2021-2022学年河南省漯河市高级中学高一（下）期中综合物理试题（解析版）

河南省漯河市高级中学2021-2022学年高一下期中综合物理练习题（1）

第Ⅰ卷（选择题）

一、选择题（共12小题，在每小题给出的四个选项中，第1~7小题只有一个选项符合题目要求，第8~12小题有多个选项符合题目要求，有选错或不答的得0分）

1. 关于两个物体间的作用力和反作用力的做功情况是（　　）

A. 作用力做功，反作用力一定做功

B. 作用力做正功，反作用力一定做负功

C. 作用力和反作用力可能都做负功

D. 作用力和反作用力做的功一定大小相等，且两者代数和为零

【1题答案】

【答案】C

【解析】

【详解】A．作用力与反作用力的关系是大小相等，但是相互作用的两个物体不一定都有位移，故作用力和反作用力不一定同时都做功，故A错误；

BCD．作用力与反作用力做功可能都是正功也可能都是负功，比如两个磁铁在它们的相互作用力的作用下运动，如果从静止开始向相反的方向运动则都是在做正功，作用力和反作用力所做的功的代数和为正值；如果有初速度，在相互作用力的作用下相向运动，那么这两个力就都做负功，作用力和反作用力所做的功的代数和为负值，故C正确，B、D错误；

故选C。

2. 如图所示，将弹簧拉力器用力拉开的过程中弹簧的弹力做功、弹簧的弹力和弹性势能的变化情况是（　　）

A. 弹力做正功，弹力变大，弹性势能变小

B. 弹力做正功，弹力变小，弹性势能变大

C. 弹力做负功，弹力和弹性势能都变大

D. 弹力做负功，弹力和弹性势能都变小

【2题答案】

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】将弹簧拉力器拉开的过程中，弹簧的伸长量变大，根据可知，弹力增大；根据可知，弹簧的弹性势能增大，弹力做负功，故ABD错误，C正确。

故选C。

3. 一卫星绕某一行星表面附近做匀速圆周运动，其线速度大小为假设宇航员在该行星表面上用弹簧测力计测量一质量为m的物体重力，物体静止时，弹簧测力计的示数为，已知引力常量为G,则这颗行星的质量为

A.  B.  C.  D.

【3题答案】

【答案】B

【解析】

【详解】根据G=mg，所以 ，根据万有引力提供向心力得： 解得：  ，故选B.

点睛：本题是卫星类型问题，常常建立这样的模型：环绕天体绕中心天体做匀速圆周运动，由中心天体的万有引力提供向心力．重力加速度g是联系星球表面宏观物体运动和天体运动的桥梁．

4. 如图所示，在拉力F作用下，质量为的雪橇沿倾角为的粗糙斜面向上移动，已知拉力大小为，方向与斜面的夹角为，雪橇受到的摩擦阻力为，，则在雪橇向上运动过程中，下列说法正确的是（　　）

A. 一共受3个力作用 B. 重力做功为

C. 拉力F做功为 D. 合力对雪橇做的功为

【4题答案】

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】A．雪橇受拉力、重力、斜面支持力、摩擦力四个力的作用

故A错误；

B．由题意可得，重力做功

故B错误；

C．由题意可得，拉力做功

故C错误；

D．由题意可得，合力做功

故D正确。

5. 2021年2月，执行我国火星探测任务的“天问一号”探测器在成功实施三次近火制动后，进入运行周期约为1.8×105s的椭圆形停泊轨道，轨道与火星表面的最近距离约为2.8×105m。已知火星半径约为3.4×106m，火星表面处自由落体的加速度大小约为3.7m/s2，则“天问一号”的停泊轨道与火星表面的最远距离约为（　　）

A. 6×105m B. 6×106m C. 6×107m D. 6×108m

【5题答案】

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】忽略火星自转则

①

可知

设与为1.8×105s的椭圆形停泊轨道周期相同的圆形轨道半径为，由万引力提供向心力可知

②

设近火点到火星中心为

③

设远火点到火星中心为

④

由开普勒第三定律可知

⑤

由以上分析可得

故选C。

6. 如图所示，细线的一端固定于O点，另一端系一小球，在水平拉力F作用下，小球以恒定速率在竖直平面内由A点运动到B点的过程中（　　）

A. 小球的重力势能变小 B. 小球受的合力对小球做正功

C. 水平拉力F的瞬时功率逐渐减小 D. 小球克服重力做功的瞬时功率逐渐增大

【6题答案】

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】A．由A点运动到B点的过程中，小球的重力势能变大，所以A错误；

B．小球速率不变，由动能定理可知，小球受的合力对小球做功为0，所以B错误；

D．小球克服重力做功的瞬时功率为

小球以恒定速率在竖直平面内由A点运动到B点的过程中，细线与竖直方向的夹角越来越大，所以小球克服重力做功的瞬时功率逐渐增大，则D正确；

C．由于小球受的合力对小球做功为0，则水平拉力F的瞬时功率等于小球克服重力做功的瞬时功率，所以水平拉力F的瞬时功率逐渐增大，则C错误；

故选D。

7. 连接A、B两点弧形轨道ACB和ADB形状相同、材料相同、粗糙程度相同，如图所示，一个小物块由A以一定的初速度v开始沿ACB轨道到达B的速度为v1；若由A以大小相同的初速度v沿ADB轨道到达B的速度为v2.比较v1和v2的大小有(　　)

A. v1>v2

B. v1=v2

C. v1<v2

D. 条件不足，无法判定

【7题答案】

【答案】A

【解析】

【详解】弧形轨道ACB和ADB的长度相等，物块在上面滑动时动摩擦因数相同，物块在上面运动可认为做圆周运动，由于物块在ADB上运动时对曲面的正压力大于在ACB上对曲面的正压力，故在ADB上克服摩擦力做的功大于在ACB上克服摩擦力做的功，动能减小多，故

故A正确，BCD错误。

故选A。

8. 如图所示，质量为m的小车在水平恒力F推动下，从山坡底部A处由静止起运动至高为h的坡顶B，获得速度为v，AB的水平距离为s。下列说法正确的是（　　）

A. 小车克服重力所做的功是mgh

B. 合力对小车做的功是

C. 推力对小车做的功是Fs－mgh

D. 小车克服阻力做的功是＋mgh－Fs

【8题答案】

【答案】AB

【解析】

【详解】A．重力所做的功

所以小车克服重力所做的功是mgh，故A正确；

B．对小车从A运动到B的过程中运用动能定理得

故B正确；

C．由于推力为恒力，则推力对小车做的功

故C错误；

D．设克服阻力做的功为W，由动能定理可得

Fs－mgh－W=mv2－0

得

W=Fs－mgh－mv2

故D错误。

故选AB。

9. “天问一号”火星探测器于2020年7月23日，在中国文昌航天发射场由长征五号遥四运载火箭发射升空，成功进入预定轨道。“天问一号”成功升空后，计划飞行约7个月抵达火星，并通过2至3个月的环绕飞行后着陆火星表面，开展探测任务。关于“天问一号”火星探测器的说法，正确的是（　　）

A. “天问一号”火星探测器的发射速度应该大于第二宇宙速度

B. 要使“天问一号”火星探测器成为环绕火星的卫星，必须要减速制动

C. “天问一号”火星探测器着陆火星表面的过程中，做自由落体运动

D. “天问一号”火星探测器着陆火星后，处于完全失重状态

【9题答案】

【答案】AB

【解析】

【详解】A．“天问一号”需要摆脱地球束缚，成为绕火星转动的卫星，故其发射速度要大于第二宇宙速度，故A正确；

B．“天问一号”从转移轨道进入绕火星的卫星，轨道半径要变小，故需要向前喷气减速，故B正确；

C．“天问一号”火星探测器着陆火星表面的过程中需要向下减速，则不是自由落体运动，故C错误；

D．“天问一号”火星探测器着陆火星后处于平衡状态，而非完全失重状态，故D错误；

故选AB。

10. 如图所示，小物体位于半径为R的半球顶端，若给小物体一水平初速度v0，小物体对球顶恰好无压力，不计空气阻力，重力加速度为g，则此时（　　）

A. 物体开始沿球面下滑

B. 物体的初速度为v0＝

C. 物体落地时的水平位移为R

D. 物体落地时速度方向与水平地面成45°角

【10题答案】

【答案】BC

【解析】

【详解】A．物体在球顶时，只受重力，具有水平初速度，做平抛运动，故A错误；

B．物体只受重力，根据向心力公式得

解得

故B正确；

C．物体离开后做平抛运动

水平方向上

联立解得

故C正确；

D．物体着地时

解得

速度方向与地面夹角正切值为

则

故D错误。

故选BC。

11. 铁路转弯处的弯道半径r是根据地形决定的。弯道处要求外轨比内轨高，其内外轨高度差h的设计不仅与r有关，还与火车在弯道上的行驶速率v有关。则（　　）

A. v一定时，r越小则要求h越大

B. v一定时，r越大则要求h越大

C. r一定时，v越小则要求h越大

D. r一定时，v越大则要求h越大

【11题答案】

【答案】AD

【解析】

【分析】

【详解】设轨道平面与水平方向的夹角为θ，由

mgtanθ=m

得

tanθ=

可见v一定时，r越大，tanθ越小，内外轨的高度差h越小，当r一定时，v越大，tanθ越大，内外轨的高度差越大。

故选AD。

12. 一质量为m的物体自倾角为的固定斜面底端沿斜面向上滑动。该物体开始滑动时的动能为，向上滑动一段距离后速度减小为零，此后物体向下滑动，到达斜面底端时动能为。已知，重力加速度大小为g。则（　　）

A. 物体向上滑动的距离为

B. 物体向下滑动时的加速度大小为

C. 物体与斜面间的动摩擦因数等于0.5

D. 物体向上滑动所用的时间比向下滑动的时间长

【12题答案】

【答案】BC

【解析】

【分析】

【详解】AC．物体从斜面底端回到斜面底端根据动能定理有

物体从斜面底端到斜面顶端根据动能定理有

整理得

；

A错误，C正确；

B．物体向下滑动时的根据牛顿第二定律有

求解得出

B正确；

D．物体向上滑动时的根据牛顿第二定律有

物体向下滑动时的根据牛顿第二定律有

由上式可知

a上>a下

由于上升过程中的末速度为零，下滑过程中的初速度为零，且走过相同的位移，根据公式

则可得出

D错误

故选BC。

第Ⅱ卷（非选择题共60分）

二、填空题（2小题。把答案直接填在横线上

13. 某同学利用图（a）所示装置研究平抛运动的规律。实验时该同学使用频闪仪和照相机对做平抛运动的小球进行拍摄，频闪仪每隔发出一次闪光，某次拍摄后得到的照片如图（b）所示（图中未包括小球刚离开轨道的影像）。图中的背景是放在竖直平面内的带有方格的纸板，纸板与小球轨迹所在平面平行，其上每个方格的边长为。该同学在实验中测得的小球影像的高度差已经在图（b）中标出。

完成下列填空：（结果均保留2位有效数字）

（1）小球运动到图（b）中位置A时，其速度的水平分量大小为___________，竖直分量大小为___________；

（2）根据图（b）中数据可得，当地重力加速度的大小为___________。

【13题答案】

【答案】    ①. 1.0    ②. 2.0
    ③. 9.7

【解析】

【详解】（1）[1]因小球水平方向做匀速直线运动，因此速度为

[2]竖直方向做自由落体运动，因此A点的竖直速度可由平均速度等于时间中点的瞬时速度求得

（2）[3]由竖直方向的自由落体运动可得

代入数据可得

14. 某同学用如图所示的装置验证机械能守恒定律。一根细线系住钢球，悬挂在铁架台上，钢球静止于A点。光电门固定在A的正下方，在钢球底部竖直地粘住一片宽度为d的遮光条。将钢球拉至不同位置由静止释放，避光条经过光电门的挡光时间t可由计时器测出，取作为钢球经过A点时的速度。记录钢球每次下落的高度h和计时器示数t，计算并比较钢球在释放点和A点之间的势能变化大小与动能变化大小，就能验证机械能是否守恒。

（1）用计算钢球重力势能变化的大小，式中钢球下落高度h应测量释放时的钢球球心到___________之间的竖直距离；

A．钢球在A点时的顶端

B．钢球在A点时的球心

C．钢球在A点时的底端

（2）用计算钢球动能变化的大小。用刻度尺测量遮光条宽度，示数如图所示，其读数为___________cm。某次测量中，计时器的示数为0.0100s。则钢球的速度为___________m/s。

（3）下表为该同学的实验结果：

他发现表中的与之间存在差异，认为这是由于空气阻力造成的。你是否同意他的观点？请说明理由___________；

（4）请你提出一条减小上述差异的改进建议___________。

【14题答案】

【答案】    ①. B    ②. 1.50    ③. 1.50    ④. 测得的线速度不是小球的线速度，导致略小于，如果是空气阻力造成的，会导致略大于    ⑤. 增加摆线长度，减小遮光点到小球的距离

【解析】

【详解】（1）[1]高度的测量是小球球心间的高度差，应测量释放时的钢球球心到钢球在A点时的球心之间的竖直距离．选B．

（2）[2]根据示意图读数1.50cm，注意估读到毫米下一位．

[3] 钢球通过A点平均速度可近似的通过A点瞬时速度

（3）[4]测得的线速度不是小球的线速度，导致略小于，如果是空气阻力造成的，会导致略大于

（4）[5]增加摆线长度，减小遮光点到小球距离

三、论述、计算题（共4小题，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）

15. 两颗人造卫星的质量之比m1：m2=1：2，轨道半径之比r1：r2=3：1.求：

(1)两颗卫星运行线速度之比；

(2)两颗卫星运行的周期之比；

(3)两颗卫星运行的向心力之比。

【15题答案】

【答案】(1)；(2)；(3)1：18

【解析】

【分析】

【详解】(1)根据万有引力充当向心力

得

解得两颗卫星运行的线速度之比为；

(2)根据万有引力充当向心力

得

则两颗卫星运行的周期之比为；

(3)根据万有引力充当向心力

得两颗卫星运行的向心力之比为1：18。

16. 如图，置于圆形水平转台边缘的小物块随转台加速转动，当转速达到某一数值时，物块恰好滑离转台开始做平抛运动．现测得转台半径R=0.5m,离水平地面的高度H=0.8m，物块平抛落地过程水平位移的大小s=0.4m．设物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度g=10m/s2求：

(1)物块做平抛运动的初速度大小v0；

(2)物块与转台间的动摩擦因数μ．

【16题答案】

【答案】(1)1m/s  (2)0.2

【解析】

【详解】(1)物块做平抛运动，在竖直方向上有

在水平方向上有

联立解得：

代入数据得v0＝1 m/s

(2)物块离开转台时，最大静摩擦力提供向心力，有

联立解得：

代入数据得μ＝0.2

17. 如图所示，粗糙水平轨道AB与半径为R的光滑半圆形轨道BC相切于B点，现有质量为m的小球（可看成质点）以初速度v0=，从A点开始向右运动，并进入半圆形轨道，若小球恰好能到达半圆形轨道的最高点C，最终又落于水平轨道上的A处，重力加速度为g，求：

(1)小球落到水平轨道上的A点时速度的大小vA；

(2)水平轨道与小球间的动摩擦因数μ。

【17题答案】

【答案】(1)；(2)0.25

【解析】

【详解】(1)小球恰好能到达半圆形轨道的最高点C，则

mg=m

解得

vC=

从C到A由动能定理得

解得

vA=

(2)AB的距离为

xAB=vCt=×=2R

从A出发回到A由动能定理得

-μmgxAB=mm

解得

μ=0.25

18. 如图所示，长为2L的轻质杆一端用铰链固定于O点，杆的中点固定有质量为m的小球A，杆的另一端固定有质量为2m的小球B。现将杆从水平位置由静止释放，不计杆、球系统在竖直平面内转动过程中所受的摩擦，重力加速度为g，求：

（1）刚释放杆时，B球的加速度大小a；

（2）由水平位置转过90°时，杆转动的角速度ω；

（3）杆转至竖直位置时，杆对铰链的作用力F。

【18题答案】

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【分析】

【详解】（1）刚释放杆时，B球的速度为0，而B球所受的重力竖直向下，据向心力公式分析可知，杆对B球无力作用，对B球在杆刚释放时有

解得

（2）对A、B两球系统，在杆转过90°的过程中有

解得

（3）当杆转至竖直位置时

对A

对B

杆对铰链的作用力

解得