1、山东省泰安市宁阳一中2020-2021学年高一物理下学期第一次考试试题时间：90分钟满分：100分一、单项选择题(本题共8小题，每小题3分，共计24分，每小题只有一个选项符合题意。)1下列对各图的说法正确的是()A图1中汽车匀速下坡的过程中机械能守恒B图2中卫星绕地球做匀速圆周运动时所受合外力为零，动能不变C图3中弓被拉开过程弹性势能减少了D图4中撑竿跳高运动员在上升过程中机械能增大2水平恒力F作用于原来静止的物体上，使其分别沿粗糙水平面和光滑水平面移动一段相同距离s，则水平恒力F做的功和功率W1、P1和W2、P2相比较，正确的是()AW1W2，P1P2 BW1W2，P1P2CW1W2，P1P
2、2 DW1W2， P1P23. 质量为M的木块放在光滑水平面上，质量为m的子弹以速度v0沿水平方向射入木块，并最终留在木块中与木块一起以速度v1运动。已知当子弹相对木块静止时，木块前进了L，子弹陷入的深度为s，将子弹所受的阻力f视为恒力，则下列关系式中错误的有( )AfLMv12Bfsmv12Cfsmv02(Mm)v12Df(Ls)mv0mv124. 物体在恒定阻力作用下，以某初速度在水平面上沿直线滑行直到停止。以a、Ek、x和t分别表示物体运动的加速度大小、动能、位移的大小和运动的时间。则以下各图像中，能正确反映这一过程的是()52019年12月12日，袁浩在北京航空航天大学介绍了2020年
3、即将实施的重大工程，其中一项工程是实现火星着陆巡视，并在2030年实现火星采样。已知地球的质量约为火星质量的N倍，地球的半径约为火星半径的K倍，则下列说法不正确的是()A可以求出地球的密度和火星的密度的比值B可以求出地球同步卫星的运行速度和火星同步卫星的运行速度的比值C可以求出地球的第一宇宙速度和火星的第一宇宙速度的比值D可以求出地球表面的重力加速度和火星表面重力加速度的比值6一个小球从水面上方4 m处自由下落，不计空气阻力，设水对小球的阻力等于球重的3倍，则小球可进入水中的深度为()A. m B2 mC3 m D4 m7.如图所示，在北戴河旅游景点之一的南戴河滑沙场有两个坡度不同的滑道AB和
4、AB(均可看作斜面)，甲、乙两名旅游者分别乘两个完全相同的滑沙橇从A点由静止开始分别沿AB和AB滑下，最后都停在水平沙面BC上。设滑沙橇和沙面间的动摩擦因数处处相同，斜面与水平面连接处可认为是圆滑的。则下列说法中正确的是()A甲在B点的速率一定等于乙在B点的速率B甲在B点的速率一定小于乙在B点的速率C甲滑行的总路程一定等于乙滑行的总路程D甲、乙从A点出发到停下，两人位移的大小相等8.美国宇航局新一代火星探测器“洞察号”于北京时间2018年11月27日凌晨成功着陆于火星，如图所示。不同于月球，火星表面有微弱的大气层，所以火星探测器在着陆过程中会利用大气层来缓冲减速。根据计划，探测器在距离火星表面
5、约125 km处，以大约5 500 m/s的速度进入大气层，约3.5 min后，距火星表面约11.1 km，速度为385 m/s，分离隔热盾，打开降落伞，进入伞降阶段，持续约2.5 min，在距离火星表面约1 km时，速度减为60 m/s，分离降落伞，反冲火箭点火，进入反冲阶段，大约1 min后，探测器缓慢地着陆在火星表面。根据上述内容，以下说法正确的是()A探测器下落的过程中机械能守恒B探测器下落的过程中，重力、空气阻力和反冲力所做的总功等于探测器机械能的变化量C探测器下落的过程中，重力、空气阻力所做的总功等于探测器重力势能的变化量D探测器下落的过程中，重力、空气阻力和反冲力所做的总功等于探
6、测器动能的变化量二、多项选择题(本题共4小题，每小题4分，共计16分，每小题有多个选项符合题意，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分)9以一定的初速度竖直向上抛出质量为m的小球，它上升的最大高度为h，空气阻力的大小恒为f。则从抛出点至回到原出发点的过程中，各力做功的情况正确的是()A重力做的功为零B空气阻力做的功为2fhC空气阻力做的功为2fhD物体克服重力做的功为mgh10探月卫星的发射过程可简化如下：首先进入绕地球运行的停泊轨道，在该轨道的P处，通过变速，进入地月转移轨道，在到达月球附近的Q点时，对卫星再次变速，卫星被月球引力俘获后成为环月卫星，最终在环绕月球的工作轨道
7、上绕月飞行(视为圆周运动)，对月球进行探测，工作轨道周期为T，距月球表面的高度为h，月球半径为R，引力常量为G，忽略其他天体对探月卫星在工作轨道上环绕运动的影响。下列说法正确的是()A月球的质量为B月球表面的重力加速度为C探月卫星需在P点加速才能从停泊轨道进入地月转移轨道D探月卫星需在Q点加速才能从地月转移轨道进入工作轨道11如图所示，一个小球(视为质点)从H12 m高处，由静止开始沿光滑弯曲轨道AB，进入半径R4 m的竖直圆环内侧，且与圆环的动摩擦因数处处相等，当到达圆环顶点C时，刚好对轨道压力为零；然后沿CB圆弧滑下，进入光滑弧形轨道BD，到达高度为h的D点时速度为零，则h的值可能为()A
8、10 m B9.5 mC8.5 m D8 m12一辆小汽车在水平路面上由静止启动，在前5 s内做匀加速直线运动，5 s末达到额定功率，之后保持以额定功率运动。其vt图像如图所示。已知汽车的质量为m2103 kg，汽车受到地面的阻力为车重的，取重力加速度g10 m/s2，则以下说法正确的是()A汽车在前5 s内的牵引力为6103 NB0t0时间内汽车牵引力做功为mvC汽车的额定功率为50 kWD汽车的最大速度为30 m/s三、非选择题(本题共6小题，共60分。)13(每空2分，共6分)用如图所示的实验装置验证矩形线框自由下落过程中机械能守恒，已知线框用直径为d(远小于线框的边长)的粗铜线做成；当
9、地重力加速度为g。某次实验中线框下边和上边先后经过光电门的挡光时间分别为t1和t2。(1)为完成该实验，下列步骤中还必需的是_(填选项前的字母)。A用天平测线框的质量mB用刻度尺测线框上、下边之间的距离LC用停表测线框上、下边通过光电门的时间间隔t(2)线框下边通过光电门时的速度大小为_(请用测量的物理量和已知量来表示)。(3)在误差允许范围内，满足关系式_(请用测量的物理量和已知量来表示)，则验证了自由下落过程中线框的机械能守恒。14.（每空2分共8分) 某实验小组用如图甲所示装置测量木板对木块的摩擦力所做的功实验时，木块在重物牵引下向右运动，重物落地后，木块继续向右做匀减速运动图乙是重物落
10、地后打点计时器打出的纸带，纸带上的小黑点是计数点，相邻的两计数点之间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图所示已知打点计时器所用交流电的频率为50 Hz(1)可以判断纸带的_(填“左端”或“右端”)与木块连接根据纸带提供的数据可计算出打点计时器在打下A点、B点时木块的速度vA、vB，其中vA_m/s(结果保留两位有效数字) (2)要测量在AB段木板对木块的摩擦力所做的功WAB，还应测量的物理量是_(填入物理量前的字母)A木板的长度lB木块的质量m1C木板的质量m2D重物的质量m3E木块运动的时间t FAB段的距离xAB(3)在AB段木板对木块的摩擦力所做的功的关系式WAB_（用vA、vB
11、和第(2)问中测得的物理量的字母表示）15(8分) 如图所示，半径的半圆环轨道处于竖直平面内，半圆环与水平地面相切于圆环的端点A。一小球从A点冲上竖直半圆环，沿轨道运动到B点飞出，最后落在水平地面上的C点（图上未画出），求：（1）能实现上述运动时，小球在B点的最小速度是多少；（2）能实现上述运动时，A，C间的距离应满足什么条件。16.（10分） . 如图所示，嫦娥三号探测器在月球上着陆的最后阶段为：当探测器下降到距离月球表面高度为h时悬停一会儿，之后探测器由静止自由下落，在重力（月球对探测器的重力）作用下经过t时落在月球表面上。已知月球半径为R且h远小于R，引力常数为G，忽略月球自转的影响。求
12、：（1）月球表面附近重力加速度g的大小；（2）月球的密度；（3）月球的第一宇宙速度v1是多大。17(14分) 如图所示，在同一竖直平面内，一轻质弹簧一端固定，另一自由端恰好与水平线AB平齐，静止放于倾角为53的光滑斜面上。一长为L9 cm的轻质细绳一端固定在O点，另一端系一质量为m1 kg的小球，将细绳拉至水平，使小球在位置C由静止释放，小球到达最低点D时，细绳刚好被拉断。之后小球在运动过程中恰好沿斜面方向将弹簧压缩，最大压缩量为x5 cm。(g取10 m/s2，sin530.8，cos530.6)求：(1)细绳受到的拉力的最大值；(2)D点到水平线AB的高度h; (3)弹簧所获得的最大弹性势
13、能Ep。18.（14分）如图甲所示是游乐园的过山车，其局部可简化为如图乙所示的示意图，倾角37的两平行倾斜轨道BC、DE的下端与水平半圆形轨道CD顺滑连接，倾斜轨道BC的B端高度h24 m，倾斜轨道DE与圆弧EF相切于E点，圆弧EF的圆心O1、水平半圆轨道CD的圆心O2与A点在同一水平面上，DO1的距离L20 m，质量m1 000 kg的过山车(包括乘客)从B点自静止滑下，经过水平半圆轨道后，滑上另一倾斜轨道，到达圆弧顶端F时，乘客对座椅的压力为自身重力的0.25。已知过山车在BCDE段运动时所受的摩擦力与轨道对过山车的支持力成正比，比例系数，EF段摩擦不计，整个运动过程空气阻力不计。(sin
14、370.6，cos370.8，重力加速度g取10 m/s2)(1)求过山车过F点时的速度大小。(2)求从B到F整个运动过程中摩擦力对过山车做的功。(3)如图乙所示，过D点时发现圆轨道EF段有故障，为保证乘客安全，立即触发制动装置，使过山车不能到达EF段并保证不再下滑，则过山车受到的摩擦力至少多大？高一年级下学期第一次考试物理试题答案1解析图1中汽车匀速下坡的过程中动能不变，重力势能减小，机械能减小，故A项错误；图2中卫星绕地球做匀速圆周运动时所受合外力提供向心力，合外力不为0，匀速圆周运动速度大小不变，则动能不变，故B项错误；图3中弓被拉开过程弓的形变增大，弹性势能增大，故C项错误；图4中撑竿
15、跳高运动员在上升过程中竿对运动员做正功，其机械能增大，故D项正确。答案D2解析根据功的计算公式WFs知，水平恒力F不变，移动的距离s相同，可知在两种情况下恒力F做功相同，即有W1W2根据牛顿第二定律得a在粗糙水平面上的加速度较小，根据匀变速直线运动的位移与时间关系式xat2知在粗糙水平面上的运动时间较长，由功率的定义式P知P1P2故A、B、D三项错误，C项正确。答案C3. 解析以木块为研究对象，根据动能定理得，阻力对木块做的功等于木块动能的增加量，即fLMv12；以子弹为研究对象，根据动能定理得，f(Ls)mv12mv02；由上述两式可得，fsmv02(Mm)v12，故A、C、D三项正确，B项
16、错误。答案:B4. 解析物体在恒定阻力作用下运动，其加速度不随时间和位移变化，故A、B两项错误；由动能定理得fxEkEk0，解得EkEk0fx，可知C项正确；xat2，故EkEk0fat2，Ek与t的关系图线为抛物线，故D项错误。答案C5 解析密度已知地球的质量约为火星质量的N倍，地球的半径约为火星半径的K倍，则可以求出地球的密度和火星的密度的比值，选项A正确，不符合题意；由于题目中不知道火星的自转情况，故无法比较其同步卫星的运动速度，故B项错误，符合题意；第一宇宙速度v已知地球的质量约为火星质量的N倍，地球的半径约为火星半径的K倍，则可以求出地球的第一宇宙速度和火星的第一宇宙速度的比值，选项
17、C正确，不符合题意；星球表面的重力加速度g已知地球的质量约为火星质量的N倍，地球的半径约为火星半径的K倍，则可以求出地球表面的重力加速度和火星表面的重力加速度的比值，选项D正确，不符合题意。答案B6解析设小球可进入水中的深度为s，根据动能定理得mg(hs)fs0，得s，代数解得s2.0 m。故B项正确。答案B7. 解析设斜面的倾角为，斜面的长度为s，两人在斜面下滑的过程中，根据动能定理得，mghmgcossmv20，scos是斜面底边的长度。因为斜面AB的底边短，则沿AB段到达B点的速率大，故A项错，B项错误；设在水平沙面滑行的距离为s2，对全过程运用动能定理得，mghmgcoss1mgs20
18、，整理得，mghmgs水平0，因为两人沿两轨道滑行的水平位移相等，故两人的位移相同，根据几何关系知甲滑行的总路程一定大于乙滑行的总路程，故C项错误，D项正确。答案D8.解析探测器下落的过程中，除重力外，其他力做负功，故机械能减小，A项错误；探测器下落的过程中，重力、空气阻力和反冲力所做的总功等于探测器动能的变化量，B项错误，D项正确；探测器下落的过程中，重力所做的功等于探测器重力势能的变化量，故C项错误。答案D9解析小球从抛出点至回到原出发点的过程中，位置没有改变，所以重力做功为0，故D项错误，A项正确。在上升过程中，空气阻力方向向下，对小球做负功，W1fhcos180fh；在下降的过程中，空
19、气阻力方向向上，对小球做负功，W2fhcos180fh。所以空气阻力做的总功应为它们的代数和，WW1W22fh，故C项错误，B项正确。答案AB10 解析 月球对探月卫星的万有引力提供其做匀速圆周运动的向心力，则有Gm解得月球质量M故A项错误；在月球表面Gmg 解得：g故B项正确；探月卫星从停泊轨道进入地月转移轨道需做离心运动，故在P点加速，故C项正确；探月卫星从地月转移轨道进入工作轨道需做近心运动，故在Q点减速，故D项错误。答案BC11解析小球到达环顶C时，刚好对轨道压力为零，在C点，由重力提供向心力，则根据牛顿第二定律得mgm，小球在C点时的动能为mv2mgR2mg，以B点所在水平面为参考平
20、面，小球重力势能Ep2mgR8mg。开始小球从H12 m 高处，由静止开始通过光滑弧形轨道AB，因此在小球上升到顶点时，根据动能定理得mg(H2R)Wfmv2所以摩擦力做功Wf2mg，此时机械能等于10mg，之后小球沿轨道下滑，由于机械能有损失，所以下滑速度比上升速度小，因此对轨道压力变小，所受摩擦力变小，所以下滑时，摩擦力做功大小小于2mg，机械能有损失，到达底端时小于10mg；此时小球机械能大于10mg2mg8mg，而小于10mg，所以进入光滑弧形轨道BD时，小球机械能的范围为8mgE机10mg，所以高度范围为8 mh10 m，故B、C两项正确，A、D两项错误。答案BC12解析汽车受到的阻
21、力f210310 N2103 N由题图知前5 s内加速度a2 m/s2由牛顿第二定律得Ffma求得牵引力Ffma(210321032) N6103 N故A项正确；在0t0时间内，根据动能定理WFWfmv0故牵引力做的功大于mv，故B项错误；t5 s末汽车达到额定功率PFv610310 W6104 W60 kW故C项错误；当牵引力等于阻力时，汽车达到最大速度，则最大速度vm m/s30 m/s故D项正确。答案AD13 解析(1)根据机械能守恒定律的表达式mvmvmgh，可知不需要测量其质量，故A项错误；实验中需要测量矩形线框下落过程中重力势能的减小量，因此需要测量矩形线框上下边之间距离L，故B项
22、正确；根据机械能守恒定律的表达式，可知不需要测量线框上下边通过光电门的时间间隔t，故C项错误。(2)本实验中利用线框通过光电门的平均速度来代替瞬时速度，故线框下边通过光电门时的速度大小为v1。(3)本实验中利用线框通过光电门的平均速度来代替瞬时速度，故线框上边通过光电门时的速度大小为v2根据机械能守恒定律有mgLmvmv即222gL。答案(1)B(2)(3)222gL14. 【答案】 (1). 右端 (2). 0.72 (3). B (4). 【详解】（1）重物落地后，木块继续向右做匀减速运动，由纸带上所标的数据可以判断纸带的右端与木块连接根据纸带提供的数据可计算打点计时器在打下A点时木块的速
23、度： ；（2）根据动能定理可知，AB段摩擦力的功等于物体动能的减小量，则，要求出在AB段摩擦力的功，除了测出AB两点的速度外，还要测出物体的质量m，故选B；在AB段木板对木块的摩擦力所做的功为 15【答案】（1）1.5m/s；（2）【详解】（1）小球在B点最小速度时，刚好由重力提供向心力，设最小速度为v，可得(2分)代入数据解得 （1分）（2）小球从B点飞出后做平抛运动，根据平抛运动规律得 （2分）(1分)代入数据解得（1分）即A、C间的距离应满足（1分）16. 【答案】（1）；（2）；（3）【详解】（1）在月球表面附近做自由落体运动，在下落h的过程中则有（2分）解得月球表面附近的重力加速度为
24、(1分)（2）不考虑自转，万有引力等于重力，对探测器则有（2分）解得月球的质量（1分）根据密度 （1分） 解得月球密度 （1分）（3）对贴近月球表面附近的卫星，万有引力提供向心力，则有（1分）解得月球的第一宇宙速度（1分）17 解析(1)小球由C运动到D，由机械能守恒定律得：mgLmv. (2分)解得v0 在D点，由牛顿第二定律得Fmgm. (2分)联立解得F30 N. (1分)由牛顿第三定律可知细绳所能承受的最大拉力为30 N。(1分)(2)由D运动到A，小球做平抛运动其竖直方向的速度vy22gh. (2分)tan53. (2分)联立解得h16 cm。. (1分)(3)小球从C点到将弹簧压缩
25、至最短的过程中，小球与弹簧系统的机械能守恒，即Epmg(Lhxsin53)，. (2分)代入数据解得Ep2.9 J。. (2分)答案(1)30 N(2)0.16 m(3)2.9 J18. 解析(1)乘客在F点受到的支持力FN0.25mg，设圆弧轨道EF的半径为r，根据牛顿第二定律有mgFNm，.(2分)rLsin . (1分)解得vF3 m/s。. (1分)(2)设从B到F整个运动过程中摩擦力对过山车做的功为Wf由动能定理有mg(hr)Wfmv0 . (2分)解得Wf7.5104 J。. (2分)(3)未触发制动装置时，从D到F过程中，根据动能定理有mgrmgcos(Lcos)mvmv(2分) 触发制动装置后，过山车恰好能到达E点时对应的摩擦力记为f1，则f1Lcosmgrcos0mv(2分)联立解得f14.6103 N. (1分)使过山车停在倾斜轨道上的摩擦力记为f2，f2mgsin6103 N综合考虑可知，过山车受到的摩擦力至少为fmin6103 N。(1分)答案(1)3 m/s(2)7.5104 J(3)6103 N