四川省成都市简阳市阳安中学2021-2022学年高一物理下学期4月期中考试试题（Word版附解析）

阳安中学2021-2022学年度下学期高一年级物理半期考试试卷考试时间：90分钟一、单选题（本题共8小题，每小题3分，共24分）1.下列说法正确的是（　　）A.做平抛运动的物体，单位时间内速度的变化量不相等B.物体做匀速圆周运动，加速度恒定不变C.平抛运动是匀变速曲线运动D.做曲线运动的物体，所受的合力一定发生变化【1题答案】【答案】C【解析】【详解】A．.单位时间内速度的变化量等于加速度，做平抛运动的物体，加速度不变，所以做平抛运动的物体，单位时间内速度的变化量相等，A错误；B．物体做匀速圆周运动，加速度大小不变，方向时刻变化，B错误；C．平抛运动只受重力，加速度大小和方向都不变，是匀变速曲线运动，C正确；D．做曲线运动的物体，所受的合力不一定发生变化，例如，平抛运动的合力等于重力，不发生变化，D错误。故选C。2.以下说法中正确的是（　　）A.静摩擦力只能做负功B.力对物体做功越快，力的功率一定越大C.合外力不做功，物体必定做匀速直线运动D.在相同的时间内作用力与反作用力做的功一定是绝对值相等，一正一负【2题答案】【答案】B【解析】【详解】A．静摩擦力方向与相对运动方向相反，当静摩擦力的方向和运动方向相同时，静摩擦力做正功，A错误； B．功率是反映做功快慢的物理量，力对物体做功越快，力的功率一定越大，B正确；C．合外力不做功，物体不一定做匀速直线运动，也可能做匀速圆周运动，C错误；D．一对作用力和反作用力的作用点的位移可能同向，也可能反向，大小可以相等，也可以不等，故一对作用力和反作用力做功不一定相等，故相互作用力做功之和不一定为零，故D错误。故选B3.如图，光滑的水平面上固定着一个半径在逐渐减小的螺旋形光滑水平轨道．一个小球以一定速度沿轨道切线方向进入轨道，下列物理量中数值将减小的是（　　）A.周期B.线速度C.角速度D.向心加速度【3题答案】【答案】A【解析】【详解】ABC．轨道对小球的支持力与速度方向垂直，则轨道对小球的支持力不做功，根据动能定理，合力不做功，则动能不变，即小球的线速度大小不变，根据v=ωr，线速度大小不变，转动半径减小，故角速度变大，根据T=，角速度增加，故周期减小，故A正确，BC错误；D．根据a=，转动半径减小，故向心加速度增加，故D错误。故选A。4.地球的公转轨道接近圆，但彗星的运动轨道则是一个非常扁的椭圆。天文学家哈雷曾经在1682年跟踪过一颗彗星，他算出这颗彗星轨道的半长轴约等于地球公转半径的18倍并预言这颗彗星将每隔一定时间就会出现。哈雷的预言得到证实，该彗星被命名为哈雷彗星。哈雷彗星最近出现的时间是1986年，请你根据开普勒行星运动第三定律估算，它下次飞近地球将在（　　） A.2050年B.2056年C.2062年D.2068年【4题答案】【答案】C【解析】【详解】根据开普勒第三定律可得又联立解得哈雷彗星的周期为故下次飞近地球将在C正确，ABD错误；故选C。5.在离水平地面高处有甲、乙两个小球，将甲以速度水平抛出，同时以大小相同的初速度将乙竖直向上抛出。当乙落回抛出点时，甲刚好到达地面，不计空气阻力，则甲运动的水平距离是（　　）A.B.C.D.【5题答案】【答案】B【解析】【详解】甲平抛运动的时间为 乙竖直向上抛出刚好落回抛出点联立有甲的水平距离为联立解得：故选B。6.如图所示，水平面上固定有一个斜面，从斜面顶端向右平抛一只小球，当初速度为v0时，小球恰好落到斜面底端，平抛的飞行时间为t0.现用不同的初速度v从该斜面顶端向右平抛这只小球，以下哪个图象能正确表示平抛的飞行时间t随v变化的函数关系（）AB.C.D.【6题答案】 【答案】C【解析】【详解】若v>v0，则小球抛出后落在平面上，其运动时间均相等，不会随v变化；若v<v0，则小球落在斜面上．设小球运动时间为t，斜面倾斜角为θ，则其水平位移x=vt竖直位移y=gt2tanθ=解得故选C。7.中国航天局在2015年年底发射了高分四号卫星，这是中国首颗地球同步轨道高分辨率对地观测卫星，如图所示，A是静止在赤道上随地球自转的物体，B、C是同在赤道平面内的两颗人造卫星，B位于离地高度等于地球半径的圆形轨道上，C是高分四号卫星。则下列判断正确的是（　　）A.物体A随地球自转的向心加速度小于卫星C的向心加速度B.物体A随地球自转的角速度大于卫星B的角速度C.卫星B的线速度小于卫星C的线速度D.物体A随地球自转的周期大于卫星C的周期【7题答案】【答案】A【解析】【详解】D．卫星C相对地球静止，其周期和地球的自转周期相同，所以物体A随地球自转 的周期等于卫星C的周期，故D错误；A．物体A运动的半径小于C的轨道半径，而物体A和卫星C的周期相同，所以角速度相同，根据可知物体A随地球自转的向心加速度小于卫星C的向心加速度，故A正确；BC．设地球质量为M，质量为m的卫星绕地球做周期为T、线速度大小为v的匀速圆周运动，根据牛顿第二定律有分别解得由于B的轨道半径小于C的轨道半径，则根据以上两式可知再根据可知故BC错误。故选A。8.如图所示，半径为的竖直圆柱形转筒，绕其竖直中心轴以大小为的角速度转动，可视为质点的物体靠在圆筒的内壁上，若要使物体不下落，则它与圆筒间的动摩擦因数至少为（物体与圆筒间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为）（）A.B.C.D. 【8题答案】【答案】A【解析】【详解】设以的角速度转动时，物体恰好能静止，则在竖直方向上，在水平方向上，故解得，A正确．二、多选题（本题共5小题，每小题4分，全对得4分，选对但不全得2分，错选或不选得0分，共20分）9.下列关于三种宇宙速度的说法正确的是（　　）A.第一宇宙速度是人造卫星绕地球做匀速圆周运动的最大运行速度B.第一宇宙速度，第二宇宙速度，则人造卫星绕地球在圆轨道上运行时的速度大于等于，小于C.第二宇宙速度是使物体可以挣脱地球引力束缚，成为绕太阳运行的小行星的最小发射速度D.我国发射的“天问一号”火星探测器，其发射速度大于第三宇宙速度【9题答案】【答案】AC【解析】【详解】A．第一宇宙速度是人造卫星绕地球做匀速圆周运动的最大运行速度，故A正确；B．第一宇宙速度，第二宇宙速度，则人造卫星发射时的速度大于等于，小于，故B错误；C．第二宇宙速度是使物体可以挣脱地球引力束缚，成为绕太阳运行的小行星的最小发射速度，故C正确；D．我国发射的“天问一号”火星探测器，其发射速度大于第二宇宙速度，小于第三宇宙速度，故D错误。故选AC。10.如图所示，人站在台阶式自动扶梯上不动，随扶梯向上匀速运动，下列说法中正确的是（　　） A.重力对人做正功B.摩擦力对人做正功C.支持力对人做正功D.合力对人做功为零【10题答案】【答案】CD【解析】【分析】【详解】A．重力方向和位移方向之间的夹角为钝角，根据功的定义，重力对人做负功，故A错误；B．人做匀速直线运动，不受摩擦力的作用，故B错误；C．支持力竖直向上，与位移方向之间的夹角为锐角，所以支持力对人做正功，故C正确；D．人做匀速直线运动，动能不变，根据动能定理可知，合力对人做功为零，故D正确。故选CD。11.一艘小船在静水中的速度是3m/s，一条河宽60m，河水流速为4m/s，下列说法正确的是（）A.小船在这条河中运动的最大速度是5m/sB.小船在这条河中运动的最小速度是1m/sC.小船渡过这条河最短时间是20sD.小船渡过这条河的最小距离是60m【11题答案】【答案】BC【解析】【分析】【详解】AB．当静水速与水流速同向，小船速度最大为7m/s，当静水速与水流速反向，小船速度最小为1m/s；故A错误，B正确；C．当静水速与河岸垂直时，渡河时间最短，为 故C正确；D．因为静水速小于水流速，可知合速度的方向不可能垂直于河岸，则小船不能垂直到对岸，最小距离一定大于60m；故D错误。故选BC。12.图（甲）是两个质量相等的小球在倒圆锥木桶内做圆周运动的图景，其转动平面与地面平行，图（乙）是两个质量相等的小球分别用轻质细绳系于O点，并都以O点正下方的点为圆心，在水平面内做圆周运动。不计一切摩擦和空气阻力，那么下面结论正确的是（　　）A.图（甲）中小球线速度B.图（甲）中小球所受支持力C.图（乙）中小球的角速度D.图（乙）中小球所受合力【12题答案】【答案】AC【解析】【详解】A．甲图中，以任意一个小球为研究对象，受力分析如图所示 根据牛顿第二定律可得解得对于两球，θ相同，A球转动半径较大，线速度较大，即A正确；B．甲图中，小球所受支持力可表示为与半径无关，则B错误；C．乙图中，设A、B小球与竖直方向间的夹角分别是α和β，与悬点O的高度均为h，对小球A受力分析，如图所示由牛顿第二定律得 又联立解得同理可得，对小球B有C正确；D．由C项可知，小球A、B所受合力分别为由于α>β，则，D错误。故选AC。13.在星球P和星球Q的表面，以相同的初速度v0竖直上抛一小球，小球在空中运动时的v-t图像分别如图所示。假设两星球均为质量均匀分布的球体，星球P的半径是星球Q半径的3倍，下列说法正确的是（　　）A.星球P和星球Q的质量之比为3∶1B.星球P和星球Q的密度之比为1：1C.星球P和星球Q的第一宇宙速度之比为3∶1D.星球P和星球Q的近地卫星周期之比为1∶3【13题答案】【答案】BC 【解析】【分析】【详解】根据v-t图像的斜率表示加速度，可是两星球表面重力加速度之比为A．根据可得得到，故A错误；B．由联立可得得到，故B正确；C．由联立上面式子得到得出星球P和星球Q的第一宇宙速度之比为，故C正确；D．由可得 得出，故D错误。故选BC。三、实验题（本题共2小题，共14分）14.如图是探究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系的实验装置图。长槽上的挡板到转轴的距离是挡板的2倍，长槽上的挡板和短槽上的挡板到各自转轴的距离相等。转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对球的压力提供了向心力，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，标尺上红白相间的等分格显示出两个球所受向心力的比值。（1）探究向心力和角速度的关系时，应将传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上，将质量相同的小球分别放在挡板和挡板___________处。（选填“”或“”）。（2）传动皮带连接左右两个塔轮的半径分别为、。某次实验使，则、两处的角速度之比为___________。（3）通过上述实验，可得出做圆周运动的物体受到的向心力与角速度、半径的数学关系式是，其中比例系数的单位是___________。【14题答案】【答案】①.A②.③.kg##千克【解析】【详解】（1）[1]探究向心力和角速度的关系时，应使质量相同的两小球做圆周运动的半径相等，故两小球分别放在挡板和挡板处；（2）[2]左右两个塔轮通过皮带传动，说明两塔轮边缘处线速度大小相等，根据 可得左右两塔轮的角速度之比为则、两处的角速度之比为（3）[3]假设，，，根据可得可知比例系数的单位是。15.学习完平抛运动之后，某物理小组通过以下实验过程来分析小球做平抛运动的初速度。（1）图甲是“探究平抛运动的特点”的实验装置图，经过规范的实验操作可以知道：做平抛运动的物体在竖直方向做自由落体运动，在水平方向做___________运动。（2）图乙是实验得到的图像，其中为抛出点，则此小球做平抛运动的初速度为___________。（取） （3）在另一次实验中，将白纸换成方格纸，每个格边长，通过实验，记录了小球在运动过程中的三个位置，如图丙所示，则该小球做平抛运动的初速度为___________。（取）（4）某同学建立的直角坐标系如图丁所示，该同学在轨迹上任取一点，测得其坐标为，则该次实验初速度的测量值与真实值相比___________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。【15题答案】【答案】①.匀速直线②.1.6③.1.5④.偏大 【解析】【详解】（1）[1]做平抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动。（2）[2]根据可得所以平抛运动的初速度为（3）[3]在竖直方向上为自由落体运动，根据得所以初速度为（4）[4]描绘小球的运动轨迹应该是描绘球心的位置，该同学建立的直角坐标系有一处错误，坐标系的原点没有放在小球在槽口处球心在白纸上的投影处，造成坐标原点偏下，根据和可得由于y值偏小，因此偏大。四、解答题（本题共4小题，共42分）16.如图所示，物体的质量为，现用的水平拉力，使物体从A点由静止开始 沿光滑水平面做匀加速直线运动到达点，已知A、之间的距离。求：（1）拉力在此过程中所做的功；（2）物体到达点时，拉力做功的瞬时功率。【16题答案】【答案】（1）32J；（2）32W【解析】【详解】（1）拉力F在此过程中所做的功（2）物体从A到B过程中，设物体到B位置是速度为，该运动过程为加速度为a，有解得物体到达B点时，拉力F的瞬时功率为17.一颗在赤道上空运行的人造地球卫星，离地高度为（R为地球半径），地球表面重力加速度为g，忽略地球自转带来的影响，试求：（1）该卫星绕地球运行的周期；（2）该卫星所在高度的重力加速度g＇。【17题答案】【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）该卫星绕地球运行的周期为根据 解得（2）该卫星所在高度的重力加速度g＇解得18.在用高级沥青铺设的高速公路上，为了行驶安全，汽车的实际速度总是会根据路况来适当调整。已知汽车在这种水平路面上行驶时，它的轮胎与地面的最大静摩擦力等于车重的，取，试分析：（1）若某段水平弯道的半径为，且弯道路面是水平的，求汽车过弯不发生侧滑的最大速度；（2）为减小事故发生，某水平弯道的路面设计为倾斜，其弯道半径为，弯道路面的倾斜角度为，要使汽车通过此水平倾斜弯道时不产生侧向摩擦力，求汽车通过该弯道时的规定速度；（3）现有一段在竖直面内的圆拱形路面，其半径为，要使汽车在通过最高点时不飞离路面，求汽车通过圆拱形路面最高点时的最大速度。【18题答案】【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）若过弯道不发生侧滑，则路面的最大静摩擦力提供向心力，根据题意解得（2）若过弯道不产生侧向摩擦力，则支持力沿水平方向的分力将提供向心力 水平方向：竖直方向：联立解得：（3）要求汽车在最高点不飞出，则最大速度是应是重力恰好提供向心力，即解得19.如图所示，在水平桌面上离桌面右边缘处放着一质量为的小铁球（可看作质点），铁球与水平桌面间的动摩擦因数。现用水平向右推力作用于铁球，作用一段时间后撤去。铁球继续运动，到达水平桌面边缘点飞出，恰好落到竖直圆弧轨道的端沿切线进入圆弧轨道，且铁球恰好能通过圆弧轨道的最高点。已知，、、、四点在同一竖直平面内，水平桌面离端的竖直高度，圆弧轨道半径，点为圆弧轨道的最低点，不计空气阻力，取，求：（1）铁球运动到圆弧轨道最高点点时的速度大小；（2）铁球运动到点时的速度大小；（3）水平推力作用的时间。【19题答案】 【答案】（1）；(2)；(3)【解析】【详解】(1)小球恰好通过D点时，重力提供向心力，由牛顿第二定律可得代入数据解得(2)小球从A到B的过程中做平抛运动，根据平抛运动规律可得解得小球沿切线进入圆弧轨道，则(3)小球从A点到B点的过程中做平抛运动，水平方向的分速度不变，可得小球在水平面上做加速运动时可得小球做减速运动时解得由运动学公式可知最大速度 联立解得