2022通辽开鲁县一中高一下学期期中物理试题（解析版）

开鲁一中2021—2022学年下学期

高一年级物理期中检测试题

本试卷分I卷（选择题）和Ⅱ卷（非选择题）两部分，考试时间90分钟，总分110分。

第I卷（选择题部分）

一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。每小题有一个或多个选项符合题目要求，选不全的得2分，错选或不选的得0分。其中1-8小题单选，9-12小题多选）

1. 关于平抛运动，下列说法正确的是（　　）

A. 因为平抛运动的轨迹是曲线，所以不可能是匀变速运动

B. 平抛运动速度的大小与方向不断变化，因而相等时间内速度的变化量也是变化的，加速度也不断变化

C. 平抛运动可以分解为水平方向上的匀速直线运动与竖直方向上的竖直下抛运动

D. 平抛运动是加速度恒为g的匀变速曲线运动

【答案】D

【解析】

【详解】AD．做平抛运动的物体只受重力，其加速度恒为g，故为匀变速曲线运动，故A错误，D正确；

B．做平抛运动的物体只受重力，其加速度恒为g，相等时间内速度的变化量是相同的，故B错误；

C．平抛运动可分解为水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的自由落体运动，故C错误。

故选D。

2. 圆环在水平面上做匀速滚动，跟平面没有相对滑动，如图所示．已知环心对地的速度为v，则环上各点中相对于地的最大速度和最小速度的大小分别是(　　)

A. 2v，v B. 2v，0 C. v，0 D. 1.5v，0.5v

【答案】B

【解析】

【详解】圆环匀速滚动时跟地面接触的点可视为转轴，此点速度为零，所以v不是最小值．圆环上其他点的角速度跟环心绕轴转动的角速度是一样的，线速度大小与半径(各点跟转轴的距离)成正比，故最高点的线速度最大，是环心线速度的2倍，即最大速度是2v．综上分析，B正确．

3. 如图所示，A、B是两个摩擦传动的靠背轮，A是主动轮，B是从动轮，它们的半径RA=2RB，a和b两点在轮的边缘，c和d在各轮半径的中点，下列判断正确的是（　　）

A. va=2vb B. ωb=2ωa

C. vc=va D. ωb=ωc

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】A. 由于A、B两轮之间通过摩擦传动，故A、B两轮的边缘的线速度大小相同，故va=vb，故A错误．

B. 根据v=ωR可得，ωaRA=ωbRB，有

ωa：ωb=RB：RA=1：2

即ωb=2ωa，故B正确；

C. 由于a与c在同一个圆上，故ωa=ωc，

va：vc=2：1

即va=2vc，故C错误;

D. 有上分析可知，ωb=2ωa，又因为a、c两点角速度相等，所以ωb=2ωc，故D错误；

故选B。

4. 高铁列车的速度很大，铁路尽量铺设平直，但在铁路转弯处要求内、外轨道的高度不同。在设计轨道时，其内、外轨高度差h不仅与转弯半径r有关，还与火车在弯道上的行驶速率v有关。下列说法正确的是（　　）

A. 内轨一定要比外轨高

B. r一定时，v越大，h越大

C. v一定时，r越大，h越大

D. 在通过建设好的弯道时，火车的速度越小，轮缘对轨道的作用力一定越小

【答案】B

【解析】

【详解】A．火车转弯时，外轨要比内轨高，选项A错误；

BC．设内外轨的水平距离为d，根据火车转弯时，重力与支持力的合力提供向心力得

解得

或

如果r一定时，v越大则要求h越大；如果v一定时，r越大则要求h越小，故B正确，C错误。

D．在通过建设好的弯道时，火车的速度越小，当小于时，内轨对轮缘产生作用力，且速度越小，轮缘对内轨的作用力越大，选项D错误。

故选B。

5. 己知两颗行星的质量m1=2m2，公转周期T1=2T2，则它们绕太阳运转轨道的半长轴之比为（　　）

A.  B. 2 C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】由开普勒第三定律可知

解得

故C正确。

故选C。

6. “天问一号”于2021年2月10日环绕火星成功。假设“天问一号”绕火星做匀速圆周运动，若其线速度的平方与轨道半径倒数的图象如图中实线，该直线斜率为k，已知万有引力常量为G，则（　　）

A. 火星的密度 B. 火星的自转周期为T =

C. 火星表面的重力加速度大小g = D. 火星的第一宇宙速度为

【答案】A

【解析】

分析】

【详解】根据万有引力提供向心力得

解得

由题意可得

k=GM

A．根据密度公式得

故A正确；

B．根据万有引力提供向心力可知，只能求环绕火星的周期，无法求火星自转的周期，故B错误；

C．根据万有引力提供向心力得

解得

故C错误；

D．根据万有引力提供向心力得

解得

故D错误。

故选A。

7. 宇宙中的“双星系统”由两颗相距较近的恒星A和恒星B组成，双星系统一般远离其他天体，每颗恒星的半径远小于两颗恒星之间的距离，恒星A和恒星B以相同的周期做匀速圆周运动。已知引力常量为G，测得恒星A和恒星B的轨道半径分别为RA和RB，且RA>RB，下列说法正确的是（　　）

A. 恒星A的质量大于恒星B的质量

B. 恒星A运动的线速度小于恒星B的线速度

C. 恒星A运动的向心加速度等于恒星B的向心加速度

D. 再测出双星系统的周期，就能推算出恒星A和恒星B各自的质量

【答案】D

【解析】

【详解】AD．根据万有引力提供向心力，可得

整理，可得

，

解得

，

易知再测出双星系统的周期，就能推算出恒星A和恒星B各自的质量。

依题意

RA>RB

有

故A错误，D正确；

B．根据线速度公式

可知，恒星A运动的线速度大于恒星B的线速度。故B错误；

C．根据加速度公式，有

可知恒星A运动的向心加速度大于恒星B的向心加速度。故C错误。

故选D。

8. 如图所示，一根绳子绕过高4m的滑轮（大小、摩擦均不计），绳的一端拴一质量为10kg的物体，另一侧沿竖直方向的绳被人拉住，若人拉住绳子前进3m，使物体匀速上升，则人拉绳所做的功为（　　）

A. 500J B. 300J C. 100J D. 50J

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】人拉绳子对物体做功，将物体提高，做的功全部转化为物体的重力势能，滑轮右侧绳子原长4m，拉长后根据勾股定理变为5m，即绳子上升1m，则

故选C。

9. 如图所示,在斜面顶端a处以速度va水平抛出一小球,经过时间ta恰好落在斜面底端P处.今在P点正上方与a等高的b处以速度vb水平抛出另一小球,经过时间tb恰好落在斜面的中点q处.若不计空气阻力,下列关系式正确的是

A. va=vb

B. va=vb

C. ta=tb

D. ta=tb

【答案】BD

【解析】

【详解】b球落在斜面的中点，知a、b两球下降的高度之比为2：1，根据h=gt2知，，则时间之比为，即ta=tb．因为a、b两球水平位移之比为2：1，则由x=v0t，得va=vb．故BD正确，AC错误．故选BD．

【点睛】解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，分析两个小球两个方向位移的关系，从而解决此类问题．

10. 如图，有一竖直放置在水平地面上光滑圆锥形漏斗，圆锥中轴线与母线的夹角为θ=45°。可视为质点的小球A、B在不同高度的水平面内沿漏斗内壁做同方向的匀速圆周运动，两个小球的质量mA=2m，mB=m，若A、B两球轨道平面距圆锥顶点O的高度分别为4h和h，图示时刻两球刚好在同一条母线上，下列说法正确的是（　　）

A. 球A和球B的向心加速度大小分别为2g和g

B. 两球所受漏斗支持力大小之比与其所受向心力大小之比相等

C. 球A和球B的线速度大小之比为2:1

D. 从图示时刻开始，球B每旋转两周与球A在同一根母线上相遇一次

【答案】BCD

【解析】

【详解】A．根据牛顿第二定律得

解得

A错误；

B．设支持力为F，则向心力为

所以两球所受漏斗支持力大小之比与其所受向心力大小之比相等。B正确；

C．根据向心加速度公式

得球A和球B的线速度大小之比为2:1。C正确；

D．根据可知，球A和球B的角速度之比为1:2，设B的角速度为，则第一次相遇有

解得

即球B每旋转两周与球A在同一根母线上相遇一次。D正确。

故选BCD。

11. 一辆测试性能的小轿车从静止开始沿平直公路行驶，其牵引力F与车速倒数的关系如图线所示.已知整车质量（包括司机）为1400kg，行驶过程中阻力大小恒定，则以下说法不正确的是（  ）

A. 汽车额定功率为80kW

B. 汽车匀加速阶段的加速度大小为3m/s2

C. 汽车匀加速阶段持续时间为5s

D. 汽车速度达到18m/s 只需用时6s

【答案】AD

【解析】

【详解】因为P=Fv，解得，故图像的斜率表示功率，从图中可知在图像倾斜部分，轿车做恒定功率启动，，A错误；当牵引力等于阻力时，速度达到最大，为，此时，在F=6000N时，牵引力恒定，做匀加速直线运动，加速度，B正确；匀加速直线运动过程的末速度为，故匀加速过程持续的时间为，C正确；轿车的速度从15m/s增加到18m/s过程中，不是做匀加速直线运动，而是做变加速直线运动，过程中以恒定功率启动，速度增大，牵引力减小，故加速度减小，所以从15m/s增加到18m/s所用时间要大于1s，即轿车速度达到18m/s的时间要大于6s，D错误．

【点睛】本题的关键是看到图像的时间顺序，因为汽车在运动过程中速度是增大的，所以是减小的，即本题时间顺序应从图像的右边向左边看，所以汽车先做牵引力恒定的匀加速直线运动，当速度达到一定时（也就是图像横线与倾斜线的交点），汽车开始做功率恒定的变加速直线运动，当=0.02s时速度最大．

12. 如图甲所示，质量为1kg的物块在零时刻受方向沿固定光滑斜面向上的恒力F作用，从足够长、倾角为的斜面底端由静止向上滑行，在r=2s时刻撤去恒力，物块的速度一时间（v—t）图像如图乙所示，某时刻物块恰好返回斜面底端。取g=10m/s2，，。下列说法正确的是（　　）

A. 恒力F的大小为4N B. 前2s内物块的动能改变量为0.5J

C. 整个运动过程物块受到的重力做功为0 D. 前2s内恒力F的平均功率为6.5W

【答案】BC

【解析】

【详解】A．内物块的加速度为

根据牛顿第二定律得

解得

故A错误；

B．前内物块的动能改变量为

故B正确；

C．由于最终物块返回斜面底端，所以整个运动过程物块受到的重力做功为0，故正确；

D．前内恒力的平均功率为

故D错误

故选BC。

第Ⅱ卷（非选择题部分）

二、填空题（本题共2小题，每空2分，共16分）

13. （1）一个大钟的秒针长20cm，针尖的线速度是__________m/s，分针与秒针从重合至第二次重合，中间经历的时间为__________s。

（2）某井深8m，井上有一支架高2m，在支架上用一根长3m的绳子系住一个重100N的物体。若以地面为参考平面，则物体的重力势能为__________J；若以井底为参考平面，则物体的重力势能为__________J。

【答案】    ①.     ②.     ③.     ④. 700

【解析】

【详解】（1）[1]秒针的角速度为

则线速度为

[2]设分针的角速度为，有

设分针与秒针从重合至第二次重合时间为t，有

解得

（2）[3]以地面为参考平面，根据题意有，物体在地面下一米处，故有

[4]以井底为参考平面，物体在井底上方七米处，故有

14. 2020年12月17日凌晨，嫦娥五号返回器携带月球样品，采用半弹道跳跃方式再入返回并安全着陆，标志着我国航天又迈上了一个新台阶。假设我国宇航员乘坐探月飞船登上月球，如图所示是宇航员在月球表面水平抛出小球的闪光照片的一部分已知照片上方格的实际边长为a，闪光周期为T，据此分析：

(1)图中A点______（“是”或“不是”）平抛运动抛出点

(2)小球平抛的初速度为______；

(3)月球上的重力加速度为______；

(4)嫦娥五号上升器月面点火，顺利将携带月壤的上升器送入到预定环月轨道，成功实现我国首次地外天体起飞。已知月球半径为R，结合实验结果估算返回时上升器的最小发射速度______。

【答案】    ①. 是    ②.     ③.     ④.

【解析】

【分析】

【详解】(1)[1]图中四点水平方向间距相等，可知时间间隔相等，竖直方向位移之比为1∶3∶5，根据初速度为零的匀变速运动的规律可知，可知A点是平抛运动抛出点。

(2)[2]小球平抛的初速度为

(3)[3]竖直方向，根据

可得月球上的重力加速度为

(4)[4]根据

可得返回时上升器的最小发射速度

三、解答题（本题共3题，共46分，解题时要求写出必要的文字说明和演算步骤）

15. 某杂技演员在做水流星表演时，用绳系着一个装有水的水桶，在竖直平面内做圆周运动，若水的质量m=1kg，绳长L=40cm，g=10m/s2，试求：

（1）在最高点水不流出的最小速率；

（2）水在最高点速率v=5m/s时，水对桶底的压力。

【答案】（1）2m/s；（2）52.5N，方向竖直向上

【解析】

【详解】（1）水桶运动到最高点时，设速度为v1时恰好水不流出，由水的重力刚好提供其做圆周运动的向心力，根据牛顿第二定律得

解得

（2）对水进行研究，在最高点时由水的重力和桶底对水向下的弹力的合力提供水做圆周运动的向心力，由牛顿第二定律得

解得

由牛顿第三定律得水对桶底的压力为N′=N=52.5N，方向竖直向上。

16. 在2049年的某一天，一位交大附中的校友乘坐中国航天集团的飞行器，成功的降落火星上。他在离地高h处无初速释放一小球，并测得小球落地时速度为v（不计阻力），已知引力常量为G，火星半径为R，他出了下列三个问题，请你利用学过的知识解答：

（1）求火星表面的重力加速度；

（2）求火星质量；

（3）假设火星可视为质量均匀分布的球体，求火星的密度。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）设火星表面的重力加速度为g，由题意根据运动学规律有

解得

（2）设火星的质量为M，则在火星表面一质量为m的物体所受的重力近似等于万有引力，即

联立解得

（3）火星的体积为

联立可得火星密度为

17. 如图甲所示，一倾角为37°，长L=3.75 m斜面AB上端和一个竖直圆弧形光滑轨道BC相连，斜面与圆轨道相切于B处，C为圆弧轨道的最高点。t=0时刻有一质量m=1 kg的物块沿斜面上滑，其在斜面上运动的v–t图象如图乙所示。已知圆轨道的半径R=0.5 m。（取g=10 m/s2，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8）求：

(1)物块与斜面间的动摩擦因数μ；

(2)物块到达C点时对轨道的压力FN的大小；

(3)试通过计算分析是否可能存在物块以一定的初速度从A点滑上轨道，通过C点后恰好能落在A点。如果能，请计算出物块从A点滑出的初速度；如不能请说明理由。

【答案】(1) 0.5；(2) 4 N；(3)

【解析】

【分析】

【详解】(1)由图乙可知物块上滑时的加速度大小为

根据牛顿第二定律有

解得

(2)设物块到达C点时的速度大小为vC，由动能定理得

在最高点，根据牛顿第二定律则有

解得

由根据牛顿第三定律得

所以物体在C点对轨道的压力大小为4 N。

(3)设物块以初速度v1上滑，最后恰好落到A点，物块从C到A，做平抛运动，竖直方向

水平方向

解得

所以能通过C点落到A点。

物块从A到C，由动能定律可得

解得