天津市南开大学附属中学2020-2021学年高一下学期期中考试模拟物理Word版含答案

2021年天津市南开大学附属中学高一下学期期中模拟试题 物理试卷 总分100分 考试时间 90分钟 一、选择题（本题共14小题。1～8小题，只有一个选项正确，每小题3分；9～14小题，有多个选项正确，全选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分，共48分。） 1．关于重力势能，下列说法中正确的是( ) A．有A、B两个物体，相对于同一参考平面，A物体所处的高度是B物体的2倍，则A物体的重力势能的数值一定是B物体的2倍 B．从同一高度将某一物体以相同的速度竖直上抛和平抛，从抛出到落地时，物体重力势能的变化是相等的 C．有一物体从楼顶落到地面，如果受到空气阻力作用，那么物体重力势能的减少量小于物体自由下落时重力势能的减少量 D．重力做功时，不仅与物体运动的高度有关，还与物体运动的路径有关 2．我国首颗高轨道高通量通信卫星——“实践十三号”卫星在西昌卫星发射中心成功发射升空，并在预定的高空轨道上绕地球做匀速圆周运动，于2018年1月23日投入使用。“实践十三号”卫星在地面上的发射速度用v表示。关于“实践十三号”卫星，下列说法正确的是 ( ) A．“实践十三号”卫星运行的速度小于7.9 km/s B．“实践十三号”卫星运行的速度大于7.9 km/s，小于11.2 km/s C．若7.9 km/s16.7 km/s，则此卫星将成为太阳的“人造行星” 3．在2016年短道速滑世锦赛中，我国选手韩天宇在男子超级3 000米赛事中以4分49秒450夺冠，并获得全能冠军。如图1所示，比赛中，运动员通过弯道时如果不能很好地控制速度，将会发生侧滑而离开赛道。现把这一运动项目简化为如下物理模型:用圆弧虚线Ob代表弯道，Oa表示运动员在O点的速度方向（如图2所示），下列说法正确的是 ( ) A．发生侧滑是因为运动员受到离心力的作用 B．发生侧滑是因为运动员只受到重力和滑道弹力两个力作用，没有向心力 C．只要速度小就不会发生侧滑 D．若在O点发生侧滑，则滑动方向在Oa 与Ob之间 4．将一可视为质点的物体b放在粗糙的水平桌面上，用一质量可忽略不计的轻绳穿过摩擦可忽略的小孔O与一可视为质点的小球a连接。第一次给小球a一定的初速度使其在水平面内做匀速圆周运动，第二次改变小球a的速度，使其在水平面内做圆周运动的轨道半径增大，整个过程中物体b始终处于静止状态。则 ( ) A．第二次轻绳的拉力比第一次小 B．第二次小球a的角速度比第一次小 C．第二次物体b的摩擦力比第一次大 D．第二次物体b所受的支持力比第一次大 5.发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3．轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，则（　　） A. 卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率 B. 卫星在轨道3上角速度等于在轨道1上的角速度 C. 卫星在轨道1上经过Q点时的速率小于在轨道2上经过Q点时的速率 D. 卫星在轨道2上经过P点时的加速度大于在轨道3上经过P点时的加速度 6.以恒定功率从静止开始运动的汽车，经时间t后速度达到最大速度ｖｍ，在此过程中汽车通过的位移为s,则( ) A. s﹥ B. s= C. s﹤ D. 无法判断 7．质量为m＝20 kg的物体，在大小恒定的水平外力F的作用下，沿水平面做直线运动。0～2 s内F与运动方向相反，2～4 s内F与运动方向相同，物体的v­t图象如图所示，g取10 m/s2，则(　　) A．拉力F的大小为100 N B．物体在4 s时拉力的瞬时功率为120 W C．4 s内拉力所做的功为480 J D．4 s内物体克服摩擦力做的功为320 J 8.假设地球可视为质量均匀分布的球体，已知地球表面的重力加速度在两极的大小为g0，在赤道的大小为g；地球自转的周期为T，引力常数为G，则地球的密度为( ) A. B. C. D. 9．（多选）关于如图 a、b、c、d所示的四种圆周运动模型，下列说法正确的是( ) A．如图a所示，汽车安全通过拱桥最高点时，汽车对桥面的压力大于汽车的重力 B．如图b所示，在固定光滑的圆锥筒内做匀速圆周运动的小球，受重力、弹力和向心力 C．如图c所示，轻质细杆一端固定一小球，绕另一端O在竖直面内做圆周运动，在最高点小球所受合力可能为零 D．如图d所示，火车以某速度经过外轨高于内轨的弯道时，车轮可能对内外轨均无侧向压力 10．（多选）如图所示，摆球质量为m，悬绳长为L，把悬线拉到水平位置后放手。设在摆球从A点运动到B点的过程中空气阻力F阻的大小不变，重力加速度大小为g。则下列说法正确的是 ( ) A．重力做功为mgL B．绳的拉力做功为mgL C．空气阻力F阻做功为-mgL D．空气阻力F阻做功为-F阻·πL 11．2019年6月25日02时09分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功发射第46颗北斗导航卫星。北斗导航系统中包含多颗地球同步卫星，下列关于地球同步卫星的说法正确的是（ ） A．所有同步卫星的轨道半径都相同 B．同步卫星的运行速度大于第一宇宙速度 C．同步卫星相对地面静止，所以它处于平衡状态 D．同步卫星的向心加速度小于地球表面处的重力加速度 12.如图所示A、B、C三个物体放在旋转圆台上，A、B与台面间动摩擦因数均为μ，C与台面间动摩擦因数为2μ，A、C的质量均为m，B质量为2m，A、B离轴为R,C离轴为2R，则当圆台匀速旋转时，（设A、B、C都没有滑动）（　　） A. C物的向心加速度最大 B. A物所受静摩擦力最小 C. 当圆台转速缓慢增加时，C比A先滑动 D. 当圆台转速缓慢增加时，B比A先滑动 13．如图为某双星系统A、B绕其连线上的O点做匀速圆周运动的示意图，若A星的轨道半径大于B星的轨道半径，双星的总质量M，双星间的距离为L，其运动周期为T，则(　　) A．A的质量一定大于B的质量 B．A的线速度一定大于B的线速度 C．L一定，M越大，T越大 D．M一定，L越大，T越大 14．如图所示，金属环M、N用不可伸长的细线连接，分别套在水平粗糙细杆和竖直光滑细杆上，当整个装置以竖直杆为轴以不同大小的角速度匀速转动时，两金属环一直相对杆不动，下列判断正确的是（　　） A．转动的角速度越大，细线中的拉力不变 B．转动的角速度越大，环M与水平杆之间的弹力越大[来源:学 C．转动的角速度不同，环M与水平杆之间的摩擦力大小可能相等 D．转动的角速度越大，环N与竖直杆之间的弹力越大 二、实验题（本题共1小题，共6分．把答案填到题中的横线上） 15、探究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系的实验装置如图所示。转动手柄，可使塔轮、长槽和短槽随之匀速转动。左右塔轮通过皮带连接，并可通过改变皮带所处的层来改变左右塔轮的角速度之比。实验时，将两个小球分别放在短槽C处和长槽的A(或B)处，A、C到塔轮中心的距离相等。两个小球随塔轮做匀速圆周运动，向心力大小可由塔轮中心标尺露出的等分格的格数读出。 (1)（2分）在该实验中应用了__________来探究向心力的大小与质量m、角速度ω和半径r之间的关系。 A．理想实验法 B．控制变量法 C．等效替代法 (2)（4分）用两个质量相等的小球放在A、C位置，匀速转动时，左边标尺露出1格，右边标尺露出4格，则皮带连接的左右塔轮半径之比为__________。 三、计算题（本题共4小题，共 分，请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分．） 16、（8分）如图所示，位于水平面上的物体A，在斜向上的恒定拉力作用下，由静止开始向右做匀加速直线运动．已知物体质量为10 kg，F的大小为100 N，方向与速度v的夹角为37°，物体与水平面间的动摩擦因数为0.5，g＝10 m/s2.求： (1)第2 s末，拉力F对物体做功的功率是多大？ (2)从运动开始，物体前进12 m过程中拉力对物体做功的功率？ (sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8) 17. （8分）如图所示，内壁光滑、两端封闭的试管长为5cm，内有质量为1g的小球，试管一端装在转轴O上。试管在竖直平面内做匀速圆周运动。已知转动过程中，试管底部受到小球压力的最大值是最小值的3倍，求转动的角速度。（g取） 18.（１０分）为了探测月球的详细情况，我国发射了一颗绕月球表面飞行的科学实验卫星．假设卫星绕月球做圆周运动，月球绕地球也做圆周运动．已知卫星绕月球运行的周期为 T0，地球表面重力加速度为 g，地球半径为 R0，月心到地心间的距离为 r0，引力常量为 G，求： （1）月球的平均密度； （2）月球绕地球运行的周期． 19．(1０分)滑板运动是极限运动的鼻祖，许多极限运动项目均由滑板项目延伸而来。如图是滑板运动的轨道，BC和DE是两段光滑圆弧形轨道，BC段的圆心为O点，圆心角为60°，半径OC与水平轨道CD垂直，水平轨道CD段粗糙且长8m。某运动员从轨道上的A点以3m/s的速度水平滑出，在B点刚好沿轨道的切线方向滑入圆弧形轨道BC，经CD轨道后冲上DE轨道，到达E点时速度减为零，然后返回。已知运动员和滑板的总质量为60kg，B、E两点到水平轨道CD的竖直高度分别为h和H，且h＝2m，H＝2.8m，g取10 m/s2。求： (1)运动员从A点运动到达B点时的速度大小vB； (2)轨道CD段的动摩擦因数μ； (3)通过计算说明，第一次返回时，运动员能否回到B点？如能，请求出回到B点时速度的大小；如不能，则最后停在何处？ 20．（10分）如图所示，人骑摩托车做特技表演时，以的初速度冲向高台，然后从高台水平飞出。若摩托车冲向高台的过程中以P=4KW的额定功率行驶，冲到高台上所用时间t=3.0s，人和车的总质量，台高，摩托车的落地点到高台的水平距离x=10.0m。不计空气阻力，g取。求： (1)摩托车从高台飞出到落地所用时间， (2)摩托车落地时速度的大小； (3)摩托车冲上高台过程中克服摩擦力所做的功。 参考答案 1-8 B A D C C A B B 9.CD 10.AD 11.BC 12.CD 13.BD 14.AB 15答案：(1)B　(2)2∶1 【解析】(1)要探究向心力的大小与质量m、角速度ω和半径r之间的关系，需要采用控制变量法。 (2)设皮带连接的左右塔轮半径分别为r1和r2，左右塔轮的角速度分别为ω1和ω2。A、C到塔轮中心的距离为r。A、C两个小球向心力大小分别为F1和F2。 根据题意知，F1∶F2＝1∶4 根据F＝mω2r知，m、r相等，则有F1∶F2＝ω∶ω 则得ω1∶ω2＝1∶2 左右塔轮边缘的线速度大小相等，由v＝ωr得r1∶r2＝ω2∶ω1＝2∶1。 16、(1)960W (2)480W 【解析】 【详解】(1)G=10×10N=100N FN=G-Fsin37°=100N-100×0.6N=40N 摩擦力f=μFN=0.5×40N=20N F合=Fcos37°-f=100×0.8N-20N=60N 加速度a=F合/m=6m/s² V=at=12m/s W=FVcos37°=960w (2)X=（1/2）at²=（1/2）×6×2²=12m P=Fscos37°/t=480W 17、20rad/s 【解析】 【详解】在最低点时，根据牛顿第二定律有：N1-mg=mrω2，解得N1=mg+