．若飛船在軌道1上運(yùn)行的周期為T(mén)，則地球的平均密度為4．位于地球123光年之外的天樞是一個(gè)雙星系統(tǒng)。如圖所示,天樞A、天樞B可視為質(zhì)點(diǎn),它們圍繞連線上O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),且AO大于BO,不考慮其他天體的影響。下列說(shuō)法正確的是A．天樞A受到的向心力小于天樞B受到的的向心力B．天樞A的線速度小于天樞B的線速度C．天樞A和天樞B的旋轉(zhuǎn)周期相同D．天樞A的質(zhì)量大于天樞B的質(zhì)量5．如圖所示，M為固定在水平桌面上的有缺口的方形木塊，abcd為圓周的光滑軌道,其半徑為R，a為軌道的最高點(diǎn)，de面水平且有一定長(zhǎng)度。今將質(zhì)量為m的小球從d點(diǎn)正上方h高處?kù)o止釋放，自由下落到d處，然后沿著切線平滑的進(jìn)入圓軌道內(nèi)運(yùn)動(dòng)，不計(jì)空氣阻力，則A．在時(shí)，釋放后小球剛好可以運(yùn)動(dòng)到a點(diǎn)B．改變h的大小，能使小球通過(guò)a點(diǎn)后，既可能落回軌道內(nèi)，又可能落到de面上C．無(wú)論怎樣改變h的大小，都不可能使小球通過(guò)a點(diǎn)后落回軌道內(nèi)D．小球從d到c運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，重力的瞬時(shí)功率不斷變大Oh1h2hEk6．某物體在豎直方向上的拉力和重力作用下，由靜止向上運(yùn)動(dòng)，物體的動(dòng)能隨位移變化的圖像如圖所示，已知段不為零，Oh1h2hEkA．段，合力的瞬時(shí)功率為零的地方有三處B．段，F(xiàn)先增大后減小C．段，重力先做負(fù)功再做正功D．在動(dòng)能最大的瞬間，物體剛好上升到最高點(diǎn)7．某星球因?yàn)樽赞D(zhuǎn)的原因，使得同一物體在赤道的重力大小是其在兩極重力大小的n倍（）.已知該星球的自轉(zhuǎn)角速度為，則該星球的近地衛(wèi)星角速度為A．B．C．D．8．如圖所示，質(zhì)量為m的木塊A和質(zhì)量為2m的木塊B疊放在一起，B通過(guò)輕繩與質(zhì)量C為2m的木塊C相連，三木塊放在水平轉(zhuǎn)臺(tái)上隨轉(zhuǎn)臺(tái)一起繞固C定轉(zhuǎn)軸OO′以角速度ω轉(zhuǎn)動(dòng)，木塊A、B、C與轉(zhuǎn)軸OO′的距離均為L(zhǎng)。A與B間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，B、C與轉(zhuǎn)臺(tái)間的動(dòng)摩擦因數(shù)為2μ。若ω緩慢增大，當(dāng)某木塊最先剛剛要發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，繩子上產(chǎn)生的張力F大小是(取最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度為g)A．0B．μmgC．2μmgD．4μmg9．2018年，探月工程嫦娥四號(hào)任務(wù)“鵲橋”中繼衛(wèi)星成功實(shí)施近月制動(dòng)，進(jìn)入月球至地月拉格朗日轉(zhuǎn)移軌道.“鵲橋”在拉格朗日點(diǎn)L1、L2、L3、L4、L5時(shí)，均可以在月球與地球的共同引力作用下，幾乎不消耗燃料而保持與月球同步繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)。則關(guān)于“鵲橋”在這幾個(gè)可能的拉格朗日點(diǎn)上運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的說(shuō)法中，錯(cuò)誤的是A．“鵲橋”位于L2點(diǎn)時(shí)，繞地球運(yùn)動(dòng)的周期和月球的公轉(zhuǎn)周期相等B．“鵲橋”位于L3點(diǎn)時(shí)，“鵲橋”繞地球運(yùn)動(dòng)的向心加速度大于月球繞地球運(yùn)動(dòng)的向心加速度C．“鵲橋”在L2點(diǎn)所受月球和地球引力的合力比在其余四個(gè)點(diǎn)都要大D．L3和L2到地球中心的距離相等10．固定在地面的斜面上開(kāi)有凹槽，槽內(nèi)緊挨放置六個(gè)半徑均為r的相同小球，各球編號(hào)如圖所示。斜面與水平軌道OA平滑連接，OA長(zhǎng)度為6r。將六個(gè)小球由靜止同時(shí)釋放小球離開(kāi)A點(diǎn)后均做平拋運(yùn)動(dòng)，不計(jì)一切摩擦。則在各小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是A．球1的機(jī)械能守恒 B．六個(gè)球離開(kāi)軌道時(shí)的速度大小各不相同 C．球6離開(kāi)軌道時(shí)的速度最小 D．球2在OA段機(jī)械能不斷增大二、多項(xiàng)選擇題（以下各小題中，至少有兩個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，全部選對(duì)得4分，漏選得2分，選錯(cuò)或未選得0分，共20分）11．以下關(guān)于能量轉(zhuǎn)換的說(shuō)法，正確的是A．物體受到的合力對(duì)物體做了多少功，物體就具有多少機(jī)械能B．在物體的機(jī)械能減少的過(guò)程中，動(dòng)能有可能是增大的C．摩擦力一定對(duì)物體做負(fù)功，導(dǎo)致物體機(jī)械能一定減少D．物體除受重力外，還受其他力，但其他力不做功，則物體的機(jī)械能一定守恒12．如圖所示,水平地面上有一個(gè)半球形大坑,O為球心,AB為沿水平方向的直徑。若在A點(diǎn)以初速度v1沿AB方向向右平拋一小球甲,小球甲將擊中坑內(nèi)的最低點(diǎn)D;若在甲球拋出的同時(shí),在C點(diǎn)以初速度v2沿平行BA方向向左平拋另一小球乙,也恰能擊中D點(diǎn)。已知∠COD=60°,甲球質(zhì)量為乙球質(zhì)量的2倍,不計(jì)空氣阻力,則A．甲、乙兩小球初速度的大小之比B．在擊中D點(diǎn)前的瞬間,重力對(duì)甲、乙兩小球做功的瞬時(shí)功率之比為C．逐漸增大小球甲拋出速度v1的大小,甲球可能垂直撞到坑BCD內(nèi)D．甲、乙兩球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，速度的變化量大小之比為2:113．如圖所示是游樂(lè)園里一種叫旋轉(zhuǎn)飛椅的游樂(lè)設(shè)施的簡(jiǎn)單示意圖．已知飛椅用鋼繩系著，鋼繩上端的懸點(diǎn)固定在頂部水平轉(zhuǎn)盤(pán)上的邊沿處．轉(zhuǎn)盤(pán)繞穿過(guò)其中心的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)．穩(wěn)定后，每根鋼繩(含飛椅及游客)與轉(zhuǎn)軸在同一豎直平面內(nèi)．圖中P、Q兩位乘客懸于同一水平面高度處的圓周上，P所在鋼繩的長(zhǎng)度大于Q所在鋼繩的長(zhǎng)度，鋼繩與豎直方向的夾角分別為θ1、θ2.不計(jì)鋼繩的重力．下列判斷正確的是A．P、Q兩個(gè)飛椅的線速度大小相同B．無(wú)論兩個(gè)游客的質(zhì)量關(guān)系如何，θ1一定大于θ2C．如果兩個(gè)游客的質(zhì)量相同，則有θ1等于θ2D．兩個(gè)游客做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心不在游樂(lè)設(shè)施中心的豎直軸上14．如圖所示，水平傳送帶以速度v1=2m/s向右勻速運(yùn)動(dòng)，小物體P、Q質(zhì)量均為1kg，由通過(guò)定滑輪且不可伸長(zhǎng)的輕繩相連，t=0時(shí)刻P在傳送帶左端具有向右的速度v2=5m/s，P與定滑輪間的繩水平，不計(jì)定滑輪質(zhì)量和摩擦。小物體P與傳送帶之間動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2，傳送帶長(zhǎng)度L=6m，繩足夠長(zhǎng)，g=10m/s2。關(guān)于小物體P的描述正確的是A．小物體P離開(kāi)傳送帶時(shí)速度大小為m/sB．小物體P在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為5sC．小物體P將從傳送帶的左端滑下傳送帶D．小物體P在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程中，合外力對(duì)它做的功為15．如圖所示，滑塊A、B的質(zhì)量均為m，A套在固定傾斜直桿上，傾斜直桿與水平面成45°角，B套在固定水平直桿上，兩直桿分離不接觸，兩直桿間的距離忽略不計(jì)且桿足夠長(zhǎng)，A、B通過(guò)鉸鏈用長(zhǎng)度為L(zhǎng)的剛性輕桿(初始時(shí)輕桿與水平面成30°角)連接，A、B從靜止釋放，B沿水平面向右運(yùn)動(dòng)，不計(jì)一切摩擦，滑塊A、B均視為質(zhì)點(diǎn)，重力加速度為g,在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是A．當(dāng)A到達(dá)與B同一水平面時(shí)vA＝eq\f(\r(2),2)vBB．當(dāng)A到達(dá)與B同一水平面時(shí)，A的速度為eq\r(\f(gL,3))C．滑塊B到達(dá)最右端時(shí)，A的速度為vA＝eq\r(（1＋\r(2)）gL)D．滑塊B的最大動(dòng)能為eq\f(3,2)mgL第Ⅱ卷（實(shí)驗(yàn)題、計(jì)算題，共60分）三、實(shí)驗(yàn)題（共兩道題，共14分）16．（5分）如圖所示是南開(kāi)中學(xué)某實(shí)驗(yàn)小組學(xué)習(xí)向心力表達(dá)式之后設(shè)計(jì)的驗(yàn)證“做圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受向心力大小與線速度關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置。已知重慶的重力加速度為g。主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：（1）用天平測(cè)出小鐵球的質(zhì)量m；（2）用游標(biāo)卡尺測(cè)出小鐵球直徑D；（3）輕質(zhì)細(xì)線一端與小鐵球相連，另一端固定在拉力傳感器上。小鐵球靜止時(shí)剛好位于光電門(mén)中央，用米尺量出線長(zhǎng)L；（4）將小鐵球拉到適當(dāng)?shù)母叨群箪o止釋放，測(cè)出小鐵球通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間t，小鐵球經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí)的速度大小為，則此時(shí)小鐵球向心力表達(dá)式F向=；（5）讀出拉力傳感器示數(shù)的最大值，則此時(shí)向心力還可表示為F′向=。17．（9分）某興趣小組設(shè)計(jì)了如圖所示的“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)，已知實(shí)驗(yàn)中所用的交流電頻率為50Hz，重力加速度g=9.80m/s2，測(cè)得所用的重物的質(zhì)量為2.00kg，實(shí)驗(yàn)中得到一條點(diǎn)跡清晰的紙帶如圖所示。把第一個(gè)點(diǎn)記做O，另選連續(xù)的四個(gè)點(diǎn)A、B、C、D作為測(cè)量的點(diǎn)。經(jīng)測(cè)量知道A、B、C、D四個(gè)點(diǎn)到O點(diǎn)的距離分別為19.00cm、23.02cm、27.43cm、32.23cm根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以計(jì)算出：（1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下計(jì)數(shù)點(diǎn)C時(shí)，物體的速度vc=m/s結(jié)果保留三位有效數(shù)字)；（2）重物由O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，重力勢(shì)能的減少量=J(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)；動(dòng)能的增加量ΔEkJ(結(jié)果保留三位有效數(shù)字；（3）通過(guò)計(jì)算，數(shù)值上ΔEk(填“<”、“>”或“=”)，這是實(shí)驗(yàn)存在誤差的必然結(jié)果，該誤差產(chǎn)生的主要原因是；四、計(jì)算題（共四道大題，共46分）18．（8分）體育課上某同學(xué)在踢足球時(shí)，用力將一質(zhì)量為m的足球踢出，踢出去的足球做斜拋運(yùn)動(dòng)，足球離開(kāi)腳的瞬時(shí)速度大小為v0，忽略空氣阻力，重力加速度為g。求：(1)該同學(xué)踢足球時(shí)腳對(duì)足球做的功W；(2)足球離地高為h時(shí)足球的速度大小v。19.（10分）為了溫暖度過(guò)冬天，許多建筑都會(huì)在外墻做保溫層，但恰恰是這層保溫層，容易引起火災(zāi)……某次消防救援中，質(zhì)量為m=4t、額定功率為60kw的消防車(chē)在水平的道路上由靜止開(kāi)始以恒定的加速度啟動(dòng)，加速度大小為a=2m/s2，最終末速度達(dá)到最大值vm=30m/s，且以這一最大速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)。已知在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中消防車(chē)所受到的阻力大小恒定，g=10m/s2。求：(1)消防車(chē)所受到的阻力大小f；(2)當(dāng)消防車(chē)速度為v1=5m/s時(shí)，消防車(chē)的功率P；(3)當(dāng)消防車(chē)速度為v2=10m/s時(shí)，求消防車(chē)的加速度a的大小。20．（12分）中國(guó)的快遞物流行業(yè)發(fā)展迅速。如圖所示，某快遞收發(fā)站需將質(zhì)量m=50kg的快遞（可視為質(zhì)點(diǎn)）從高處運(yùn)送至地面，為避免快遞與地面發(fā)生撞擊，現(xiàn)利用粗糙傾斜軌道SP、豎直面內(nèi)弧形光滑軌道PQ，使快遞由傾斜軌道頂端距底端高度h=2m處無(wú)初速度滑下。兩軌道相切于P，傾斜軌道與水平面夾角為θ=60o，弧形軌道半徑R=2m，末端切線水平。地面上緊靠軌道依次排放兩塊完全相同的木板A、B，長(zhǎng)度均為l=4m，質(zhì)量均為M=50kg，木板上表面與弧形軌道末端Q相切?？爝f與SP軌道之間的摩擦因數(shù)為μ=，快遞與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，地面光滑。（不考慮快遞與各軌道相接處能量損失，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，取g=10m/s2）。求：(1)快遞到達(dá)弧形軌道末端時(shí)對(duì)軌道的壓力；(2)若μ1=0.5，試判斷快遞能否滑上木板B？并計(jì)算快遞滑上木板后與木板間產(chǎn)生的熱能Q。21.（16分）已知構(gòu)成某一彈射器的輕質(zhì)彈簧原長(zhǎng)為3l，若將彈簧豎直靜止放置在水平地面上，在其頂端將一質(zhì)量為6m的物體由靜止釋放，當(dāng)彈簧被壓縮到最短時(shí)，彈簧長(zhǎng)度為l?，F(xiàn)將該彈簧水平放置，一端固定在A點(diǎn)，另一端與物塊Р接觸但不連接。如圖所示，AB是長(zhǎng)度為9l的水平軌道，B端與半徑為l的光滑半圓軌道BCD相切，半圓的直徑BD豎直。物塊P與AB間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5。用外力推動(dòng)物塊P，將彈簧壓縮至長(zhǎng)度為l，然后放開(kāi)，P開(kāi)始沿軌道運(yùn)動(dòng)。重力加速度大小為g。求：(1)豎直彈簧壓縮到長(zhǎng)度為l時(shí)具有的彈性勢(shì)能(2)若Р恰能滑上圓軌道最高點(diǎn)D點(diǎn)，求P的質(zhì)量；(3)在B點(diǎn)連接半徑可以變化的半圓軌道BCD，P的質(zhì)量為m，若P在豎直軌道BCD上E點(diǎn)脫離軌道，已知E點(diǎn)與圓心的連線和豎直的夾角為α=60°，求軌道BCD的半徑R和脫離軌道后落回地面距B點(diǎn)的距離x。ααE重慶南開(kāi)中學(xué)20202021學(xué)年第二學(xué)期高2023級(jí)期中考試物理試題答案123456789101112131415BDDCCADADCBDABABCDACDCD16．（4），；（5）17.（1）2.29~2.31；（2）5.38，5.29或5.30；（3）>，存在空氣阻力做功；18．（1）踢出去的球獲得的初動(dòng)能等于腳對(duì)足球做功，即（2）從踢出球位置到h高度時(shí)，由動(dòng)能定理：解得：19.（1）由得N（2）勻加速最大的速度為；解得m/s，Nm/s<m/s，則kw（3）m/s時(shí)，解得a=1m/s220.（1）快遞從S點(diǎn)滑到PQ軌道的末端：對(duì)Q點(diǎn)：解得N根據(jù)牛頓第三定律知快遞對(duì)軌道的壓力N方向豎直向下（2）由（1）知m/s快遞滑上木板后在木板上勻減速，木板在勻加速，當(dāng)兩者共速時(shí)：解得：m/s，s此過(guò)程快遞位移：m；木板AB的位移