【文档说明】四川省成都市东部新区2021-2022学年高一下学期期中考试物理试题 含解析.docx,共(23)页,1.803 MB,由小赞的店铺上传
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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的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v匀速水平盘旋时的半径为A.2cosvRg=B.2tanvRg=C.2cotvRg=D.2sinvRg=【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:2tanvmgmR=,化简得:2tanvRg=.A.2cosvRg=,与分析结果不符,故A错误;B.2tanvRg=,与分析结果相
符,故B正确;C.2cotvRg=,与分析结果不符,故C错误;D.2sinvRg=,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OO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2Rg【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mNfmgfF==且224NFmRT=,解得2RTg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1:3:5D.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=22xyvv+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=22hx+知个小球通过的位移大小之比不可能为1:3:5,C错误;D.由tanθ=0yvv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1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2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2cosvC.绳的拉力大于1sinmgD.
绳的拉力小于2sinmg【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2cosvv=∥所以P的速率为2cosPvvv==∥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1sinmg,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=Flco
sα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xOy,在0=t时刻,质量为2kgm=、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()2yv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82m【答案】C【解析】【详
解】由图甲可知,物块在x轴方向做匀速直线运动,根据xt−图像中图线的斜率表示速度的大小可知84ms1ms40xv−==−由图乙,假设物块在y轴方向做匀变速直线运动,根据22vax=可得212yyva=可知,2yyv−图像为过原点的直线,则假设成
立,则有斜率221201smsm2402ka−===−解得21msa=则物块在y轴正方向上做初速度为零,加速度为21ms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x轴方向的21ms,加速度是沿y
轴的21ms,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,物体所受合力的2NFma==合方向与加速度方向相同,沿y轴正方向,故C正确;D.沿x轴方向上,根据0xvt=可知,前4s内物块沿x轴的位移
为4mx=沿y轴方向上,根据212yat=可知,前4s内物块沿y轴的位移为8my=则物块前4s内的位移为2245msxy=+=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WPt=可知,力做功越多,其功率越大B.根据PFv=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WPt=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PFv=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tanmgma=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2224m/s1m/s73a==−由牛顿第二定律可得2mgma=解得0.1
=A正确;B.有外力F作用的过程,物体的加速度大小为221104m/s2m/s3a−==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210111116m2xvtat=−=故F做的功为W=-Fx
1=-24JB错误;CD.0~7s内物体的位移与图线下方面积相等,可得241013m44m29m22x+=+=物体克服摩擦力做功为f214.5JWmgx==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caaa=B.线速度大小关系为davvC.角速度大小关系为cdD.周期关系为baTT=【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2cGMmmar=由于物体a在地球赤道上2aGMmmgmar−=因此可知caaaA错误;B.由于a和d的角速度相同,根据vr=由于darr可
知davvB正确;C.根据22GMmmrr=可得3GMr=由于cdrr因此cdC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.2kgl=是b开始滑动的临界角速度D.当23kgl=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=mωa2lakgl=对木块bFfb=mωb2·2l当Ffb=kmg时kmg=mωb2·2l2bkgl=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2kgl=时,b刚开始滑动,选项C正确;D.当23kgkgll=a没有滑动,则Ffa=mω2l=23kmg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.C③.2Fmr=【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2Fmr=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1.25cml=。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l和g表示),
其值是________(29.8msg=),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##BA②.2gl③.0.700ms④.0.875ms【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,则斜的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T,竖直方向上,由逐差法2xaT=可得2lgT=水平方向上,由0xvt=可得02lvT=则小球平抛的初速度的计算式为02vgl=代入数据解得00.700msv=[4]根据题意可知,小球在b点水平分速度为00.700msxv
v==小球在b点竖直分速度为023230.525ms244ylllvvTT+====小球在b点的速率为220.875msxyvvv=+=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)2324()RhGT+;(2)23224()RhTR+【解析】【分析】【详解】(1)由引力作为向心力可得224()()MmGmRhRhT=++整理可得月球的质量为2324()RhMGT+=(2)
由向心力公式2MgGR=可得,月球表面的重力加速度大小为23224()RhgTR+=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。210m/sg=,sin370
.6=,cos370.8=。求:(1)小球在空中飞行的时间;(2)AB间的距离。【答案】(1)0.9st=;(2)6.75ml=【解析】【详解】(1)小球在水平方向运动的位移为0xvt=小球在水平方向运动的位移为212ygt=又tan37
yx=联解上式并代入数据得0.9st=(2)A、B两点的距离为cos37xl=解得6.75ml=18.质量为200kgm=、额定功率为60kWP=的汽车,在平直公路上行驶中的最大速度为m30m/sv=。若汽车从静止开始
做匀加速直线运动,加速度大小为22m/sa=,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)3s末汽车的瞬时功率。【答案】(1)2000N;(2)12.5s;(3)14400W。【解析】【分析】【详解
】(1)当速度最大时,有Ff=有mPfv=则有m60000N2000N30Pfv===(2)根据牛顿第二定律有Ffma−=则牵引力为220002102N2400NFfma=+=+=所以匀加速运动的最大速度为m25m/sPvF==
匀加速直线运动的时间为2512.5s2vta===(3)3s末时汽车还在匀加速运动状态,所以3s末汽车速度为336m/svat==所以3秒末汽车的瞬时功率为324006W14400WPFv===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0.3=,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)3m/s;(2)3m/s;(3)100N【解析】【分析】【详解】(1)小车恰好过最高点时,只受重力作用,有2CmvmgR=解得3m/sCvgR==(2)离开D点后平抛运动,垂直打在斜面上时下降的高
度为212ygt=水平位移Dxvt=水平分速度xDvv=竖直分速度ygt=v由图可知tanHyx−=且tanxyvv=由以上各式解得3m/sDv=(3)B到D做匀减速运动由牛顿第二定律得mgma=由速
度与位移关系得222()DBvvaL−=−解得6m/sBv=在B由圆周运动条件得2BmvNmgR−=解得100NN=由牛顿第三定律得小车在B点对轨道的压力100NNFN==获得更多资源请扫码加入享学资源网微信公众号www.xiangxue100.com