上海市浦东新区川沙中学2021-2022学年高一下学期期中物理试题 Word版含解析.docx

《上海市浦东新区川沙中学2021-2022学年高一下学期期中物理试题 Word版含解析.docx》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

上海市川沙中学2021学年高一第二学期期中线上测试物理试卷一、单选题（本大题共12小题，共36.0分）1.下列关于圆周运动说法中正确是（　　）A.匀速圆周运动是速度不变的匀速运动B.向心力不能改变圆周运动物体速度的大小C.做圆周运动的物体除受其它力外，还要受个向心力作用D.做匀速圆周运动的物体的向心加速度方向不变【答案】B【解析】【分析】【详解】A．匀速圆周运动的速度方向时刻改变，A错误；B．向心力不能改变圆周运动物体速度的大小，只能改变速度的方向，B正确；C．向心力是物体做圆周运动所需要的力，不能说物体除了受其它力以外，还受到向心力，C错误；D．做匀速圆周运动的物体的向心加速度方向时刻指向圆心，方向时刻变化，D错误。故选B。2.关于功和功率的概念，下列说法正确的是（　　）A.功有正、负之分，说明功有方向B.由可知，机器做功越多，其功率就越大C.由可知，速度一定时，牵引力与功率成正比D.由可知，只要知道时间内机器做的功，可以求这段时间内任意时刻机器做功的功率【答案】C【解析】【详解】A．功是标量，没有方向，正负表示是动力做功还是阻力做功，故A错误；B．功率是反应做功快慢的物理量，力做功越多，功率不一定越大，还要看用的时间，故B错误；C．由可知，速度一定时，牵引力与功率成正比，故C正确；D．根据公式可以求时间内的平均功率，不能求瞬时功率，故D错误。故选C。3. 如图为厦门观音山梦海岸度假区的摩天轮，是游客喜爱的娱乐项目之一．假设摩天轮座与舱中的游客均可视为质点，座舱在竖直面内做匀速圆周运动A.游客在各个位置的线速度都相同B.所有游客的加速度都相同C.摩天轮转动时，游客始终处于平衡状态D.游客经过最低点时处于超重状态【答案】D【解析】【详解】A．匀速圆周运动线速度大小不变，方向时刻变化，故A错误；B．匀速圆周运动向心加速度一直沿半径指向圆心，方向时刻变化，故B错误；C．摩天轮转动时有沿半径方向的加速度，所以游客不是处于平衡状态，故C错误；D．游客经过最低点时，加速度向上，所以处于超重状态，故D正确；4.在“天宫一号”的太空授课中，航天员王亚平做了一个有趣实验，如图所示，在T形支架上，用细绳拴着一颗明黄色的小钢球。设小球质量为m，细绳长度为L。王亚平用手指沿切线方向轻推小球，小球在拉力作用下做匀速圆周运动。测得小球运动的周期为T，由此可知（　　）A.小球运动的角速度B.小球运动的线速度C.小球运动的加速度D.细绳中的拉力为【答案】D【解析】 【详解】A．小球的角速度故A错误；B．小球运动的线速度故B错误；C．小球的加速度故C错误；D．细绳中拉力为故D正确。故选D。5.如图所示，重为G的物体静止在倾角为α的粗糙斜面体上，现使斜面体向右做匀速直线运动，通过的位移为x，物体相对斜面体一直保持静止，则在这个过程中（　　）A.弹力对物体做功为GxcosαB.静摩擦力对物体做功为GxsinαC.重力对物体做功GxD.合力对物体做功为0【答案】D【解析】【详解】ABC．分析物体的受力情况为重力mg、弹力N和摩擦力f，根据平衡条件，有重力与位移垂直，做功为零；摩擦力f与位移的夹角为α，所以摩擦力对物体m做功为 斜面对物体的弹力做功为ABC错误；D．因物体做匀速运动，根据动能定理可知，合外力做功为零，D正确。故选D。6.第谷、开普勒等人对行星运动的研究漫长而曲折，牛顿在他们研究的基础上，得出了科学史上最伟大的定律之一——万有引力定律。下列有关万有引力定律的说法中正确的是（　　）A.开普勒通过研究观测记录发现行星绕太阳运行的轨道是椭圆B.太阳与行星之间引力的规律并不适用于行星与它的卫星C.库仑利用实验较为准确地测出了引力常量G的数值D.牛顿在发现万有引力定律的过程中没有利用牛顿第三定律的知识【答案】A【解析】【分析】【详解】A．根据开普勒第一定律可知，所有行星绕太阳的运动都是椭圆，故A正确；B．太阳与行星间的引力就是万有引力，万有引力适用于一切天体之间，故B错误；C．万有引力常量G是由卡文迪许在实验室中首次准确测量出来的，故C错误；D．在发现万有引力定律的过程中，牛顿应用了牛顿第三定律的规律，故D错误。故选A。7.以一定的初速度竖直向上抛出质量为m的小球，它上升的最大高度为h，空气阻力的大小恒为Ff，重力加速度为g，则从抛出点至回到原出发点的过程中，各力做功的情况正确的是（　　）A.重力做的功为2mghB.空气阻力做的功为－2FfhC.合力做的功为2FfhD.物体克服重力做的功为－mgh【答案】B【解析】【详解】AD．从抛出点至回到原出发点，重力做功为0，故AD错误；B．上升过程中空气阻力做的功为，下降过程中空气阻力做的功为，从抛出点至回到原出发点的过程中空气阻力做的功为，故B正确； C．合力做的功为，故C错误。故选B。8.如图所示，小球自空中自由下落从转动的圆形纸筒穿过，开始下落时小球离纸筒顶点的高度h=0.8m，纸筒绕水平轴匀速转动的角速度为，g取10m/s2。若小球穿筒壁时能量损失不计，撞破纸的时间也可不计，且小球穿过后纸筒上只留下一个孔，则纸筒的半径R为（　　）A.0.2mB.0.4mC.2.1mD.1.0m【答案】C【解析】【详解】根据自由落体的速度公式可得，小球到达纸筒顶点的速度为由于小球穿过后纸筒上只留下一个孔，则小球穿过纸筒所需的时间为根据自由落体的位移公式有带入数据解得当时，纸筒的半径为 当时，纸筒的半径为故选C。9.在西昌卫星发射中心已成功发射“嫦娥四号”月球探测器．探测器奔月飞行过程中，在月球上空的某次变轨是由椭圆轨道a变为近月圆形轨道b，a、b两轨道相切于P点，如图所示，不计变轨时探测器质量的变化，下列关于探测器说法正确的是A.在a轨道上P点的速率与在b轨道上P点的速率相同B.在a轨道上P点所受月球引力等于在b轨道上P点所受月球引力C.在a轨道上P点的加速度小于在b轨道上P点的加速度D.在a轨道上运动的周期小于在b轨道上运动的周期【答案】B【解析】【详解】在轨道a上经过P点时需要减速制动才能进入轨道b，则在a轨道上P点的速率大于在b轨道上P点的速率，选项A错误；根据万有引力定律可知，在a轨道上P点所受月球引力等于在b轨道上P点所受月球引力，由牛顿第二定律可知，在a轨道上P点的加速度等于在b轨道上P点的加速度，选项B正确，C错误；在a轨道上运动的半长轴大于在b轨道上运动的半径，根据开普勒第三定律可知，在a轨道上运动的周期大于在b轨道上运动的周期，选项D错误；故选B.10.学站在电梯地板上，利用速度传感器和计算机研究一观光电梯在升降过程中的情况，下图所示是计算机显示的观光电梯在某一段时间内速度变化的情况竖直向上为正方向，已知电梯轿厢和乘客的总质量为800kg，取根据图象提供的信息，可以判断下列说法中正确的是（）A.在内，电梯加速上升，该同学处于失重状态B.在内，钢缆对电梯做正功 C.在内，电梯上升的位移为20mD.在内，电梯包括乘客的重力做功为【答案】B【解析】【分析】在速度时间图象中，直线的斜率表示加速度，面积表示位移，根据图象求出电梯的加速度，当人有向上的加速度时，此时人就处于超重状态，当人有向下的加速度时，此时人就处于失重状态．功的正负由力和位移的夹角决定，重力做功的大小可以由计算．本题主要考查了对超重和失重现象的理解，位移，功的计算．【详解】A.在内，从速度时间图象可知，此时的加速度为正，说明电梯的加速度向上，此时人处于超重状态，故A错误；B.在内，从速度时间图象可知，速度竖直向上，钢缆对电梯的力向上，则钢缆对电梯做正功，故B正确．C.在内，从速度时间图象可知电梯上升的位移为，故C错误；D.在内，从速度时间图象可知，电梯向下运动位移为，电梯包括乘客的重力做功为 故D错误；故选B．11.如图所示，两个相同的小球a、b，a从光滑斜面顶端由静止开始自由下滑，同时，b从同一高度平抛．小球a、b（）A.落地时的速度相同B.落地时重力的瞬时功率相等C.运动到地面的过程中合外力做功相等D.从运动到落地的过程中重力的平均功率相等【答案】C【解析】【详解】A．以斜面底边所在水平面为参考平面．两球运动过程中，机械能都守恒．设原来的高度为h，则由机械能守恒定律得末动能 由于m、h相同，而不同，所以末动能不同，末速度不相同，故A错误；B．落地时重力的瞬时功率等于重力与速度的竖直分速度的乘积，根据机械能守恒定律和平抛运动的规律，a落地时的速度大小等于b的竖直速度，a落地时速度的竖直分量不等于b的竖直速度，根据P=mgv，落地时重力的瞬时功率不相等，B错误；C．从同一高度分别开始自由下落和平抛运动，都只有重力做功，W=mgh，C正确；D．设斜面倾角为，对a沿斜面做匀加速运动，a=gsin，则，b竖直方向做自由落体运动，运动时间不相等，重力做功相等，由平均功率公式知，重力平均功率不相等，D错误．故选C。12.某游戏装置如图所示，安装在竖直轨道AB上的弹射器可上下移动，能水平射出速度大小可调节的小弹丸．圆心为O的圆弧槽BCD上开有小孔P，弹丸落到小孔时，速度只有沿OP方向才能通过小孔，游戏过关，则弹射器在轨道上A.位于B点时，只要弹丸射出速度合适就能过关B.只要高于B点，弹丸射出速度合适都能过关C.只有一个位置，且弹丸以某一速度射出才能过关D.有两个位置，只要弹丸射出速度合适都能过关【答案】C【解析】【分析】根据安装在竖直轨道AB 上的弹射器可上下移动，能水平射出速度大小可调节的小弹丸，本题考查了平抛运动的运用，抓住速度方向垂直P点圆弧的切线方向是关键，知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，通过运动学公式和几何关系进行求解．【详解】A项：根据平抛运动速度反向延长线过水平位移的中点可知，位于B点时，不管速度多大，弹丸都不可能从P点射出，故A错误；B、C、D项：根据平抛运动速度反向延长线过水平位移的中点可得：则竖直位移PN=CN•tanα=弹射器高B点的高度为y=PN-Rsinα=，所以只有一个位置，射出才能过关，故B、D错误，C正确．故选C．【点睛】根据平抛运动速度反向延长线过水平位移的中点结合几何关系求解竖直方向的位移，再进一步求解弹射器高B点的高度．二、填空题（本大题共4小题，共18.0分）13.巡逻船位于宽180m的河边，在静水中的最大速度为，水流速度恒为。巡警发现对岸有紧急情况，则到达对岸的最短时间是________s。如果巡逻船要以最短距离到达对岸，所用的时间是________s。【答案】①.60②.75【解析】【分析】【详解】[1]船头垂直河岸行驶时到达对岸的时间最短，有[2]由于船速小于水速，所以船不能垂直到达对岸，巡逻船要以最短距离到达对岸，行驶如图： 根据几何关系可知解得所以巡逻船以最短距离到达对岸所用的时间14.水平恒力F作用在一个物体上，使该物体沿光滑水平面在力的方向上移动距离l，恒力F做的功为W1，功率为P1；再用同样的水平力F作用在该物体上，使该物体在粗糙的水平面上在力的方向上移动距离l，恒力F做的功为W2，功率为P2，则W1________(填“大于”、“等于”或“小于”)W2，P1________(填“大于”、“等于”或“小于”)P2.【答案】①.等于　②.大于【解析】【详解】两次水平恒力相等，位移相等，根据W=Fs知，恒力F所做的功相等，即．在光滑水平面上运动的加速度大，根据位移时间公式知，在光滑水平面上的运动时间短，根据知，P1＞P2．15.在如图所示的传动装置中，B、C两轮固定在一起绕同一转轴转动。A、B两轮用皮带传动，三轮半径关系为，若皮带不打滑，求A、B、C轮边缘的a、b、c三点的角速度之比为___________，a、b、c三点的线速度之比___________。 【答案】①.②.【解析】【分析】【详解】[1]由于A轮和B轮是皮带传动，皮带传动的特点是两轮与皮带接触点的线速度的大小与皮带的线速度大小相同，故即由角速度和线速度的关系式则可得，由于B轮和C轮共轴，故两轮角速度相同，即故即[2]由角速度和线速度的关系式可得即 16.某汽车发动机的额定功率为50kW，汽车质量为4t，汽车在运动中所受阻力的大小恒为车重的0.1倍。（g取10m/s2）（1）若汽车以额定功率启动，则汽车所能达到的最大速度是_________m/s；（2）当汽车速度达到5m/s时，其加速度是_________m/s2；（3）若汽车以恒定加速度1m/s2启动，则其匀加速过程能维持_________s。【答案】①.12.5②.1.5③.6.25【解析】【详解】（1）[1]当汽车以最大速度vm匀速行驶时，牵引力与阻力大小相等，则解得（2）[2]设当汽车速度达到5m/s时的加速度大小为a1，根据牛顿第二定律有解得（3）[3]若汽车以恒定加速度a2=1m/s2启动，设其匀加速过程维持的时间为t，根据牛顿第二定律有解得三、实验题（本大题共2小题，共19.0分。除17题第1空为2分，其它每空均为3分）17.为探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系，小明按如图装置进行实验，物块放在平台卡槽内，平台绕轴转动，物块做匀速圆周运动，平台转速可以控制，光电计时器可以记录转动快慢。（1）为了探究向心力与角速度的关系，需要控制_________保持不变，小明由计时器测转动的周期T，计算的表达式是___________。 （2）小明按上述实验将测算得的结果用作图法来处理数据，如图所示纵轴F为力传感器读数，横轴为，图线不过坐标原点的原因是__________，用电子天平测得物块质量为，直尺测得半径为，图线斜率大小为_________（结果保留两位有效数字）。【答案】①.质量和半径②.③.存在摩擦力的影响④.0.75【解析】【详解】（1）[1]由向心力公式可知，保持质量和半径不变，探究向心力和角速度的关系[2]根据可得（2）[3]实际表达式为图线不过坐标原点的原因是存在摩擦力的影响。[4]斜率为18.有一个同学在研究平抛物体的运动实验中，只画出了如图所示的一部分曲线，于是他在曲线上取水平距离相等的三点A、B、C，量得。又量出它们之间的竖直距离分别为h1=0.1m，h2=0.2m，g=10m/s2。 （1）利用这些数据，物体经过B时速度为_________m/s，（2）以下是实验过程中一些做法，其中合理的有____________。A．装斜槽轨道，使其末端保持水平B．每次小球释放的初始位置可以任意选择C．每次小球应从同一高度由静止释放D．为描出小球的运动轨迹，描绘的点可以用折线连接（3）实验得到平抛小球的运动轨迹，在轨迹上取一些点，以平抛起点O为坐标原点，测量它们的水平坐标x和竖直坐标y，下图选项中y一x2图像，能说明平抛小球运动轨迹为抛物线的是__________。A.B.C.D.【答案】①.2.5②.AC##CA③.C【解析】【详解】（1）[1]从图中看出，A、B、C三个点间的水平位移均相等，为因此这三个点是等时间间隔点。竖直方向两段相邻位移之差是个定值，即为 解得T=0.1s小球运动中水平分速度的大小为小球经过B点的竖直分速度为则经过B点的速度为（2）[2]A．装斜槽轨道，使其末端保持水平，否则就不是平抛，故A正确；BC．为了保证小球的初速度相等，每次小球应从同一高度由静止释放，故B错误，C正确；D．为描出小球的运动轨迹，描绘的点用平滑的曲线连起来，故D错误。故选AC。（3）[3]实验得到平抛小球的运动轨迹，在轨迹上取一些点，以平抛起点O为坐标原点，测量它们的水平坐标x和竖直坐标y，根据平抛规律又则所以y一x2图像是一条过原点的直线。故选C。四、计算题（本大题共2小题，共27.0分）19.如图图示为修建高层建筑常用的塔式起重机。在起重机将质量m=5×103kg的重物竖直吊起的过程中，重物由静止开始向上作匀加速直线运动，加速度a=2m/s2，当起重机输出功率达到其允许的最大值时，保持该功率继续加速直到重物做vm=6m/s的匀速运动。g取10m/s2，不计额外功。求：（1）重物在匀加速运动时的牵引力；（2）起重机允许输出最大功率； （3）重物做匀加速运动所经历的时间。（4）起重机在第2秒末的输出功率。【答案】（1），方向竖直向上；（2）；（3）2.5s；（4）【解析】【详解】（1）根据牛顿第二定律可得带入数据可得，重物在匀加速运动时的牵引力为，方向竖直向上（2）当起重机以其输出功率允许的最大值使重物匀速运动时有则起重机允许输出的最大功率为（3）重物做匀加速运动阶段的末速度为则重物做匀加速运动所经历的时间为（4）重物在第2秒末的速度为则起重机在第2秒末的输出功率为20.晓明站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为m的小球，甩动手腕，使球在竖直平面内做圆周运动，当球某次运动到最低点时，绳突然断掉。球飞离水平距离d 后落地，如图所示，已知握绳的手离地面高度为d，手与球之间的绳长为，重力加速度为g，忽略手的运动半径和空气阻力。(1)求绳断时球的速度大小v1和球落地时的速度大小v2(2)问绳能承受的最大拉力多大？(3)改变绳长，使球重复上述运动。若绳仍在球运动到最低点时断掉，要使球抛出的水平距离最大，绳长应为多少？最大水平距离为多少？【答案】(1)v1=，v2=；(2)T=mg；(3)当l＝时，x有极大值xmax＝d【解析】【详解】(1)设绳断后球飞行时间为t，由平抛运动规律，竖直方向有水平方向有联立解得从小球飞出到落地，根据机械能守恒定律有解得(2)设绳能承受的最大拉力大小为F，这也是球受到绳的最大拉力大小。球做圆周运动的半径为 ，根据牛顿第二定律有解得(3)设绳长为l，绳断时球的速度大小为v3，绳承受的最大拉力不变，根据牛顿第二定律有得绳断后球做平抛运动，竖直位移为，水平位移为x，时间为，根据平抛运动规律，竖直方向有水平方向有联立解得根据一元二次方程的特点，当时，x有极大值，为xmax＝d