2021-2022学年四川省遂宁市第二中学高一（下）半期考试物理试题含解析

遂宁二中高2021级2021—2022学年第二学期半期考试物理试题

考试时间：90分钟  总分：100分

注意事项：

1.答题前在答题卡上填写好自己的姓名、班级、考号等信息

2.请将答案正确填写在答题卡上

一、选择题题（本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1-8小题只有一个选项符合题目要求，第9-12小题有多个选项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）

1. 下列说法中正确的是（　　）

A. 物体在变力作用下一定做曲线运动

B. 物体在恒力作用下不可能做曲线运动

C. 做曲线运动的物体，其速度的方向一定是变化的

D. 做曲线运动的物体，其加速度的方向一定是变化的

【答案】C

【解析】

【详解】A．物体在变力作用下也可能做直线运动，不一定做曲线运动，选项A错误；

B．物体在恒力作用下也可能做曲线运动，例如平抛运动，选项B错误；

C．做曲线运动的物体，其速度的方向一定是变化的，选项C正确；

D．做曲线运动的物体，其加速度的方向不一定是变化的，例如平抛运动，选项D错误。

故选C。

2. 如图，身高不同的甲、乙两人站在同一位置，同时向正前方水平地面上的玩具水平抛出圆环，圆环恰好都套中玩具。若圆环离手后的运动可视为平抛运动，环的初速度分别为与，可判断（　　）

A. 甲先套住玩具 B. 两人同时套住玩具

C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】AB．根据

可知

可知乙环落地时间较短，则乙先套住玩具，选项AB错误；

CD．根据

因x相等， ，则

选项C错误，D正确。

故选D。

3. 一小船渡河，河宽90m，水流速度为3m/s，小船在静水中的速度为4m/s，则（　　）

A. 小船渡河时间最短为18s

B. 小船能垂直到达正对岸

C. 小船渡河的实际速度一定为5m/s

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

【答案】B

【解析】

【详解】AD．若船头始终垂直于河岸，则小船渡河时间最短，有

解得

且由上述式子可知，若渡河过程中水流速度变大，则渡河时间不变，故AD错误；

B．由于船速大于水速，所以船速在沿河岸方向的分速度可能与水速相等，所以小船可能垂直到达正对岸，故B正确；

C．由运动的合成与分解知，小船的实际速度在船速和水速之差到船速与水速之和之间，即

故C错误

故选B。

4. 如图一汽车过拱形桥，汽车质量为，拱形桥的半径为100m，当汽车行驶到拱桥的最高点时速度为10m/s，汽车对桥的压力大小占自身重力的百分数为（重力加速度g取）（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】在最高点对汽车受力分析有

解得

汽车对桥的压力大小占自身重力的百分数为

故ABC错误，D正确。

故选D。

5. 宇宙中存在质量相等的四颗星组成的四星系统，这些系统一般离其他恒星较远，通常可忽略其他星体对它们的引力作用；四颗星稳定地分布正方形的四个顶点上运动，它们都绕正方形中心做圆周运动，如题图所示，若每个星体的质量均为m，引力常量为G，正方形的边长为a，则每个星体所受万有引力为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】对于每一个星体受到三个力的作用，相邻两个星体的作用力的矢量合

对角线上星体对它的作用力

这两个力在同一直线上，所以合力应该为

故选D。

6. 设宇宙中有一自转角速度为，半径为R、质量分布均匀的小行星。在小行星上用弹簧测力计称量某一质量为m的物块，在极点处弹簧测力计的示数为F，此处重力加速度大小为；在赤道处弹簧测力计的示数为，此处重力加速度大小为，则下列关系式正确的是（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】A．设小行星的质量为M，则在极点有

在赤道有

由上述两个式子解得

故A项错误；

B．对极点处物块受力分析，物块受重力和弹簧弹力，且二者合力为零，所以有

故B项正确；

CD．由之前的分析可知

故根据题意有

解得

故CD错误。

故选B。

7. 以一定的初速度竖直向上抛出一个质量为m的小球，小球上升的最大高度为h。空气阻力大小恒为f，则从抛出点到返回至抛出点的过程中，下列说法正确的是（　　）

A. 空气阻力对小球做的功为零，重力对小球做的功也为零

B. 空气阻力对小球做的功为零，重力对小球做的功为2mgh

C. 空气阻力对小球做的功为-2fh，重力对小球做的功为零

D. 空气阻力对小球做的功为-fh，重力对小球做的功为mgh

【答案】C

【解析】

【详解】整个过程中小球的高度差为零，所以重力做功为零；上升过程中，空气阻力向下，做负功

在下降过程中，空气阻力向上，做负功

整个过程中空气阻力做功为

故ABD错误，C正确。

故选C。

8. 如图所示，一小物块（看作质点）放在水平转盘上，用一根长为l轻绳沿半径方向与转轴相连，绳与盘面平行，物块与盘面动摩擦因数为µ，当物块与盘以角速度转动时，小物块所受力的个数为（　　）

A. 4 B. 3 C. 2 D. 1

【答案】A

【解析】

【详解】最大静摩擦力刚好提供向心力时

求得

此时绳上有作用力，所以小物块所受力为重力，支持力，拉力，与摩擦力。

由上述分析可知，A正确。

故选A。

9. 下列说法正确是（　　）

A. 德国天文学家开普勒研究丹麦天文学家第谷的行星观测记录发现了行星的运动规律

B. 所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳位于椭圆的中心

C. 在相同的时间内地球和太阳的连线扫过的面积与金星和太阳的连线扫过的面积相等

D. 地球公转轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值等于金星公转轨道的半长轴三次方跟公转周期的二次方的比值

【答案】AD

【解析】

【详解】A．德国天文学家开普勒研究丹麦天文学家第谷的行星观测记录发现了行星的运动规律，选项A正确；

B．所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点处，选项B错误；

C．根据开普勒第二定律：对每一个行星而言，行星与太阳的连线在相同时间内扫过的面积相等，故C错误；

D．地球和金星都绕太阳运动，由开普勒第三定律得知

所以地球公转轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值等于金星公转轨道的半长轴三次方跟公转周期的二次方的比值，选项D正确。

故选AD。

10. 2021年12月9日下午，“天宫课堂”第一课在太空“教室”——中国空间站正式开讲并直播，王亚平航天员说到，在空间站每天可以看到16次日出。若中国空间站的轨道离地球表面高度为h，绕地球周期为T。地球半径为R，引力常量为G，则（　　）

A. 地球密度为 B. 地球质量为

C. 空间站的加速度比同步卫星的加速度大 D. 空间站运行的线速度大于7.9km/s

【答案】BC

【解析】

【详解】AB．地球的密度为

解得

所以A错误；B正确；

C．根据

解得

空间站的运转半径比同步卫星的运行半径小，则空间站运行的加速度大于同步卫星的加速度，选项C正确；

D．根据

解得

空间站轨道半径大于地球的半径，则空间站运行的线速度小于7.9km/s，所以D错误；

故选BC。

11. 如图所示，一飞行器围绕地球沿半径为r的圆轨道1运动。经P点时，启动推进器短时间内向前喷气使其变轨，2、3是与轨道1相切于P点的可能轨道。则飞行器（　　）

A. 变轨后将沿轨道2运动

B. 相对于变轨前运动周期变小

C. 变轨前、后在两轨道上经P点的速度大小相等

D. 变轨前、后在两轨道上经P点的加速度大小相等

【答案】BD

【解析】

【详解】A．经P点时，启动推进器短时间内向前喷气使其变轨，飞行器将做减速运动，则会有

飞行器将做近心运动，轨道半径减小，将沿轨道3运动，A错误；

B．根据开普勒第三定律可知，因轨道半径变小，则运动周期变小，B正确；

C．因变轨过程是飞行器向前喷气的过程，为减速过程，变轨前、后在两轨道上经P点的速度大小不相等，C错误；

D．飞行器在P点都是万有引力产生加速度，有

可知飞行器变轨前、后在两轨道上经P点的加速度大小相等，D正确。

故选BD。

12. 额定功率为100kW汽车，在平直公路上行驶的最大速度为20m/s，汽车的质量，如果汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度大小为，运动过程中阻力不变，则下列说法正确的是（　　）

A. 汽车所受的恒定阻力为5000N B. 匀加速阶段汽车的牵引力为5000N

C. 匀加速所能持续的时间为4s D. 汽车匀加速阶段的最大速度为12m/s

【答案】AC

【解析】

详解】A．当汽车所受阻力与牵引力相等时速度达到最大值，所以有

解得

故A项正确；

B．因为汽车做匀加速直线运动，所以有

解得

故B项错误；

CD．设匀加速阶段最大速度为v，当汽车的功率达到额定功率时，匀加速阶段过程的速度达到最大，则有

解得

故C正确，D错误。

故选AC。

二、实验题（每空2分，共10分）

13. 某小组用图1实验装置来描绘钢球平抛的轨迹，M是斜槽，N是水平放置的可以上下调节的倾斜挡板N，实验前先将一张白纸和复写纸固定在装置的背板上并保持背板竖直。

（1）调整斜槽M使斜槽末端水平

（2）使钢球从斜槽某一位置滚下，钢球落到挡板后挤压挡板，在白纸上留下痕迹。通过多次实验，在白纸上记录钢球所经过的多个位置。

回答以下问题：

①本实验中，__________（选填“需要”或“不需要”）记住钢球开始滚下时在斜槽上的位置；

②小球滚下时，__________（选填“需要”或“不需要”）小球从静止滚下。

③本次实验中是否要求斜槽越光滑越好__________（选填“需要”或者“不需要”）

④做完实验后某同学以钢球平抛初始位置为坐标原点建立坐标系画出钢球的轨迹如图2，若已知重力加速度为g，测出A点的坐标为，则钢球平抛时的初速度v=__________（用题目给出符号表示）

⑤做完实验后另一同学没有得到钢球平抛初始位置，他画出的轨迹图的坐标原点不是平抛初始位置，如图3所示，他测出了轨迹中两点的坐标，，若已知重力加速度为g，则平抛的初速度v=__________（用题目给出的符号表示）。

【答案】    ①. 需要    ②. 需要    ③. 不需要    ④.     ⑤.

【解析】

【详解】（2）①[1]本实验中，要求每次使小球从斜槽上的同一位置滚下，则需要记住钢球开始滚下时在斜槽上的位置；

②[2]为保证小球到达底端时的速度相等，则小球滚下时，需要小球从同一位置从静止滚下。

③[3]本次实验中只需要小球到达底端时的速度相等即可，斜槽不需要越光滑越好。

④[4]若已知重力加速度为g，测出A点的坐标为，则

解得钢球平抛时的初速度

⑤[5]从B到C水平方向

竖直方向

解得

三、解答题（本题共4小题，共42分。按要求作答，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。有数字计算的题，答案中必须明确写出数据值和单位。）

14. 如图所示，长为3L的不可伸长的轻绳，穿过一长为L的竖直轻质细管，两端拴着质量分别为m、2m的小球A和小物块B，开始时B先放在细管正下方的水平地面上。手握细管轻轻摇动一段时间后，B对地面的压力恰好为零，A在水平面内做匀速圆周运动。已知重力加速度为g，不计一切摩擦。求此时：

（1）绳与竖直方向夹角θ；

（2）小球A线速度大小。

【答案】（1）60°；（2）

【解析】

【详解】（1）对物块B，根据平衡条件

对小球A，竖直方向上，根据平衡条件

联立解得

（2）根据几何关系可知，小球A做圆周运动的半径为

对小球A，水平方向上，根据牛顿第二定律

联立解得

15. 中国载人航天喜讯不段，太空技术取得了飞跃的发展。太空旅行将逐渐成为可能，未来有一天，你乘坐宇宙飞船来到某星球。该星球的密度与地球密度相同，在星球表面上用测力计测得质量为m的小球重力为F，然后以某一初速度竖直向上抛出该小球，小球上升的最大高度为h。不计小球受到的空气阻力，忽略地球和星球的自转影响，地球表面的重力加速度为g，地球半径为R，求：

（1）小球被抛出的初速度大小；

（2）该星球的半径。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）由题意知，星球表面的重力加速度

设小球抛出时的初速度为，则

解得

（2）设星球的半径为，质量为，地球半径为R，质量为M，根据题意该星球的密度与地球密度相同，有

在地球和星球的表面，有

联立解得

16. 如图，某同学用与水平方向成37°角斜向上的拉力F拉动箱子由静止开始向右滑动，已知物体质量10kg，拉力F为50N，箱子和地面间的滑动摩擦因数为0.4，取，，。求：

（1）时箱子的瞬时速度和5s内箱子的位移；

（2）5s内拉力F做的功和摩擦力f对箱子做的功；

（3）前5秒内拉力的平均功率和第5秒末拉力的瞬时功率。

【答案】（1）6m/s，15m；（2）600J，-420J；（3）120W，240W

【解析】

【详解】（1）竖直方向根据受力平衡可得

又

根据牛顿第二定律可得

解得

时箱子的瞬时速度为

箱子在5s内箱子的位移为

（2）5s内拉力F做的功为

5s内摩擦力f对箱子做的功为

（3）前5秒内拉力的平均功率为

第5秒末拉力的瞬时功率为

17. 如图所示，一个可视为质点的质量为2kg的木块从P点以初速度向右运动，木块与水平面间的动摩擦因数，木块运动到M点后水平抛出，恰好沿圆弧轨道AB的A点的切线方向进入圆弧（不计空气阻力）。已知圆弧的半径，半径OA与竖直半径OB间的夹角，木块到达A点时的速度，取，，。求：

（1）P到M的距离l；

（2）M、A间的距离s；

（3）木块在A点对轨道的压力的大小。

【答案】（1）2m；（2）；（3）112N

【解析】

【详解】（1）由题意可得，M点的速度为

木块在水平面上滑行时的加速度大小

P到M的距离

（2）由题图可知，木块运动至A点时竖直方向的分速度为

设M点与A点的水平距离为x，竖直高度为h，有

解得

（3）设木块到达A点时，轨道对木块的支持力为，根据牛顿第二定律可得

解得

由牛顿第三定律可知，木块对轨道的压力大小