河北省衡水中学学年高一上期末在线测试物理试题含答案解析.docx
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河北省衡水中学学年高一上期末在线测试物理试题含答案解析
河北省衡水中学2020-2021学年高一（上）期末在线测试物理试题
学校:
___________姓名：
___________班级：
___________考号：
___________
一、单选题
1．关于开普勒行星运动定律，下列说法不正确的是（ ）
A．所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上
B．相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积
C．表达式，k与中心天体有关
D．表达式，T代表行星运动的公转周期
2．礼让行人已入我国道路交通安全法：
机动车行至人行横道时应减速慢行，遇行人正在通过时，应停车让行。
现有一汽车在平直公路上以一定速度匀速行驶，当司机发现前方12m处的人行横道上有人通行，立即刹车做加速度大小为的匀减速直线运动，并刚好在到达人行横道前停下，则汽车刹车时的速度大小为（ ）
A．6m/sB．12m/sC．18m/sD．24m/s
3．如图所示，一个内壁光滑的圆锥筒，其轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动。
有一质量为m的小球A紧贴着筒内壁在水平面内做匀速圆周运动，筒口半径和筒高分别为R和H，小球A所在的高度为筒高的一半，已知重力加速度为g，则（ ）
A．小球A受到的合力方向垂直筒壁斜向上
B．小球A受到重力、支持力和向心力三个力作用
C．小球A受到的合力大小为
D．小球A做匀速圆周运动的角速度
4．一条小船位于200m宽的河正中A点处，从这里向下游处有一危险区，当时水流速度为4m/s，为了使小船避开危险区沿直线到达对岸，小船在静水中的速度至少是（ ）
A．m/sB．m/sC．2m/sD．4m/s
5．如图所示的光滑斜面ABCD是边长为l的正方形，倾角为30°，一物块（视为质点）沿斜面左上方顶点A以平行于AB边的初速度v0水平射入，到达底边CD中点E，则（）
A．初速度
B．初速度
C．物块由A点运动到E点所用的时间
D．物块由A点运动到E点所用的时间
6．如图所示，a、b两物体在竖直向上的恒力F作用下，一起沿粗糙竖直墙面匀速向上运动，a、b两物体的质量分别为M、m，重力加速度为g，则（ ）
A．a物体与墙壁间存在弹力和摩擦力作用
B．b物体只受三个力作用
C．a物体对b物体的作用力垂直于接触面
D．恒力F大于（M+m）g
7．如图所示，A、B、C分别是自行车的大齿轮、小齿轮和后轮的边缘上的三个点，到各自转动轴的距离分别为3r、r和10r。
支起自行车后轮，在转动踏板的过程中，A、B、C三点（）
A．角速度大小关系是
B．线速度大小关系是
C．加速度之比是
D．转速之比是
8．如图所示，摩天轮悬挂的座舱在竖直平面内做匀速圆周运动。
座舱的质量为m，运动半径为R，角速度大小为ω，重力加速度为g，则座舱（ ）
A．运动周期为B．做匀变速曲线运动
C．受摩天轮作用力的大小始终为mgD．所受合力的大小始终为0
二、多选题
9．如图所示，固定斜面PO、QO与水平面MN的夹角均为45°，现由A点分别以v1、v2先后沿水平方向抛出两个小球（可视为质点），不计空气阻力，其中以v1抛出的小球恰能垂直于QO落于C点，飞行时间为t，以v2抛出的小球落在PO斜面上的B点，且B、C在同一水平面上，则（ ）
A．落于B点的小球飞行时间为t
B．v2＝gt
C．落于C点的小球的水平位移为gt2
D．
10．如图所示，天花板下面用细线OC悬挂一光滑轻质滑轮，小物块A置于斜面D上，斜面D置于粗糙的水平地面上，A通过细线跨过滑轮与沙漏B连接，滑轮右侧细线与斜面平行，开始时A、B都处于静止状态，OC与竖直方向的夹角为，在B中的沙子缓慢流出的过程中（ ）
A．小物体A受到的摩擦力一定增大
B．小物体A受到的摩擦力可能先减小后增大
C．细线OC与竖直方向的夹角可能增加
D．地面对斜面D的摩擦力将缓慢减小
11．如图所示，质量m=3kg的小球用细绳拴在倾角37°的光滑斜面上，此时，细绳平行于斜面。
g取10m/s2，下列说法正确的是（ ）
A．当斜面以m/s2的加速度向右加速运动时，绳子拉力为50N
B．当斜面以m/s2的加速度向右加速运动时，斜面对小球的支持力为零
C．当斜面以20m/s2的加速度向右加速运动时，绳子拉力为N
D．当斜面以20m/s2的加速度向右加速运动时，绳子拉力为40N
12．如图所示，在匀速转动的水平盘上，沿半径方向放着用细线相连的质量相等的两个物体A和B，质量都为m，它们分居圆心两侧，与圆心距离分别为两物体与盘间的动摩擦因数μ相同，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时，下列说法正确的是（ ）
A．此时细线张力为
B．此时圆盘的角速度为ω=
C．此时A所受摩擦力方向沿半径指向圆内
D．此时烧断细线，A和B都将做离心运动
三、实验题
13．如图所示是某种“研究平抛运动”的实验装置：
（1）当a小球从斜槽末端水平飞出时与b小球离地面的高度均为H，此瞬间电路断开使电磁铁释放b小球，最终两小球同时落地，改变H大小，重复实验，a、b仍同时落地，该实验结果可表明（_______）．
A．两小球落地速度的大小相同
B．两小球在空中运动的时间相等
C．a小球在竖直方向的分运动与b小球的运动相同
D．a小球在水平方向的分运动是匀加速直线运动
（2）利用该实验装置研究a小球平抛运动的速度，从斜槽同一位置释放小球，实验得到小球运动轨迹中的三个点A、B、C，如图乙所示，图中O为抛出点，B点在两坐标线交点，坐标xB=40cm，yB=20cm，则a小球水平飞出时的初速度大小为v0=_______m/s；平抛小球在B点处的瞬时速度的大小为vB=_____m/s（g=10m/s2）．
四、解答题
14．如图所示，在距地面高为H=45m处，某时刻将一小球A以初速度v0=10m/s水平抛出，与此同时，在A的正下方有一物块B也以相同的初速度沿水平地面同方向滑出，B与水平地面间的动摩擦因素为μ=0.4，A、B均可视为质点，空气阻力不计，求：
（1）A球落地时的水平方向的位移；
（2）A球落地时，A、B之间的距离。
15．如图所示，匀速转动的水平转台上，沿半径方向放置两个用细线相连的小物块A、B（均可视为质点），质量分别为mA=4kg、mB=1kg，细线长L=1m，A、B与转台间的动摩擦因数均为μ=0.4.开始转动时A放在转轴处，细线刚好拉直但无张力，已知重力加速度g取10m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
求：
（1）使细线刚好拉直但无张力，转台转动的最大角速度ω1为多少；
（2）改变物块B的质量，当转台转动的角速度ω2为6rad/s时，A仍能保持相对静止，则物块B的质量应满足什么条件。
16．如图所示，水流星是中国传统杂技的保留项目，是中华文化的重要传承．结实的绳子系着装有水的水桶，使水桶在竖直平面内做圆周运动，为了研究问题方便，可以把水桶当做质点，设桶内水的质量为0.5kg，水桶做圆周运动的半径R＝0.4m，重力加速度g＝10m/s2．
（1）若在最高点时水不流出，求此时水桶的最小速率；
（2）若在最高点时水桶的速率为4m/s，求此时水对桶底的压力；
（3）若在最低点时桶底承受的压力为桶内水重力的6倍，求此时水桶的速率．
17．如图所示，一水平足够长的浅色传送带与水平地面上质量为的平板紧挨在一起，且上表面在同一水平面。
传送带上左端放置一质量为的煤块（可视为质点），煤块与传送带及煤块与平板上表面之间的动摩擦因数均为。
初始时，传送带与煤块及平板都是静止的。
现让传送带以恒定的水平向右加速度开始运动，当其速度达到后，便以此速度做匀速运动。
经过一段时间，煤块在传送带上留下了一段黑色痕迹后，煤块相对于传送带不再滑动。
随后，在煤块平稳滑上平板的同时，在平板右侧施加一个水平向右的恒力。
F作用了后，煤块恰好与平板速度相等。
取重力加速度。
（1）求传送带上黑色痕迹的长度；
（2）求平板与水平地面间的动摩擦因数。
参考答案
1．B
【详解】
A．根据开普勒第一定律可知所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上，故A正确，不符合题意；
B．根据开普勒第二定律可知相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积相等，与木星无关，故B错误，符合题意；
CD．根据开普勒第三定律可知表达式，k与中心天体有关，T代表行星运动的公转周期，故CD正确，不符合题意。
故选B。
2．B
【详解】
由匀变速运动的位移速度公式得
代入数值，解得
v=12m/s
故选B。
3．D
【详解】
如下图所示
小球只受重力和支持力，重力和支持力的合力充当向心力，小球做匀速圆周运动，则合外力一定指向圆心；由力的合成可知
由几何关系可知
解得
故选D。
4．C
【详解】
设小船的合速度与水流速度的夹角为；则有
因此
船速与合速度方向垂直，则
故选C。
5．B
【详解】
ABCD.物块在斜面上受到竖直向下的重力，垂直于斜面向上的支持力，由牛顿第二定律可得
物块从A点运动到E点过程做类平抛运动，则平行于AB边方向
平行于AC边方向
联立可得
ACD错误，B正确；
故选B。
6．B
【详解】
AD．对物体、整体受力分析，受重力、恒力，由于水平方向墙壁对没有支持力，否则整体不会平衡，墙壁对没有支持力，也就没有摩擦力。
由平衡条件得
选项AD错误；
BC．b物体受到重力，a给它的摩擦力和支持力，由平衡条件得，摩擦力和支持力的合力与b自身重力等大反向，即a物体对b物体的作用力大小为mg，方向与重力方向相反，竖直向上。
选项B正确，C错误。
故选B。
7．C
【详解】
大齿轮与小齿轮是同缘传动，边缘点线速度相等，则有
根据
则有
小齿轮与后轮是同轴传动，角速度相等，则有
根据
则有
所以角速度大小关系是
线速度大小关系是
根据
可知
根据
可知转速之比是
故选C。
8．A
【详解】
A．根据周期和角速度的关系可知，周期，选项A正确；
B．摩天轮悬挂的座舱在竖直平面内做匀速圆周运动，合外力始终指向圆心，方向时刻变化，因此座舱做的是非匀变速曲线运动，选项B错误；
C．由于座舱受到的重力和摩天轮对座舱的作用力的合力充当向心力，向心力不等于0，摩天轮对座舱的作用力不等于mg，选项C错误；
D．座舱做匀速圆周运动，受到的合力充当向心力，向心力不等于0，合力也不等于0，选项D错误。
故选A。
9．AC
【详解】
A．两个小球平抛运动的高度相同，所以飞行时间也相同，落于B点的小球飞行时间为t，故A正确；
BD．小球飞行的时间为t，则撞在C点竖直分速度
因为小球恰好垂直撞在C点，根据平行四边形定则知，小球的初速度
两个小球在竖直方向的位移
由于PO与水平面MN的夹角为45°，所以落在B点的小球沿水平方向的位移
而水平方向的位移
所以
则
故BD错误；
C．落于C点的小球的水平位移为
故C正确。
故选AC。
10．BD
【详解】
若开始时斜面D对A的摩擦力沿斜面向下，则有：
，则随着B中的沙子缓慢流出，A受到的摩擦力f可能缓慢减小或缓慢减小到0后反方向增大；若开始时斜面对A的摩擦力沿斜面句上，则有：
，则随着B中的沙子缓慢流出，A受到的摩擦力f缓慢增大，选项A错误，B正确；因为滑轮两边细线的拉力总是相等的，则两个力合力的方向总是沿着两边细线，细线夹角不变，则OC与竖直方向的夹角不变，选项C错误；对AD整体，受到斜向左上的细绳拉力作
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