湖南省宁乡市三校（宁乡七中、九中、十中）2021-2022学年高一物理下学期期中考试试题（Word版附解析）

2022年4月高一三校联考物理试卷一、单选题（共8题，每题4分，共32分）1.如图所示，小强正在荡秋千。关于绳上a点和b点的线速度和角速度，下列关系正确的是（　　）A.B.C.D.【答案】C【解析】【详解】CD．绳上a点和b点在相同时间内转过的弧度相同，故角速度相等，即C正确，D错误；AB．由可知，a点转动半径较小，线速度较小，即AB错误。故选C。2.如图所示，一个物块在与水平方向成、大小为10N的拉力F作用下，沿水平面向右运动一段距离已知，，在此过程中，拉力对物块做的功为　　A.16JB.10JC.8JD.6J 【答案】C【解析】【详解】物体的位移是在水平方向上的，把拉力F分解为水平的，和竖直的，由于竖直的分力不做功，所以拉力F对物块所做的功即为水平分力对物体做的功，所以有：，故选项C正确，ABD错误．点睛：分析题目中给出的已知量；根据功的定义，力与力方向上的位移的乘积，直接计算即可．3.下列有关生活中的圆周运动实例分析，其中说法正确的是（　　）A.公路在通过小型水库泄洪闸的下游时，常常用修建凹形桥，也叫“过水路面”，汽车通过凹形桥的最低点时，车对桥的压力小于汽车的重力B.在铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，目的是减轻轮缘与外轨的挤压C.杂技演员表演“水流星”，当“水流星”通过最高点时，处于完全失重状态，不受力的作用D.洗衣机脱水桶的脱水原理是：水滴受到的离心力大于它受到的向心力，从而沿切线方向甩出【答案】B【解析】【分析】【详解】A．对汽车，根据牛顿第二定律得则得即车对桥的压力大于汽车的重力，故A错误；B．在铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，当火车按规定速度转弯时，由重力和支持力的合力完全提供向心力，从而减轻轮缘对外轨的挤压，故B正确；C．杂技演员表演“水流星”，当“水流星”通过最高点时，处于失重状态，但仍受到重力作用，此时重力和拉力的合力提供“水流星”做圆周运动的向心力，故C错误；D．离心力与向心力并非物体实际受力，衣服对水的吸附力小于水做圆周运动所需要的向心力时，产生离心运动，故D错误。 故选B4.2013年2月15日中午12时30分左右，俄罗斯车里雅宾斯克州发生陨石坠落事件，它在穿越大气层时摩擦燃烧，产生大量碎片，形成了所谓“陨石雨”，假设某一碎片自爆炸后落至地面并陷入地下一定深度过程中，其质量不变，则该碎片（　　）A.在空中下落过程中重力做的功等于动能的增加量B.在空中下落过程中重力做的功大于动能的增加量C.在陷入地下的过程中合外力做的功等于重力势能与动能之和的改变量D.在整个过程中克服阻力做的功大于重力势能与动能之和的减少量【答案】B【解析】【详解】AB．碎片在空中下落的过程中，重力做正功，阻力做负功，根据动能定理知，重力和阻力做功的代数和等于动能的增加量，可知重力做功大于动能的增加量，故A错误，B正确；C、碎片陷入地下的过程中，根据动能定理知，合外力做的功等于动能的改变量，由功能关系知，阻力做的功等于机械能的改变量，故C错误；D、根据功能关系知，除重力以外其它力做功等于机械能的增量，可知碎片在整个过程中克服阻力做的功等于机械能的减少量，故D错误。故选B。5.地球公转轨道的半径在天文学上常用来作为长度单位，叫做天文单位，用来量度太阳系内天体与太阳的距离．已知木星公转的轨道半径约5.0天文单位，请估算木星公转的周期约为多少地球年（　　）A.3年B.5年C.11年D.25年【答案】C【解析】【详解】根据开普勒第三定律，有：解得： 故应选C．【点睛】开普勒第三定律，也称周期定律：是指绕以太阳为焦点的椭圆轨道运行的所有行星，其椭圆轨道半长轴的立方与周期的平方之比是一个常量．6.登上火星是人类的梦想，“嫦娥之父”欧阳自远透露：中国计划于年登陆火星。地球和火星公转视为匀速圆周运动，忽略行星自转影响。根据下表，火星和地球相比（　　）行星半径质量轨道半径地球火星A.地球表面的重力加速度较大B.地球做圆周运动的加速度较小C.火星的第一宇宙速度较大D.火星的公转周期较小【答案】A【解析】【详解】D．设太阳质量为，行星质量为，太阳对行星的引力提供行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力解得由于所以故D错误； B．由万有引力提供向心力可得行星绕太阳做匀速圆周运动的加速度故故B错误；A．行星表面万有引力等于重力加速度代入表格数据，可知故A正确；C．由万有引力提供向心力解得第一宇宙速度地球的质量大约是火星质量的10倍，半径大约是火星的2倍，则地球的第一宇宙速度较大，火星的第一宇宙速度小，故C错误。故选A。7.澳大利亚科学家近日宣布，在离地球约14光年的红矮星wolf1061周围发现了三颗行星b、c、d，它们的公转周期分别是5天、18天、67天，公转轨道可视为圆，如图所示。已知万有引力常量为G。下列说法不正确的是（　　） A.可求出b、c的公转半径之比B.可求出c、d的向心加速度之比C.若已知c的公转半径，可求出红矮星的质量D.若已知c的公转半径，可求出红矮星的密度【答案】D【解析】【详解】A．行星b、c的周期分别为5天、18天，均做匀速圆周运动，根据开普勒第三定律知可以求解出轨道半径之比，故A正确，不符合题意；B．根据万有引力等于向心力列式结合A中求得的半径之比，故可以求解出c、d的向心加速度之比故B正确，不符合题意；CD．已知c的公转半径和周期，根据万有引力等于向心力列式知可以求解出红矮星的质量，但不知道红矮星的半径，无法求解红矮星的密度，故C正确，不符合题意；D错误，符合题意。故选D。8.如图所示为汽车在水平路面上启动过程中的v-t图像，Oa为过原点的倾斜直线，ab段表示以额定功率行驶时的加速阶段。bc段是与ab段相切的水平直线。下述说法正确的是（　　） A.0~t1时间内汽车以恒定功率做匀加速运动B.t1~t2时间内的平均速度为C.t1~t2时间内汽车牵引力做功等于m（v22-v12）D.在全过程中t1时刻的牵引力及其功率都是最大值【答案】D【解析】【详解】A．0~t1时间内，汽车做匀加速直线运动，牵引力不变，速度增大，根据P=Fv知，汽车的功率增大，故A错误。B．t1~t2时间内，汽车做变加速直线运动，平均速度故B错误。C．t1~t2时间内，根据动能定理得W-fs=mv22−mv12则牵引力做功W=fs+mv22−mv12故C错误。D．0~t1时间内，汽车做匀加速直线运动，牵引力不变，速度增大，功率增大，t1~t2时间内，功率不变，速度增大，牵引力减小，t2时刻后，牵引力减小到与阻力相等，汽车做匀速直线运动，可知在全过程中t1时刻的牵引力及其功率都是最大值，故D正确。故选D。【点睛】解决本题的关键理清在整个过程中汽车的运动规律，知道汽车何时速度最大，运用动能定理求解牵引力做功时，不能忽略阻力做功。 二、多选题（共4题，每题4分，选对一个得2分，错选不得分。共16分）9.2013年6月20日，航天员王亚平在运行的天宫一号内上了节物理课，做了如图所示的演示实验，当小球在最低点时给其一初速度，小球能在竖直平面内绕定点O做匀速圆周运动．若把此装置带回地球表面，仍在最低点给小球相同初速度，则()A.小球仍能做匀速圆周运动B.小球不可能做匀速圆周运动C.小球可能做完整的圆周运动D.小球一定能做完整的圆周运动【答案】BC【解析】【分析】【详解】AB．把此装置带回地球表面，在最低点给小球相同初速度，小球在运动过程中，只有重力做功，机械能守恒，则动能和重力势能相互转化，速度的大小发生改变，不可能做匀速圆周运动，故A错误，B正确；CD．若小球到达最高点的速度v，则小球可以做完整的圆周运动，若小于此速度，则不能达到最高点，则不能做完整的圆周运动，故C正确，D错误．故选BC。10.如图所示，一位同学玩飞镖游戏，圆盘最上端圆盘最上端有一P点，飞镖抛出时与P等高，且距离P点为L。当飞镖以初速度v0垂直盘面瞄准P点抛出的同时，圆盘以经过盘心O点的水平轴在竖直平面内匀速转动。忽略空气阻力，重力加速度为g，若飞镖恰好击中P点，则（　　） A.飞镖击中P点所需时间为B.圆盘的半径可能为C.圆盘转动角速度的最小值为D.P点随圆盘转动的线速度可能为【答案】AD【解析】【详解】A．飞镖水平抛出做平抛运动，在水平方向做匀速直线运动，则有故A正确；B．飞镖击中P点时，P恰好在最下方有解得圆盘的半径故B错误；C．飞镖击中P点，则P点转过的角度满足θ=ωt=π+2kπ（k=0，1，2…）可得 则圆盘转动角速度的最小值为，故C错误；D．P点随圆盘转动的线速度为当k=2时，，故D正确。故选AD正确。11.“嫦娥五号”探测器绕月球做匀速圆周运动时，轨道半径为r，速度大小为v。已知月球半径为R，引力常量为G，忽略月球自转的影响。下列选项正确的是（　　）A.月球平均密度为B.月球平均密度为C.月球表面重力加速度为D.月球表面重力加速度为【答案】BD【解析】【详解】AB．由万有引力提供向心力，可得解得月球体积，所以月球平均密度为故A错误，B正确；CD．在月球表面，有可解得月球表面重力加速度为 故C错误，D正确。故选BD。12.水平地面上固定一倾角为θ=37°的足够长的光滑斜面，如图所示，斜面上放一质量为mA=2.0kg、长l=3m的薄板A。质量为mB=1.0kg的滑块B（可视为质点）位于薄板A的最下端，B与A之间的动摩擦因数μ=0.5，开始时用外力使A、B静止在斜面上，某时刻给滑块B一个沿斜面向上的初速度v0=5m/s，同时撤去外力，已知重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。下列说法正确的是（　　）A.在滑块B向上滑行的过程中，A、B的加速度大小之比为3∶5B.从A、B开始运动到A、B相对静止的过程所经历的时间为0.5sC.从A、B开始运动到A、B相对静止的过程中滑块B克服摩擦力所做的功为JD.从A、B开始运动到A、B相对静止的过程中因摩擦产生的热量为J【答案】CD【解析】【详解】A．A、B的加速度大小分别为aA==4m/s2aB==10m/s2则aA∶aB=2∶5故A错误；B．B沿斜面向上运动的时间 t1=s=0.5sB运动到最高点时，A沿斜面向下运动的速度为vA=aAt1=2m/s设B从最高点向下运动到两者速度沿斜面向下相同时用时为t2。则aBt2=vA+aAt2得t2=s共同速度为v=m/s因此从A、B开始运动到A、B沿斜面向下的速度相同所经历的时间为t=t1+t2=s故B错误；C．B沿斜面向上运动的位移x1==125m此过程中A向下运动的位移x2=aAt12=0.5mB球沿斜面向下运动到两者速度相同时，下滑的位移x3=aBt22=m此过程中，A向下运动的位移x4=vt2+m故整个过程中摩擦力对滑块B所做的功W=-μmBgcos37°·x1+μmBgcos37°·x3=-J即滑块B克服摩擦力所做的功为J。故C正确；D．整个过程中因摩擦产生的热量为Q=μmBgcos37°（x1+x2）+μmBgcos37°（x4-x3)=J 故D正确。故选CD。三、实验题（共2题，每空2分，共16分）13.未来在一个未知星球上用如图甲所示装置“探究平抛运动的特点”。悬点O正下方P点处有水平放置的炽热电热丝，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断，小球由于惯性向前飞出做平抛运动．现对小球采用频闪数码照相机连续拍摄．在有坐标纸的背景屏前，拍下了小球在做平抛运动过程中的多张照片，经合成后，照片如图乙所示．a、b、c、d为连续四次拍下的小球位置，已知照相机连续拍照的时间间隔是0.10s，照片大小如图乙中坐标所示，又知该照片的长度与实际背景屏的长度之比为1：4，则：（1）由以上信息，可知a点________（选填“是”或“不是”）小球的抛出点。（2）该星球表面的重力加速度为________m/s2；（3）小球平抛的初速度是________m/s；（4）小球在b点时的速度是________m/s。【答案】①.是②.8③.0.8④.【解析】【分析】【详解】（1）[1]由图像可知在连续相等的时间间隔内通过的位移之比为1：3：5，根据初速度为0的匀变速运动，在连续相等的时间间隔内通过的位移之比的规律可知a点是小球的抛出点。（2）[2]根据 可得则该星球表面的重力加速度为。（3）[3]由可得则小球平抛的初速度是。（4）[4]小球在b点时的竖直方向的速度为小球在b点时的速度为14.如图，甲为“用向心力演示器探究向心力公式”的实验示意图，乙为俯视图。图中A、B槽分别与C、D轮同轴固定，且C、D轮半径相同。C、D两轮在皮带的带动下匀速转动。（1）两槽转动的角速度__________。(填“”“”或“”)。（2）现有两质量相同的钢球，①球放在A槽的边缘，②球放在B槽的边缘，它们到各自转轴的距离之比为2∶1。钢球①、②的角速度之比为________，线速度之比为__________；受到的向心力之比为__________。【答案】①.②.③.④.【解析】【详解】（1）[1]C、D两轮在皮带的带动下匀速转动，C、D两轮边缘的线速度大小相等，且 C、D轮半径相同，可知C、D两轮的角速度相等，由于A、B槽分别与C、D轮同轴固定，故有；（2）[2]现有两质量相同的钢球，①球放在A槽的边缘，②球放在B槽的边缘，它们到各自转轴的距离之比为2∶1。钢球①、②的角速度之比为[3]线速度之比为[4]受到向心力之比为四、计算题（共3题，共36分）15.如图,小球A在倒立的圆锥的水平面内做匀速圆周运动,小球圆周运动的半径r,圆锥倾角θ,重力加速度g．(1)求小球运动的线速度v(2)角速度【答案】(1)(2)【解析】【详解】(1)以小球为研究对象，对小球受力分析，小球受力如图所示： 由牛顿第二定律得：，解得：(2)根据线速度和角速度关系可知答：(1)(2)16.运动员把质量500g的足球踢出后，上升的最大高度是10m，在最高点的速度为20m/s。不计空气阻力，以最高点为零势能面，g取10m/s2．求：（1）足球踢出时的重力势能；（2）足球从最高点落到地面的时间；（3）运动员踢球时对足球所做的功。【答案】（1）﹣50J；（2）s；（3）150J【解析】【分析】【详解】（1）以最高点为零势能面，则足球踢出时的高度为-10m，所以重力势能（2）不计空气阻力，足球从最高点落到地面自由落体运动，由可得 （3）运动员踢球时根据功能转化关系可得17.如图所示，水平桌面上有一轻弹簧，左端固定在A点，自然状态时其右端位于B点，水平桌面右侧有一竖直放置的光滑轨道MNP，其形状为半径R=0.8m的圆环剪去了左上角135°的圆弧，MN为其竖直半径，P点到桌面的竖直距离也是R，用质量m1=0.4kg的物块将弹簧缓慢压缩到C点，释放后弹簧恢复原长时物块恰停止在B点，用同种材料、质量为m2=0.2kg的物块将弹簧缓慢压缩到C点释放，物块过B点后其位移与时间的关系为s=6t-2t2，物块飞离桌面后由P点沿切线落入圆轨道，取g=10m/s2，求：（1）判断m2能否沿圆轨道到达M点；（2）BP间的水平距离；（3）释放后m2运动过程中克服摩擦力做的功。【答案】（1）物块不能到最高点M；（2）；（3）【解析】【详解】（1）若物块恰好能过最高点有M点的速度至少为设物块在P点的速度至少为 得在P点时物块的速度因，故物块不能到最高点。（2）设物体由D点以初速度vD做平抛，落到P点时竖直速度为vy解得vD=4m/s小球过B点后做初速度为v0=6m/s，加速度为a=4m/s2的减速运动到达D点的速度vD，则解得所以BP的水平距离为（3）设弹簧长为时的弹性势能为，物块与桌面间的动摩擦因数为，释放时释放时且，可得 在桌面上运动过程中克服摩擦力做功为，则可得