广东省广州外国语学校附属学校2021-2022学年高一下学期期中考试物理试题（含答案）

2021-2022学年第二学期期中考试高一物理试题

一、单选题，本题共7小题，每小题4分，共28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。

1．2020年12月17日，“嫦娥五号”利用“跳跃式返回技术”做曲线运动成功减速安全着陆。虚线圆为大气层的边界，返回器关闭发动机后从a点进入大气层，经a、b、c、d、e回到地面，其中a，c，e为轨道和大气层外边界的交点。下列说法正确的是（　　）

A．返回器加速度和速度方向可能相同 B．返回器速度一定发生变化

C．返回器受到的力和速度方向可能相反 D．返回器在c、e两点的速度方向可能相同

2．船渡河，河宽，水流速度，小船在静水中的速度，则（　　）

A．小船能垂直到达正对岸

B．小船渡河时间最短为

C．小船渡河的实际速度一定为

D．小船船头始终垂直于河岸渡河，若渡河过程中水流速度变大，则渡河时间将变长

3．无人驾驶飞机简称“无人机”，英文缩写为“UAV”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，或者由车载计算机完全地或间歇地自主地操作。与有人驾驶飞机相比，无人机往往更适合那些太“愚钝、肮脏或危险”的任务。如图所示，一架无人机挂着一篮高尔夫球在一定高度沿直线水平匀速飞行，某时刻甲球坠落，无人机保持原来运动状态运动位移x后，乙球又坠落。假设地面不平整，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　）

A．甲乙两球的落地点一定相距x

B．两球在空中时都在无人机的正下方

C．两球在空中时不在无人机的正下方，但两球与无人机处于一条直线上

D．两球落地的速度大小只由无人机的水平飞行速度决定

4．中央电视台《今日说法》栏目报道了一起发生在某地公路拐弯处的交通事故，汽车在拐弯处冲向了民宅，造成多人伤亡。经公安部门和交通部门协力调查，画出的现场示意图如图所示。交警根据图示作出以下判断，你认为不正确的是（　　）

A．由图可知汽车在拐弯时发生侧移是因为车作离心运动

B．由图可知汽车在拐弯时发生侧移是因为车作向心运动

C．汽车在拐弯时可能车速过大

D．公路路面可能摩擦因数过小

5．2020年5月12日，我国快舟一号甲运载火箭以“一箭双星”方式成功将“行云二号”卫星发射升空，卫星进入预定轨道。如图所示，设地球半径为，地球表面的重力加速度为，卫星在半径为的近地圆形轨道Ⅰ上运动，到达轨道的A点时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道的远地点时，再次点火进入轨道半径为的圆形轨道Ⅲ绕地球做圆周运动，设卫星质量保持不变。则（　　）

A．卫星在轨道Ⅲ的运行速率大于

B．飞船在轨道Ⅰ上稳定飞行经过A处的加速度等于飞船在轨道Ⅱ上稳定飞行经过A的加速度

C．卫星在轨道Ⅰ、Ⅲ上运行的周期之比为8：1

D．卫星在轨道Ⅰ和Ⅱ上的机械能相等

6．图甲为一男士站立在履带式自动扶梯上匀速上楼，图乙为一女士站立在台阶式自动扶梯上匀速上楼。下列关于两人受到的力以及做功情况正确的是（　　）

A．甲图中支持力对人做正功

B．甲图中摩擦力对人做负功

C．乙图中人受到水平向前的摩擦力

D．两人受到电梯的作用力的方向相同

7．质量为的物体沿水平面向右做直线运动，时刻受到一个水平向左的恒力F作用，如图甲所示。此后物体的图像如图乙所示，取水平向右为正方向，g取，则（     ）

A．12s内物体的位移为12m B．物体与水平面间的滑动摩擦力大小为6N

C．8s末恒力F的瞬时功率为13.5W D．0 ~ 2s内摩擦产生的热量为18J

二、多选题，本题共3小题，每小题6分，共18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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

8．如图所示为一个半径为5 m的圆盘，正绕其圆心做匀速转动，当圆盘边缘上的一点A处在如图所示位置的时候，在其圆心正上方20 m的高度有一个小球正在向边缘的A点以一定的速度水平抛出，取g=10 m/s2，要使得小球正好落在A点，则（　　）

A．小球平抛的初速度一定是2.5 m/s B．小球平抛的初速度可能是2.5 m/s

C．圆盘转动的角速度一定是π rad/s D．圆盘转动的角速度可能是π rad/s

9．2021年6月17日，神舟十二号载人飞船顺利将聂海胜、刘伯明、汤洪波3名航天员送入太空，随后与天和核心舱进行对接，标志着中国人首次进入自己的空间站。如图所示，已知空间站在距地球表面高约400 km的近地轨道上做匀速圆周运动，万有引力常量为G，则下列说法正确的是（　　）

A．空间站的运行速度小于第一宇宙速度

B．空间站里所有物体的加速度均为零

C．对接时飞船要与空间站保持在同一轨道并进行加速

D．若已知空间站的运行周期则可以估算出地球的平均密度

10．如图所示，质量为m的小车在水平恒力F的推动下，从山坡（粗糙）底部A处由静止开始运动至高为h的坡顶B，获得的速度为v，A、B之间的水平距离为x，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　）

A．小车克服重力所做的功是mgh

B．合外力对小车做的功是

C．推力对小车做的功是

D．阻力对小车做的功是

三、实验题：本题共2小题，每空9分，共16分。

11．某同学在“探究平抛运动的规律”时做了以下操作。

（1）先采用图甲所示装置，用小锤打击弹性金属片，金属片把球A沿水平方向弹出，同时球B被松开自由下落，观察到两球同时落地。改变小锤打击力的大小，即可改变球A被弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明_______________。

（2）接着他用频闪照相机得到小球做平抛运动的闪光照片，图乙是照片的一部分，正方形小方格每边长L=1.0cm，闪光的快慢是每秒30次，则可以计算出小球做平抛运动的初速度约为_________m/s。

12．实验小组用“自由落体法”验证机械能守恒定律，实验装置如图。

（1）下列操作或分析中正确的有______；

A．必须要称出重物的质量

B．计时器两限位孔必须在同一竖直线上

C．实验时，应先打开电源，再释放重锤

D．可以用v=gt或计算某点的速度

（2）小明同学选出一条清晰的纸带如图，其中O点为计时器打下的第一个点，A、B、C为纸带上三个连续的打点，打点计时器所接交变电源的频率为50Hz，测得OA、OB、OC间的距离如图，重锤的质量为1.00kg，g取9.8m/s2，则计时器打下B点时重锤的重力势能比开始下落时减少了ΔEp=______J，重锤动能的增加量为ΔEk=______J，（以上结果均保留三位有效数字）在误差允许的范围内，ΔEp≈ΔEk，则验证了机械能守恒定律；

（3）小华同学利用他自己实验时打出的纸带，测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h，算出了各计数点对应的速度v以及v2，请根据下表中数据在图中作出v2-h图像______；

（4）小明、小华两同学验证的方法谁更合理？______请简要阐述小华同学根据v2-h图像验证机械能守恒的依据______。

四、解答题，本题共3小题，共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位

13．（10分）如图所示，玩具手枪枪管保持水平且与固定靶中心位于同一水平线上，枪口与靶心距离为，不考虑空气阻力，子弹击中靶后即停止。在某次射击中，子弹击中点距靶心，。求：

（1）子弹在空中的运动时间；

（2）子弹从枪口飞出时的速度大小；

（3）子弹击中靶时的速度方向（用与水平方向所成的夹角的正切值表示）。

14．（12分）一宇航员在半径为R、密度均匀的某星球表面，做如下实验，用不可伸长的长为l轻绳拴一质量为m的小球，上端固定在O点，如图所示，在最低点给小球某一初速度，使其绕O点恰好能在竖直面内做圆周运动，已知最高点速度为v0．引力常量为G，忽略各种阻力，求：

（1）该行星的平均密度ρ；

（2）该行星的第一宇宙速度v。

15．（16分）如图所示，AB是倾角的光滑倾斜轨道，BCE是一个水平轨道，竖直平面内的光滑圆形轨道最低点与水平面相切于C点，A端固定一轻质弹簧，P点与B点的水平距离，BC两点间的距离，圆形轨道的半径。一质量的小物体，压缩弹簧后从P点由静止释放，恰好能沿圆形轨道运动，一圈后向右离开（C与C＇略微错开，间距忽略）。物体经过B点时无机械能损失，小物体与水平轨道BC，CE之间动摩擦因数都是，水平轨道离水平地面FG高度差为，且F点为C点的水平投影位置，求：

(1)压缩弹簧到P点时弹簧的弹性势能EP；

(2)小物体到C点时对轨道的压力N；

(3)改变CE的长度，若落点为G，则求FG的最大值；

(4)若圆轨道半径，其他初始条件均不变，物块最终停止位置离B点的距离？

参考答案：

1．B

【解析】

AC．物体做曲线运动的条件是物体所受的力或者加速度方向跟速度方向不在同一直线上，故返回器加速度和速度方向不可能相同，返回器受到的力和速度方向不可能相反，AC错误；

B．返回器做曲线运动，返回器一定要受到力的作用，返回器一定具有加速度，即返回器速度一定发生变化，B正确；

D．曲线运动中各点的速度方向沿该点的切线方向，故返回器在c、e两点的速度方向不可能相同，D错误；

故选B。

2．B

【解析】

A．因小船在静水中的速度小于水流速度，故小船的合速度方向不可能垂直河岸，即小船不可能垂直到达正对岸，故A错误；

B．小船的最短渡河时间

故B正确；

C．实际速度即合速度，与小船在静水中的速度、水流速度和它们之间的夹角都有关系，则小船渡河的实际速度不一定为，故C错误；

D．根据合运动与分运动的独立性可知，船头垂直渡河时，渡河时间与水流速度无关，故D错误。

故选B。

3．B

【解析】

A．只有地面水平时甲乙两球的落地点才会相距x。故A错误；

BC．由于惯性，甲乙两球离开无人机后保持原来的水平速度，两球在空中时都在无人机的正下方，故B正确；C错误；

D．两球落地速度大小由无人机的水平飞行速度及下落高度决定，故D错误。

故选B。

4．B

【解析】

AB．由现场示意图可知，汽车发生交通事故是因为汽车做了离心运动，故A正确，不符合题意，B错误，符合题意；

C．根据产生离心运动的条件可知，可能由于车速过大，所需的向心力较大，外界提供的向心力不足，而产生离心运动，故C正确，不符合题意；

D．根据产生离心运动的条件可知，可能由于公路路面摩擦因数过小，提供的向心力不足，汽车发生离心运动，故D正确，不符合题意。

故选B。

5．B

【解析】

A．卫星在轨道Ⅰ上绕地球表面飞行，重力提供向心力，有

解得

根据万有引力提供向心力，则有

解得

可知，半径越大，运行速率越小，由于轨道Ⅲ的运行半径大于轨道Ⅰ的运行半径，故卫星在轨道Ⅲ的运行速率小于，故A错误；

B．根据牛顿第二定律有

解得

可知，在同一点，r相同，则加速度相等，故飞船在轨道Ⅰ上稳定飞行经过A处的加速度等于飞船在轨道Ⅱ上稳定飞行经过A的加速度，故B正确；

C．卫星在轨道Ⅰ、Ⅲ上运行的半径分别为R和4R，根据开普勒第三定律可知

解得

故C错误；

D．卫星要从在轨道Ⅰ变轨到轨道Ⅱ，必须在A点点火加速，机械能增大，所以卫星在轨道Ⅰ上的机械能小于在轨道Ⅱ上的机械能，故D错误。

故选B。

6．D

【解析】

AB．甲图中对人受力分析知，人受到重力，垂直斜面的支持力和沿斜面向上的静摩擦力，因为人的位移沿斜面向上，所以支持力对人不做功，摩擦力对人做正功，故AB错误；

C．对乙图中人受力分析知，人受到重力和竖直向上的支持力，不受摩擦力的作用，故C错误；

D．因为两种情况下人均做匀速直线运动，故合力为零，所以两人受到电梯的作用力与重力等大反向，即方向都是竖直向上，故D正确。

故选D。

7．C

【解析】

A．根据v—t图像的面积代表位移有

（负号表示方向向左）

A错误；

B．根据牛顿第二定律有

F + f = ma1，F - f = ma2

解得

F = 4.5N，f = 1.5N

B错误；

C．8s末物体的速度为

根据功率的计算式有

P = Fv = 4.5 × 3W = 13.5W

C正确；

D．根据v—t图像的面积代表位移有

则0 ~ 2s内摩擦产生的热量为

Q = fx =13.5J

D错误。

故选C。

8．AD

【解析】

AB．根据

可得

则小球平抛的初速度

故A正确，B错误；

CD．根据

解得圆盘转动的角速度

故C错误，D正确。

故选AD。

9．AD

【解析】

A．第一宇宙速度是卫星绕地球做匀速圆周运动的最大线速度，而空间站的轨道半径较大，故其运行速度小于第一宇宙速度，A正确；

B．由于空间站所受重力用于提供绕地球做匀速圆周运动的向心力，导致空间站里所有物体均处于完全失重状态，但重力加速度并不为零且等于其向心加速度，B错误；

C．对接时飞船不能和空间站保持在同一轨道并进行加速，因为同一轨道上的速度是固定为某一值的，若加速则将偏离轨道，C错误；

D．根据万有引力提供向心力，则有

解得

则密度为

可推出中心天体的平均密度

由于空间站距地面的高度较小，空间站的轨道半径近似等于地球半径，即，则有

故若已知空间站的运行周期则可以估算出地球的平均密度，D正确。

故选AD。

10．ABD

【解析】

A．小车克服重力做功

W=mgh

故A正确；

B．由动能定理可知，小车受到的合力所做的功等于小车动能的增量，即

故B正确；

C．由动能定理可知

所以推力做的功

故C错误；

D．阻力对小车做的功

故D正确。

故选ABD。

11．      平抛运动竖直方向是自由落体运动     0.6    

【解析】

（1）在打击金属片时，两小球同时落地说明两球在竖直方向运动规律相同，即做自由落体运动，则说明平抛运动竖直方向是自由落体运动；

（2）水平方向匀速运动，有

其中

x=2L=2.0cm

解得

v0=0.6m/s

每次都使小球从同一位置静止开始运动的原因是保证每次小球做平抛运动的初速度相同。

12．     BC     1.88     1.84          小华的更合理     求出图像的斜率是否近似为2g

【解析】

（1）A．因为我们是比较mgh、 的大小关系，故m可约去，不需要测量重锤的质量，A错误；

B．为了减小纸带与限位孔之间的摩擦图甲中两限位孔必须在同一竖直线，B正确；

C．实验时，应先打开电源，再释放重锤，C正确；

D．因有阻力作用，重物下落的实际加速度 ，不可以用

或

计算某点的速度，D错误。

故选BC。

（2）B点时重锤的重力势能比开始下落时减少了

打点计时器所接交变电源的频率为50Hz，则相邻两个点之间的时间间隔为0.02s，B点的速度为

重锤动能的增加量

（3）图像如图所示

（4）小华同学利用他自己实验时打出的纸带，测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h，算出了各计数点对应的速度v以及v2，作出v2-h图像，充分利用了纸带，能更好的减小误差，所以小华的更合理。

实验需要验证的机械能守恒的表达式为

表达式变形为

图像的斜率等于2g

13．（1）；（2）；（3）

【解析】

 (1)由

解得

(2)由

解得

(3)子弹击中靶时竖直方向的速度

所以

14．（1）；（2）

【解析】

设行星表面的重力加速度为g，对小球最高点，有

解得

对行星表面的物体m，有

故行星质量

故行星的密度

（2）对处于行星表面附近做匀速圆周运动的卫星m，由牛顿第二定律，有

故第一宇宙速度为

15．(1)；(2) ，方向竖直向下；(3) ；(4)2m；

【解析】

 (1)根据动能定理

根据牛顿第二定律

解得

(2)由C到D，根据机械能守恒定律得

解得

根据牛顿第二定律

解得

根据牛顿第三定律，小物体到C点时对轨道的压力

方向竖直向下

(3)设CE为s，E点的速度为vE，根据动能定理得

过E点后做平抛运动

解得

FG的距离为

由

解得

所以

当 时LFG最大，其最大值为

(4)设小球上升的最大高度为h，根据机械能守恒定律得

解得

小球恰好上升到与圆心等高处返回，往返运动，最后停在水平面上，设路程为x，根据动能定理得

解得

小球将停在C点，距离B点2m。