期中学业水平测评卷 （word版含解析）

这是一份高中教科版 (2019)全册综合课后作业题，共16页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

期中学业水平检测
一、选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分。1-5小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。6-10小题给出的选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得4分,有选错的得0分,选对但不全的得2分)
1.(2021四川成都树德怀远中学高一期中)下列说法正确的是 (　　)
A.物体在恒力作用下不可能做曲线运动
B.做曲线运动的物体,在某一位置时的速度方向就是曲线在这一点的切线方向
C.开普勒研究了行星运动的规律得出开普勒三大定律,并从中发现了万有引力定律
D.做圆周运动的物体所受合力一定指向圆心
2.(2020湖北黄冈中学高一线上期中)如图甲是滚筒洗衣机滚筒的内部结构,内筒壁上有很多光滑的突起和小孔。洗衣机脱水时,衣物紧贴着滚筒壁在竖直平面内做顺时针的匀速圆周运动,如图乙。a、b、c、d分别为一件小衣物(可理想化为质点)随滚筒转动过程中经过的四个位置,a为最高位置,c为最低位置,b、d与滚筒圆心等高。下面说法正确的是(　　)

甲

乙
A.衣物在四个位置加速度大小相等
B.衣物对滚筒壁的压力在a位置比在c位置的大
C.衣物转到a位置时的脱水效果最好
D.衣物在b位置受到的摩擦力和在d位置受到的摩擦力方向相反
3.(2020山西大学附属中学高一期中)2018年2月,我国500 m口径射电望远镜(天眼)发现毫秒脉冲星“ J0318+0253”,其自转周期T=5.19 ms。假设星体为质量均匀分布的球体,已知引力常量为6.67×10-11 N·m2/ kg2。以周期T稳定自转的星体的密度最小值约为(　　)
A.5×109 kg/m3　　　　　　B.5×1012 kg/m3
C.5×1015 kg/m3　　　　　　D.5×1018 kg/m3
4.

(2020四川三台中学高一下期末)如图所示,在足够长的斜面上A点,以水平速度v0抛出一个小球,不计空气阻力,它落到斜面上所用的时间为t1;若将此球改用2v0水平速度抛出,落到斜面上所用时间为t2,则t1∶t2为 (　　)
A.1∶1　　　　　　B.1∶3　　　　　　C.1∶2　　　　　　D.1∶4
5.(2021广东广州广外、广大附、铁一中学高一下三校联考期中)某型号汽车的后雨刮器如图甲所示,雨刮器摆臂可视为绕O点旋转的折杆OAB,如图乙所示,OA长度a、AB长度3a,∠OAB=120°,AB部分装有胶条,雨刮器工作时胶条紧贴后窗平面,可视为匀速率转动。雨刮器工作时下列说法正确的是 (　　)

甲

乙
A.A、B两点线速度大小之比为1∶4　　　　　　　B.A、B角速度之比1∶3
C.A、B加速度大小之比为1∶13　　　　　　　D.B点加速度方向沿着AB指向A
6.(2020河南中原名校高一下第一次联考)如图甲所示,在一端封闭、长约1 m的玻璃管内注满清水,水中放置一个蜡块,将玻璃管的开口端用胶塞塞紧。然后将这个玻璃管迅速倒置,在蜡块沿玻璃管上升的同时,将玻璃管水平向右移动。假设从某时刻开始计时,蜡块在玻璃管内任意1 s上升的距离都是10 cm,玻璃管向右匀加速平移,每1 s通过的水平位移依次是2.5 cm、7.5 cm、12.5 cm、17.5 cm。图乙中,y表示蜡块竖直方向的位移,x表示蜡块随玻璃管运动的水平位移,t=0时蜡块位于坐标原点。则下列说法正确的是 (　　)

A.蜡块4 s内的运动轨迹是如图乙中的抛物线
B.2 s时蜡块在水平方向的速度为0.1 m/s
C.玻璃管向右平移的加速度大小为5×10-2 m/s2
D.t=2 s时蜡块的速度大小为0.2 m/s
7.

“风云四号”是一颗地球静止轨道卫星。如图所示,1是静止在赤道上随地球自转的物体,2是近地卫星,3是“风云四号”卫星。R为地球的半径,r为物体或卫星到地心的距离,T、v、ω、a分别为物体或卫星做匀速圆周运动的周期、线速度、角速度和向心加速度。下列图像可能正确的是 (　　)


8.(2021河南周口包屯高中高一月考)如图所示,M能在水平光滑杆上自由滑动,滑杆连架装在转盘上,M用绳跨过在圆心处的光滑滑轮与另一质量为m的物体相连。当转盘以角速度ω转动时,M离轴距离为r,且恰能保持稳定转动。当转盘转速增至原来的2倍,调整r使之达到新的稳定转动状态,则滑块M (　　)

A.所受向心力变为原来的4倍　　　　　　B.线速度变为原来的12
C.半径r变为原来的14　　　　　　D.角速度变为原来的12
9.(2021广东实验中学高一下期中)“天宫一号”目标飞行器在离地面343 km的圆形轨道上运行,其轨道所处的空间存在极其稀薄的大气。下列说法正确的是 (　　)
A.如不加干预,经过较长时间后“天宫一号”围绕地球的运动线速度将会变小
B.如不加干预,经过较长时间后“天宫一号”围绕地球的运动周期将会变小
C.“天宫一号”的加速度小于地球表面的重力加速度
D.航天员在“天宫一号”中处于完全失重状态,说明航天员不受地球引力作用
10.(2020湖北黄冈中学高一线上期中)如图甲所示,将质量为M的物块A和质量为m的物块B沿同一半径方向放在水平转盘上,两者用长为L的水平轻绳连接。物块与转盘间的最大静摩擦力均为各自重力的k倍,物块A与转轴的距离等于轻绳的长度,整个装置能绕通过转盘中心的竖直轴转动。开始时,轻绳恰好伸直但无弹力,现让该装置从静止开始转动,使角速度缓慢增大,绳中张力FT与转动角速度的平方ω2的关系如图乙所示,当角速度的平方ω2超过3ω12时,物块A、B开始滑动。若图乙中F1、ω1及重力加速度g均为已知,下列各式正确的是 (　　)

甲

乙
A.L=F1mω12　　　　　　B.L=F12mω12　　　　　　C.k=2F1mg　　　　　　D.m=M

二、非选择题(本题共6小题,共60分)
11.(2021广东实验中学高一下期中)(6分)DIS向心力实验器如图甲、乙所示,可以用来探究影响向心力大小的因素,实验中可以用力传感器测出小物块在水平光滑的横杆上做圆周运动所需要的向心力大小,用光电门辅助测量小物块转动的角速度。
(1)实验测得挡光条遮光时间t、挡光杆的宽度d、挡光条做圆周运动的半径r,则小物块的角速度的表达式为ω=　　　　(请用字母t、d、r表示)。 
(2)为了提高实验精度,挡光条的宽度应适当　　　　(填“小”或“大”)些。 
(3)图丙中取①②两条曲线为相同半径、不同质量的小物块向心力与角速度的关系图线,由图可知,曲线①对应的砝码质量　　　　(填“大于”或“小于”)曲线②对应的砝码质量。 

图甲

图乙

图丙
12.(2020北京西城高一下期末)(8分)“探究平抛运动的特点”实验有以下几步。
(1)用如图所示竖落仪装置探究平抛运动竖直分运动的特点:

用小锤击打弹性金属片后,A球沿水平方向抛出,做平抛运动;同时B球被释放,自由下落,做自由落体运动,下列说法中正确的是　　　和　　　; 
A.两球的体积、材料和质量可以任意选择,对实验结果没有影响
B.改变小球距地面的高度和小锤击打的力度,可以改变两球在空中的运动时间和A球的水平初速度大小
C.如果两球总是同时落地,则可以验证平抛运动的竖直分运动是自由落体运动
D.通过该实验装置也能研究平抛运动的水平分运动特点
(2)用如图所示平抛仪装置探究平抛运动水平分运动的特点。以下是关于本实验的一些做法,其中不合理的选项有　　　　和　　　　。 

A.调整斜槽,使小球放置在轨道末端时,不左右滚动
B.将坐标纸上竖线与重垂线平行
C.将小球静止在斜槽末端位置时重心位置在背板上的投影记录为坐标原点
D.不断改变挡片P的位置,使小球从斜槽上不同位置释放
E.不断改变水平挡板的位置,记录下小球落到挡板上的位置
F.将坐标纸上确定的点用直线依次连接
13.(2021浙江杭州八校联盟高一下期中)(8分)如图所示,一架轰炸机在高空以150 m/s的速度水平匀速飞行到达山坡底端正上方时释放一颗炸弹并垂直击中山坡上的目标A,已知山坡倾角θ=37°(tan 37°=34),则
(1)炸弹飞行的时间;
(2)炸弹到A点的速度大小;
(3)轰炸机释放炸弹时所处高度。









14.(2021吉林长春外国语学校高一下期中)(8分)2020年4月24日,中国行星探测任务被命名为“天问系列”,首次火星探测任务被命名为“天问一号”。假如某志愿者登上火星后将一小球从高为h的地方由静止释放,不计空气阻力,测得经过时间t小球落在火星表面,已知火星的半径为R,引力常量为G,不考虑火星自转,求:
(1)火星的质量;
(2)火星的第一宇宙速度;
(3)若有一卫星环绕火星表面做匀速圆周运动,求卫星的运行周期。







15.(2021广东实验中学高一下期中)(14分)如图所示,平台AB距竖直光滑圆形轨道的C点的高度h=0.8 m,竖直光滑圆形轨道半径为r=2 m。有一质量为m=0.1 kg小球以初速度v0从平台的边缘B点水平飞出,恰好沿圆弧轨道C点的切线方向进入圆弧,做圆周运动到达D点时速度为vD=8.64 m/s。OC与竖直方向的夹角为∠COD=30°(不计空气阻力)。求:

(1)小球在空中飞行的时间;
(2)小球的初速度v0。
(3)小球对圆弧轨道D点的压力。(结果保留两位小数)







16.(2020四川南充高级中学高一下期中)(16分)如图所示,在圆柱形仓库天花板中心的O点,悬挂一根L=3 m的细绳,绳的下端挂一个质量为m=0.5 kg的小球,已知绳能承受的最大拉力为10 N。小球在水平面内做圆周运动,当小球速度逐渐增大时,细绳与竖直方向的夹角也随之变大。当速度逐渐增大到某一数值时,细绳正好断裂,设断裂时小球在图中的位置A,随后小球以v=9 m/s的速度正好落在墙角的C点。求:

(1)绳刚要断裂时与竖直方向的夹角α及此时小球做圆周运动的半径r;
(2)这个仓库的高度H和半径R。(结果保留一位小数)





答案全解全析
1.B　物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上,合外力大小和方向不一定变化,比如平抛运动,受到的就是恒力的作用,A错误;曲线运动速度的方向与该点曲线的切线方向相同,B正确;开普勒研究了行星运动的规律得出开普勒三大定律,牛顿发现了万有引力定律,C错误;只有做匀速圆周运动的物体受到的合外力方向才始终指向圆心,做非匀速圆周运动的物体所受合力不一定指向圆心,D错误。故选B。
2.A　衣物做匀速圆周运动,角速度(或线速度)大小恒定,根据向心加速度a向=mω2r可知衣物在四个位置加速度大小相等,A正确;衣物在a位置,在向心力方向,根据牛顿第二定律Na+mg=mω2r,同理,在c位置Nc-mg=mω2r,可知Na 3.C　脉冲星自转,边缘物体m恰对星体无压力时万有引力提供向心力,则有GMmr2=mr4π2T2,又知M=ρ·43πr3,整理得密度ρ=3πGT2=3×3.146.67×10-11×5.19×10-32 kg/m3≈5×1015 kg/m3。
4.C　斜面倾角的正切值tan θ=yx=12gt2v0t=gt2v0,则运动的时间t=2v0tanθg,知运动的时间与平抛运动的初速度有关,初速度变为原来的2倍,则运行时间变为原来的2倍。所以时间比为1∶2。故C正确,A、B、D错误。故选C。
5.C　因为A、B两点是同轴转动,所以A、B两点的角速度是相等的;A、B两点做圆周运动的圆心都是O点,半径分别是OA和OB,由余弦定理可得OB=13a,由v=rω,可知线速度之比等于半径之比,故A、B两点线速度大小之比为1∶13,A、B两点的角速度是相等的,周期相等,由向心加速度a=rω2知,A、B两点向心加速度大小之比为1∶13,B的向心加速度是沿着OB指向圆心O的。C正确,A、B、D错误。故选C。
6.ABC　蜡块在竖直方向做匀速直线运动,在水平方向向右做匀加速直线运动,根据题中的数据画出的轨迹如图乙所示,故A正确;由于玻璃管向右匀加速平移,根据Δx=at2可求得加速度a=Δxt2=5×10-2 m/s2,故C正确;由运动的独立性可知,竖直方向的速度为vy=yt=0.1 m/s,水平方向做匀加速直线运动,2 s时蜡块在水平方向的速度为vx=at=0.1 m/s,则2 s时蜡块的速度v=vx2+vy2=210 m/s,故B正确,D错误。
7.AC　物体1和卫星3的周期相同,而卫星2和卫星3均绕地球转动,则r23T22=r33T32,选项A正确;物体1和卫星3的角速度相同,故v=ωr,而对于卫星2和卫星3,则有GMmr2=mv2r,即v=GMr,选项B错误;物体1和卫星3的角速度相同,而对于卫星2和卫星3,有GMmr2=mω2r,则ω2=GMr3,选项C正确;物体1和卫星3的角速度相同,故a=ω2r,对于卫星2和卫星3,有GMmr2=ma,则a=GMr2,选项D错误。
8.BC　转盘转速增加,再次稳定时,M做圆周运动的向心力仍由拉力提供,拉力仍然等于m的重力,所以向心力不变,A错误;转速增至原来的2倍,则角速度变为原来的2倍,根据F=mrω2,向心力不变,则r变为原来的14,根据v=rω,线速度变为原来的12,D错误,B、C正确。故选B、C。
9.BC　根据GMmr2=mv2r解得:v=GMr,得轨道高度降低,卫星的线速度增大,故动能将增大,A错误;根据万有引力提供向心力有:GMmr2=m4π2rT2,解得:T=4π2r3GM,卫星由于摩擦阻力作用,轨道高度将降低,则周期减小,B正确;根据GMmr2=ma得a=GMr2,“天宫一号”的轨道半径大于地球半径,则加速度小于地球表面重力加速度,C正确;失重状态说明航天员对悬绳或支持物体的压力为0,而地球对他的万有引力提供他随天宫一号围绕地球做圆周运动的向心力,D错误。故选B、C。
10.BC　开始转速较小时,A、B两物块的向心力均由静摩擦力提供,当转速增大到一定程度时,B的静摩擦力不足以提供向心力,绳子开始有拉力,当转速再增大到一定程度,A的最大静摩擦力也不足以提供向心力时,两者开始滑动,由题图乙可得kmg=m·2ω12·2L,F1+kmg=m·3ω12·2L,解得L=F12mω12,k=2F1mg,A错误,B、C正确;对物块A分析:kMg-F1=M·3ω12·L,解得M=2m,D错误。故选B、C。
11.答案　(1)drt　(2)小　(3)小于(每空2分)
解析　(1)物体转动的线速度v=dt,由ω=vr得ω=drt。
(2)挡光条的宽度应适当小些,经过光电门的速度才比较接近其瞬时速度。
(3)题图丙中图线说明:向心力F和ω2成正比;若保持角速度和半径都不变,则砝码做圆周运动的向心加速度不变,由牛顿第二定律F=ma可知,质量大的砝码需要的向心力大,所以曲线①对应的砝码质量小于曲线②对应的砝码质量。
12.答案　(1)B　C　(2)D　F(每空2分)
解析　(1)实验中为了减小空气阻力影响,两球尽量选择密度大、体积小的金属球,A错误;平抛运动在竖直方向为自由落体运动,则有h=12gt2,得t=2hg,则改变小球距地面的高度,可改变两球在空中的运动时间,改变小锤击打的力度则可改变A球的水平初速度大小,B正确;在击打金属片时,两小球同时分别做平抛运动与自由落体运动,结果同时落地,则说明A球在竖直方向做自由落体运动,C正确;通过该实验装置不能研究平抛运动的水平分运动特点,D错误。故选B、C。
(2)调整斜槽,使小球放置在轨道末端时,不左右滚动,则说明斜槽末端水平,A正确;应使坐标纸上竖线与重垂线平行,这样再确定坐标轴和测量长度更方便、准确,B正确;小球球心位置在坐标纸上的投影为平抛运动的坐标原点位置,C正确;为了研究同一平抛运动,不能改变挡片P的位置,应使小球从斜槽上同一位置释放,D错误;为了得到平抛运动水平位移,应不断改变水平挡板的位置,记录下小球落到挡板上的位置,E正确;将小球的位置标在坐标纸上后,取下坐标纸,用平滑曲线连接得到平抛运动的轨迹,F错误。由于选不正确的,故选D、F。
13.答案　(1)20 s　(2)250 m/s　(3)4 250 m
解析　(1)分解炸弹在斜面处的速度得tan θ=v0gt (2分)
解得t=v0gtanθ=20 s(1分)
(2)炸弹到A点时竖直分速度vy=gt=200 m/s(1分)
则炸弹在A点时的速度为v=v02+vy2=250 m/s(1分)
(3)炸弹做平抛运动的水平位移为x=v0t=3 000 m(1分)
竖直位移为y=12gt2=2 000 m(1分)
轰炸机释放炸弹时的高度h=y+x tan θ=4 250 m(1分)
14.答案　(1)2hR2Gt2　(2)2hRt　(3)πt2Rh
解析　(1)小球做自由落体运动,可得h=12g火t2 (1分)
在火星表面,物体的重力等于万有引力,mg火=GMmR2 (1分)
联立解得火星的质量为M=2hR2Gt2 (2分)
(2)在火星表面的近地卫星运行的速度即火星的第一宇宙速度,满足
mg火=mv2R,解得v=2hRt (2分)
(3)设火星表面绕行的卫星的质量为m,由重力提供向心力可得
mg火=mR·4π2T2,解得T=πt2Rh (2分)
15.答案　(1)0.4 s　(2)43 m/s　(3)4.73 N
解析　(1)根据自由落体运动规律h=12gt2解得t=0.4 s(2分)
(2)OC与竖直方向的夹角为∠COD=30°,即小球从B到C的速度偏转角为30° (2分)
v0=vytanθ=gttan30° (2分)
解得v0=43 m/s(2分)
(3)根据牛顿第二定律有FN-mg=mvD2r (2分)
解得FN=4.73 N(2分)
由牛顿第三定律知,小球对圆弧轨道D点的压力F'N=FN=4.73 N(2分)
16.答案　(1)60°　332 m　(2)3.3 m　4.8 m
解析　(1)取小球为研究对象,设绳刚要断裂时拉力大小为F,则在竖直方向有:F cos α=mg (2分)
所以 cos α=mgF=0.5,故α=60° (2分)
小球做圆周运动的半径r=L sin 60°=332 m(2分)
(2)O、O'间的距离为OO'=L cos 60°=1.5 m(1分)
则O'、O″间的距离为O'O″=H-OO'=H-1.5 m
由牛顿第二定律知:F sin α=mvA2r (2分)
解得vA=35 m/s(1分)
细绳断裂后小球做平抛运动,设A点在地面上的投影为B,如图所示。

由运动的合成可知:v2=vA2+(gt)2 (1分)
由此可得小球平抛运动的时间:t=0.6 s(1分)
由平抛运动的规律可知小球在竖直方向上的位移为:
y=12gt2=H-1.5 m(1分)
所以仓库的高度为H=12gt2+1.5 m=3.3 m(1分)
小球在水平方向上的位移为:x=BC=vAt=955 m(1分)
由图可知圆柱形仓库的半径为:R=r2+x2≈4.8 m(1分)