2021-2022学年云南省昆明师范专科学校附属中学高一（下）期中物理试题含解析

昆明师专附中2021-2022学年下学期期中考试

高一年级    物理试题

试卷总分：100分     考试时间：90分钟

第I卷（选择题，共46分）

一、单选题（共10小题，每小题3分，共30分。在每小题的四个选项中，只有一个选项是正确的，请将正确选项的字母填在答题卡的答题格内。） 

1. 发现“所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等”的科学家是（  ）

A. 牛顿                       B. 开普勒            C. 第谷 D. 哥白尼

【1题答案】

【答案】B

【解析】

【详解】所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等，也就是开普勒第三定律，所以是开普勒发现的，故应选B．

点晴：本题是对学生基础知识的考查，要求学生对物理定律与定理的物理史实要熟悉，同时还要记清晰，开普勒根据前人的研究总结提出来行星运动的三条定律，奠定了天体运动的基础．

2. 关于平抛运动，下面的几种说法中正确的是（　　）

A. 平抛运动是一种不受任何外力作用的运动

B. 平抛运动是曲线运动，它的速度方向不断改变，不可能是匀变速运动

C. 平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动

D. 平抛运动的物体质量越小，落点就越远，质量越大，落点就越近

【2题答案】

【答案】C

【解析】

【详解】A．平抛运动是一种只受重力作用的运动，A错误；

B．平抛运动是曲线运动，它的速度在不断改变，加速度不变，B错误；

C．平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动，C正确；

D．平抛运动的水平位移

则平抛运动的落点远近与质量无关，D错误。

故选C。

3. 汽车在水平地面转弯时，坐在车里的小云发现车内挂饰偏离了竖直方向，如图所示。设转弯时汽车所受的合外力为F，关于本次转弯，下列图示可能正确的是（　　）

A.  B.

C.  D.

【3题答案】

【答案】A

【解析】

【详解】根据图中可知，车内的挂饰偏向了右方，由此可知，汽车正在向左转弯，由于汽车做曲线运动，故合力F指向轨迹的内侧，故A正确，BCD错误。

故选A。

4. 如图所示，转笔深受广大中学生的喜爱，其中也包含了许多的物理知识，假设小李同学是转笔高手，能让笔绕其手上的某一点O做匀速圆周运动，下列叙述正确的是（　　）

A. 笔杆上各点的线速度方向沿着笔杆指向O点

B. 除了O点，笔杆上其他点的角速度大小都一样

C. 笔杆上各点的线速度大小与到O点的距离成反比

D. 笔杆上的点离O点越近，做圆周运动的向心加速度越大

【4题答案】

【答案】B

【解析】

【详解】A．笔杆上各点绕O点匀速转动，各点的线速度方向垂直于笔杆，A错误；

B．笔杆上的各个点都做同轴转动，除O点不转动外，其它点的角速度是相等的，B正确；

C．笔杆上各个点的角速度相等，根据

可知，笔杆上各点的线速度的大小与到O点的距离成正比，C错误；

D．笔杆上的各个点都做同轴转动，所以角速度相等，根据向心加速度的公式

可知，离O点越近，向心加速度越小，D错误；

故选B。

5. 如图甲，滚筒洗衣机脱水时，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。如图乙一件小衣物随着滚筒经过、、、四个位置，小衣物中的水滴最容易被甩出的位置是（　　）

A. 位置 B. 位置 C. 位置 D. 位置

【5题答案】

【答案】C

【解析】

【详解】水滴随衣服紧贴着滚筒壁做匀速圆周运动，转动过程中所需向心力大小相同，水滴所受合力提供向心力。设、、、四个位置水滴与衣物之间的附着力分别为Fa、Fb、Fc、Fd，因、两点，重力与向心力（合力）的方向夹角既不是最大，也不是最小，附着力不会出现极值，所以只分析、两点即可，设转动的角速度为ω，在位置有

此时所需附着力最小；在位置有

此位置所需附着力最大，所以小衣物中的水滴最容易被甩出的位置是c位置，故C正确，ABD错误。

故选C。

6. 嫦娥号卫星在绕月球做匀速圆周运动的过程中，距月面的高度为h。已知月球的质量为M，半径为R，引力常量为G。则卫星绕月球运动的向心加速度大小为（　　）

A.  B.  C.  D.

【6题答案】

【答案】D

【解析】

【详解】根据万有引力提供向心力，有

解得

故D正确，ABC错误。

故选D。

7. 篮球是高中学生十分喜欢体有运动项目。如图所示，一运动员将篮球从地面上方B点以速度v0斜向上抛出，恰好垂直击中篮板上A点。若该运动员后撤到C点投篮，还要求垂直击中篮板上A点，运动员需（　　）

A. 减小抛出速度v0，同时增大抛射角θ

B. 增大抛出速度v0，同时增大抛射角θ

C. 减小抛射角θ，同时减小抛射速度v0

D. 减小抛射角θ，同时增大抛射速度v0

【7题答案】

【答案】D

【解析】

【详解】根据题意，由逆向思维可知，该运动可以看成从A点到B、C两点做平抛运动，竖直方向上，根据，由于可知，篮球的运动时间

根据可知，B点和C点的竖直速度相等，水平方向上，根据，由于可知

根据可知

即运动员后撤到C点投篮，应增大抛射速度，根据几何关系可知

由于竖直速度相等，水平速度，则C点速度与水平方向夹角较小，即运动员后撤到C点投篮，减小抛射角θ，故ABC错误D正确。

故选D。

8. 2021年6月17日，搭载神舟十二号载人飞船运载火箭，在酒泉卫星发射中心点火发射。神舟十二号飞船入轨后，成功与天和核心舱对接，3名航天员顺利进入天和核心舱，标志着中国人首次进入自己的空间站。图为飞船运动过程的简化示意图。飞船先进入圆轨道1做匀速圆周运动，再经椭圆轨道2，最终进入圆轨道3完成对接任务。地球轨道2分别与轨道1、轨道3相切于A点、B点。则飞船（　　）

A. 在轨道1的运行周期大于在轨道3的运行周期

B. 在轨道2运动过程中，经过A点时的速率比B点大

C. 在轨道2运动过程中，经过A点时的加速度比B点大

D. 从轨道2进入轨道3时需要在B点处加速

【8题答案】

【答案】BCD

【解析】

【详解】A.根据

可得

由上式可知飞船在轨道1的运行周期小于在轨道3的运行周期，A错误；

B.根据开普勒第二定律可知:飞船在轨道2运动过程中，经过A点时的速率比B点大，故B正确；

C.根据

可得

在轨道2运动过程中，经过A点时的加速度比B点大

D.从轨道2进入轨道3时需要在B点处加速，使飞船做离心运动，D正确。

故选BCD。

9. 在2019年女排世界杯比赛中，中国女排最终连赢三局，3比0击败最后一个对手阿根廷女排，以十一连胜的不败战绩卫冕世界杯冠军，给祖国0华诞献上冠军奖杯！如图所示，在对阵美国队的比赛中，中国女排主攻手朱婷从4号位发起进攻，扣球高度高达3.30m，她的一记重扣，为中国队获得了关键的一分；若朱婷水平击球，重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力，请你估算朱婷的击球速度可能为（　　）

A. 15.7m/s B. 21.1m/s

C. 20.0m/s D. 25.0m/s

【9题答案】

【答案】A

【解析】

【详解】根据

解得下落得时间为

从4号位击球，当球恰好沿对角线落在界内时，速度最大，此时水平方向的位移为

则击球的最大初速度为

故选A。

10. 随着车辆的增多，很多地方都安装有车牌自动识别的直杆道闸。如图所示为某直杆道闸OM，OM长度为3m，N点为OM中点，直杆可绕转轴O在竖直平面内匀速转动。一辆长度为4m的汽车以速度v＝2m/s垂直于自动识别线ab匀速运动，汽车前端从ab运动到直杆处a＇b＇的时间为3.3s。已知自动识别系统的反应时间为0.3s，直杆在汽车前端到达a＇b＇时，抬高了45°。关于直杆的转动下列说法正确的是（　　）

A. 直杆转动的角速度为

B. N点的线速度为

C. 自动识别线ab到直杆处a＇b＇的距离为6m

D. 汽车刚通过道闸时，直杆抬起的角度为75°

【10题答案】

【答案】D

【解析】

【详解】A．由角速度定义式

A错误；

B．由角速度与线速度关系式

B错误；

C．有匀速直线运动公式

C错误；

D．由匀速直线运动公式，车通过道闸的时间为

由角速度定义式

求得

D正确。

故选D。

二、多选题（共4小题，每小题4分，共16分。在每小题的四个选项中，有多个选项是正确的，请将正确选项的字母填在答题卡的答题格内。全部选对得4分，选对但不全得2分，有错选或不选得0分）

11. 关于匀速圆周运动，下列说法正确的是

A. 线速度不变 B. 周期不变 C. 向心加速度不变 D. 角速度不变

【11题答案】

【答案】BD

【解析】

【详解】A：匀速圆周运动，线速度大小不变，方向始终沿圆弧的切线、不断变化．故A项错误．

B：匀速圆周运动，周期不变．故B项正确．

C：匀速圆周运动，向心加速度大小不变，方向始终指向圆心、不断变化．故C项错误．

D：匀速圆周运动，角速度不变．故D项正确．

12. 关于地球的第一宇宙速度，下列说法正确的是(    )

A. 它是卫星环绕地球运行的最小速度

B. 它是卫星环绕地球运行最大速度

C. 它是发射地球卫星的最小发射速度

D. 它是发射地球卫星的最大发射速度

【12题答案】

【答案】BC

【解析】

【详解】第一宇宙速度有三种说法：①它是人造地球卫星在近地圆轨道上的运行速度，②它是人造地球卫星在圆轨道上运行的最大速度，③它是卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度；在地面附近发射飞行器，如果速度大于7.9km/s，而小于11.2km/s，它绕地球飞行的轨迹就不是圆，而是椭圆，因此7.9km/s不是人造地球卫星环绕地球飞行的最大运行速度，大于此值也可以，只不过物体做的是椭圆轨道运动，7.9km/s是人造地球卫星在近地圆轨道上的运行速度，也是卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度，BC正确，AD错误。

故选BC。

【点睛】注意第一宇宙速度有三种说法：①它是人造地球卫星在近地圆轨道上的运行速度，②它是人造地球卫星在圆轨道上运行的最大速度，③它是卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度．

13. 竖直平面内有一半圆轨道，为水平直径，将三个半径远小于轨道半径的小球a，b，c以不同的初速度从点水平抛出，a，c球在轨道上的落点在同一水平面上，b球恰好落在轨道最低点，如图所示，不计空气阻力，在小球从抛出到碰到轨道的过程中，下列说法中正确的是（　　）

A. 三小球运动时间关系为 B. 三小球运动时间关系为

C. 三小球的初速度关系是 D. c球的初速度是a球的2倍

【13题答案】

【答案】BC

【解析】

【详解】AB．根据

得

因为

则

故A错误，B正确；

C．因为三球下降到同一高度时，三球的水平位移

根据

知

故C正确；

D．由题图可知，c球的水平位移大于a球的水平位移，由于运动时间相等所以c球的初速度大于a球的初速度，但是无法确定它们之间的倍数关系，故D错误。

故选BC。

14. “迪斯科大转盘”是一项非常刺激娱乐项目，水平大转盘可等效为如图乙所示。物块随着圆盘做匀速圆周运动，增大圆盘的角速度，物块继续随着圆盘以增大后的角速度做匀速圆周运动。继续增大角速度，直至物块在圆盘上滑动。若已知物块的质量为，物块到转轴的距离为，物块与转盘之间的动摩擦因数为。若物块随着圆盘以角速度转动，重力加速度为，则下列说法正确的是（　　）

A. 物块所受的摩擦力方向与线速度方向相反

B. 物块所受的摩擦力方向指向圆心

C. 物块所受的摩擦力大小为

D. 物块所受的摩擦力大小为

【14题答案】

【答案】BD

【解析】

【详解】物块以角速度做匀速圆周运动时，由圆盘对物块的静摩擦力提供向心力，有

方向指向圆心，与线速度方向垂直，故AC错误，BD正确。

故选BD。

三、实验题：（共2小题，每空2分，共10分。）

15. 如图所示，是利用闪光照相研究平抛运动的示意图，其闪光频率为10Hz．小球A沿斜槽滚下后从斜槽边缘水平抛出，当它离开斜槽边缘的同时小球B自由下落，照片中记录了B球的四个闪光时刻的位置， 两球恰好在位置4相碰，由此说明A球的竖直方向做______运动，A球离开斜槽边缘的速度为_______m/s．（g取10m/s2）

【15题答案】

【答案】    ①. 自由落体    ②. 1

【解析】

【详解】[1]两球恰好在位置4相碰，说明A球竖直方向的运动与B球相同，即A球竖直方向做自由落体运动。

[2]相邻两个球间的时间间隔

两球相遇经历的时间等于B球自由落体运动的时间

因为水平方向上做匀速直线运动，有

则初速度为

16. 在“探究向心力大小的表达式”实验中，所用向心力演示器如图所示。图是演示器部分原理示意图：皮带轮①、④的半径相同，轮②的半径是轮①的1.5倍，轮③的半径是轮①的2倍，轮④的半径是轮⑤的1.5倍，轮④的半径是轮⑥的2倍；两转臂上黑白格的长度相等；为三根固定在转臂上的挡板，可与转臂上做圆周运动的实验球产生挤压，从而提供向心力。图中的标尺1和2可以显示出两球所受向心力的大小关系。可供选择的实验球有：质量均为的球1和球2，质量为m的球3。

（1）在研究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系时，我们主要用到了物理学中的______。

A．等效替代法    B．控制变量法    C．理想实验法    D．转化法

（2）实验时将球1、球2分别放在挡板位置，将皮带与轮②和轮⑤连接，转动手柄观察左右两个标尺，此过程是验证向心力的大小与________的关系。

（3）实验时将皮带与轮③和轮⑥相连，将球分别放在挡板位置，转动手柄，则标尺1和标尺2显示的向心力之比为________。

【16题答案】

【答案】    ①. B    ②. 角速度    ③.

【解析】

【详解】（1）[1]本实验采用控制变量法，故B正确，ACD错误。

（2）[2]将球1、球2分别放在挡板位置时，两球的质量、运动半径均相同，但转动的角速度不同，从而向心力不同，故此过程是验心力的大小与角速度的关系；

（3）[3]根据

由题可知

代入数据可得

四。计算题（共4题，共44分）

17. 如图一辆质量为1000kg的汽车静止在一座半径为10m的圆弧形拱桥顶部。（取g=10m/s2）

（1）此时汽车对圆弧形拱桥的压力是多大？

（2）如果汽车以6m/s的速度经过拱桥的顶部，则汽车对圆弧形拱桥的压力是多大？

【17题答案】

【答案】（1）10000N；（2）6400N

【解析】

【详解】（1）汽车静止时，由平衡条件可得，汽车受到的支持力大小为

FN=mg=1000×10N=10000N

由牛顿第三定律可知，汽车对圆弧形拱桥的压力大小为10000N。

（2）汽车以6m/s的速度经过拱桥的顶部时，由牛顿第二定律得

解得汽车受到的支持力大小为

由牛顿第三定律可知，汽车对圆弧形拱桥的压力大小为6400N。

18. 2022年2月4日，第24届冬季奥林匹克运动会在北京和张家口举行，跳台滑雪是最具观赏性的项目之一。如图所示，跳台滑雪运动员经过一段加速滑行后从A点水平飞出，落到斜坡上的点。A、两点间的竖直高度为，斜坡与水平面的夹角为，不计空气阻力（取，，取）。求：

（1）运动员水平飞出时初速度的大小；

（2）运动员落到点时瞬时速度的大小和方向。（结果可含根号）

【18题答案】

【答案】（1）；（2），

【解析】

【详解】（1）运动员在竖直方向上做自由落体运动，则

解得

运动员水平方向上做匀速直线运动，则

解得运动员飞出时初速度大小为

（2）运动员落到点时的竖直分速度大小为

合速度大小为

设的方向与水平方向的夹角为，则

19. 某同学站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为m=500g的小球，甩动手腕，使球在竖直平面内做圆周运动，如图所示。已知握绳的手离地面的高度d=1.5m，手与球之间的绳长为L=1m，绳能承受的最大拉力为40N，绳始终在竖直平面内，忽略手的运动半径和空气阻力，重力加速度g取10m/s2。求：

（1）为了保证小球在竖直平面内做完整的圆周运动，则小球运动到最高点的最小速度为多少；（结果可含根号）

（2）小球在某次运动到最低点时，绳恰好断裂，小球水平飞出后落地，则小球落地点到最低点处的水平距离x为多少；（结果可含根号）

【19题答案】

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）当小球通过最高点，绳的拉力恰好为零时，对应的速度具有最小值，设为，据牛顿第二定律可得

解得

（2）小球在最低点时，有

绳断裂后，小球做平抛运动，有

联立解得

20. 如图所示，在光滑水平面上竖直固定一半径为R的光滑半圆槽轨道，其底端恰好与水平面相切，质量为m的小球以大小为v0的初速度经半圆槽轨道最低点B滚上半圆槽，小球恰能通过最高点C后落回到水平面上的A点．（不计空气阻力，重力加速度为g）求：

（1）小球通过B点时对半圆槽的压力大小；

（2）A、B两点间的距离．

【20题答案】

【答案】（1）；（2）2R

【解析】

【详解】（1）在B点小球做圆周运动

得

由牛顿第三定律知小球通过B点时对半圆槽的压力大是

（2）在C点小球恰能通过，故只有重力提供向心力，则

过C点小球做平抛运动

，，

联立以上各式可得