2021-2022学年广东省佛山市顺德区罗定邦中学高一（下）期中教学质量监测物理试题含解析

罗定邦中学 2021 学年度第二学期期中教学质量检测测试高一年级

物理 科测试题

时量：75分钟   满分：100分

一、单项选择题（每小题4分，满分28分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项最符合题目要求，选对的得4分，多选、选错或不答的得0分。）

1. 2022年2月5日，中国短道速滑队以一场惊心动魄的胜利斩获北京冬奥会中国首金，为中国代表团在北京冬奥会实现了开门红。运动员在短道上的轨迹是曲线，关于曲线运动，下列说法正确的是（　　）

A. 物体速度大小和方向一定时刻改变

B. 物体所受合力可能为零

C. 物体一定受到变力的作用

D. 物体的加速度可能是恒定的

【答案】D

【解析】

【详解】A. 做曲线运动的物体，速度方向一定时刻在改变，但速度大小不一定改变，比如匀速圆周运动，A错误；

B. 物体做曲线运动的条件是所受合外力不为零，且合外力的方向与速度方向不在同一直线上，B错误；

C. 匀变速曲线运动的物体受到的合外力为恒力，C错误；

D. 匀变速曲线运动的物体受到的合外力为恒力，物体的加速度也是恒定的，D正确。

故选D。

2. 为保障灾民生命财产安全，消防队员利用无人机为灾民配送物资，某次在执行任务时，无人机从地面起飞，将配送物资运输到预定地点，在飞行过程中，通过速度传感器测出无人机水平方向和竖直方向的分速度vx和随飞行时间t的关系图像如图甲、乙所示，无人机到达最大高度后释放物资，物资落在预定地点，不计空气阻力，g取10m/s2，以下说法正确的是（　　）

A. 在0~10s内，无人机做曲线运动

B. 30s时无人机速度为10m/s

C. 25s时无人机加速度大小为0.3m/s2

D. 20s时物资从无人机上释放

【答案】B

【解析】

【详解】A．0~10s时间内，无人机在水平方向上做初速度为零的匀加速运动，在竖直方向上做初速度为零的匀加速运动，则合运动为初速为零的匀加速直线运动，故A错误；

B．30s时刻无人机水平方向速度

竖直方向上速度

此时速度

故B正确；

C．25s时无人机水平方向加速度为零，竖直方向加速度即为无人机的加速度，其大小为

故C错误；

D．0~40s时间内无人机竖直方向上速度均向上，一直升高，无人机到达最大高度后释放物资，故40s时物资从无人机上释放，故D错误。

故选B。

3. 中国面食种类繁多，其中“刀削面”堪称一绝，从同一位置依次削出三个小面条，分别落在水面上三点，运动轨迹如图所示，忽略空气阻力的影响，小面条被削离面团后可视为平抛运动，假设三个小面条质量相等，下列说法正确的是（　　）

A. 三个小面条被削离时速度相等

B. 三个小面条速度的变化量相同

C. 落在点的小面条在空中运动时间最短

D. 落在点的小面条落在水面时速度最小

【答案】B

【解析】

【详解】AC．平抛运动的时间有高度决定，小面落入锅中的过程中，下落高度都相同，根据

可知下落时间都相同，水平位移不同，说明初速度不同，落在C点的面条水平位移最大，则被削离时速度较大，AC错误；

B．速度的变化量

可知，加速度相同，下落时间也相同，故速度的变化量都相同，B正确；

D．落在C点的面条初速度较大，根据

可知落在C点的小面条落在水面时速度最大，D错误。

故选B。

4. 如图所示，场地自行车赛道与水平面成一定倾角，A、B、C三位运动员骑自行车在赛道转弯处以相同大小的线速度做匀速圆周运动（不计空气阻力）。则下列说法正确的是（　　）

A. 自行车受到地面的静摩擦力指向圆周运动的圆心

B. 自行车（含运动员）受到重力、支持力、摩擦力、向心力

C. A、B、C三位运动员的角速度

D. A、B、C三位运动员的向心加速度

【答案】C

【解析】

【详解】A．自行车做匀速圆周运动，地面对自行车的摩擦力不可能是静摩擦力，故A错误；

B．向心力是效果力，可以由单个力充当，也可以由其他力的合力或分力提供，不是性质力，因此将运动员和自行车看成整体后，整体受重力、支持力和摩擦力，故B错误；

C．三位运动员的线速度大小相等，根据

可知半径大的，角速度小，故A、B、C三位运动员的角速度

故C正确；

D．三位运动员的线速度大小相等，根据

可知半径大的，向心加速度小，A、B、C三位运动员的向心加速度

故D错误。

故选C。

5. “嫦娥二号”探月卫星绕地运行一段时间后，离开地球飞向月球．如图所示是绕地飞行的三条轨道，轨道1是近地圆形轨道，2和3是变轨后的椭圆轨道．A点是2轨道的近地点，B点是2轨道的远地点，卫星在轨道1的运行速率为7.7km/s，则下列说法中正确的是（　　）

A. 卫星在2轨道经过A点时的速率一定小于7.7km/s

B. 卫星在2轨道经过B点时的速率一定小于7.7km/s

C. 卫星在3轨道所具有的机械能小于2轨道所具有的机械能

D. 卫星在3轨道所具有的最大速率小于2轨道所具有的最大速率

【答案】B

【解析】

【详解】A．卫星从轨道1进入轨道2做离心运动，需要加速，所以卫星在2轨道经过A点时的速率一定大于7.7km/s，A错误；

B．设某卫星做圆周运动经过B的速率为v，而此速率一定小于7.7m/s，则卫星在2轨道经过B点时的速率一定小于v，B正确；

C．从轨道2进入轨道3需要加速，所以卫星在3轨道所具有的机械能大于2轨道所具有的机械能，C错误；

D．在轨道2和轨道3运动时都在A点时速率最大，从轨道2进入轨道3需要加速，所以卫星在3轨道所具有的最大速率大于2轨道所具有的最大速率，D错误。

故选B。

6. “打水漂”是人类最古老的游戏之一，游戏者运用手腕的力量让撇出去的石头在水面上弹跳数次。如图所示，游戏者在地面上以速度抛出质量为m的石头，抛出后石头落到比抛出点低h的水平面上。若以抛出点为零势能点，不计空气阻力，则下列说法正确的是（　　）

A. 抛出后石头落到水平面时势能为mgh

B. 抛出后石头落到水平面时重力对石头做的功为－mgh

C. 抛出后石头落到水平面上的机械能为

D. 抛出后石头落到水平面上的动能为

【答案】C

【解析】

【详解】A．以抛出点为零势能点，水平面低于抛出点h，所以石头在水平面上时的重力势能为－mgh，A错误；

B．抛出点与水平面的高度差为h，并且重力做正功，所以整个过程重力对石头做功为mgh，B错误；

C．整个过程机械能守恒，以抛出点为零势能点，抛出时的机械能为，所以石头在水平面时的机械能也为，C正确；

D．根据动能定理得

可得石头在水平面上的动能

D错误。

故选C。

7. 北斗卫星导航系统由地球同步静止轨道卫星a、与地球自转周期相同的倾斜地球同步轨道卫星b，以及比它们轨道低一些的中轨道卫星c组成，它们均为圆轨道卫星。若某中轨道卫星与地球同步静止轨道卫星运动轨迹在同一平面内，下列说法正确的是（　　）

A. 卫星b运行的线速度大于卫星c的线速度

B. 卫星a与卫星b一定具有相同的机械能

C. 可以发射一颗地球同步静止轨道卫星，每天同一时间经过温州上空同一位置

D. 若卫星b与卫星c的周期之比为3:1，某时刻两者相距最近，则约12小时后，两者再次相距最近

【答案】D

【解析】

【详解】A．由牛顿第二定律得

得

因卫星b运行的半径大于卫星c的半径，卫星b运行的线速度小于卫星c的线速度，A错误；

B．机械能包括卫星的动能和势能与卫星的质量有关，而卫星a与卫星b的质量不一定相同，故卫星a与卫星b不一定具有相同的机械能，B错误；

C．地球同步静止轨道卫星必须与地球同步具有固定的规定，只能在赤道上空的特定轨道上，不可能经过温州上空，C错误；

D．卫星c比卫星b多运行一周时两卫星再次相距最近

解得

即约12小时后，两者再次相距最近，D正确。

故选D。

二、多项选择题（每小题6分，满分18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或以上选项最符合题目要求，全对得6分，选对但不全得3分，多选、选错或不答得0分。）

8. 在万有引力定律理论建立的过程中，有许多伟大的科学家做出了贡献，关于科学家和他们的贡献，下列说法中不正确的是（　　）

A. 开普勒在研究行星运动规律的基础上提出了万有引力定律

B. 牛顿发现了万有引力定律，由万有引力定律可算出地球的质量，所以牛顿称出地球质量

C. 开普勒通过研究第谷行星观测记录，得出在相等时间内，地球与太阳的连线和火星与太阳的连线扫过的面积相等的结论

D. 牛顿在发现万有引力定律的过程中应用了牛顿第三定律的知识

【答案】ABC

【解析】

【详解】A．牛顿在研究行星运动规律的基础之上提出了万有引力定律，A错误；

B．牛顿发现万有引力定律后，卡文迪许利用扭秤装置比较准确地测出了引力常量G，卡文迪许被称为“可以称出地球质量的人”，B错误；

C．根据开普勒第二定律知，在相等时间内，地球与太阳的连线扫过的面积相等，但与火星与太阳的连线扫过的面积并不等，C错误；

D．牛顿在发现万有引力定律的过程中，不仅应用了牛顿第二定律，还应用了牛顿第三定律的知识，D正确。

故选ABC。

9. 如图所示，一质量为1kg的物块静止于光滑水平面上，从t=0时刻开始，受到水平外力F作用，下列说法正确的是（　　）

A. 第1s内外力所做的功是4.5J

B. 第2s内外力所做的功是4J

C. 0～2s内外力的平均功率是4W

D. 第2s末外力的瞬时功率最大

【答案】AC

【解析】

【详解】A．内，物体的加速度为

则质点在内的位移为

根据公式可得，第1s内外力所做的功为

A正确；

B．1s末的速度为

第2s内的加速度为

第2s内物体的位移为

第2s内外力所做的功为

B错误；

C．根据公式可得，0～2s内外力的平均功率为

C正确；

D．第2s末物体的速度为

瞬时功率为

1s末的速度为

瞬时功率为

故第2s末外力的瞬时功率不是最大，D错误。

故选AC。

10. 如图所示，长为的轻杆一端固定质量为m的小球（可视为质点），另一端与水平转轴（垂直于纸面）于O点连接。现使小球在竖直面内绕O点做匀速圆周运动，己知转动过程中轻杆对小球的最大作用力为1.75mg，轻杆不变形，重力加速度。下列判断正确的是（　　）

A. 小球转动的角速度为

B. 小球通过最高点时对杆的作用力为零

C. 转动过程中杆对小球的作用力总是沿杆的方向

D. 若将题目中的杆换成绳，则小球不能完成圆周运动

【答案】AD

【解析】

【详解】A．当小球转至最低点时，轻杆对小球的作用力最大，则根牛顿第二定律有

带入数据可得，小球转动的角速度为

故A正确；

BD．小球在最高点时，根据牛顿第二定律可得

可得，小球通过最高点时对杆的作用力为

负号表示作用力方向与重力相反，即方向竖直向上，则小球在最高点受到杆竖直向上的支持力。若将杆换成绳，绳子在最高点不能提供支持力，则小球不能完成圆周运动，故B错误，D正确；

C．由于小球是做匀速圆周运动，则转动过程中，杆对小球的作用力不一定沿杆方向，小球的合外力提供向心力才一定沿杆方向，故C错误。

故选AD。

三、实验题（16分，每空2分）

11. 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________。

【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

12. 如图所示为“用打点计时器验证机械能守恒定律”的实验装置。

（1）实验中得到的一条纸带．在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为、、．重锤质量用m表示，已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T，从打下O点到打下B点的过程中，重锤重力势能的减少量________，动能的增加量________。

（2）由于打点计时器两限位孔不在同一竖直线上，使纸带通过时受到的阻力较大，这样会导致实验结果______（选填“<”或“>”）

（3）在实验过程中，下列实验操作和数据处理错误的是________。

A．重物下落的起始位置靠近打点计时器

B．做实验时，先接通打点计时器的电源，再释放重锤

C．为测量打点计时器打下某点时重锤的速度v，可测量该点到O点的距离h，再根据公式计算，其中g应取当地的重力加速度

D．用刻度尺测量某点到O点的距离h，利用公式计算重力势能的减少量，其中g应取当地的重力加速度

（4）某同学在纸带上选取计数点后，测量它们到初速度为零的起始点的距离h，并计算出打相应计数点时重锤的速度v，通过描绘。若实验中重锤所受阻力不可忽略，且阻力大小保持不变，从理论上分析，合理的图象是图中的________。

A．B．C．D．

【答案】    ①.     ②.     ③. ＞    ④. C    ⑤. A

【解析】

【详解】（1）[1]从打下O点到打下B点的过程中，重锤重力势能的减少量为

[2]点的速度表示为

动能的增加量可表示为

整理得

（2）[3]根据能量转化与守恒可知，重物减少的重力势能转化为重物的动能和摩擦生热

因此

（3）[4]A．重物下落的起始位置靠近打点计时器，可以增大下落距离，减少误差，A正确，不符合题意；

B．做实验时，先接通打点计时器的电源，再释放重锤，避免释放纸带时重物有初速度，B正确，不符合题意；

C．通过计算速度即默认了机械能守恒

失去了验证的意义，C错误，符合题意；

D．用刻度尺测量某点到O点的距离h，利用公式计算重力势能的减少量，其中g应取当地的重力加速度，D正确，不符合题意。

故选C

（4）[5]设阻力的大小为，根据动能定理可得

整理得

从理论上分析，图像为一条过原点的直线。

故选A。

四、简答题（38分）

13. 2021年7月30日下午，东京奥运会蹦床女子个人网上决赛，中国选手朱雪莹以56.635分夺冠，为中国体育代表团夺得本届奥运会第17金，蹦床运动可简化为球压缩弹簧的模型，如图所示。小球从A点静止下落，到达O点小球的重力等于弹力，到达C点的速度为零，图中B点为轻弹簧处于原长时的最高点，若空气阻力可以忽略，请回答下列问题：

（1）小球从A到C的过程中，受到哪些力作用？分别做什么功？

（2）分析小球从A到C的过程中，系统中的能量如何变化，以及能量间转化情况

（3）小球动能最大的位置在何处？

【答案】（1）见解析；（2）见解析；（3）O点

【解析】

【详解】（1）小球从A到B的过程中，只受重力作用，做匀加速运动；从B到O的过程中，受重力和向上的弹力作用，因重力大于弹力，则加速度向下，随弹力的增加，加速度减小，即小球做加速度减小的加速运动；从O到C点，受弹力和重力作用，重力小于弹力，则加速度向上，随弹力的变大，则加速度变大，即小球做加速度增大的减速运动，直到速度减为零；重力始终做正功，弹力一直做负功；

（2）小球从A到B的过程中，只有重力做功，则重力势能转化为小球的动能；从B到O的过程中，重力势能减小，动能增加，弹性势能增加，重力势能减小量等于动能增量和弹性势能增量之和；从O到C点，重力势能减小，动能减小，弹性势能增加，且重力势能减小量和动能减小量之和等于弹性势能增加量。从A到C的整个过程中，重力势能的减小量等于弹簧弹性势能的增加量。

（3）由（1）的分析可知，小球在O点时受合力为零，速度最大，动能最大。

14. 如图所示，为一小车轨道模型，一质量为m=0.1kg的小车从轨道的最高点A（H=1m）由静止滑下，AB段的动摩擦因数μ=0.2，其余段均为光滑，AB与水平面的夹角θ为45°，当小车到达最低点后，绕半径r=0.2m的CD圆弧一周后，通过水平轨道CE，落入一距离BC为h=0.2m的平面FG中。

（1）求小车到达B点速度大小；

（2）求小车到达最高点D时对轨道的作用力；

（3）若小车最后恰好落在G点，则FG的长度L多大？

【答案】（1）；（2）3N，方向竖直向上；（3）

【解析】

【详解】（1）小球从A到B的过程中，运用动能定理可得

解得

（2）小球到D时，从释放点到D点由动能定理可得

在最高点，轨道对球向下的支持力为N，有

解得

由牛顿第三定律知，滑块经D点时对轨道的压力大小为

方向竖直向上

（3）除AB段粗糙外，其余段均光滑，从B点到E点，根据机械能守恒，则

从E点飞出后落地时间

FG的长度L

解得

15. 如图甲所示，一台起重机将质量m=200kg的重物由静止开始竖直向上匀加速提升，4s末达到额定功率，之后保持该功率继续提升重物，5s末重物达到最大速度vm。整个过程中重物的v—t图像如图乙所示。取g=10m/s2，不计额外功率。试计算：

（1）重物受到最大拉力；

（2）重物的最大速度vm；

（3）前5s起重机上升的高度。（结果保留3位有效数字）

‍

【答案】（1）2100N；（2）2.1m/s；（3）6.08m

【解析】

【详解】（1）由图像的斜率可得，重物加速上升时的加速度为

根据牛顿第二定律有

可知，加速度越大，则拉力越大，当重物加速上升时，重物受到拉力最大，即为

（2）4s末达到额定功率，可得额定功率为

当重物达到最大速度时有

则根据

可得，重物的最大速度为

（3）前4s重物上升的高度为

4s到5s过程，由动能定理有

可得，4s到5s重物上升的高度为

则前5s起重机上升的高度为