[物理]广西柳州市2021-2022学年高一下学期4月联考试卷(解析版)

这是一份[物理]广西柳州市2021-2022学年高一下学期4月联考试卷(解析版)，共14页。

注意：
1.请把答案填写在答题卡上，否则答题无效。
2.答卷前，考生务必将密封线内的项目填写清楚，密封线内不要答题。
3.选择题，请用2B铅笔，把答题卡上对应题目选项的信息点涂黑。非选择题，请用0.5mm黑色字迹签字笔在答题卡指定位置作答。
一、选择题（本题共10小题，每小题5分，共50分。在每个小题给出的四个选项中，第1~6题只有一项符合题目要求，第7~10题有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错或不选的得0分）
1. 下图标示的是沿曲线运动的物体在P点的速度v和加速度a的方向，其中符合实际的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】做曲线运动的物体的速度方向是轨迹的切线方向，加速度的方向与合外力的方向一致，指向轨迹的凹向。
故选C。
2. 2021年10月，搭载王亚平等3名航天员神舟十三号载人飞船与绕地球做圆周运动的天和核心舱对接成功。对接后的组合体仍沿核心舱原来的轨道运动，与对接前的核心舱相比，组合体（ ）
A. 周期不变，角速度不变B. 周期变小，角速度变小
C. 周期变大，角速度变小D. 周期变大，角速度变大
【答案】A
【解析】对接后的组合体仍沿核心舱原来的轨道运动，即轨道半径不变，根据
可知与对接前的核心舱相比，组合体的周期和角速度都不变。
故选A。
3. 一自行车脚蹬、后轮、大齿轮、小齿轮、链条等部件如图所示，大小齿轮的半径之比约为2∶1，A、B为大小齿轮边缘的两个点，则A、B两点（ ）
A. 角速度之比为1∶1B. 角速度之比为2∶1
C. 向心加速度之比2∶1D. 向心加速度之比1∶2
【答案】D
【解析】AB两点同缘转动，则线速度相等，根据
v=ωr
因
rA:rB=2∶1
可得角速度之比为1∶2；根据
a=ω2r
可得，向心加速度之比1∶2。
故选D。
4. 关于天体运动的规律及万有引力定律，下列说法符合史实的是（ ）
A. 开普勒根据万有引力定律推导出了行星运动的规律
B. 通过月地检验表明地面物体所受地球的引力与月球受到地球的引力遵循相同的规律
C. 月球绕地球运动的轨道半径的立方跟周期的平方之比与地球绕太阳运动的轨道半径的立方跟周期的平方之比相等
D. 开普勒总结出了行星运动的规律，找出了行星按照这些规律运动的原因
【答案】B
【解析】A．开普勒根据第谷的观察数据推导出了行星运动的规律，选项A错误；
B．通过月地检验表明地面物体所受地球的引力与月球受到地球的引力遵循相同的规律，选项B正确；
C．月球绕地球运动与地球绕太阳运动的中心天体不同，则月球绕地球的轨道半径的立方跟周期的平方之比与地球绕太阳运动的轨道半径的立方跟周期的平方之比不相等，选项C错误；
D．开普勒总结出了行星运动的规律，牛顿找出了行星按照这些规律运动的原因，选项D错误。
故选B。
5. 如图半球形陶罐，固定在可以绕竖直轴转动的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心O的对称轴OO'重合。转台以一定的角速度匀速转动，一可看为质点的小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止，则小物块（ ）
A. 可能只受到两个力作用
B. 一定受到沿罐壁向上的摩擦力
C. 所受合力方向指向O点
D. 做圆周运动所需的向心力由它受到的支持力提供
【答案】A
【解析】AB．当角速度为某一值时，物块的重力和罐壁对物块的支持力的合力提供做圆周运动的向心力，此时物块不受罐壁的摩擦力，只受重力和罐壁的弹力两个力作用，选项A正确，B错误；
C．物块做匀速圆周运动，则所受合力方向指向做圆周运动的圆心，不是指向O点，选项C错误；
D．物块做圆周运动所需的向心力由它受到的支持力、重力和摩擦力的合力提供，选项D错误。
6. 计算机机械硬盘内部结构如图所示，读写磁头在计算机的指令下移动到某个位置，硬盘盘面在电机的带动下高速旋转，通过读写磁头读写磁盘上的数据。现在普通的家用电脑中的机械硬盘的转速通常为7200r/min，取，磁盘上距离中心5cm处的点的向心加速度大约为（ ）
A. 72m/s2B. 720m/s2
C. 2880m/s2D. 28800m/s2
【答案】D
【解析】由公式
，
解得
故选D。
7. 有关生活中的圆周运动现象说法正确的是（ ）
A. 洗衣机脱水时利用离心运动把附着在衣物上的水甩掉
B. 汽车过拱形桥最高点时重力与支持力是一对平衡力
C. 汽车过凹型路面最低点时，汽车对地面的压力比汽车所受的重力大
D. 在铁路弯道处若内外轨一样高，火车转弯时内轨对轮缘的弹力提供向心力
【答案】AC
【解析】A．洗衣机脱水时利用离心运动把附着在衣物上的水分甩掉，故A项正确；
B．汽车过拱形桥最高点时，有
所以汽车过拱形桥最高点时重力与支持力不是一对平衡力，故B项错误；
C．汽车过凹型路面最低点时，对汽车有
由牛顿第三定律可知，汽车受到支持力与压力大小相等，所以汽车过凹型路面最低点时，汽车对地面的压力比汽车所受的重力大，故C项正确；
D．在铁路弯道处若内外轨一样高，火车转弯时外轨对轮缘的弹力提供向心力，故D项错误。
故选AC。
8. 一小船渡河，小船以v1=4m/s的速度（静水速度）船头沿垂直于河岸的方向匀速向对岸行驶，河宽d=180m，水流速度v2=3m/s，下列判断正确的是（ ）
A. 小船过河位移最短B. 小船过河的时间最短
C. 小船过河的时间为36sD. 小船过河的时间为45s
【答案】BD
【解析】小船船头沿垂直于河岸的方向匀速向对岸行驶，可知船的实际运动路径不是垂直河岸方向，则小船过河的位移不是最短的，应船头垂直河岸，则过河时间最短，则最短时间
故选项AC错误，BD正确。
故选BD。
9. 如图所示，长为3L的轻杆可绕水平转轴O转动，在杆两端分别固定质量均为m的球A、B（可视为质点），球A距轴O的距离为L。现使杆和球在竖直平面内匀速率转动。当球B运动到最高点时，水平转轴O对杆的作用力恰好为零，忽略空气阻力。已知重力加速度为g，则球B在最高点时，下列说法正确的是（ ）
A. 球B受到杆的弹力竖直向上
B. 球B受到杆的弹力竖直向下
C. 球A的速度大小为
D. 球B的速度大小为
【答案】BC
【解析】AB．当球B运动到最高点时，水平转轴O对杆的作用力恰好为零，可知球B对杆的弹力竖直向上，球B受到杆的弹力竖直向下，选项A错误，B正确；
CD．由题意可知，AB两球对杆的作用力大小相等，设A的速度为v，则B的速度为2v，则对B
对A球
解得A的速度大小为
球B的速度大小为，选项C正确，D错误。
故选BC。
10. 假设地球为一半径为R的均匀球体，一科考人员站在地球的北极极点处将一质量为m的小球悬挂一弹簧秤上，当小球静止时弹簧秤的读数为T1；另一科考人员将同样的小球带到地球赤道上，做同样的实验，弹簧秤的读数为T2。万有引力常量为G，则（ ）
A. 小球受到地球的万有引力大小为T2
B. 小球受到地球的万有引力大小为T1
C. 地球同步卫星的周期为
D. 地球的密度为
【答案】BCD
【解析】AB C．小球受到地球的万有引力大小等于在两极时弹簧秤的读数，即为T1；在两极时
在赤道时
可得地球自转的周期
即地球同步卫星的周期为
选项A错误，BC正确；
D．地球的密度为
选项D正确。
故选BCD。
二、实验题（本题共2小题，每空2分，共14分）
11. 用如图甲所示的装置探究“探究加速度与力、质量的关系”。

（1）实验需要补偿小车受到的阻力，把木板的一侧垫高，接下来的正确做法是
A. 挂上槽码，但不连接纸带，小车能在板上做匀速运动
B. 挂上槽码，将纸带通过打点计时器与小车连接，小车能在板上匀速运动
C. 不挂槽码，将纸带通过打点计时器与小车连接，小车能在板上匀速运动
（2）把槽码所受重力作为拉力，为减小误差，小车的质量应__________槽码的质量；
（3）图乙是按照规范操作的某次实验得到的一条纸带，已知打点计时器每隔0.02s打下一个点，则小车的加速度a=________m/s2。（结果保留2位有效数字）
【答案】（1）C （2）远大于 （3）0.72
【解析】
【小问1详解】
补偿摩擦力时应不挂槽码，将纸带通过打点计时器与小车连接，小车能在板上匀速运动，故选C；
【小问2详解】
对槽码
对小车
可得
只有当M>>m时可认为T=mg，则把槽码所受重力作为拉力，为减小误差，小车的质量应远大于槽码的质量；
【小问3详解】
小车的加速度
12. 图甲是“研究平抛物体运动”的实验装置图。实验通过描点画出平抛小球的运动轨迹。已知当地的重力加速度g为9.8m/s2。
（1）以下是实验过程中的一些做法，其中合理的有 。
A. 安装斜槽轨道，使其末端保持水平
B. 每次小球应从同一高度由静止释放
C. 每次小球释放的初始位置可以任意选择
D. 贴着坐标纸（用来记录轨迹）的木板应该竖直放置
（2）乙图是小明同学经正确操作后所描绘的轨迹，O为小球的抛出点，测出轨迹中P点的坐标为（18.00，19.60），由此可求出小球做平抛运动的初速度v0=__________m/s。（结果保留2位小数）
（3）小玲同学经思考后进行如下实验：把白纸和复写纸贴在木板上，小球经斜槽飞出后做平抛运动打到竖直木板上，记录小球击中木板的位置。改变木板到抛出点的距离分别为10cm、20cm、30cm，击中点分别为A、B、C（如图丙），若测得A、B间距离为y1=14.7cm，则B、C间距离为y2=________cm，小球做平抛运动的初速度大小为__________m/s。（结果保留一位小数）
【答案】（1）ABD （2）0.90 （3）24.5 1.0
【解析】
【小问1详解】
A．安装斜槽轨道，使其末端保持水平，以保证小球做平抛运动，选项A正确；
BC．每次小球应从同一高度由静止释放，以保证做平抛运动的初速度相同，选项B正确，C错误；
D．贴着坐标纸（用来记录轨迹）的木板应该竖直放置，选项D正确。
故选ABD。
【小问2详解】
根据
可得
【小问3详解】
因水平方向距离相等，则时间相等，根据自由落体运动相等时间内的运动规律，则
OA:AB:BC=1:3:5
因
AB=y1=147cm
可得
y2=BC=24.5cm
根据
解得
T=0.1s
则初速度
三、计算题（本题共3小题，共36分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，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。）
13. 2021年5月15日7时18分，天问一号探测器成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区，并开展一系列科考实验，探测器测出火星表面重力加速度为g，已知火星的质量为M，自转周期为T，引力常量为G，求：
（1）火星的半径R；
（2）火星的第一宇宙速度v；
（3）火星同步卫星轨道离火星表面的高度h。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）火星表面一质量为m的物体满足
计算得
（2）质量为m1的卫星在火星附近绕地球做匀速圆周运动
计算得
（2）质量为m2的同步卫星受到火星的万有引力提供其做圆周运动的向心力
计算得
14. 半径为R=0.9m的半圆弧轨道固定于竖直平面内，AOC为其竖直直径。一质量为m=2kg的小球（可看作质点）以速度v从A点进入轨道后，恰好能沿轨道运动到最高点C，从C点离开轨道后小球垂直落在挡板上的E点（图中未画出），挡板与水平面的夹角为37°，重力加速度取10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8，
（1）小球到达C点时的速度大小为多少？
（2）若小球通过A点时的速度v=9m/s，求此时小球对轨道的压力；
（3）挡板上E点离地的高度为多少？
【答案】（1）；（2）200N，方向竖直向下；（3）
【解析】（1）小球恰好过C点
（2）小球在A点
由牛顿第三定律可知：小球对轨道的压力大小为200N，方向竖直向下；
（3）小球离开C点做平抛运动落到挡板时速度与挡板垂直
小球平抛运动竖直方向位移
E点离地高度为h
15. 如图所示，足够长的木板C静止在粗糙的水平面上，左端紧靠一弹射装置，木板的质量M=4kg，与地面的动摩擦因数μ1=0.4。质量为m=2kg的滑块B（可视为质点）位于C的正中间，B、C之间的动摩擦因数μ2=0.2，弹射装置将C以vC=9m/s初速度迅速弹出，重力加速度取10m/s2，求：
（1）弹出瞬间B、C的加速度大小；
（2）最终B距木板C正中间的距离。
【答案】（1），；（2）
【解析】（1）对B用牛顿第二定律可得
对C用牛顿第二定律可得
（2）经过时间t1，两物体速度都为v
B相对于C的位移大小为x1
水平向左
由于，BC不可能一起减速
对B用牛顿第二定律可得
B再过tB减速到0
对C用牛顿第二定律可得
B再过tC减速到0
B相对于C的位移大小为x2
水平向右
B离正中间的距离