2023-2024学年上海市浦东新区川沙中学高一（下）期中物理试卷（含解析）

这是一份2023-2024学年上海市浦东新区川沙中学高一（下）期中物理试卷（含解析），共14页。试卷主要包含了单选题，填空题，简答题等内容，欢迎下载使用。
1.物体做匀速圆周运动的过程中，不发生变化的物理量是( )
A. 合力B. 线速度C. 向心加速度D. 周期
2.关于功率，下列说法正确的是( )
A. 力做功越多，功率越大B. 力做功时间越短，功率越大
C. 力做功越快，功率越大D. 做功的力越大，功率越大
3.某同学为配合值日生打扫地面，将凳子向上搬起后再缓慢放回原处，此过程中该同学对凳子做功的情况是( )
A. 一直做正功B. 先做正功、再做负功
C. 一直做负功D. 先做负功，再做正功
4.手指陀螺是现在很流行的一款指尖玩具，拨动之后利用惯性可在指尖做圆周运动，如图所示为一款手指陀螺，陀螺上有两个固定点A、B，其中A比B离转动轴远，问当它转动起来后以下说法不正确的是( )
A. A点的周期和B点的周期相等B. A点的角速度和B点的角速度相等
C. A点的线速度大于B点的线速度D. A点的向心加速度小于B点的向心加速度
5.如图所示，拖拉机后轮的半径是前轮半径的两倍，A和B是前轮和后轮边缘上的点，若车行进时车轮没有打滑，则( )
A. A点和B点的线速度大小之比为1：2
B. A点和B点的线速度大小之比为1：1
C. 前轮和后轮的角速度之比为1：1
D. A点和B点的向心加速度大小之比为1：2
6.有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是( )
A. 如图a，汽车通过拱桥的最高点时处于超重状态
B. 如图b所示的圆锥摆，小球做圆周运动的向心力由绳的拉力和重力的合力提供
C. 如图c，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别在水平面内做匀速圆周运动，则在A、B两位置圆锥筒对小球的支持力大小不相等
D. 如图d，火车转弯超过规定速度行驶时，内轨对内轮缘会有挤压作用
7.如图所示，在皮带传送装置中，皮带把物体P匀速传送至高处，在此过程中，下述说法正确的是( )
A. 摩擦力对物体做正功B. 支持力对物体做正功
C. 重力对物体做正功D. 合外力对物体做正功
8.卫星“墨子”成功进入离地面高度为500km的预定圆形轨道，实现了卫星和地面之间的量子通信。此前我国成功发射了第23颗北斗导航卫星G7，G7属地球同步卫星。下列说法中正确的是( )
A. “墨子”的运行速度大于7.9km/sB. 北斗G7可定点于川沙中学上方
C. “墨子”的周期比北斗G7小D. “墨子”的向心加速度比北斗G7小
9.假设地球自转加快，则仍静止在赤道上的物体变大的物理量是( )
A. 地球的万有引力B. 自转向心力C. 地面的支持力D. 重力
10.如图所示，摆球质量为m，悬线长度为L，把悬线拉到水平位置后放手。设在摆球从A点运动到最低点B点的过程中空气阻力的大小恒为F，则在该过程中( )
A. 重力做功的功率一直增大
B. 悬线的拉力做功为mgL
C. 空气阻力做功为−mgL
D. 空气阻力做功为−12FπL
11.如图所示是“嫦娥三号”环月变轨的示意图。在Ⅰ圆轨道运行的“嫦娥三号”通过变轨后绕Ⅱ圆轨道运行，则下列说法中正确的是( )
A. “嫦娥三号”在Ⅰ轨道的线速度大于在Ⅱ轨道的线速度
B. “嫦娥三号”在Ⅰ轨道的角速度大于在Ⅱ轨道的角速度
C. “嫦娥三号”在Ⅰ轨道的运行周期大于在Ⅱ轨道的运行周期
D. “嫦娥三号”由Ⅰ轨道通过加速才能变轨到Ⅱ轨道
12.如图甲为某同学转动自己手中的笔的过程，该过程可视为圆心为O的圆周运动，如图乙所示。已知笔长为L，当笔尖M的线速度大小为v1时，笔帽N的线速度大小为v2，则笔帽N做圆周运动的加速度大小为( )
A. v22LB. (v1+v2)2LC. v2(v1+v2)LD. v1(v1+v2)L
二、填空题：本大题共5小题，共24分。
13.牛顿把所有物体之间都存在的相互吸引力叫做______，其计算公式为______，卡文迪什利用______实验测出了引力常量，其值为G=6.67×10−11______。
14.两个相互垂直的力F1=8N和F2=6N作用在同一物体上，使物体运动，如图所示，物体通过一段位移时，力F1对物体做功4J，力F2对物体做功3J，则力F1与F2的合力为______N，F1与F2的合力对物体做的功为______J。
15.两颗人造地球卫星，它们的质量之比m1：m2=1：2，它们的轨道半径之R1：R2=1：3，那么它们所受的向心力之F1：F2=______，周期之T1：T2=______。
16.一小球做自由落体运动，在第1秒内重力做功W1，在第2秒内重力做功W2；第1秒末重力的即时功率P1，第2秒末重力的即时功率P2.则W1：W2=______，P1：P2=______．
17.同轴的两个薄纸圆盘，相距为L，以角速度ω匀速转动，一颗子弹从左边平行于轴射向圆盘，在两盘上留下两个弹孔，两弹空与盘心的连线间的夹角为π3，则这段时间内圆盘转过的最小角度为______，子弹的速度可能为______．
三、简答题：本大题共3小题，共36分。
18.卫星绕地球做匀速圆周运动时处于完全失重状态，物体对支持面几乎没有压力，所以在这种环境中已无法用天平称量物体的质量，假设某同学在这种环境设计了如图所示的装置(图中O为光滑的小孔)来间接测量物体的质量：给待测物体一个初速度，使它在桌面上做匀速圆周运动，假设只利用航天器中的基本测量工具(不使用数字化工具)。
(1)物体与桌面间的摩擦力可以忽略不计，原因是______；
(2)实验时需要测量的物理量，除了弹簧秤示数F、圆周运动的周期T，还需要测量______(参考前文，写出需要测量的物理量及代表这个物理量的字母)；
(3)待测质量的表达式为m= ______(用前面给出的字母表示)。
19.新能源汽车的研发和使用是近几年的热门话题。一辆测试用的小型电动汽车模型质量m=200kg在水平的公路上由静止开始匀加速启动，当功率达到8×103W后保持功率恒定，匀加速持续的时间是8s，该车运动的速度与时间的关系如图所示，汽车在运动过程中所受阻力不变，重力加速度g取10m/s2，求：
(1)该车在运动过程中所受阻力大小；
(2)8−18s内该车所受牵引力所做的功。
(3)从静止开始到18s末该车前进的距离。
20.滑板运动是一项惊险刺激的运动，深受青少年的喜爱。如图是滑板运动的轨道，AB和CD是两段光滑圆弧形轨道，BC是一段长l=7m的水平轨道。一运动员从AB轨道上的P点以vP=6m/s的速度下滑，经BC轨道后冲上CD轨道，到Q点时速度减为零，随后继续从Q开始无初速度自然滑下，如此往复在轨道中滑行，运动员不再通过蹬地等动作加速或者减速。已知P、Q距水平轨道的高度分别为h=1.4m，H=1.8m，运动员的质量m=50kg，不计圆弧轨道上的摩擦，取g=10m/s2，求：
(1)分别画出运动员在AB、BC、CD轨道上的受力分析图。
(2)运动员第一次经过B点、C点时的速率各是多少？
(3)运动员与BC轨道的动摩擦因数为多大？
(4)运动员最终停在BC轨道时，累计在BC轨道上运动了多少路程？
答案和解析
1.【答案】D
【解析】解：在描述匀速圆周运动的物理量中，合力、线速度、向心加速度这几个物理量都是矢量，虽然其大小不变但是方向在变，因此这些物理量是变化的；周期是标量，大小不变，故D正确，ABC错误。
故选：D。
根据匀速圆周运动的各个物理量特点判断即可。
本题很简单，考查了描述匀速圆周运动的物理量的特点，但是学生容易出错，如误认为匀速圆周运动线速度不变．
2.【答案】C
【解析】解：A、根据P=Wt知，力做功越多，功率不一定大。故A错误。
B、根据P=Wt知，力做功的时间越短，功率不一定大。故B错误。
C、功率是反映做功快慢的物理量，做功越快，功率越大。故C正确。
D、根据P=Fv知，力越大，功率不一定大。故D错误。
故选：C。
功率等于单位时间内所做的功，反映做功快慢的物理量．
解决本题的关键知道功率的定义式和物理意义，知道功率反映做功的快慢，不是反映做功的多少．
3.【答案】B
【解析】解：将课桌向上搬起过程中，人对课桌的有向上的作用力，课桌向上运动；故人对课桌做正功；
放下过程，人对课桌的力仍然向上，但运动方向向下；故人对课桌做负功；故B正确，ACD错误；
故选：B。
根据课桌的运动分析人对课桌力的方向；再根据功的定义即可明确该同学对课桌做功情况。
本题考查功的性质，要注意明确功的正负只表示力是动力还是阻力，负功表示力是阻力做功；同时注意课桌向下放时人对课桌的作用力是向上的，与重力相互平衡从而使课桌缓慢放下。
4.【答案】D
【解析】解：AB、由于A点与B点在同一物体上，属于同轴转动，则A点的角速度和B点的角速度相等，根据角速度和周期的公式：T=2πω，故可得A点的周期和B点的周期相等，故AB正确；
CD、根据线速度—角速度公式：v=ωr，向心加速度公式：a=ω2r可得，由于A比B离转动轴远，可知A点的线速度大于B点的线速度，A点的向心加速度大于B点的向心加速度，故C正确，D错误。
本题选择错误的，故选：D。
同轴转动，角速度相等；
同缘传动，线速度大小相等；
向心加速度的公式：a=rω2=v2r；
周期与角速度的关系：T=2πω；据此，分析解答即可。
解题关键是掌握角速度、线速度、向心加速度的关系。难度不大。
5.【答案】B
【解析】解：AB.拖拉机的前后轮属于同缘转动轮，A、B分别为前轮和后轮边缘上的一点，所以vA=vB，A点和B点的线速度大小之比为1：1，故A错误，B正确；
C.根据
v=ωr
vA=vB
可知，前、后两轮的角速度之比为2：1，故C错误；
D.由an=v2r
可知，v一定时，向心加速度大小与半径成反比，则A、B两点的向心加速度大小之比为2：1，故D错误。
故选：B。
传动装置，在传动过程中不打滑，则有：共轴的角速度是相同的，同一传动装置接触边缘的线速度大小是相等的，当线速度大小一定时，角速度与半径成反比；因此根据题目条件可知两点的线速度及角速度关系，据此求解即可。
明确同轴转动的角速度是相同的，同缘转动的线速度大小是相等的，灵活应用线速度、角速度与半径之间的关系分析实际问题。
6.【答案】B
【解析】解：A、当汽车在拱桥顶端对桥顶的压力为F，根据mg−F=mv2R得F=mg−mv2R小于重力，为失重状态，故A错误。
B、小球做圆周运动的向心力由绳的拉力和重力的合力提供，故B正确。
C、设支持力与竖直方向的夹角为α，则支持力的大小N=mgcsα，两球质量相同，支持力相等，故C错误。
D、火车拐弯时超过规定速度行驶时，由于支持力和重力的合力不够提供向心力，会对外轨产生挤压，即外轨对轮缘会有挤压作用，故D错误。
故选：B。
分析每种模型中物体的受力情况，根据合力提供向心力求出相关的物理量，进行分析即可。
此题考查圆周运动常见的模型，每一种模型都要注意受力分析找到向心力，从而根据公式判定运动情况。
7.【答案】A
【解析】解：A、物体匀速向上运动的过程中，摩擦力的方向沿传送带向上，与运动的方向相同，所以摩擦力做正功。故A正确。
B、支持力的方向与运动的方向垂直，知支持力对物体不做功。故B错误。
C、重力竖直向下，位移斜向上，重力做负功，故C错误；
D、物体匀速上升，动能变化量为零，根据动能定理知，合力做功为零。故D错误。
故选：A。
根据力的方向与运动方向的关系判断该力做正功还是负功。根据动能定理，结合动能的变化量判断合力做功情况。
解决本题的关键会根据力的方向与运动的方向判断力的做功情况，当力与速度的方向的夹角0°≤θ