河南省2022学年周口中英文学校高一（下）期中物理试卷

2022-2022学年河南省周口中英文学校高一（下）期中物理试卷一、单选题（本大题共9小题，共36.0分）1.下列说法正确的是（　　）A.曲线运动的速度一定变化B.加速度恒定的运动不可能是曲线运动C.平抛运动不是匀变速运动D.匀速圆周运动是速度不变的运动2.运动员在冬季运动短道速滑比赛中。若她正沿圆弧形弯道匀速率滑行，则她（　　）A.所受的合力为零，做匀速运动B.所受的合力恒定，做匀加速运动C.所受的合力变化，做变加速运动D.所受的合力恒定，做变加速运动3.如图，当小车A以恒定的速度v向左运动时，对于B物体，下列说法正确的是（　　）A.减速上升B.B物体受到的拉力小于B物体受到的重力C.B物体的速度为vcosθD.B物体处于失重状态4.如图所示，一可看做质点的小球从一台阶顶端以2m/s的水平速度抛出，每级台阶的高度和宽度均为0.5m，如果台阶数足够多，重力加速度g取10m/s2，则小球将落在标号为几的台阶上（　　）A.2B.3C.4D.55.如图所示，A、B、C三个物体放在旋转圆台上，动摩擦因数均为μ，A的质量是2m，B和C的质量均为m，A、B离轴为R，C离轴为2R．当圆台旋转时，则下列说法错误的是（　　）A.若A、B、C均未滑动，则C的向心加速度最大B.若A、B、C均未滑动，则B的摩擦力最小C.当圆台转速增大时，B比A先滑动D.圆台转速增大时，C比B先滑动6.下列说法正确的是（　　）A.当作用力做正功时，反作用力一定做负功B.一对相互作用的滑动摩擦力做功的总和为零C.荡秋千向上摆时，绳子的拉力做正功D.当从蹲在地上至站起来的过程中，人受到的重力做负功，地面对人的支持力不做功7.静止的列车在平直轨道上以恒定的功率启动，在开始的一小段时间内，列车的运动状态是（　　）A.列车的牵引力减小B.列车的速度和加速度均不断增加C.列车做匀加速直线运动D.列车做匀速运动8.2022年10月20日，酒泉卫星发射中心迎来60岁生日。作为我国航天事业的发祥地，中心拥有我国最早的航天发射场和目前唯一的载人航天发射场.2022年6月，我国成功实现目标飞行器“神舟十号”与轨道空间站“天宫一号”的对接。如图所示，已知“神舟十号”从捕获“天宫一号”到两个飞行器实现刚性对接用时为t，这段时间内组合体绕地球转过的角度为θ，地球半径为R，组合体离地面的高度为H，万有引力常量为G，据以上信息可求地球的质量为（　　）A.(R+H)3θ2Gt2B.π2(R+H)3θ2Gt2C.(R+H)3θ24πGt2D.4π2(R+H)3θ2Gt29.如图所示，长1m的轻质细杆，一端固定有一个质量为2kg的小球，另一端由电动机带动，使杆绕O点在竖直平面内做匀速圆周运动，小球的速率为2m/s。g取10m/s2，下列说法正确的是（　　）A.小球通过最高点时，对杆的压力大小是12NB.小球通过最高点时，对杆的拉力大小是8NC.小球通过最低点时，对杆的拉力大小是24ND.小球通过最低点时，对杆的拉力大小是56N二、多选题（本大题共3小题，共12.0分）10.西班牙某小镇举行了西红柿狂欢节，其间若一名儿童站在自家的平房顶上，向距离他L处的对面的竖直高墙上投掷西红柿，第一次水平抛出的速度是V0，第二次水平抛出的速度是2V0，则比较前后两次被抛出的西红柿在碰到墙时，有（　　）A.运动时间之比是2：1B.下落的高度之比是2：1C.运动的加速度之比是1：1D.西红柿的运动可分解为竖直方向的自由落体运动和水平方向的匀速直线运动11.如图所示，内壁光滑的圆锥筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，让两个质量相同的小球A和小球B，紧贴圆锥筒内壁分别在水平面内做匀速圆周运动，则（　　）5/6A.A球的线速度一定大于B球的线速度B.A球的角速度一定大于B球的角速度C.A球的向心加速度一定等于B球的向心加速度D.A球对筒壁的压力一定大于B球对筒壁的压力1.如图所示，飞行器在距月球表面高度为3R的圆形轨道Ⅰ上运动，到达轨道的A点点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道的近月点B再次点火进入近月轨道Ⅲ绕月球做圆周运动。假设月球半径为R，月球表面的重力加速度为g，则（　　）A.飞行器在B点处点火后，速度增加B.只有万有引力作用情况下，飞行器在轨道Ⅱ上通过B点的加速度大于在轨道Ⅲ上通过B点的加速度C.由已知条件可求出飞行器在轨道Ⅱ上的运行周期为5π5R2gD.飞行器在轨道Ⅲ上绕月球运行一周所需的时间为2πRg三、实验题探究题（本大题共1小题，共12.0分）2.在“研究小球做平抛运动”的实验中：（1）如图甲所示的演示实验中，A、B两球同时落地，说明______，某同学设计了如图乙的实验：将两个斜滑道固定在同一竖直面内，最下端水平，把两个质量相等的小钢球，从斜面的同一高度由静止同时释放，滑道2与光滑水平板衔接，则他将观察到的现象是______，这说明平抛运动在水平方向上是匀速直线运动．（2）该同学采用频闪照相机拍摄到如图丙所示的小球做平抛运动的照片，图中背景方格的边长为L=5cm，A、B、C是摄下的三个小球位置，如果取g=10m/s2，那么：①照相机拍摄时每______s曝光一次；②小球做平抛运动的初速度的大小为______m/s．四、计算题（本大题共3小题，共40.0分）3.如图所示，小球在外力作用下，由静止开始从A点出发做匀加速直线运动，到B点时撤去外力，然后小球冲上竖直平面内半径为R的光滑半圆环，恰能维持在圆环上做圆周运动通过最高点C，到达最高点C后抛出，最后落回到原来的出发点A处。试求：（1）小球运动到C点时的速度；（2）A、B之间的距离。4.如图所示，水平放置的正方形光滑玻璃板abcd，边长为L=0.8m，距地面的高度为H=0.2m，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，小球A的质量是小物块B的质量的2倍，小球A在玻璃板上绕O点做匀速圆周运动时，重力加速度为g，不计空气阻力。（1）保持B静止，求小物块A在正方形光滑玻璃板上做匀速圆周运动的最大线速度（2）当小球速度大小为1m/s，方向平行于玻璃板ad边时，剪断细线，则两者落地点间的距离为多少？5.有一星球的密度与地球相同，但它表面处的重力加速度是地球表面重力加速度的4倍，求：（1）星球半径与地球的半径之比；（2）星球质量与地球质量之比。5/6答案和解析1.【答案】A【解析】解：A、做曲线运动的物体，速度方向为曲线上点的切线方向，时刻改变，故一定是变速运动，故A正确；B、平抛运动只受重力，加速度恒为g，故B错误；C、平抛运动只受重力，加速度恒为g，是匀变速运动，故C错误；D、匀速圆周运动的线速度的方向不断变化，是变速运动，故D错误；故选：A。物体做曲线运动时，所受合外力的方向与加速度的方向在同一直线上，合力可以是恒力，也可以是变力，加速度可以是变化的，也可以是不变的。平抛运动的物体所受合力是重力，加速度恒定不变，平抛运动是一种匀变速曲线运动。匀速圆周运动是变速运动。本题要注意物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，速度的方向与该点曲线的切线方向相同。2.【答案】C【解析】解：匀速圆周运动过程中，向心加速度大小不变，方向始终指向圆心，所以向心力大小不变，方向始终指向圆心。所以匀速圆周运动是变加速运动。故ABD错误，C正确。故选：C。匀速圆周运动的过程中，线速度的大小不变，方向时刻改变，向心加速度、向心力的方向始终指向圆心。解决本题的关键知道线速度、向心加速度、向心力是矢量，矢量只有在大小和方向都不变时，该量不变。3.【答案】C【解析】解：将汽车的速度沿绳子方向和垂直于绳子方向分解，设绳子与水平方向的夹角为θ．根据平行四边形定则有：v绳=vcosθ，而沿绳子方向的分速度等于B物体的速度，在汽车向左运动的过程中，θ减小，则v绳增大，所以物体B加速上升，但不是匀加速，物体B的加速度方向向上，根据牛顿第二定律，知B物体受到的拉力大于B物体受到的重力。故ABD错误，C正确。故选：C。将汽车的速度沿绳子方向和垂直于绳子方向分解，根据平行四边形定则求出物体的速度，从而判断物体的运动情况，根据牛顿第二定律比较拉力和B的重力大小。解决本题的关键是知道汽车的速度是沿绳子方向和垂直于绳子方向速度的合速度，运用速度的分解法分析物体的运动情况。4.【答案】A【解析】解：如图：设小球落到斜线上的时间t，水平：x=v0t竖直：y=且，解得t=0.4s相应的水平距离：x=2×0.4m=0.8m台阶数：n=知小球抛出后首先落到的台阶为第2级台阶，故A正确，BCD错误；故选：A。小球做平抛运动，根据平抛运动的特点水平方向做匀速运动，竖直方向做自由落体运动，结合几何关系即可求解。解决本题的关键掌握平抛运动的特点：水平方向做匀速运动，竖直方向做自由落体运动，难度不大，属于基础题。5.【答案】C【解析】解：AB、三个物体都做匀速圆周运动，合力指向圆心，对任意一个受力分析，如图支持力与重力平衡，F合=f=F向；由于a、b、c三个物体共轴转动，角速度ω相等，根据题意，，，，向心加速度知由向心力公式F向=mω2r，得三物体的向心力分别为：fA=2mω2R；fB=mω2R；fC=2mω2R，所以B的摩擦力最小，故A、B正确；CD、对任意一物体，当达到最大静摩擦力时，由于摩擦力提供向心力，有μmg=mω2r，解得ω=，A、B转动半径相同，A、B同时滑动，由于C物体的转动半径最大，因而C物体比B物体先滑动，故C错误，D正确。5/6本题选错误的故选：C。先对三个物体进行运动分析与受力分析，找出向心力来源，根据向心力公式求出摩擦力，再求出物体受最大静摩擦力时的临界角速度。本题可从三个物体中选择任意一个物体，建立物理模型后分析比较，而不需要对三个物体分别分析！明确向心力的来源是解题的关键。6.【答案】D【解析】解：AB、作用力和反作用力是作用在两个不同的物体上的，当作用力做正功时，反作用力可能做正功、负功或不做功，一对相互作用的滑动摩擦力做功的总和不一定为零。故AB错误；C、荡秋千向上摆时，绳子的拉力始终和速度方向垂直，绳的拉力不做正功。故C错误；D、当从蹲在地上至站起来的过程中，人受到的重力做负功，人始终没有离开地面，地面对人的支持力不做功。故D正确；故选：D。作用力和反作用力是作用在两个不同的物体上的，它们不能求合力，一对相互作用力做功并没有什么关系。不同考查了作用力和反作用力、功的计算等知识点。易错点：一对相互作用力做功很容易和一对平衡力做功混淆。7.【答案】A【解析】解：P不变，根据P=Fv，v增大，则牵引力减小，根据牛顿第二定律有：a=，加速度减小，所以列车做加速度减小的加速运动，当加速度为零时，做匀速直线运动。故A正确，BCD错误；故选：A。列车以恒定功率起动，P不变，根据P=Fv判断牵引力的变化，再根据牛顿第二定律判断出加速度的变化，从而确定列车的运动状态。解决本题的关键知道加速度的方向与合力的方向相同，当加速度方向与速度同向，做加速运动，当加速度方向与速度反向，做减速运动。8.【答案】A【解析】解：组合体的角速度为：ω=，根据G=m（R+H）ω2得地球的质量为：M==，故A正确，BCD错误。故选：A。根据组合体转动的角度和运动的时间求出组合体的角速度，结合万有引力提供向心力求出地球的质量。解决本题的关键知道组合体做圆周运动向心力的来源，结合万有引力提供向心力求解中心天体的质量，注意组合体做圆周运动的轨道半径不是H，而是R+H。9.【答案】A【解析】解：AB、在最高点，设杆子对球表现为支持力，根据牛顿第二定律，得：，解得：，故A正确，B错误；CD、在最低点，根据牛顿第二定律，得：，解得：，故CD错误；故选：A。小球在最高点和最低点，竖直方向上的合力提供圆周运动的向心力，结合牛顿第二定律求出杆子作用力的大小，从而得出小球对杆子的作用力。解决本题的关键知道小球做圆周运动向心力的来源；在最低点小球受弹力一定向上；在最高点，弹力可能是拉力，也可能是支持力，可以先假定一个方向，根据牛顿第二定律列式后求解弹力，如果为负值，表示方向相反。10.【答案】ACD【解析】解：两次抛出后都碰到了墙，所以水平位移相同，西红柿的运动可分解为竖直方向的自由落体运动和水平方向的匀速直线运动。A、水平位移相同，初速度之比为1：2，根据t=可知，运动时间之比是2：1，故A正确；B、下落的高度h=，则下落高度之比为4：1，故B错误；C、都做平抛运动，加速度都是重力加速度，相等，故C正确；D、平抛运动在竖直方向上自由落体运动，在水平方向做运动直线运动，西红柿的运动可分解为竖直方向的自由落体运动和水平方向的匀速直线运动，故D正确；故选：ACD。抛出的西红柿做平抛运动，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，根据平抛运动规律解题．本题考查平抛运动规律，知道平抛运动在竖直方向上自由落体运动，水平方向匀速直线运动．11.【答案】AC【解析】解：A、对小球受力分析，小球受到重力和支持力，它们的合力提供向心力，如图根据牛顿第二定律，有：F=mgtanθ=ma==mω2r，解得：v=，a=gtanθ，ω=．A的半径大，则A的线5/6速度大，角速度小，向心加速度相等。故AC正确，B错误。D、因为支持力N=，支持力等于球对筒壁的压力，知球A对筒壁的压力一定等于球B对筒壁的压力。故D错误。故选：AC。小球受重力和支持力，靠重力和支持力的合力提供圆周运动的向心力，根据F合=ma==mω2r比较线速度、角速度、加速度．解决本题的关键知道圆周运动向心力的来源，结合牛顿第二定律进行求解．12.【答案】CD【解析】解：A、在圆轨道实施变轨成椭圆轨道远地点是做逐渐靠近圆心的运动，要实现这个运动必须万有引力大于飞船所需向心力，所以应给飞船点火减速，减小所需的向心力，故点火后动能减小，故A错误；B、根据引力提供向心力，那么同一点，它们的加速度相等的，故B错误。CD、设飞船在近月轨道Ⅲ绕月球运行一周所需的时间为T3，则：mg=mR，解得：T3=2π，根据几何关系可知，Ⅱ轨道的半长轴a=2.5R，根据开普勒第三定律=K，以及轨道Ⅲ的周期可知求出Ⅱ轨道的运行周期为5π，故CD正确。故选：CD。卫星变轨也就是近心运动或离心运动，根据提供的万有引力和所需的向心力关系确定，飞船在近月轨道Ⅲ绕月球运行，重力提供向心力，根据向心力周期公式即可求解，结合开普勒第三定律求解Ⅱ轨道的运行周期。无论在什么轨道上，只要是同一个点，引力必定相同，加速度必定相同。该题考查了万有引力公式及向心力基本公式的应用，要熟知卫星的变轨，尤其注意无论在什么轨道上，只要是同一个点，引力必定相同，加速度必定相同。难度不大，属于中档题。13.【答案】平抛运动在竖直方向上是自由落体运动 球1落到光滑水平板上并击中球2 0.1 1.5【解析】解：（1）甲图A球做自由落体运动，B球做平抛运动，两球同时落地，说明平抛运动在竖直方向是自由落体运动．乙图球1做平抛运动，球2做匀速直线运动，两球相撞，知平抛运动在水平方向上是匀速直线运动．（2）由△y=gT2得，T==s=0.1s．平抛运动的初速度v0==m/s=1.5m/s．故答案为：（1）平抛运动在竖直方向上是自由落体运动，球1落到光滑水平板上并击中球2；（2）0.1，1.5．（1）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．（2）在竖直方向上运用匀变速直线运动的推论△y=gT2求出相等的时间间隔，根据v0=求出平抛运动的初速度．对于该实验关键是理解水平和竖直方向的运动特点，熟练应用匀变速直线运动规律解题．14.【答案】解：（1）小球恰好经过C点，在C点重力提供向心力，则有mg=mvC2R解得：vC=gR（2）小球从C到A做平抛运动，则有：2R=12gt2解得：t=2×2Rg=4Rg则A、B之间的距离x=vCt=gR⋅4Rg=2R答：（1）小球运动到C点时的速度为gR；（2）A、B之间的距离为2R。【解析】（1）小球冲上竖直半圆环，恰能通过最高点C，重力恰好提供向心力，根据向心力公式列式即可求解；（2）从C到A做平抛运动，根据平抛运动规律列式即可求解。本题主要考查了向心力公式、平抛运动基本公式的直接应用，知道恰能通过最高点C时重力提供向心力，难度不大，属于基础题。15.【答案】解：（1）设B的质量为m，则A的质量为2m。根据题意，A物体做圆周运动的向心力大小始终等于B的重力，由：mg=2mv2r知，当r=L2=0.4m时，A有最大线速度，v=gL2=2m/s（2）剪断细线，A物体滑出玻璃板后做平抛运动，根据平抛运动规律有：竖直方向 H=12gt2，水平方向 x=v′t，代入数据解得：x=0.2m有几何关系，则两者落地点间的距离s=x2+(L2)2=0．22+0．42m=55m。答：（1）物块A做匀速圆周运动的最大线速度为2m/s；（2）则两者落地点间的距离为55m。【解析】（1）保持B静止，A物体做圆周运动的向心力大小始终等于B的重力，当r=时，A的最大线5/6速度，根据牛顿第二定律可以求出A的最大线速度；（2）剪断细线，A物体滑出玻璃板后做平抛运动，根据平抛运动规律，可以算出A物体的水平位移，再利用几何关系算出两者落地点间的距离。本题考查了向心力、牛顿第二定律、平抛运动等知识点。关键点一：A物体做圆周运动的向心力大小始终等于B的重力；关键点二：利用平抛运动规律求出水平位移。16.【答案】解：（1）由GMmR2=mg得M=gR2G所以ρ=MV=gR2G43πR3=3g4πGR，R=3g4πGρR星R地=g星g地=41（2）由（1）可知该星球半径是地球半径的4倍，根据M=gR2G得M星M地=g星g地⋅R星2R地2=41×4212=641答：（1）星球半径与地球的半径之比为4：1；（2）星球质量与地球质量之比为64：1。【解析】根据万有引力等于重力，列出等式表示出重力加速度。根据密度与质量关系代入表达式找出半径的关系，再求出质量关系。求一个物理量之比，我们应该把这个物理量先用已知的物理量表示出来，再根据表达式进行比较。5/6