四川省成都市东部新区2021-2022学年高一物理下学期期中考试试题（Word版附解析）

成都东部新区2021~2022学年度（下）半期调研考试高一物理试题考试时间共90分钟，满分100分注意事项：1.答题前，考生务必在答题卡上将自己的学校、姓名、班级、准考证号用0.5毫米黑色签字笔填写清楚，考生考试条形码由监考老师粘贴在答题卡上的“条形码粘贴处”。2.选择题使用2B铅笔填涂在答题卡上对应题目标号的位置上，如需改动，用橡皮擦擦干净后再填涂其它答案；非选择题用0.5毫米黑色签字笔在答题卡的对应区域内作答，超出答题区域答题的答案无效；在草稿纸上、试卷上答题无效。3.考试结束后由监考老师将答题卡收回。一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.在物理学理论建立的过程中，有许多伟大的科学家做出了贡献。关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是（　　）A.引力常量G是牛顿根据实验测量出来的B.哥白尼提出“日心说”，发现了太阳系中行星沿椭圆轨道运动的规律C.第谷通过对天体运动的长期观察，发现了行星运动三定律D.牛顿发现了万有引力定律【答案】D【解析】【详解】A．引力常量G是卡文迪什根据实验测量出来的，故A错误；B．哥白尼提出“日心说”，开普勒发现了太阳系中行星沿椭圆轨道运动的规律，故B错误；C．开普勒通过对研究第谷行星观测记录，发现了行星运动三定律，故C错误；D．牛顿发现了万有引力定律，故D正确。故选D。2.下列说法正确的是A.曲线运动的加速度一定是变化的B.平抛运动属于匀变速曲线运动 C.匀速圆周运动属于匀变速曲线运动，变速圆周运动属于变加速曲线运动D.若两个分运动为直线运动，则合运动一定为直线运动【答案】B【解析】【详解】AB．平抛运动是曲线运动，但其过程中只受重力作用，加速度恒定，属于匀变速曲线运动，A错误B正确；C．匀速圆周运动过程中加速度方向时刻指向圆心，加速度大小恒定，方向在变化，不属于匀变速曲线运动，C错误；D．平抛运动的两个分运动都是直线运动，但合运动为曲线运动，D错误．故选B。3.鹰在高空中盘旋时，垂直于翼面的升力和其重力的合力提供向心力，如图所示．当翼面与水平面成角并以速率匀速水平盘旋时的半径为A.B.C.D.【答案】B【解析】【分析】分析鹰的受力情况，由重力和机翼升力的合力提供向心力，作出鹰的受力图，由牛顿第二定律列式分析．【详解】鹰在高空中盘旋时，对其受力分析，如图： 根据翼面的升力和其重力的合力提供向心力，得：，化简得：．A．，与分析结果不符，故A错误；B．，与分析结果相符，故B正确；C．，与分析结果不符，故C错误；D．，与分析结果不符，故D错误．【点睛】本题主要考查了基本的圆周运动的应用，较为简单．4.如图所示，一半径为R的圆筒可绕其轴心在水平面内匀速转动。一质量为m可视为质点的物块紧贴在圆筒的内壁随圆筒一起转动而不滑下，物块与圆筒内壁之间的动摩擦因数为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　）A.小球受重力、弹力、摩擦力和向心力 B.由重力、弹力和摩擦力的合力提供物块运动的向心力C.圆筒转动的角速度越大时，物块所受的摩擦力越大D.圆筒转动的周期不能低于【答案】B【解析】【分析】【详解】A．B．物块受力分析如下图所示物块受重力、弹力和静摩擦力三个力作用，并由这三个力的合力提供其做圆周运动的向心力，故A错误，B正确；C．物块与圆筒一起转动，竖直方向始终静止，向上的静摩擦力始终等于向下的重力，大小不变，故C错误；D．要使物块随圆筒一起转动而不下滑，则有且，解得即周期不能高于此值，故D错误。故选B。5.如图所示，三个小球从同一高处的O点分别以水平初速度v1、v2、v3抛出，落在水平面上的位置分别是A、B、C，O′是O在水平面上的投影点，且O′A：AB：BC=1：3：5。若不计 空气阻力，则下列说法正确的是（）A.三个小球水平初速度之比为v1：v2：v3=1：4：9B.三个小球落地的速度之比为1：3：5C.三个小球通过的位移大小之比为1：：D.三个小球落地速度与水平地面夹角的正切值之比为5：3：1【答案】A【解析】【分析】【详解】A．三个小球从同一高处抛出，时间相同，水平初速度之比等于水平位移之比v1∶v2∶v3=O′A：O′B：O′C=1∶4∶9A正确；B．由v=知三个小球落地的速度之比不可能为1：3：5，B错误；C．由l=知个小球通过的位移大小之比不可能为1：：，C错误；D．由tanθ=得三个小球落地速度与水平地面夹角的正切值之比为9∶4∶1，D错误。故选A6.质量为m的物体P置于倾角为的固定光滑斜面上，轻细绳跨过光滑定滑轮分别连接着P与小车，P与滑轮间的细绳平行于斜面，小车以速率v水平向右做匀速直线运动，当小车与滑 轮间的细绳和水平方向成夹角时（如图所示），下列判断正确的是（　　）A.P的速率为vB.P的速率为C.绳的拉力大于D.绳的拉力小于【答案】C【解析】【详解】AB．将小车的速度在沿细绳和垂直细绳两个方向分解，则沿绳方向的分量大小为所以P的速率为故AB错误；CD．由于θ2不断减小，所以vP不断增大，根据牛顿第二定律可知P所受合外力沿斜面向上，则绳的拉力大于，故C正确，D错误。故选C。7.将一质量为m的小球从地面竖直向上抛出，小球上升h后又落回地面，在整个过程中受到的空气阻力大小始终为f，则关于这个过程中重力与空气阻力所做的功，下列说法正确的是A.重力做的功为2mgh，空气阻力做的功为－2fhB.重力做的功为0，空气阻力做的功也为0C.重力做的功为0，空气阻力做的功为－2fhD.重力做的功为2mgh，空气阻力做的功为0【答案】C【解析】【详解】从抛出至落回出发点的过程中，重力所做的功为WG=0 上升过程：空气阻力对小球做功W1=-fh下落过程：空气阻力对小球做功W2=-fh则从抛出到落回到抛出点的过程中，空气阻力对小球做的功为W=W1+W2=-2fh故C正确．故选C．点睛：对功的公式W=Flcosα要加深理解，不同的力做功的含义不同，对于滑动摩擦力、空气阻力做功与路径有关，而重力做功与路径无关．8.在光滑水平面内有一直角坐标系，在时刻，质量为、可视为质点物块从直角坐标系中的某点开始以某一初速度运动，其沿x方向的位移x随时间t的变化关系如图甲所示，沿y方向的位移y与y方向的速度的平方的变化关系如图乙所示。下列说法正确的是（　　）A.物块做匀变速直线运动B.物块的初速度为4m/s，方向沿x轴正方向C.物块受到的合外力恒为2N，方向沿y轴正方向D.前4s内物块的位移大小为【答案】C【解析】【详解】由图甲可知，物块在轴方向做匀速直线运动，根据图像中图线的斜率表示速度的大小可知 由图乙，假设物块在轴方向做匀变速直线运动，根据可得可知，图像为过原点的直线，则假设成立，则有斜率解得则物块在轴正方向上做初速度为零，加速度为的匀加速直线运动。AB．根据上述分析可知，物块的初速度是沿轴方向的，加速度是沿轴的，则物块做匀变速曲线运动，故AB错误；C．根据牛顿第二定律可知，物体所受合力方向与加速度方向相同，沿轴正方向，故C正确；D．沿轴方向上，根据可知，前4s内物块沿轴的位移为沿轴方向上，根据可知，前4s内物块沿轴的位移为则物块前4s内的位移为故D错误。故选C。二、多项选择题：本题共5小题，每小题4分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求；全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。9.关于功和功率，下列说法正确的是（　　） A.根据可知，力做功越多，其功率越大B.根据可知，汽车的牵引力一定与速率成反比C.滑动摩擦力总是对物体做负功D.静摩擦力可以对物体做正功，也可以对物体做负功【答案】D【解析】【详解】A．根据可知，单位时间内力做功越多，其功率越大，选项A错误；B．根据可知，当汽车的功率一定时，汽车的牵引力一定与速率成反比，选项B错误；C．滑动摩擦力总是对物体可以做正功，也可以做负功，也可以不做功，选项C错误；D．静摩擦力可以对物体做正功，也可以对物体做负功，也可以不做功，选项D正确故选D。10.如图所示，下列有关生活中圆周运动实例分析，其中说法正确的是（　　）A.甲图中，汽车通过拱桥的最高点处于超重状态B.乙图中，“水流星”匀速转动过程中，在最低处水对桶底的压力最大C.丙图中，火车转弯超过规定速度行驶时，内轨对内轮缘会有挤压作用D.丁图中，圆锥筒静止且内壁光滑，同一小球分别在筒内壁的A、B两位置所处平面做匀速 圆周运动，则在两位置小球的向心加速度大小相等【答案】BD【解析】【详解】A．甲图中，汽车通过拱桥的最高点时，向心加速度方向竖直向下，处于失重状态，故A错误；B．“水流星”匀速转动过程中，桶对水的压力和水的重力的合力提供向心力，当“水流星”在最低点时，桶对水的压力刚好和水的重力方向相反，由于两个力的合力大小不变，且重力始终不变，所以此时桶对水的压力最大，根据牛顿第三定律可知水对桶底的压力最大，故B正确；C．丙图中，火车转弯超过规定速度行驶时，火车重力和铁轨对火车的支持力的合力不足以提供向心力，此时火车将有离心趋势，则外轨对外轮缘会有挤压作用，从而提供一部分向心力，故C错误；D．设小球与锥顶连线与竖直方向的夹角为θ，小球所受重力与内壁支持力的合力提供向心力，则根据力的合成与分解以及牛顿第二定律有由上式可知小球的向心加速度与在内壁的位置无关，所以在两位置小球的向心加速度大小相等，故D正确。故选BD。11.如图所示，质量m＝0.5kg、初速度v0＝10m/s的物体，受到一个与初速方向相反的外力F的作用，沿粗糙的水平面滑动，经3s撤去外力，直到物体停止，整个过程物体的v－t图象如图乙所示，g取10m/s2，则（）A.物体与地面的动摩擦因数为0.1B.0～2s内F做的功为48JC.0～7s内物体克服摩擦力做功为25JD.0～7s内物体滑行的总位移为29m 【答案】AD【解析】【分析】【详解】A．3s后物体在滑动摩擦力作用下做匀加速直线运动，由图象的斜率可得加速度大小为由牛顿第二定律可得解得A正确；B．有外力F作用的过程，物体的加速度大小为据牛顿第二定律可得F+μmg=ma1解得F=1.5N0～2s内物体的位移为故F做的功为W=-Fx1=-24JB错误；CD．0～7s内物体的位移与图线下方面积相等，可得物体克服摩擦力做功为C错误，D正确。故选AD。 12.如图所示，a为放在赤道上相对地球静止的物体，b为放在北半球上相对地球静止的物体，a、b随地球自转做匀速圆周运动；c为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星（轨道半径视为等于地球半径）；d为地球同步卫星，则（　　）A.向心加速度大小关系为B.线速度大小关系为C.角速度大小关系为D.周期关系为【答案】BD【解析】【详解】A．对卫星c，根据万有引力和牛顿第二定律可知由于物体a在地球赤道上因此可知A错误；B．由于a和d的角速度相同，根据由于可知B正确；C．根据 可得由于因此C错误；D．a、b均为地球表面上的物体，一起随地球做匀速圆周运动，运动周期相同，D正确。故选BD。13.如图所示，两个质量均为m的小木块a和b（可视为质点）放在水平圆盘上，a与转轴OO′的距离为l，b与转轴的距离为2l。木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍，重力加速度大小为g。若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，用ω表示圆盘转动的角速度，下列说法正确的是（　　）A.b一定比a先开始滑动B.a、b所受的摩擦力始终相等C.是b开始滑动的临界角速度D.当时，a所受摩擦力的大小为kmg【答案】AC【解析】【详解】A．小木块a、b做圆周运动时，由静摩擦力提供向心力，即Ff=mω2R当角速度增加时，静摩擦力增大，当增大到最大静摩擦力时，发生相对滑动，对木块aFfa=mωa2l 当Ffa=kmg时kmg=mωa2l对木块bFfb=mωb2·2l当Ffb=kmg时kmg=mωb2·2l所以b先达到最大静摩擦力，b一定比a先开始滑动，选项A正确；B．两木块滑动前转动的角速度相同，则Ffa=mω2lFfb=mω2·2lFfa<Ffb选项B错误；C．当时，b刚开始滑动，选项C正确；D．当a没有滑动，则Ffa=mω2l=kmg选项D错误。故选AC。三、实验探究题：本题共2小题，共12分。14.用如图所示的装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度 和半径r之间的关系，两个变速轮塔通过皮带连接，转动手柄使长槽和短槽分别随变速轮塔匀速转动，槽内的钢球就做匀速圆周运动．横臂的挡板对钢球的压力提供向心力，钢球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个钢球所受向心力的比值，如图是探究过程中某次实验时装置的状态。（1）在研究向心力的大小F与质量m关系时，要保持______相同；A．和rB．和mC．m和rD．m和F（2）图中所示是在研究向心力的大小F与______的关系；A．质量mB．半径rC．角速度（3）实验得到的“向心力大小F与质量m，角速度和半径r”之间的关系表达式：______。【答案】①.A②.C③.【解析】【分析】【详解】（1）[1]本实验采用控制变量的方法，探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系，因此在研究向心力的大小F与质量m关系时，要保持和r相同。故选A；（2）[2]图中两个小球质量m相同，半径r相同，因此研究向心力的大小F与角速度之间的关系。故选C；（3）[3]通过本实验可得 15.某同学用如图所示装置描绘小球做平拋运动位置的点，获得平抛运动的轨迹，从而研究平抛运动的规律。（1）对于实验中的一些注意事项，正确的是________A.小球必须每次从斜槽上同一位置由静止开始释放B.小球运动时不能与木板上白纸（或方格纸）相接触C.尽量选用表面光滑的斜槽D.用折线连接描绘的点得到小球的运动轨迹（2）实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长。若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，则小球平抛的初速度的计算式为________（用和g表示），其值是________（），小球经过b点时的速率是________（结果均保留3位有效数字）【答案】①.AB##BA②.③.④.【解析】【详解】（1）[1]A．小球必须每次从斜槽上同一位置由静止开始释放，保证每次做平抛运动 的初速度相同，故A正确；B．小球运动时不能与木板上的白纸（或方格纸）相接触，保证小球运动过程中只受重力，故B正确；C．无论斜槽是否光滑，只要小球每次从斜槽上同一位置由静止开始释放，就能获得相同的初速度，则斜槽是否光滑对实验没有影响，故C错误；D．描点连线时，应用平滑的曲线连接描绘的点，并舍掉误差较大的点，得到小球的运动轨迹，故D错误。故选AB。（2）[2][3]由图可知，小球两点间的水平位移相等，则两点间的时间间隔相等，设相邻两点间的时间间隔为，竖直方向上，由逐差法可得水平方向上，由可得则小球平抛的初速度的计算式为代入数据解得[4]根据题意可知，小球在点水平分速度为小球在点竖直分速度为小球在点的速率为四、计算题：本题共4小题，共计44分。解答时应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，有数值计算的、答案中必须明确写出数值和单位。16.嫦娥五号是我国首个实施无人月面取样返回的月球探测器。2020年11月29 日，嫦娥五号从椭圆环月轨道变轨为圆形环月轨道，环月轨道对应的周期为T，离月面高度为h，如图所示。已知月球半径为R，万有引力常量为G。（1）求月球的质量M；（2）求月球表面的重力加速度大小g。【答案】(1)；(2)【解析】【分析】【详解】(1)由引力作为向心力可得整理可得月球的质量为(2)由向心力公式可得，月球表面的重力加速度大小为17.如图所示，在倾角为37°足够长的斜面上，从A点以6m/s的速度水平抛出一小球，小球落在B点。，，。求：（1）小球在空中飞行的时间； （2）间的距离。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）小球在水平方向运动的位移为小球在水平方向运动的位移为又联解上式并代入数据得（2）A、B两点的距离为解得18.质量为、额定功率为的汽车，在平直公路上行驶中的最大速度为。若汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度大小为，运动中的阻力不变。求：（1）汽车所受阻力的大小；（2）汽车做匀加速运动的时间；（3）末汽车的瞬时功率。【答案】（1）；（2）；（3）。 【解析】【分析】【详解】(1)当速度最大时，有有则有(2)根据牛顿第二定律有则牵引力为所以匀加速运动的最大速度为匀加速直线运动的时间为(3)3s末时汽车还在匀加速运动状态，所以3s末汽车速度为所以3秒末汽车的瞬时功率为19.如图所示，一半径为R=0.9m的竖直圆形轨道固定于水平台ABD上并相切于B点，平台右侧边缘DE竖直且高为H=1.7m，倾角为θ=37°的固定斜面EFG相接于平台右侧边缘的E点。可视为质点、质量为m=2.0kg的小车与水平台之间的动摩擦因数为，小车以一初速度从平台上的左端A向右运动并从B点进入圆形轨道，恰好能通过圆形轨道的最高点C，并继续下滑到圆形轨道的最低点B后向右离开圆形轨道沿平台BD部分滑行并从D点滑出，最终垂直打在斜面EG上，已知BD部分长为L=4.5m，空气阻力忽略不计，重力加速度 g=10m/s2，sin37°=0.6。求：(1)小车经过C点时的速度大小；(2)小车从D点飞出时的速度大小；(3)小车从B点向右离开圆形轨道前瞬间对轨道的压力大小。【答案】(1)；(2)；(3)【解析】【分析】【详解】(1)小车恰好过最高点时，只受重力作用，有解得(2)离开D点后平抛运动，垂直打在斜面上时下降的高度为水平位移水平分速度竖直分速度由图可知 且由以上各式解得(3)B到D做匀减速运动由牛顿第二定律得由速度与位移关系得解得在B由圆周运动条件得解得由牛顿第三定律得小车在B点对轨道的压力