贵州省遵义市湄潭县求是高中2022学年高一物理下学期期中试题（含解析）新人教版

2022-2022学年贵州省遵义市湄潭县求是高中高一（下）期中物理试卷一、选择题：（本题共8小题，在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项符合题目要求，有的有多个选项符合题目要求．全选对的得6分，选对但选不全的得3分，有错选的得0分）1．（6分）（2022春•湄潭县期中）关于不共线的两个匀速直线运动的合运动，下列说法正确的是（　　）　A．一定是匀变速直线运动B．可能是曲线运动　C．一定是匀速直线运动D．无法确定2．（6分）（2022•连江县校级模拟）关于平抛运动，下列说法正确的是（　　）　A．不论抛出位置多高，抛出速度越大的物体，其水平位移一定越大　B．不论抛出位置多高，抛出速度越大的物体，其飞行时间一定越长　C．不论抛出速度多大，抛出位置越高，其飞行时间一定越长　D．不论抛出速度多大，抛出位置越高，飞得一定越远3．（6分）（2022春•湄潭县期中）一物体作匀速圆周运动，在其运动过程中，不发生变化的物理量是（　　）　A．线速度B．角速度C．周期D．向心加速度4．（6分）（2022春•湄潭县期中）火车在转弯行驶时，需要靠铁轨的支持力提供向心力．下列关于火车转弯的说法中正确的是（　　）　A．在转弯处使外轨略高于内轨　B．在转弯处使内轨略高于外轨　C．在转弯处使内轨、外轨在同一水平高度　D．在转弯处火车受到的支持力竖直向上5．（6分）（2022春•湄潭县期中）下列关于开普勒对于行星运动规律的认识的说法正确的是（　　）　A．所有行星绕太阳做匀速圆周运动　B．行星与太阳间的连线在相同时间内扫过的角度相等　C．所有行星的轨道的半长轴的二次方跟公转周期的三次方的比值都相同　D．行星轨道半长轴越长，公转周期越大6．（6分）（2022春•湄潭县期中）做匀速圆周运动的物体，运动半径增大为原来的2倍，则（　　）　A．如果线速度大小不变，角速度变为原来的2倍　B．如果角速度不变，周期变为原来的2倍　C．如果周期不变，向心加速度大小变为原来的2倍　D．如果角速度不变，线速度大小变为原来的2倍7．（6分）（2022春•湄潭县期中）要使两物体间的万有引力减小到原来的，下列办法不可采用的是（　　）　A．使两物体的质量各减小一半，距离不变　B．使其中一个物体的质量减小到原来的，距离不变　C．使两物体间的距离增为原来的2倍，质量不变-14-\n　D．使两物体间的距离和质量都减为原来的倍8．（6分）（2022春•湄潭县期中）如图所示皮带传动轮，大轮直径是小轮直径的2倍，A是大轮边缘上一点，B是小轮边缘一点，C是大轮上一点，C到圆心O1的距离等于小轮半径（转动时皮带不打滑）．用vA、vB、vC分别表示A、B、C三点的线速度大小，ωA、ωB、ωC分别表示A、B、C三占的角速度，aA、aB、aC分别表示A、B、C三点的向心加速度大小，则下列比例式成立的是（　　）　A．vA：vB：vC=2：2：1ωA：ωB：ωC=1：2：1　B．vA：vB：vC=1：1：2ωA：ωB：ωC=1：2：1　C．vA：vB：vC=1：1：2aA：aB：aC=4：4：1　D．vA：vB：vC=2：2：1aA：aB：aC=2：4：1　二、实验题：（共18分）9．（18分）（2022春•湄潭县期中）在做“研究平抛运动”实验时，已备下列器材：白纸、木板、小球、斜槽、铅笔、图钉、铁架台，（1）下列器材中还需要的是　　　　　　A．刻度尺B．秒表C．天平D．弹簧秤E．重垂线（2）实验中，下列哪些因素会引起实验的误差　　　　　　A．安装斜槽时，斜槽末端切线方向不水平B．确定Oy轴时，没有用重垂线C．斜槽不是光滑的，有一定摩擦D．空气阻力对小球运动有较大影响（3）如图所示，是某位同学进行实验后在白纸上作的图，实验过程中需经过多次释放小球才能描绘出小球平抛运动的轨迹，实验中应注意　　　　　　；计算小球平抛运动初速度公式为：v0=　　　　　　（用x、y表示）；根据图中所给的数据，可计算出v0=　　　　　　m/s．）　三、计算题：（三小题，共44分，其中第10题、第11题分别为12分，第12题为20分）-14-\n10．（12分）（2022春•湄潭县期中）牛顿认为公式中的引力常数G是普适常数，不受物体的形状、大小、地点和温度等因素影响，引力常数的准确测定对验证万有引力定律将提供直接的证据．英国物理学家卡文迪许（H．Cavendish1731﹣1810）根据牛顿提出的直接测量两个物体间的引力的想法，采用扭秤法第一个准确地测定了引力常数．扭秤的主要部分是一个轻而坚固的T形架，倒挂在一根金属丝的下端．T形架水平部分的两端各装一个质量是m1的小球，T形架的竖直部分装一面小平面镜M，它能把射来的光线反射到刻度尺上，这样就能比较精确地测量金属丝地扭转．实验时，把两个质量都是m2地大球放在如图所示的位置，它们跟小球的距离相等．由于m1受到m2的吸引，T形架受到力矩作用而转动，使金属丝发生扭转，产生相反的扭转力矩，阻碍T形架转动．当这两个力矩平衡时，T形架停下来不动．这时金属丝扭转的角度可以从小镜M反射的光点在刻度尺上移动的距离求出，再根据金属丝的扭转力矩跟扭转角度的关系，就可以算出这时的扭转力矩，进而求得m1与m2的引力F．（1）若已知小球的质量m1=1kg，大球质量m2=2kg，两球心间的距离l=20cm，请据引力常量G的标准值求出两球间万有引力F的大小．（保留三位有效数字）（2）卡文迪许把自己的实验说成是“称量地球的质量”，若不考虑地球自转的影响，地面上的物体所受重力等于地球对物体的引力，请用地球表面的重力加速度g、地球的半径R和引力常量G，推导表示出地球的质量M．11．（12分）（2022春•湄潭县期中）如图所示，一个圆盘在水平面内匀速转动，角速度是4rad/s．盘面上距盘中心0.10m的位置有一个质量为0.10kg的小物体与圆盘保持静止，跟着圆盘一起做匀速圆周运动．（1）分析小物体的受力情况？向心力是由什么力提供？（2）求小物体所需向心力的大小．12．（20分）（2022春•湄潭县期中）如图所示，光滑的水平轨道与光滑半圆弧轨道相切．圆轨道半径R=0.4m，一小球停放在光滑水平轨道上，现给小球一个v0的初速度，达到C点的速度为v，（取g=10m/s2，不计空气阻力）．（1）若小球恰好能达到C点，则小球达到C点时速度为多少？（2）若小球达到C点的速度为v1=3m/s，则小球落到水平轨道前在水平方向运动的距离及落到水平轨道时速度的大小分别是多少？（3）若小球达到C点的速度为v2=4m/s，则小球达到C点时加速度大小及对C点的压力别是多少？-14-\n　-14-\n2022-2022学年贵州省遵义市湄潭县求是高中高一（下）期中物理试卷参考答案与试题解析　一、选择题：（本题共8小题，在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项符合题目要求，有的有多个选项符合题目要求．全选对的得6分，选对但选不全的得3分，有错选的得0分）1．（6分）（2022春•湄潭县期中）关于不共线的两个匀速直线运动的合运动，下列说法正确的是（　　）　A．一定是匀变速直线运动B．可能是曲线运动　C．一定是匀速直线运动D．无法确定考点：运动的合成和分解．专题：运动的合成和分解专题．分析：两个运动的合运动到底是直线还是曲线，我们要看合外力与速度方向的关系，找出合外力和初速度方向进行判断．解答：解：两个运动都是匀速直线运动，所以受到的合力分别为零，所以合运动的合力也一定为零．两个互成角度的运动的初速度不为零，所以合运动的初速度不为零．所以合运动是：初速度不为零，合外力为零的运动，即：匀速直线运动，故C正确，ABD错误．故选：C．点评：两个运动的合运动到底是直线还是曲线，只需找出合运动的合外力和初速度方向进行判断即可．　2．（6分）（2022•连江县校级模拟）关于平抛运动，下列说法正确的是（　　）　A．不论抛出位置多高，抛出速度越大的物体，其水平位移一定越大　B．不论抛出位置多高，抛出速度越大的物体，其飞行时间一定越长　C．不论抛出速度多大，抛出位置越高，其飞行时间一定越长　D．不论抛出速度多大，抛出位置越高，飞得一定越远考点：平抛运动．分析：平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，运动的时间由高度决定，初速度和高度共同决定水平位移．解答：解：平抛运动的时间由高度决定，根据h=，高度越高，时间越长．根据x=vt知，初速度和时间共同决定水平位移．故C正确，A、B、D错误．故选：C．点评：解决本题的关键知道平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，运动的时间由高度决定，初速度和高度共同决定水平位移．　3．（6分）（2022春•湄潭县期中）一物体作匀速圆周运动，在其运动过程中，不发生变化的物理量是（　　）　A．线速度B．角速度C．周期D．向心加速度-14-\n考点：线速度、角速度和周期、转速．专题：匀速圆周运动专题．分析：匀速圆周运动的特征是：速度大小不变，方向时刻变化；向心力大小不变，始终指向圆心；角速度不变；周期固定．解答：解：A、匀速圆周运动速度大小不变，方向时刻变化，即速率不变，速度改变，故A错误；B、C、匀速圆周运动是角速度不变的圆周运动，周期是恒定的，故BC正确；D、根据可知向心加速度大小不变，方向时刻改变，故向心加速度改变，故D错误；故选：BC．点评：掌握匀速圆周运动的特征，知道它是一种特殊的变速运动，只有周期、角速度和频率是不变的．　4．（6分）（2022春•湄潭县期中）火车在转弯行驶时，需要靠铁轨的支持力提供向心力．下列关于火车转弯的说法中正确的是（　　）　A．在转弯处使外轨略高于内轨　B．在转弯处使内轨略高于外轨　C．在转弯处使内轨、外轨在同一水平高度　D．在转弯处火车受到的支持力竖直向上考点：向心力；物体的弹性和弹力．专题：牛顿第二定律在圆周运动中的应用．分析：火车转弯时，铁轨的外轨比内轨高，这样做的好处是，火车转弯时如果以规定的速率v0行驶，刚好可以依靠轨道对火车的支持力FN和火车的重力G的合力提供火车转弯做匀速圆周运动所需要的向心力．解答：解：火车在转弯行驶时，支持力和重力的合力提供向心力，如图所示：由于支持力与两个铁轨所在的平面垂直，故在转弯处使外轨略高于内轨，支持力并不是竖直向上的；故选：A．点评：本题是生活中圆周运动问题，关键是分析受力情况，分析外界提供的向心力与所需要的向心力的关系．　5．（6分）（2022春•湄潭县期中）下列关于开普勒对于行星运动规律的认识的说法正确的是（　　）　A．所有行星绕太阳做匀速圆周运动　B．行星与太阳间的连线在相同时间内扫过的角度相等-14-\n　C．所有行星的轨道的半长轴的二次方跟公转周期的三次方的比值都相同　D．行星轨道半长轴越长，公转周期越大考点：开普勒定律．分析：根据开普勒三定律的内容解决．第一定律是轨道定律，所有行星都绕太阳做椭圆轨道运动，太阳处在椭圆的一个焦点上．第二定律是面积定律，行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等．第三定律是周期定律，所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的平方的比值都相等．解答：解：A、首先行星绕太阳的轨道是椭圆，不是匀速圆周运动，故A错误．B、依据开普勒第二定律，所有行星绕太阳运动，它与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等，故B错误；C、所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方跟公转周期的平方的比值都相等，故C正确；D、根据开普勒第三定律，行星的轨道半长轴越长，公转周期越大，故D正确．故选：CD．点评：考查了开普勒的三个定律．第一定律，所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上，第二定律，所有行星绕太阳运动，它与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等，第三定律，所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方跟公转周期的平方的比值都相等．　6．（6分）（2022春•湄潭县期中）做匀速圆周运动的物体，运动半径增大为原来的2倍，则（　　）　A．如果线速度大小不变，角速度变为原来的2倍　B．如果角速度不变，周期变为原来的2倍　C．如果周期不变，向心加速度大小变为原来的2倍　D．如果角速度不变，线速度大小变为原来的2倍考点：线速度、角速度和周期、转速．专题：匀速圆周运动专题．分析：根据匀速圆周运动线速度、角速度、周期各量之间的关系分析．解答：解：A、如果线速度大小不变，运动半径增大为原来的2倍，根据v=ωr可判，角速度应变为原来的，故A错误；B、根据可判如果角速度不变，周期不变，故B错误；C、如果周期不变，运动半径增大为原来的2倍，根据可判向心加速度变为原来的2倍，故C正确；D、如果角速度大小不变，运动半径增大为原来的2倍，根据v=ωr可判，线速度应变为原来的2倍，故D正确；-14-\n故选：CD．点评：本题考察匀速圆周运动各量之间与半径的关系，牢记，根据条件灵活选取即可．　7．（6分）（2022春•湄潭县期中）要使两物体间的万有引力减小到原来的，下列办法不可采用的是（　　）　A．使两物体的质量各减小一半，距离不变　B．使其中一个物体的质量减小到原来的，距离不变　C．使两物体间的距离增为原来的2倍，质量不变　D．使两物体间的距离和质量都减为原来的倍考点：万有引力定律及其应用．专题：万有引力定律的应用专题．分析：根据万有引力定律F=，运用比例法，选择符合题意要求的选项．解答：解：A、使两物体的质量各减小一半，距离不变，根据万有引力定律F=，可知，万有引力变为原来的，A符合题意；B、使其中一个物体的质量减小到原来的，距离不变，根据万有引力定律F=，可知，万有引力变为原来的，B符合题意；C、使两物体间的距离增为原来的2倍，质量不变，根据万有引力定律F=，可知，万有引力变为原来的，C符合题意；D、使两物体间的距离和质量都减为原来的，根据万有引力定律F=，可知，万有引力与原来相等，D不符合题意．本题选择不可采用的方法是，故选：D．点评：本题考查应用比例法理解万有引力定律的能力，要综合考虑质量乘积与距离平方和引力的关系．　8．（6分）（2022春•湄潭县期中）如图所示皮带传动轮，大轮直径是小轮直径的2倍，A是大轮边缘上一点，B是小轮边缘一点，C是大轮上一点，C到圆心O1的距离等于小轮半径（转动时皮带不打滑）．用vA、vB、vC分别表示A、B、C三点的线速度大小，ωA、ωB、ω-14-\nC分别表示A、B、C三占的角速度，aA、aB、aC分别表示A、B、C三点的向心加速度大小，则下列比例式成立的是（　　）　A．vA：vB：vC=2：2：1ωA：ωB：ωC=1：2：1　B．vA：vB：vC=1：1：2ωA：ωB：ωC=1：2：1　C．vA：vB：vC=1：1：2aA：aB：aC=4：4：1　D．vA：vB：vC=2：2：1aA：aB：aC=2：4：1考点：线速度、角速度和周期、转速．专题：匀速圆周运动专题．分析：同缘传动边缘上的点线速度相等；同轴传动角速度相同；同时结合公式v=ωr和列式求解．解答：解：根据题意，有：RA=2RC=2RB=2R，AB同一传送带运动，线速度相等，即vB=vA根据v=ωr得根据得：①AC同轴转动，角速度相等，即ωA=ωC所以：ωA：ωB：ωC=1：2：1②根据v=ωr得：③所以vA：vB：vC=2：2：1④根据得：⑤①⑤联立得：aA：aB：aC=2：4：1⑥AB、②④知A正确，B错误；CD、④⑥可知C错误，D正确；故选：AD．点评：本题关键抓住同缘传动边缘上的点线速度相等、同轴传动角速度相同以及线速度与角速度关系公式v=ωr列式求解．-14-\n　二、实验题：（共18分）9．（18分）（2022春•湄潭县期中）在做“研究平抛运动”实验时，已备下列器材：白纸、木板、小球、斜槽、铅笔、图钉、铁架台，（1）下列器材中还需要的是　AE　A．刻度尺B．秒表C．天平D．弹簧秤E．重垂线（2）实验中，下列哪些因素会引起实验的误差　ABD　A．安装斜槽时，斜槽末端切线方向不水平B．确定Oy轴时，没有用重垂线C．斜槽不是光滑的，有一定摩擦D．空气阻力对小球运动有较大影响（3）如图所示，是某位同学进行实验后在白纸上作的图，实验过程中需经过多次释放小球才能描绘出小球平抛运动的轨迹，实验中应注意　每次从斜槽的同一位置释放小球，斜槽的末端需水平　；计算小球平抛运动初速度公式为：v0=　　（用x、y表示）；根据图中所给的数据，可计算出v0=　1.6　m/s．）考点：研究平抛物体的运动．专题：实验题；平抛运动专题．分析：根据实验的原理确定所需的物理器材．根据平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，结合高度求出运动的时间，通过水平位移求出初速度．解答：解：（1）研究平抛运动，除了白纸、木板、小球、斜槽、铅笔、图钉、铁架台，因为需通过测量竖直位移和位移，所以需要刻度尺，需要作x轴和y轴，所以需要重锤线，不需要测量时间和质量，所以不需要秒表、天平和弹簧秤．故选：AE．（2）A、安装斜槽时，斜槽末端不水平，小球的初速度不水平，小球的运动不是平抛运动，会引起实验误差，故A正确．B、确定Oy轴时，没有用重垂线也会引起实验的误差，故B正确．C、斜槽不是光滑的，有一定摩擦，不影响实验的误差，只要保证每次小球从斜槽的同一位置释放即可，故C错误．D、空气阻力对小球运动有较大影响，会影响小球的运动轨迹，会引起实验的误差，故D正确．故选：ABD．（3）实验过程中需经过多次释放小球才能描绘出小球平抛运动的轨迹，实验中应注意每次从斜槽的同一位置释放小球，斜槽的末端需水平．-14-\n小球离开轨道后做平抛运动，竖直方向：y=，水平方向：x=v0t，解得：．代入数据得：．故答案为：（1）AE，（2）ABD，（3）每次从斜槽的同一位置释放小球，斜槽的末端需水平，，1.6．点评：解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式灵活求解．以及知道该实验的注意事项．　三、计算题：（三小题，共44分，其中第10题、第11题分别为12分，第12题为20分）10．（12分）（2022春•湄潭县期中）牛顿认为公式中的引力常数G是普适常数，不受物体的形状、大小、地点和温度等因素影响，引力常数的准确测定对验证万有引力定律将提供直接的证据．英国物理学家卡文迪许（H．Cavendish1731﹣1810）根据牛顿提出的直接测量两个物体间的引力的想法，采用扭秤法第一个准确地测定了引力常数．扭秤的主要部分是一个轻而坚固的T形架，倒挂在一根金属丝的下端．T形架水平部分的两端各装一个质量是m1的小球，T形架的竖直部分装一面小平面镜M，它能把射来的光线反射到刻度尺上，这样就能比较精确地测量金属丝地扭转．实验时，把两个质量都是m2地大球放在如图所示的位置，它们跟小球的距离相等．由于m1受到m2的吸引，T形架受到力矩作用而转动，使金属丝发生扭转，产生相反的扭转力矩，阻碍T形架转动．当这两个力矩平衡时，T形架停下来不动．这时金属丝扭转的角度可以从小镜M反射的光点在刻度尺上移动的距离求出，再根据金属丝的扭转力矩跟扭转角度的关系，就可以算出这时的扭转力矩，进而求得m1与m2的引力F．（1）若已知小球的质量m1=1kg，大球质量m2=2kg，两球心间的距离l=20cm，请据引力常量G的标准值求出两球间万有引力F的大小．（保留三位有效数字）（2）卡文迪许把自己的实验说成是“称量地球的质量”，若不考虑地球自转的影响，地面上的物体所受重力等于地球对物体的引力，请用地球表面的重力加速度g、地球的半径R和引力常量G，推导表示出地球的质量M．考点：万有引力定律的发现和万有引力恒量的测定．-14-\n分析：（1）应用万有引力定律：F=直接计算求解；（2）地球上的物体受到的重力等于地球对它的万有引力，由万有引力公式列方程，可以求出地球质量．解答：解：（1）由万有引力定律：F=代入数据，则有：F=N=3.39×10﹣9N，（2）设地球质量为M，地球上的物体质量为m，重力等于万有引力，即G=mg，则地球质量M=；答：（1）两个人之间的引力是3.39×10﹣9N；（2）地球的质量．点评：此题只需要应用万有引力定律进行计算，万有引力等于重力，由万有引力公式可以求出地球质量．　11．（12分）（2022春•湄潭县期中）如图所示，一个圆盘在水平面内匀速转动，角速度是4rad/s．盘面上距盘中心0.10m的位置有一个质量为0.10kg的小物体与圆盘保持静止，跟着圆盘一起做匀速圆周运动．（1）分析小物体的受力情况？向心力是由什么力提供？（2）求小物体所需向心力的大小．考点：向心力；牛顿第二定律．专题：牛顿第二定律在圆周运动中的应用．分析：（1）小物体做匀速圆周运动，由合力提供向心力，根据受力情况，确定向心力来源．（2）根据公式Fn=m求解小物体所需向心力的大小．解答：解：（1）小物体在圆盘上受重力和支持力，还有静摩擦力作用．由于在竖直方向小物体平衡，故重力与支持力合力为0，故小物体圆周运动的向心力由静摩擦力提供．-14-\n（2）据F=mrω2得小物体圆周运动所需要的向心力为：F=mrω2=0.1×0.1×42N=0.16N．答：（1）小物体受重力、支持力和静摩擦力作用．向心力是由静摩擦力提供．（2）小物体所需向心力的大小为0.16N．点评：正确的对物体进行受力分析，确定物体圆周运动向心力的来源是正确解题的关键．　12．（20分）（2022春•湄潭县期中）如图所示，光滑的水平轨道与光滑半圆弧轨道相切．圆轨道半径R=0.4m，一小球停放在光滑水平轨道上，现给小球一个v0的初速度，达到C点的速度为v，（取g=10m/s2，不计空气阻力）．（1）若小球恰好能达到C点，则小球达到C点时速度为多少？（2）若小球达到C点的速度为v1=3m/s，则小球落到水平轨道前在水平方向运动的距离及落到水平轨道时速度的大小分别是多少？（3）若小球达到C点的速度为v2=4m/s，则小球达到C点时加速度大小及对C点的压力别是多少？考点：向心力；牛顿第二定律．专题：牛顿第二定律在圆周运动中的应用．分析：小球恰好到达C点，对轨道的压力为零，根据牛顿第二定律求出C点的速度．根据平抛运动的高度求出落地的时间，结合速度时间公式求出落地的竖直分速度，结合平行四边形定则求出落地的速度，根据初速度和时间求出水平位移．根据牛顿第二定律求出加速度以及轨道对小球的压力．从而得出小球对C点的压力．解答：解：（1）小球恰好到达C点，根据牛顿第二定律得，mg=，解得．（2）根据得，t=，则水平距离x=v1t=3×0.4m=1.2m．落地时竖直分速度vy=gt=10×0.4m/s=4m/s，则落地的速度v=．（3）根据牛顿第二定律得，，-14-\n解得a=，N=．答：（1）小球到达C点的速度为2m/s；（2）小球落到水平轨道前在水平方向运动的距离为1.2m；落到水平轨道时速度的大小为5m/s．（3）小球达到C点时加速度大小为40m/s2，对C点的压力为30m．点评：本题考查了圆周运动和平抛运动的基本运用，知道圆周运动向心力的来源和平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律是解决本题的关键．　-14-