上海市控江中学2021-2022学年高一物理下学期期中试题（Word版附解析）

控江中学2021学年第二学期高一物理期中试题一、单项选择题（共40分，第1～8题每题3分，9～12题每题4分）1.匀速圆周运动是一种（　　）A.匀速运动B.匀加速运动C.匀加速曲线运动D.变加速曲线运动【答案】D【解析】【详解】A．匀速圆周运动是速度大小不变，方向随时改变的运动，故A错误；BCD．匀速圆周运动的加速度大小不变，方向指向圆心，所以加速度随时在改变，故BC错误，D正确。故选D。2.下面是地球和月亮的一段对白，地球说：“我绕太阳运动1s要走30km，你绕我运动1s才走1km，你怎么走的那么慢？”；月亮说：“话不能这样讲，你一年才绕一圈，我27.3天就绕了一圈，你说说谁转的更快？”，下面对它们的对话分析正确的是（　　）A.地球的转速大B.地球的线速度大C.月亮的周期大D.月亮的角速度小【答案】B【解析】【详解】根据线速度的概念，即可知，地球的线速度比月球的线速度大；根据角速度的概念，即可知，月球的周期小，则月球的角速度比地球的角速度大，月球的转速比地球的转速大，则选项B正确，ACD错误。故选B。3.关于平抛运动，下列说法中正确的是（　　）A.平抛运动是一种变加速运动B.做平抛运动的物体加速度随时间逐渐增大C.做平抛运动的物体每秒内速度增量相等D.做平抛运动的物体每秒内位移增量 相等【答案】C【解析】【详解】AB．做平抛运动的物体只受重力，故加速度恒定，运动轨迹为曲线，故平抛运动为匀加速曲线运动，故AB错误；C．由于做平抛运动的物体加速度恒定，故每秒内的速度增量相等，故C正确；D．由于做平抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上作匀加速直线运动，有x=v0t故合位移为因s与t非线性关系，则每秒位移增量不等，故D错误。故选C。4.在光滑的水平桌面上固定一木板AB，其右面与O点共线。一根细绳一端固定在O点，另一端拉着一个小球m作匀速圆周运动。在线与AB板相碰前瞬间与碰后瞬间，下述不变的物理量为（　　）A.线速度B.角速度C向心加速度D.向心力【答案】A【解析】【详解】A．物体的速度在瞬间不会发生突变，所以线速度瞬间不变，故A正确；B．线速度大小不变，半径变小，由知小球角速度会变大，故B错误； C．由知向心加速度增大，故C错误；D．由知小球向心力增大，故D错误。故选A。5.狗拉雪橇在水平冰面上沿着圆弧形的道路匀速行驶，如图为四个关于雪橇受到的牵引力F及摩擦力f的示意图（O为圆心），其中正确的是（　　）A.B.C.D.【答案】C【解析】【分析】【详解】雪橇做匀速圆周运动，合力指向圆心，提供向心力，滑动摩擦力f的方向和相对运动方向相反，故f向后且与圆轨道相切；由于拉力与摩擦力的合力指向圆心，故拉力F偏向圆心。故选C。6.在同一水平直线上的两位置分别沿同方向抛出两小球A和B，其运动轨迹如图所示，不计空气阻力。要使两球在空中相遇，则必须（　　）A.先抛出A球B.先抛出B球C.同时抛出两球D.使两球质量相等【答案】C【解析】 【详解】ABC．由于相遇时A、B做平抛运动的竖直位移h相同，由可知两球下落时间相同，两球应同时抛出，故AB错误，C正确；D．下落时间与球的质量无关，故D错误。故选C。7.由于某种原因，人造地球卫星的轨道半径减小了，那么卫星的()A.速率变大，周期变小B.速率变小，周期变大C.速率变大，周期变大D.速率变小，周期变小【答案】A【解析】【详解】根据万有引力提供圆周运动向心力有：物体线速度，周期，知卫星的半径减小，则线速度增加，周期减小，所以A正确，BCD错误．故选A.8.如图所示，质量为M的物体放在光滑水平地面上，在受到与水平方向成α角的恒力F作用下，从静止开始运动，在时间t内，F对物体所做的功为WF．下列仅单独改变某一物理量（设该物理量改变后物体仍在水平面上运动），可使恒力所做的功为2WF的是（）A.使恒力的大小增大为2FB.使物体质量增大为M/2C.做功时间增长为2tD.α从60°变为0°【答案】B【解析】【详解】A、拉力增大为时，加速度物体的加速度变为原来的2倍，由知，在相 同时间内物体通过的位移为原来的2倍，由，可知，拉力做功为，故A错误；B、物体质量减小为，则物体的加速度变为原来的2倍，由知，在相同时间内物体通过的位移为原来的2倍，由，可知，拉力做功为，故B正确；C、做功时间增长为，由知，物体通过的位移为原来的4倍，由，可知，拉力做功为，故C错误；D、由，角从变为，则得拉力做功为，故D错误．9.月球绕地球做匀速圆周运动的向心加速度大小为，设月球表面的重力加速度大小为，在月球绕地球运行的轨道处由地球引力产生的加速度大小为，则A.B.C.D.【答案】B【解析】【详解】根据公式可得，即只要轨道半径相同，向心加速度相同，所以，在月球绕地球运行的轨道处由地球引力产生的加速度大小为，B正确；10.一辆汽车在平直的公路上以某一初速度运动，运动过程中保持恒定的牵引功率，其加速度a和速度的倒数的关系图像如图所示。若已知汽车的质量m，则根据图像所给的信息，不能求出的物理量是（　　）A.汽车的功率B.汽车行驶的最大速度C.汽车所受到的阻力D.车运动到最大速度所需的时间【答案】D 【解析】【分析】【详解】AC．对汽车受力分析，受重力、支持力、牵引力和摩擦力，根据牛顿第二定律，有其中以上两式联立解得再结合图像，可知，已知汽车质量，解得，故AC错误；C．当物体的速度最大时，加速度为零，故结合图像可知，速度最大为20，故C错误；D．汽车的初速度未知，所以加速时间未知，故D正确；故选D。11.有甲、乙两只船（可视为质点），它们在静水中航行速度分别为v1和v2，现在两船从同一渡口向对岸开去，已知甲船用最短时间渡河，乙船用最短航程渡河，结果两船抵达对岸的地点恰好相同，则甲、乙两船渡河所用时间之比为：（）A.B.C.D.【答案】C【解析】【详解】两船抵达的地点相同，知合速度方向相同，甲船静水速垂直于河岸，乙船的静水速与合速度垂直．如图： 两船的合位移相等，则渡河时间之比等于两船合速度之反比，则：；由图可知：；；其中：tanθ=；sinθ＝则：，故ABD错误，C正确．故选C．12.某机器内有两个围绕各自的固定轴匀速转动的铝盘A、B，A盘上有一个信号发射装置P，能发射水平红外线，P到圆心的距离为28cm．B盘上有一个带窗口的红外线信号接受装置Q，Q到圆心的距离为16cm．P、Q转动的线速度相同，都是4πm/s．当P、Q正对时，P发出的红外线恰好进入Q的接收窗口，如图所示，则Q接收到的红外线信号的周期是：A.0.07sB.0.16sC.0.28sD.0.56s【答案】D【解析】【详解】由题意可知P的周期为：Q的周期为：因为经历的时间必须等于它们周期的整数倍，根据数学知识，0.14和0.08的最小公倍数为0.56s，所以经历的时间最小为0.56s，故D正确，ABC错误．故选D。 二、填空题（共20分，每空2分）13.汽车在水平圆弧弯道上以恒定的速率在20s内行驶20m的路程，司机发现汽车速度的方向改变了30°角，司机由此估算出弯道的半径是_______m；汽车的向心加速度是________m/s2。【答案】①.38②.0.026【解析】【详解】[1]汽车的线速度大小为角速度大小为则半径[2]向心加速度14.某行星的质量约为地球质量的，半径约为地球半径的，那么此行星表面的重力加速度与地球的表面的重力加速度之比为________；此行星的“第一宇宙速度”与地球上的第一宇宙速度之比为_________。【答案】①.18:1②.:1【解析】【详解】[1]对行星表面物体，引力近似等于重力得此行星表面的重力加速度与地球的表面的重力加速度之比[2]对近地卫星 得则此行星的“第一宇宙速度”与地球上的第一宇宙速度之比为15.用绳系着小球在竖直平面内做圆周运动，绳长为L，绳另一端固定，小球质量为m，要使小球能通过最高点，则最高点时的速度必须________，若小球以恰能通过最高点时速度的3倍的速度通过最高点，此时绳中张力大小为_______。【答案】①.；②.8mg【解析】【分析】本题考查竖直面内圆周运动的绳球模型。【详解】[1]小球能运动到最高点时受重力和绳向下的拉力，由圆周运动的规律若v减小，T减小，当T等于零时，此时有解得是小球能上到最高点的最小速度，即最高点时的速度必须大于等于。[2]若小球以恰能通过最高点时速度的3倍的速度通过最高点，即，由圆周运动规律解得 16.如图，在倾角θ＝45°的斜面底端的正上方某一高处以＝6m/s的初速度水平抛出一质量为0.1kg的物体．空气阻力不计，该物体落在斜面上时的速度方向恰好与斜面垂直，则小球在空中飞行时间为___s，小球与斜面相碰时重力的瞬时功率为_____W。（取g＝10m/s2）【答案】①.0.6②.6【解析】【分析】【详解】[1][2]设飞行的时间为t，因为是垂直撞上斜面，斜面与水平面之间的夹角为45°，所以有代入数据解得所以时间t为重力的瞬时功率为【点睛】该题是平抛运动基本规律的应用，主要抓住撞到斜面上时水平速度和竖直方向速度的关系，知道瞬时功率的求解公式P=Fv，其中的v是沿F方向的速度。17.质量为m=2.0kg的物体从原点出发沿x轴运动，当x＝0时物体的速度为4.0m/s．作用在物体上的合力F随位移的变化情况如图所示．则在第1个1m的位移内合力对物体做的功W＝________J；在x＝0至x＝5.0m位移内，物体具有的最大动能是______ 【答案】①.2②.18【解析】【详解】设初速度为在第一个1m的位移内合力是均匀变化的，所以合力的平均值为,故做功为,物体在第一个1m位移内做加速度减小的加速运动，在第二个1m内做加速度增大的减速运动，在x=2m处物体的速度又变为4m/s，以后物体的合力恒定，加速度，在x=2至x=5m过程中物体做匀减速运动，所以在x=1m处的速度最大，所以三、综合题18.图甲（a）是一个能够显示平抛运动及其特点的演示实验，用小锤敲击弹性金属片，小球A就沿水平方向飞出，做平抛运动；同时小球B被松开，做自由落体运动。图甲（b）是该装置一次实验的数码连拍照片，同时显示了A、B球分别做平抛运动和自由落体运动的轨迹。（1）由图甲（b）的数码连拍照片分析可知，做平抛运动的A球离开轨道后在竖直方向的分运动是________。（2）现在重新设计该实验，如图乙所示，光源位于S点，紧靠着光源的前方有一个小球A，光照射A球时在竖直屏幕上形成影子P。现打开数码相机，同时将小球向着垂直于屏幕的方向水平抛出，不计空气阻力，小球的影像P在屏幕上移动情况即被数码相机用连拍功能（每隔相同的时间自动拍摄一次）拍摄下来，如图丙所示。则小球的影像P在屏上移动情况应当是图丙中的___________（选填“（c）”或“（d）”）。 （3）如果图乙中小球A水平抛出的初速度为1m/s，SP＝L＝0.5m，经过0.2s小球到达B点时在屏幕上留下的影子假设为Q，则Q点沿着屏幕向下运动的速度大小为________m/s。【答案】①.自由落体运动②.（d）##d③.2.5【解析】【详解】（1）[1]本实验中A做平抛运动，B做自由落体运动，同一时刻两球处于同一高度，说明竖直方向运动情况相同，所以A竖直方向的分运动是自由落体运动；（2）[2]方法一：设经过时间t照相机拍摄一次，从抛出开始经时间t后到达C点，经时间2t后经过B点，如图所示：根据几何关系有①②水平方向做匀速运动，所以③竖直方向做自由落体运动，所以＝④由①②③④得即 PG=GQ所以小球的影像P在屏上移动情况应当是等间距的，故选（d）；方法二：设经过时间t，小球的水平位移为x，竖直方向的位移为y，影子的位移为H，则有解得所以小球的影像P在屏上移动位移与时间成正比，匀速下落，应当是等间距的，故选（d）；（3）[3]由以上解析可知影子在竖直方向上做匀速运动，根据几何关系可知解得19.如图所示，一根长0.1m的细线，一端系着一个质量为0.18kg的小球，拉住线的另一端，使小球在光滑的水平桌面上做匀速圆周运动，使小球的转速很缓慢地增加，当小球的转速增加到开始时转速的3倍时，细线断开，线断开前的瞬间线受到的拉力比开始时大40N，求：（1）线断开前的瞬间，线受到的拉力大小；（2）线断开的瞬间，小球运动的线速度大小；（3）如果小球离开桌面时，速度方向与桌边缘的夹角为60°，桌面高出地面0.8m，求小球飞出后的落地点距桌边缘的水平距离．【答案】（1）45N（2）5m/s（3）1.73m【解析】【详解】(1)线的拉力等于向心力，设开始时角速度为ω1，向心力是F0，线断开的瞬间，角速 度为ω，线的拉力是F．根据牛到第二定律得：又有：F＝mω2R联立解得：又因为F＝F1+40N可得：F＝45N(2)设线断开时速度为v，由可得：v＝5m/s(3)设桌面高度为h，落地点与飞出桌面点的水平距离为s，则时间为：水平位移为：s＝vt＝5×0.4m＝2m则抛出点到桌边的水平距离为：l＝ssin60°＝2×＝1.73m20.如图，ABCD为一竖直平面的轨道，其中BC水平，A点比BC高出10米，BC长1米，AB和CD轨道光滑．一质量为1千克的物体，从A点以4米/秒的速度开始运动，经过BC后滑到高出C点10.3m的D点速度为零．求：（g=10m/s2）（1）物体与BC轨道的滑动摩擦系数． （2）物体第5次经过B点的速度．（3）物体最后停止的位置（距B点）．（4）物体一共经过C点多少次？【答案】(1)0.5(2)13.3m/s(3)0.4m(4)22次【解析】【详解】（1）分析从A到D过程，由动能定理，解得，．（2）物体第5次经过B点时，物体在BC上滑动了4次，由动能定理，得．（3）分析整个过程，由动能定理，，代入数据解得．所以物体在轨道上来回了10次后，还有，故离B的距离为（4）因为，所以有22次经过点C．点睛：运用动能定理解题，关键是选择好研究过程，研究的过程选取得好，会对解题带来很大的方便．