2021-2022学年山东省滨州市沾化区实验高级中学高一（下）期中物理试题含解析

沾化实验高中2021-2022学年下学期期中考试

高一物理

一、选择题（本题共12小题，共40分，第1～8题只有一个选项符合题目要求，选对得3分，选错或不答得零分；第9～12题给出的选项中有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答得零分。

1. 跳伞表演是人们普遍喜欢的观赏性体育项目，如图所示，当运动员从直升机上由静止跳下后，在下落过程中将会受到水平风力的影响，下列说法中正确的是（　　）

A. 风力越大，运动员下落时间越长，运动员可完成更多的动作

B. 风力越大，运动员着地时的竖直速度越大，有可能对运动员造成伤害

C. 运动员下落时间与风力无关

D. 运动员着地速度与风力无关

【答案】C

【解析】

【详解】AC.运动员同时参与了两个分运动，竖直方向向下落和水平方向随风飘，两个分运动同时发生，相互独立；则水平方向的风力大小不影响竖直方向的运动，即落地时间不变，选项A错误，C正确；

BD.不论风速大小，运动员竖直方向的运动不变，则下落时间和竖直方向下落的速度不变，但水平风速越大，水平方向的速度越大，则落地的合速度越大，故BD错误．

2. 如图所示，洗衣机脱水桶在转动时，衣服贴靠在匀速转动的圆筒内壁上而不掉下来，则衣服：（      ）

A. 受到重力、弹力、静摩擦力和向心力四个力的作用

B. 所需的向心力由重力提供

C. 所需的向心力由静摩擦力提供

D. 所需的向心力由重力、弹力、静摩擦力的合力提供

【答案】D

【解析】

【详解】衣服贴靠在匀速转动的圆筒内壁上而不掉下来时，受重力、支持力和静摩擦力的作用，如图所示：

重力和静摩擦力大小相等方向相反，合力为零，弹力提供向心力，但不能说受到向心力作用．故D正确，ABC错误．

3. 如图所示，在某次壁球训练时，运动员在同一位置以不同的角度斜向上发球，最后球都能恰好垂直击打在竖直墙面的不同高度。忽略空气阻力，关于球在这两次从飞出到恰好击打墙壁的运动过程，下列说法正确的是（　　）

A. 飞出时的初速度竖直分量相等

B. 在空中的时间相等

C. 击打墙壁的速度相等

D. 飞出时的初速度大小可能相等

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】A．壁球反向做平抛运动，在竖直方向上做自由落体运动，高度较小的，抛出时速度的竖直分量较小，故A错误；

B．将壁球的运动反向处理，即为平抛运动，竖直方向上为自由落体运动，由题意可知，运动过程中高度较小的，运动时间较短，因此球在这两次从飞出到撞击墙壁前的过程中，在空中的时间不相等，故B错误；

C．壁球反向做平抛运动，在水平方向做匀速直线运动，水平射程相等，高度较小的，运动时间短，水平分速度较大，即壁球撞击墙壁的速度较大，故C错误；

D．根据速度的合成可知，高度较小的，水平速度大，竖直速度小，故抛出时的初速度大小不能确定，有可能相等，故D正确。

故选D。

4. 如图所示，一个长直轻杆AB在墙角沿竖直墙和水平地面滑动，当AB杆和墙的夹角为时，杆的A端沿墙下滑的速度大小为，B端沿地面的速度大小为，则、的关系是（   ）

A.  B.  C.  D.

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】将A点的速度分解为沿杆子方向和垂直于杆子方向，在沿杆子方向上的分速度为

v1∥=v1cosθ

将B点的速度分解为沿杆子方向和垂直于杆子方向，在沿杆子方向上的分速度

v2∥=v2sinθ

由于

v1∥=v2∥

所以

v1=v2tanθ

故C正确ABD错误。

故选C。

5. 列车转弯时的受力分析如图所示，铁路转弯处的圆弧半径为R，两铁轨之间的距离为d，内外轨的高度差为h，铁轨平面和水平面间的夹角为（很小，可近似认为），下列说法正确的是（　　）

A. 列车转弯时受到重力、支持力和向心力的作用

B. 列车过转弯处的速度时，列车轮缘不会挤压内轨和外轨

C. 列车过转弯处的速度时，列车轮缘会挤压外轨

D. 若减小角，可提高列车安全过转弯处的速度

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】A．列车转弯时受到重力、支持力，重力和支持力的合力提供向心力，A错误；

B．当重力和支持力的合力提供向心力时，则

解得

列车轮缘不会挤压内轨和外轨，B正确；

C．列车过转弯处的速度时，转弯所需的合力

故此时列车内轨受挤压，C错误；

D．若要提高列车速度，则列车所需的向心力增大，故需要增大α，D错误。

故选B。

6. 2021年6月17日，神舟十二号载人飞船与天和核心舱完成对接，航天员聂海胜、刘伯明、汤洪波进入天和核心舱，标志着中国人首次进入了自己的空间站。对接过程的示意图如图所示，天和核心舱处于半径为r3的圆轨道Ⅲ；神舟十二号飞船处于半径为r1的圆轨道Ⅰ，运行周期为T1，通过变轨操作后，沿椭圆轨道Ⅱ运动到B处与天和核心舱对接。则神舟十二号飞船（　　）

A. 在轨道I和轨道Ⅱ运动经过A点时速度大小相同

B. 沿轨道Ⅱ从A运动到对接点B过程中，速度不断增大

C. 沿轨道Ⅱ运行的周期为

D. 沿轨道Ⅰ运行的周期大于天和核心舱沿轨道Ⅲ运行的周期

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】A．飞船从轨道I变轨到轨道Ⅱ需要加速，所以经过A点时速度大小不相同。故A错误；

B．沿轨道Ⅱ从A运动到对接点B过程中，万有引力做负功，速度不断减小。故B错误；

C．根据开普勒第三定律，有

解得

故C正确；

D．飞船绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，有

解得

所以沿轨道Ⅰ运行的周期小于天和核心舱沿轨道Ⅲ运行的周期。故D错误。

故选C。

7. 如图所示为模拟过山车的实验装置，小球从左侧的最高点释放后能够通过竖直圆轨道而到达右侧。若竖直圆轨道的半径为R，重力加速度为g，要使小球能顺利通过竖直圆轨道，则小球通过竖直圆轨道的最高点时的角速度最小为（　　）

A.  B. 2 C.  D.

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】小球能通过竖直圆轨道的最高点的临界状态为重力提供向心力，即

mg＝mω2R

解得

ω＝

选项C正确,ABD错误。

故选C。

8. 一轻质弹簧固定于O点，另一端系一重物，将重物从与悬挂点等高的地方无初速度释放（弹簧无形变），让其自由摆下，不计空气阻力，在水平位置弹簧长度等于原长，重物在摆向最低点的过程中（　　）

A. 重物的重力势能减少，减少的重力势能等于增加的弹性势能

B. 重物和地球组成的系统机械能守恒

C. 重物的动能增加，增加的动能等于重物重力势能的减少量

D. 重物、轻弹簧和地球组成的系统机械能守恒

【答案】D

【解析】

【详解】A．重物在摆向最低点的过程中，重物的重力势能减小量等于弹簧弹性势能增加量加上重物动能增加量，A错误；

B．由于弹簧对重物做负功，重物和地球组成的系统机械能减少，B错误；

C．由能量守恒可知，重物增加的动能等于重物重力势能的减少量减去弹簧增加的弹性势能，C错误；

D．重物、轻弹簧和地球组成的系统机械能守恒，D正确。

故选D。

9. 如图所示，质量的物体从高为的光滑轨道上P点由静止开始下滑，滑到水平传送带上的A点，物体和传送带之间的动摩擦因数为，传送带AB之间的距离为，传送带一直以的速度匀速运动，则取（　　）

A. 物体从A运动到B的时间是

B. 物体从A运动到B的过程中，摩擦力对物体做功为

C. 物体从A运动到B的过程中，产生的热量为

D. 物体从A运动到B的过程中，带动传送带转动的电动机多做的功为

【答案】AC

【解析】

【分析】

【详解】A．设物体下滑到A点的速度为，对PA过程，由机械能守恒定律有

代入数据得

则物体滑上传送带后，在滑动摩擦力作用下匀加速运动，加速度大小为

加速至速度与传送带相等时用时

匀加速运动的位移

所以物体与传送带共速后向右匀速运动，匀速运动的时间为

故物体从A运动到B的时间为

故A正确；

B．物体运动到B的速度是根据动能定理得：摩擦力对物体做功

故B错误；

C．在时间内，皮带做匀速运动的位移为

故产生热量

代入数据得

故C正确；

D．电动机多做的功一部分转化成了物体的动能，另一部分转化为内能，则电动机多做的功

故D错误。

故选AC。

10. 如图所示，直径为d的竖直圆筒绕中心轴线以恒定的转速匀速转动.一子弹以水平速度沿圆筒直径方向从左侧射入圆筒，从右侧射穿圆筒后发现两弹孔在同一竖直线上且相距为h，重力加速度为g，则（　　）

A. 子弹在圆筒中的水平速度为v0=d

B. 子弹在圆筒中的水平速度为v0=2d

C. 圆筒转动的角速度可能为ω=π

D. 圆筒转动的角速度可能为ω=3π

【答案】ACD

【解析】

【分析】

【详解】AB．子弹在圆筒中运动的时间与自由下落高度h的时间相同，由公式得

t=

则

v0==d

故A正确，B错误；

CD．在此段时间内圆筒转过的圈数为半圈的奇数倍，即

ωt=(2n＋1)π(n＝0,1,2，……)

所以

ω＝＝(2n＋1)π(n＝0,1,2，……)

故CD正确。

故选ACD。

11. 如图所示，卫星a、b、c沿圆形轨道绕地球运行。a是极地轨道卫星，在地球两极上空约1000km处运行；b是低轨道卫星，距地球表面高度与a相等；c是地球同步卫星，则（　　）

A. a、b的周期比c大

B. a、b的向心力大小一定相等

C. a、b的线速度一样

D. a、b的向心加速度比c大

【答案】D

【解析】

【详解】卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力

解得

，，

ACD．a、b卫星的轨道半径相等，则周期相等，线速度大小相等，方向不同，向心加速度大小相等，c卫星的轨道半径大于a、b卫星的轨道半径，则c卫星的向心加速度小于a、b的向心加速度，周期大于a、b的周期，故AC错误D正确；

B． 卫星的质量未知，无法比较向心力的大小，故B错误；

故选D。

12. 如图所示，质量为M、长度为L的小车静止在光滑的水平面上。质量为m的小物块（可视为质点）放在小车的最左端。现用一水平恒力F作用在小物块上，使小物块从静止开始做匀加速直线运动。小物块和小车之间的摩擦力大小为，小物块滑到小车的最右端时，小车运动的距离为x，在这个过程中，以下结论正确的是（　　）

A. 小物块到达小车最右端时具有的动能为

B. 小物块到达小车最右端时，小车具有的动能为

C. 摩擦力对小物块所做的功为

D. 小物块在小车上滑行过程中，系统产生的内能为

【答案】BCD

【解析】

【详解】A．小物块到达小车最右端过程，对于小物块根据动能定理可得

小物块到达小车最右端时具有的动能为

故A错误；

B．小物块到达小车最右端过程，对于小车根据动能定理可得

小车具有的动能为

故B正确；

C．摩擦力对小物块所做的功为

故C正确；

D．小物块在小车上滑行过程中，系统产生的内能为

故D正确；

故选BCD。

二、实验题（共2题，共14分）

13. 在“研究平抛运动”实验中：

（1）如图甲所示是用横挡条卡住平抛的小球来确定平抛运动轨迹的方法，坐标原点应选小球在斜槽末端点时的________

A．球心    B．球的上端C．球的下端

（2）在此实验中，下列说法中，正确是______

A．斜槽轨道必须光滑

B．记录的点应适当多一些

C．用平滑曲线把所有的点连接起来

D．y轴的方向根据重垂线确定

（3）图乙是利用图甲装置拍摄的小球做平抛运动的频闪照片，由照片可以判断实验操作错误的是_____

A．释放小球的初速度不为

B．释放小球的初始位置不同

C．斜槽末端切线不水平

【答案】    ①. A    ②. BD    ③. C

【解析】

【详解】(1)[1]确定平抛运动轨迹的方法，坐标原点应选小球在斜槽末端时的球心所在位置

故选A；

(2)[2]A．实验过程中，斜槽不一定光滑，只要能够保证从同一位置静止释放，即使轨道粗糙，小球离开斜槽末端的速度也是一样的，故A错误；

BC．记录点适当多一些，能够保证描点光滑，用平滑曲线连接，偏离较远的点应舍去，故B正确，C错误；

D．y轴必须是竖直方向，即用重垂线确定，故D正确。

故选BD；

(3)[3]由题图可知斜槽末端不水平，才会造成斜抛运动

14. 用如图1所示的实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒。m2从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。如图2给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出)，所用电源的频率为50Hz，计数点间的距离如图2所示。已知m1＝50g、m2＝150g，则：（结果均保留两位有效数字）

(1)在纸带上打下计数点5时的速度v5＝______m/s；

(2)在打下第0点到打下第5点的过程中系统动能的增量ΔEk＝____J，系统重力势能的减少量ΔEp＝______J；（取当地的重力加速度g＝10m/s2）

(3)若某同学作出v2－h图象如图3所示，则当地的重力加速度g＝________m/s2。

【答案】    ①. 2.4    ②. 0.58    ③. 0.60    ④. 9.7

【解析】

【分析】本题考查验证机械能守恒定律的实验，由实验数据算出某一过程系统动能的增加量，和这一过程重力势能的减少量，再结合数据及公式进行分析。

【详解】(1)[1]根据在匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度大小等于该过程中的平均速度，可知打第5个点时的速度为

(2)[2]物体的初速度为零，所以系统动能的增加量为

[3]重力势能的减小量等于物体重力做功，故系统重力势能减少量为

(3)[4]本题中根据机械能守恒可知

即有

所以作出的图象中，斜率表示重力加速度，由图可知斜率

故当地的实际重力加速度

三、计算题（本题共4小题，共46分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。）

15. 据报道，首次在太阳系外发现“类地”行星Kepler-186f。若宇航员乘坐宇宙飞船到达该行星，进行科学观测：该行星自转周期为T；宇航员在该行星“北极”距该行星地面附近h处自由释放一个小球（引力视为恒力），落地时间为t，已知该行星半径为R，万有引力常量为G，求：

（1）该行星的第一宇宙速度；

（2）如果该行星存一颗同步卫星，其距行星表面高度。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）根据

得行星表面的重力加速度

根据

得行星的第一宇宙速度

（2）根据星球表面

得行星的质量

根据

又

解得

16. 质量为kg汽车，沿倾角为300的斜坡由静止开始向上运动，汽车在运动过程中所受摩擦阻力大小恒为，汽车发动机的额定输出功率为，开始时以的加速度做匀加速运动．求：

（1）汽车做匀加速运动的时间；

（2）汽车所能达到的最大速率.

【答案】(1)     (2)

【解析】

【详解】(1)根据牛顿第二定律有： 

设匀加速的末速度为v，则有：P=Fv   

根据速度时间公式： v=at

代入数值匀加速的时间为：t=7s

(2)当达到最大速度vm时，有：

解得汽车的最大速度为：vm=8m/s

17. 质量均为m的物体A和B分别系在一根不计质量的细绳两端，绳子跨过固定在倾角为30°的斜面顶端的定滑轮上，斜面固定在水平地面上，开始时把物体B拉到斜面底端，这时物体A离地面的高度为1.8m，如图所示，若摩擦均不计，从静止开始放手让它们运动（斜面足够长，g取10m/s2）．求：

（1）物体A刚落地时的速度是多少？

（2）物体B能沿斜面滑行的最大距离是多少？

【答案】（1）3m/s     （2）2.7m

【解析】

【分析】

【详解】(1) 设A落地时的速度为v，AB组成的系统机械能守恒，有：

代入数据解得：

（2）A落地后，B以v 为初速度沿斜面匀减速上滑，设沿斜面又上滑的距离为s，

由动能定理得：

代入数据解得：

则物体B能沿斜面滑行的最大距离为：

18. 如图，一个质量为m=0.6kg 的小球以某一初速度v0=2m/s从P点水平抛出，从粗糙圆弧ABC的A点的切线方向进入（不计空气阻力，进入圆弧时无机械能损失）且恰好沿圆弧通过最高点C，已知圆弧的半径R=0.3m，θ=60°，g=10m/s2．试求：

(1)小球到达A点时的速度vA的大小；

(2)P点与A点的竖直高度H；

(3)小球从圆弧A点运动到最高点C的过程中克服摩擦力所做的功W．

【答案】(1)vA=4m/s  (2)h=0.6m  (3)W=1.2J

【解析】

【详解】（1）小球恰好从圆弧ABC的A点的切线方向进入圆弧，则小球到A点的速度与水平方向的夹角为θ，所以：

（2）

vy=vAsinθ=

由平抛运动的规律得：

vy2=2gh

带入数据解得：

h=0.6m

（3）物体刚好过C点，则有：mg=m
A到C的运动过程中，运用动能定理得：−mg(R+Rcosθ)−Wf＝

联立并代入数据得：W=1.2J