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

上海市行知中学2021年度第二学期高一期中质量检测物理一、单项选择题（1-8每题3分，9-12每题4分，共40分）1.选出正确的说法选项（　　）A.月球没有落到地球上是因为做圆周运动的物体万有引力不起作用B.G的单位是N•kg2/m2C.牛顿给出了引力常量的值D.万有引力定律说明：自然界有质量的物体间普遍存在相互吸引力【答案】D【解析】【详解】A．月球没有落到地球上是因为万有引力全部提供其做圆周运动的向心力，使其不具备下落的加速度，故A错误；B．G的单位是N•m2/kg2，故B错误；C．卡文迪什测出了引力常量的值，故C错误；D．万有引力定律说明：自然界有质量的物体间普遍存在相互吸引力，故D正确。故选D。2.小球在光滑水平面上做匀速圆周运动，突然松开拉住细线的手，在较短的一段时间内，小球会做（　　）A.匀减速直线运动B.半径更小的圆周运动C.匀速直线运动D.半径更大的圆周运动【答案】C【解析】【详解】突然松开拉住细线的手，小球所受合外力突变为零，在较短的一段时间内，小球会做匀速直线运动。故选C。 3.一端封闭的玻璃管中装满清水，管中有一个红色蜡块，蜡块恰好能竖直向上做匀速直线运动，同时使玻璃管水平向右做匀减速直线运动，则在地面上的观察者看到的移动轨迹是（　　）A.B.C.D.【答案】D【解析】【详解】蜡块参与了竖直方向上的匀速直线运动和水平方向上的匀减速直线运动，蜡块的初速度方向斜向右上方，合力的方向，水平向左，而合力的方向指向轨迹凹的一侧。故选D。4.如图所示跳水运动员从跳台跳起到落下，以跳台的水平面为零势能面，该运动员的动能与重力势能是如何变化的（　　） A.动能：一直减小；重力势能：一直增大B.动能：一直增大；重力势能：一直减小C.动能：先减小后增大；重力势能：先增大后减小D.动能：先增大后减小；重力势能：先减小后增大【答案】C【解析】【详解】从跳台到最高点的过程中，运动员动能减小，重力势能增大；从最高点到接触水面的过程中，运动员动能增大，重力势能减小。综上所述可知C正确。故选C。5.某同学在细线作用下从某一高度沿着圆弧向下运动的过程中，某一瞬间他受到的合力方向可能是图中的（　　）A.a方向B.b方向C.c方向D.d方向【答案】C【解析】【详解】该同学受细线拉力和重力作用做曲线运动，合力方向与速度方向始终不在同一直线上且指向轨迹凹侧，因速度不断增加，则合力方向与速度方向夹角为锐角，所以某一瞬间他 受到的合力方向可能是图中的c方向。故选C。6.质点在竖直向上的力的作用下运动的v-t图像如图所示，该力的功率-时间应改为下图中的哪一个（　　）A.B.C.D.【答案】D【解析】【详解】假设质点受到一个竖直向下的恒力作用，由速度图像可知，在匀加速阶段，向上的力大于向下的额力，且保持不变，由功率均匀增大；在匀速阶段，向上的力变小，等于竖直向下的恒力，所以功率突然变小后保持不变；在匀减速阶段，向上的小于向下的力，所以功率再一次突然变小为某一值后均匀减小。故选D。7.以下四个图中，u为水流流速方向，船头的方向为船相对于水的速度方向，虚线为小船过河的轨迹，且船速小于水速，则合理的图是（　　）A.B. C.D.【答案】B【解析】【详解】A．因为船速小于水速，所以船速在平行于河岸方向的分量不可能与水速大小相等，则船的合速度方向不可能垂直于河岸，船的轨迹不可能垂直于河岸，故A不合理；B．当船速始终垂直于河岸时，其合速度方向斜向右上，船轨迹与合速度方向共线，故B合理；C．当船速斜向左上时，其合速度必然也斜向左上，船的轨迹不可能斜向右上，故C不合理；D．当船速斜向右上时，其合速度不可能与船速共线，船的轨迹不可能与船速共线，故D不合理。故选B。8.小球B从平台以水平初速度抛出，落入圆弧轨道时刚好与轨道相切。图中标出两个角度与，则这两个角的关系为（　　）A.B.C.D.【答案】C【解析】 【详解】小球到达A点时，速度方向与水平方向夹角为，此时实际位移的方向与水平方向夹角为，根据平抛运动推论，得即故选C。9.在水平推力F作用下，光滑斜面与物块相对静止且沿水平面向左做匀加速直线运动，斜面倾角为α，物块质量为m，当斜面的位移为s时，斜面对物体的做功为（　　）A.0B.C.D.Fs【答案】B【解析】【详解】由题意可知，斜面对物块只存在支持力FN，且物块在竖直方向上合力为零，即解得当斜面的位移为s时，斜面对物体的做功为故选B。10.某行星的半径为80km，假设该行星与地球密度接近，地球半径R＝6400km，该行星表面重力加速度是地球的（　　）A.6400倍B.倍C.80倍D.倍【答案】D【解析】 【详解】假设某星球的质量为M，半径为r，在该星球表面物体所受万有引力等于重力，即该星球的质量为联立解得可知该行星表面重力加速度与地球表面重力加速度的比值为故选D。11.某人在平直公路上仅靠电机驱动电动车以额定功率从静止启动，已知电动车能够达到的最大速度为v，电动车所受的阻力是人和车总重力的0.2倍。当车速为时，人和车的瞬时加速度为（　　）（g取10m/s2）A.1m/s2B.2m/s2C.4m/s2D.6m/s2【答案】C【解析】【详解】当电动车以最大速度行驶时，阻力与牵引力大小相等，电动车的额定功率为当车速为时，设人和车的瞬时加速度为a，根据牛顿第二定律有解得故选C。12.如图甲，小球在轻质杆的作用下以不同的初速度在竖直平面内做圆周运动，N为小球对杆的作用力大小，v是小球在最高点的瞬时速度大小，乙图为N﹣v2关系，其中a＝10，b＝1，单位都采用国际单位制，g取10m/s2，下列说法正确的（　　） A.圆周半径R＝1mB.小球的质量为0.1kgCv2＝c时，杆对小球弹力方向向上D.若v2＝2，则杆对小球弹力大小为10N【答案】D【解析】【详解】A．由题图乙可知，当N=0时，有根据牛顿第二定律有解得故A错误；B．设小球的质量为m，由题图乙可知，当v=0时，有解得故B错误；C．根据A项分析可知，当时，重力恰好提供向心力，所以当时，重力不足以提供向心力，则此时杆对小球的弹力方向竖直向下，故C错误；D．根据前面分析可知，若v2＝2m2/s2，则杆对小球的弹力方向竖直向下，设大小为T，根据牛顿第二定律有 解得故D正确。故选D。二、填空题（每空2分，共24分）13.如图所示，质量为m＝1kg的光滑小钢球以的水平速度抛出，下落h＝20m时，垂直撞击一钢板，则钢板与水平面的夹角＝_______度。刚要撞击钢板时小球的动能为_______J。【答案】①.60②.800【解析】【详解】[1]小球击中钢板时的竖直分速度大小为根据速度的合成与分解有解得[2]刚要撞击钢板时小球的动能为Ek，根据动能定理有解得 14.题图为皮带传动装置，轮1和轮2的半径相同，轮3和轮4的半径相同且为轮1半径的，则轮1边缘的a点和轮4边缘的c点的角速度之比为_______，向心加速度之比为_______。【答案】①4∶9②.8∶27【解析】【详解】[1]令v2、v3分别表示轮2和轮3边缘的线速度大小，、分别表示轮2和轮3的角速度大小，根据传动规律可知由题意，根据可得联立以上各式解得[2]根据可得15.某星球表面不存在大气层，在该星球将一质点以初速度竖直向上抛出。从抛出时开始计时，s﹣t图象如图所示，根据图像_______m/s，假设该星球的半径与地球近似相等，则该星球的密度是地球的_______倍。 【答案】①.6②.0.15【解析】【详解】[1]质点做竖直上抛运动，然后做自由落体运动由图像可知，上升的最大高度和上升到最高点所用时间分别为，由得[2]该星球表面重力加速度为在星球表面，万有引力等于重力星球质量为密度表达式为该星球的半径与地球近似相等,则密度与星球表面重力加速度成正比，即 16.如图所示是北斗导航系统中部分卫星的轨道示意图，已知a、b、c三颗卫星均做圆周运动，三颗卫星的轨道半径关系为，则卫星c的加速度_______卫星b的加速度，卫星a的线速度大小_______卫星c的线速度大小；（选填“大于”、“等于”或“小于”）【答案】①.小于②.等于【解析】【详解】[1][2]设地球质量为M，质量为m的卫星绕地球做半径为r、线速度为v、向心加速度为a的匀速圆周运动，根据牛顿第二定律有解得根据以上两式可知，17.质量为50kg的攀岩者，花了500s的时间登上一峭壁，此时攀岩者位于出发点上方20m处。这一过程中该攀岩者克服重力做的功为____________J，攀岩者克服重力做功的平均功率为___________W。（g取10m/s2）【答案】①.10000##1×104②.20【解析】【详解】[1]这一过程中该攀岩者克服重力做的功为 [2]攀岩者克服重力做功的平均功率为18.如图所示，薄壁箱子长0.5m、质量为5kg，放在水平地面上，箱子与地面间的动摩擦因数为0.3，箱内有一个边长0.1m、质量1kg的方木块紧靠箱子的前壁放置，箱子内壁与方木块之间无摩擦，当水平推力F＝36N刚作用于箱子的后壁时，箱子的加速度为____m/s2；如果要使木块与箱壁发生相碰，则水平推力至少做功________J。【答案】①.3.6②.7.2【解析】【详解】[1]设箱子的加速度为a，且令M和m分别表示箱子和木块的质量，根据牛顿第二定律有解得[2]令L和l分别表示箱子的长度和木块的边长。当撤去推力后，箱子与木块相碰时箱子的速度恰好减为零时，推力做的功最少。根据功能关系可知推力做功的最小值为三、综合计算题（19题18分，20题18分，共36分）19.如图所示，水平放置的正方形光滑玻璃板abcd，边长L=4m，距地面的高度为H=5m，玻璃板正中间有一个光滑的小孔O，一根细线穿过小孔，两端分别系着小球A和小物块B，当小球A以速度v=3m/s在玻璃板上绕O点做匀速圆周运动时，AO间的距离为l=1m。已知A的质量为mA=1kg，重力加速度为g。（1）求小物块B的质量mB；（2）当小球速度方向平行于玻璃板ad边时，剪断细线，则小球落地前瞬间的速度多大；（3）在（2）的情况下，若小球和物体落地后均不再运动，则两者落地点间的距离为多少。 【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）细线对A球拉力提供A球的向心力，对B拉力等于B的重力，得得（2）小球A以3m/s从玻璃板上平抛出去，根据机械能守恒落地速度为（3）小球A平抛运动的水平位移为竖直方向联立得两者落地点间的距离为20.如图所示，一位质量m＝50kg参加“挑战极限“的业余选手，要越过一宽度为s＝3m的 水沟，跃上高为H＝2.0m的平台，采用的方法是：人手握一根长L＝3m的轻质弹性杆一端，从A点由静止开始匀加速助跑，至B点时，杆另一端抵在O点的阻挡物上，接着杆发生形变、同时脚蹬地，人被弹起，离开地面的一瞬间重心高h＝1m，到达最高点时杆处于竖直，人的重心在杆的顶端。运动过程中空气阻力可忽略不计。（1）第一次试跳，人到达最高点时对弹性杆恰好无压力，则人在B点离开地面时的速度v1是多少；（2）第二次试跳，人在最高点放开杆水平飞出，恰好趴落到平台边缘，则人在最高点飞出时速度v2至少多大；（3）设在第二次试跳中，人跑到B点时速度大小为vB＝8m/s，求人在B点蹬地弹起瞬间，至少应做多少功。【答案】（1）；（2）；（3）525J【解析】【详解】（1）设人到达最高点时速度大小为v2′，根据牛顿第二定律有对人从最低点到最高点的过程，根据动能定理有联立以上两式解得（2）人在最高点放开杆水平飞出后做平抛运动，运动时间为 为使人能够恰好趴落到平台边缘，即重心位置能够至少到达边缘所在竖直线上，人在最高点飞出时速度至少为（3）设人在B点蹬地弹起瞬间至少应做功W，第二次试跳中，对人从B点到最高点的过程，根据动能定理有解得