2021-2022学年新疆乌鲁木齐市第四中学高一下学期期中物理试题 Word版含答案

乌鲁木齐市第四中学2021-2022学年度下学期阶段性诊断测

试高一年级物理试题

第I卷（选择题）

一、单选题（3*8=24分）

1. 关于匀速圆周运动，下列说法中正确的是（　　）

A. 周期不变 B. 线速度大小、方向均不变

C. 向心力大小、方向均不变 D. 向心加速度大小、方向均不变

2. 如图所示，长为L的轻质细杆两端各固定一个小球P和Q，在离P球处有处有一光滑固定转轴O，当两球开始绕O转动，则P、Q两球（　　）

A. 角速度大小之比为2∶1 B. 线速度大小之比为2∶1

C. 向心力大小之比为2∶1 D. 向心加速度大小之比为1∶2

3. 金星、地球和火星绕太阳的公转均可视为匀速圆周运动，它们的向心加速度大小分别为a金、a地、a火，它们沿轨道运行的速率分别为v金、v地、v火．已知它们的轨道半径R金<R地<R火，由此可以判定

A. a金>a地>a火 B. a火>a地>a金

C. v地>v火>v金 D. v火>v地>v金

4. 质量为2吨的汽车，发动机牵引力的功率为30千瓦，汽车在水平路面上行驶能达到的最大速度为，若汽车所受阻力恒定，则汽车的速度为时的加速度为（）

A.  B.  C.  D.

5. 如图所示，在一倾角为45°的斜面顶端水平抛出一小球，斜面顶端高出水平地面5m，水平地面足够长，球落地不计反弹，不计空气阻力，g取10m/s2。当分别以4m/s和8m/s的初速度抛出时，小球在空中飞行的时间分别是（　　）

A. 0.8s，1.0s B. 0.8s，1.6s C. 1.0s，1.6s D. 1.6s，2.0s

6. 如图，有一固定且内壁光滑的半球面，球心为O，最低点为C，在其内壁上有两个质量相同的小球（可视为质点）A和B，在两个高度不同的水平面内做匀速圆周运动，A球的轨迹平面高于B球的轨迹平面。A、B两球与O点的连线与竖直线间的夹角分别为和，则（　　）

A. A、B两球所受弹力的大小之比为3：4 B. A、B两球运动的周期之比为4：3

C. A、B两球的线速度大小之比为3：8 D. A、B两球的转速之比为

7. 在固定斜面体上放置物体B，B物体用绳子通过定滑轮与物体A相连，A穿在光滑的竖直杆上，当B以速度v0匀速沿斜面体下滑时，使物体A到达如图所示位置，绳与竖直杆的夹角为θ，连接B的绳子始终与斜面体平行，则物体A上升的速度是（　　）

A.  B.  C.  D.

8. 据报道，最近在太阳系外发现了首颗“宜居”行星，其质量约为地球质量的6.4倍，一个在地球表面重量为600N的人在这个行星表面的重量将变为960N．由此可推知，该行星的半径与地球半径之比约为（）

A. 0.5 B. 2 C. 3.2 D. 4

二、多选题（4*4=16分）

9. 飞船b与空间站a交会对接前绕地球做匀速圆周运动的位置如图所示，虚线为各自的轨道，则（　　）

A. a的周期大于b的周期

B. a的加速度小于b的加速度

C. a的运行速度大于b的运行速度

D. a、b的运行速度大于第一宇宙速度

10. 亲子游戏有益于家长与孩子之间的情感交流。如图，父亲与儿子站在水平地面玩抛球游戏，两人相向站立，各持一小球并将球水平抛出，下述抛球方式可能使两球在落地前相遇的有（　　）

A. 父亲先将球抛出 B. 儿子先将球抛出

C. 两人同时将球抛出 D. 父亲下蹲适当高度后再与儿子同时将球抛出

11. 如图所示，斜面倾角为，位于斜面底端正上方的小球以初速度正对斜面顶点水平抛出，小球到达斜面经过的时间为，重力加速度为，不计空气阻力，则（　　）

A. 若小球以最小位移到达斜面，则

B若小球垂直击中斜面，则

C. 若小球能击中斜面中点，则

D. 若小球能击中斜面中点，则

12. 如图所示，甲、乙、丙三个轮子依靠摩擦传动，相互之间不打滑，其半径分别为、、．若甲轮的角速度为，则丙轮的角速度不可能为（　　）

A.  B.  C.  D.

第II卷（非选择题）

三、实验题

13. 在使用如图所示的向心力演示器探究向心力大小与哪些因素有关的实验中。

(1)本实验采用的科学方法是______________；

(2)转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动，横臂的挡板对球的压力提供了小球做匀速圆周运动的向心力，弹簧测力套筒上露出的标尺可以显示此力的大小。由图示情景可知，钢球A与铝球B的角速度关系为ωA________ωB；（选填“>”“＝”或“<”）

(3)通过本实验可以得到的结论有________。

A.在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比

B.在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度成反比

C.在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度成正比

D.在质量和角速度一定情况下，向心力的大小与半径成反比

14. 某实验小组通过实验研究发现：做平抛运动的小球在竖直方向上的运动规律跟自由落体的运动规律相同。于是又设计实验研究水平方向上的运动。如图所示，在靠近竖直墙壁的水平桌面上固定一斜面体，小球从斜面上某点釋放，滑到桌面上，然后从桌面边缘飞出做平抛运动。实验的操作步骤如下：

A.调节桌面水平，竖直墙面上与桌面平齐的点标记为O

B.把裁成长条的白纸和复写纸，平贴在O点以下的竖直墙面上

C.把小球从斜面上某点由静止释放，小球从水平桌面边缘飞出，撞击在竖直墙面上，通过复写纸在白纸上留下撞痕，标记为A

D.垂直竖直墙面向右移动桌子，移动距离为x

E.再次把小球从斜面上由静止释放，小球从水平桌面边缘飞出，在白纸上留下第二个撞痕，标记为B

F.重复步骤D、E，得到更多的撞痕，标记为C、D……

G.用米尺测量O点到每个撞痕距，，，，……

（1）本实验斜面和桌面的粗糙程度对实验的精确度是否有影响？______影响（填“有”或者“没有”）

（2）同一组实验中，小球从斜面上由静止释放时需满足什么条件？_____________

（3）判断水平方向小球做匀速运动的条件是______（用题设条件中的物理量表示）。

四、解答题

15. 一位质量m=50kg的滑雪运动员从高度h=30m的斜坡自由滑下（初速度为零）．斜坡的倾角θ=37°，滑雪板与雪面滑动摩擦因素=0.1．则运动员滑至坡底的过程中有：

（1）所受几个力所做的功各是多少？

（2）合力做了多少功？

（3）到达坡底时摩擦力的功率是多少？（不计空气阻力）

16. 甲、乙两名同学在操场上用两个篮球（可视为质点）玩“空中击球”游戏，如图所示，甲同学在O点将篮球A以速度v斜向上抛出，使得篮球能够从乙同学正上方经过，乙同学选择合适时机，将篮球B从与O点等高Q点以的初速度竖直向上抛出，篮球A经过最高点M后，在下降过程中经过P点时被正在上升的篮球B恰好击中，N位于连线上且在M点正下方，已知O、N两点距离，N、Q两点距离，P、Q两点距离，不计空气阻力，重力加速度，求：

（1）篮球A抛出的初速度v；

（2）篮球B延迟于篮球A多长时间抛出？

17. 如图所示，宇航员站在某质量分布均匀的星球表面一斜坡上P点沿水平方向以初速度v0抛出一个小球，测得小球经时间t落到斜坡上另一点Q，斜面的倾角为α，已知该星球半径为R，万有引力常量为G，求：

(1)该星球表面的重力加速度；

(2)该星球的密度；

(3)该星球的第一宇宙速度v；

(4)人造卫星绕该星球表面做匀速圆周运动的最小周期T。

18. 一光滑圆锥固定在水平地面上，其圆锥角为74°，圆锥底面的圆心为O′.用一根长为0.5 m的轻绳一端系一质量为0.1 kg的小球（可视为质点），另一端固定在光滑圆锥顶上O点，O点距地面高度为0.75 m，如图所示，如果使小球在光滑圆锥表面上做圆周运动．

（1）当小球的角速度为4 rad/s时，求轻绳中的拉力大小；

（2）逐渐增加小球的角速度，若轻绳受力为N时会被拉断，求当轻绳断裂后小球落地点与O′点间的距离．（取g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8）

【1题答案】

【答案】A

【2题答案】

【答案】D

【3题答案】

【答案】A

【4题答案】

【答案】B

【5题答案】

【答案】A

【6题答案】

【答案】D

【7题答案】

【答案】D

【8题答案】

【答案】B

【9题答案】

【答案】AB

【10题答案】

【答案】AD

【11题答案】

【答案】ABD

【12题答案】

【答案】BCD

【13题答案】

【答案】    ①. 控制变量法    ②. <    ③. A

【14题答案】

【答案】    ①. 没有    ②. 从同一位置释放    ③.

【15题答案】

【答案】（1）WG=15000J；WN=0；Wf=2000J

（2）W合=13000J

（3）Pf=912W

【详解】（1）重力做功：

 支持力不做功：

WN=0

摩擦力做功：

（2）总功：

（3）由动能定理可知：

W合=mv2

得

v=m/s

摩擦力的功率

Pf=-fv=-μmgvcos37°=912W

【16题答案】

【答案】（1）15m/s；（2）0.8s

【详解】（1）设M、N间距为H，篮球A抛出的初速度为v，其水平和竖直分速度分别为vx和vy则有

①

②

③

④

⑤

⑥

由①②③④⑤⑥可解得

v=15m/s，t1=1.2s，t2=0.4s

（2）B球上抛过程有

解得

t3=0.8或t3=1.6s（舍去）

篮球B延迟于篮球A的时间

【17题答案】

【答案】(1)；(2) ；(3) ；(4)

【详解】(1)设该星球表现的重力加速度为g，根据平抛运动规律：

水平方向

x=v0t

竖直方向

平抛位移与水平方向夹角的正切值

得

(2)在星球表面有

所以

该星球的密度

(3)由

可得

v=

又

GM=gR2

所以

(4)绕星球表面运行的卫星具有最小的周期，即：

【18题答案】

【答案】（1）1.088 N；（2）0.8 m

【详解】（1）当小球在圆锥表面上运动时，据牛顿运动定律可得：

Tsin 37°－FNcos 37°＝mω2Lsin 37°

Tcos 37°＋FNsin 37°＝mg

小球刚要离开圆锥表面时，支持力为零，求得：

ω0＝5 rad/s

T0＝1.25 N

当小球的角速度为4 rad/s时，小球在圆锥表面上运动，根据上述公式可求得：

T1＝1.088 N

（2）当轻绳断裂时，绳中的拉力大于T0＝1.25 N，故小球已经离开了圆锥表面，设绳子断裂前与竖直方向的夹角为θ.根据牛顿运动定律可得：

T2sin θ＝m

T2cos θ＝mg

求得

θ＝53°

v＝m/s

轻绳断裂后，小球做平抛运动，此时距离地面的高度为：

h＝H－Lcos 53°＝0.45 m

据

h＝gt2

求得

t＝0.3 s

如图所示：

水平位移为

x＝vt＝m

抛出点与OO′间的距离为：

y＝Lsin 53°＝0.4 m

＝0.8 m

0.8 m>0.75 m×tan 37°，即小球做平抛运动没有落到圆锥表面上，所以落地点到OO′的距离为0.8 m。