2020-2021学年陕西省晋中市山西省某校高一下期中考试新人教版练习题

这是一份2020-2021学年陕西省晋中市山西省某校高一下期中考试新人教版练习题，共7页。试卷主要包含了选择题，多选题，实验探究题，解答题等内容，欢迎下载使用。


1. 生活中曲线运动随处可见，物体做曲线运动一定受到了外力的作用．关于物体做曲线运动，下列说法正确的是（ ）
A.速度方向有时与曲线相切，有时与曲线的切线垂直
B.平抛运动是匀变速曲线运动，斜抛运动是变加速曲线运动
C.物体所受合力方向一定指向曲线的凹侧
D.物体所受合力可能不变，但它的加速度一定改变

2. 某时刻一物体开始做平抛运动，设该物体运动时间为t、水平方向的分速度大小为vx、竖直方向的分速度大小为vy、水平方向的位移大小为x和竖直方向的位移大小为y，下列关于它们之间的关系图像不合理的是（ ）
A.B.
C.D.

3. 如图所示，A为主动轮，B、C为从动轮（皮带不打滑），三轮通过绷紧的皮带连接，三轮半径之比为R1:R2:R3=4:2:3，A轮匀速转动，A1、B1、C1分别为A、B、C轮边缘上的点．则（ ）

A.A1、B1、C1三点的线速度大小之比为4:2:3
B.A1、B1、C1三点的角速度大小之比为2:4:3
C.A1、B1、C1三点的周期之比为4:2:3
D.A1、C1两点的向心加速度大小之比为 9:16

4. 一质量m=0.5kg的滑块，静止在如图所示的光滑水平面上的A点，在方向水平向右、大小为3N的拉力F作用下开始运动，同一时刻一小球从水平面上的B点正上方高为h处以初速度v0=5m/s水平抛出，一段时间后小球恰好落在滑块上．取重力加速度大小g=10m/s2，A点与B点的距离L=8m，滑块与小球均可视为质点，不计空气阻力．则（ ）

A.滑块运动的加速度大小为1.5m/s2
B.小球被抛出时距离B点的高度为5m
C.这个过程中滑块的位移大小为52m
D.这个过程中小球运动的时间为43s

5. 如图所示，位于竖直面内的光滑金属细圆环半径为R，质量分别为m1和m2的两带孔小球穿于环上．当圆环最终以角速度ω绕竖直直径匀速转动时，发现两小球均离开了原位置，它们和圆心的连线与竖直方向的夹角分别记为θ1和θ2，下列说法正确的是（ ）

A.若m1>m2，则θ1>θ2
B.若m1θ2
C.若θ1<θ2，则m1>m2
D.θ1和θ2总是相等，与m1和m2的大小无关

6. 岁月静好，是因为有人负重前行！当今世界并不太平，人民解放军的守护是我国安定发展的基石．如图所示，在我国空军某部一次军事演习中，一架国产轰炸机正在进行投弹训练，轰炸机以200m/s的恒定速度向竖直峭壁水平飞行，先释放炸弹甲，再飞行5s后释放炸弹乙．炸弹甲和炸弹乙均击中竖直峭壁上的目标．不计空气阻力，取重力加速度大小g=10m/s2，则下列说法正确的是（ ）

A.炸弹甲击中目标5s后，炸弹乙击中目标
B.炸弹甲和炸弹乙同时击中目标
C.两击中点间的距离为125m
D.释放炸弹甲时，飞机与峭壁间的水平距离为1000m

7. 我国的航天事业起步于1956年，经过几代人的努力，现已结出累累硕果．载人航天和太空站建设是接下来的发展重点．新一代载人飞船试验船已被顺利送入太空并在轨运行，若试验船绕地球做匀速圆周运动，周期为T，离地高度为h．已知试验船运行时所需向心力由地球与试验船之间的万有引力提供，试验船的质量为m，地球的质量为M、半径为R，引力常量为G，则下列判断正确的是（ ）
A.试验船的运行速度大小为2πRT
B.试验船的向心加速度大小为4π2RT2
C.试验船受到的万有引力大小为GMmR2
D.试验船受到的万有引力大小为4π2mR+hT2

8. 歼20是我国自主研制的第五代战斗机，具有包括隐身在内的一系列世界领先的性能．某次演习中，歼20战斗机需要完成一次战术拉升动作．已知战斗机此时水平飞行且速度大小为500m/s，取重力加速度大小g=10m/s2，出于对飞行员安全的考虑，要求飞行员所受支持力应该控制在自身重力的10倍以内，否则很可能会出现“黑视”现象，严重威胁飞行员和战斗机的安全．分析飞机飞行时，尽管各个位置的弯曲程度不一样，但在研究时，可以把这条曲线分割为许多很短的小段，在每小段的运动都可以看作是圆周运动的一部分，通过以上信息可以知道，战斗机在拉升时的最小圆周半径约为（ ）

二、多选题

月球是地球唯一的天然卫星，俗称月亮．地球的质量约为月球的质量的100倍，人们很早就发现了月球总是以同一面（即正面）朝向地球．我国“嫦娥四号”探测器于2019年1月在月球背面预选区着陆，现如今仍在进行着科学试验工作．通过以上信息，下列判断正确的是（ ）
A.地球对月球的万有引力约为月球对地球的万有引力的100倍
B.地球对月球的万有引力与月球对地球的万有引力的比值为1
C.月球的自转周期与其绕地球公转的周期相等
D.月球绕地球公转的周期与地球自转周期相等

甲、乙两光滑小球（均可视为质点）用轻直杆连接，乙球处于粗糙水平地面上，甲球紧靠在粗糙的竖直墙壁上，初始时轻杆竖直，杆长为4m．施加微小的扰动，使得乙球沿水平地面向右滑动，当乙球距离起点3m时，下列说法正确的是（ ）

A.甲、乙两球的速度大小之比为7:3
B.甲、乙两球的速度大小之比为37:7
C.甲球即将落地时，乙球的速度与甲球的速度大小相等
D.甲球即将落地时，乙球的速度为零

如图所示，斜面AB固定在水平地面上，斜面的倾角α=30∘、长度l=10m．在顶点水平向左抛出一个小球，取重力加速度大小g=10m/s2，不计空气阻力，经过一段时间后，小球落在水平地面上或者斜面上，对于这一过程，下列说法正确的是（ ）

A.若小球的初速度为8m/s，则小球落在斜面上
B.若小球的初速度为10m/s，则小球落在斜面上
C.若小球的初速度变大，则位移方向与水平方向的夹角一定变大
D.若小球的初速度变大，则小球在落点时的速度方向与水平方向的夹角可能不变

摩天轮是游乐园里很受欢迎的游乐项目之一，乘客搭乘座舱随着摩天轮慢慢地往上转，可以从高处俯瞰四周景色．如图所示，摩天轮的运动可以看成是绕其中心轴在竖直面内做匀速圆周运动，周期为1×103s．座舱底部始终保持水平且距离中心轴50m，质量为50kg的某乘客在某时刻恰好上升到了与中心轴等高的位置处，乘客坐在座椅上且没有倚靠靠背．下列说法正确的是（ ）

A.此时乘客处于超重状态
B.乘客受到了重力、座舱的支持力、摩擦力和向心力的作用
C.此时座舱给乘客的摩擦力大小为π2×10−2N
D.接下来的500s内，乘客对座舱的压力将先逐渐减小后逐渐增大
三、实验探究题

某课外兴趣小组对研究小球做平抛运动的实验装置进行了一定的创新，实验时将小钢球从半径为R的四分之一圆弧轨道的最高点由静止释放，在圆弧轨道最低点A处装有一光电门传感器和一压力传感器，右边的水平部分B处装有一个压力传感器，各传感器与计算机相连，计算机记录到小钢球经过A、B两处时对传感器的压力大小分别为F1和F2，小钢球通过A处的瞬时速度为v0，重力加速度大小已知并用g表示，则小钢球的质量m=________，四分之一圆弧轨道的半径R=________（均用题中给出的物理量符号表示）；将B处的压力传感器安装在左侧—小段距离处，则圆弧半径的测量值________（选填“变大”“变小”或“不变”）．


图甲为研究小球做平抛运动的规律的实验装置，图乙中的A、B、C为用频闪照相的方法在坐标纸上得到的小球运动过程中的三个位置．实验小组未记下小球平抛的抛出点，只记录下了y轴．实验小组测得A、B、C各点到y轴的距离分别为x1=10cm、x2=15cm、x3=20cm，A、B两点和B、C两点的竖直距离Δy1=6.25cm、Δy2=8.75cm．取重力加速度大小g=10m/s2，忽略空气阻力，回答下列问题．

（1）实验中，下列会导致实验误差的因素是（ ）
A.安装斜槽轨道，其末端没有保持水平
B.小球与斜槽轨道之间有摩擦
C.计算初速度时选取的点离抛出点较远
D.频闪照相机闪光频率偏大

（2）该小球做平抛运动的初速度v0=________m/s，该频闪照相机的闪光频率f=________Hz．（结果保留两位有效数字）

（3）如图乙所示，在以y轴竖直向下为正方向，以抛出点O为坐标原点，建立的xOy平面直角坐标系中，y与x的函数关系式为________（用g、x、y和v0表示）．
四、解答题

2020年10月14日，发生了“火星冲日”天象，这是地球在火星和太阳之间形成的奇观．地球和火星都围绕着太阳公转，做粗略研究时它们的公转轨迹可以近似看成圆．已知地球公转轨道半径R1=1.5×108km，地球公转周期T1=365天，火星公转轨道半径R2=1.53R1．

（1）求火星绕日的公转周期T2；［计算结果保留到整数，可能用到的数1.53=1.24，1.532=2.34］

（2）估算两次“火星冲日”的时间间隔Δt（用T1和T2表示）．

天花板上悬挂一轻质弹簧，测得其原长为r，当其下端固定一可视为质点、质量为m的小球静止后弹簧的长度为l1．现将轻弹簧和小球转移至光滑水平面，轻弹簧的一端固定在水平面内的竖直转轴O点上，现使小球获得一初速度，最后小球和弹簧一起绕转轴O做匀速圆周运动，测得小球做匀速圆周运动的周期为T，已知弹簧始终处于弹性限度内，重力加速度大小为g．求：

（1）小球做匀速圆周运动时弹簧的形变量；

（2）小球运动过程中的向心加速度大小．

如图所示，斜面AB长L=9m、倾角θ=37∘，固定于竖直面内，与半径R=1m的圆弧轨道在B点平滑连接（相切），OB与OC均为圆弧半径且圆弧BC对应的圆心角是θ角的补角，C为圆弧轨道的最高点，A、B、C、O均在同一竖直平面内，质量m=2kg的小滑块（可视为质点）在A点以初速度v1=18m/s沿斜面向上运动，运动过程中始终挤压轨道，依次经过B点和C点，最终又恰好落在斜面上的A点，已知小滑块与斜面间的动摩擦因数μ=0.75，取重力加速度大小g=10m/s2，sin37∘=0.6，cs37∘=0.8．求：

（1）小滑块到达B点时的速度大小；

（2）小滑块在C点时对圆弧轨道的压力大小．
参考答案与试题解析
2020-2021学年陕西省晋中市山西省某校高一下期中考试
一、选择题
1.
【答案】
C
【考点】
曲线运动的概念
物体做曲线运动的条件
【解析】
曲线运动一定是变速运动；物体做曲线运动时，所受合外力的方向与加速度的方向在同一直线上，平抛运动的物体所受合力是重力，加速度恒定不变，平抛运动是一种匀变速曲线运动．
【解答】
解：A．曲线运动的速度方向始终与运动轨迹相切，故A错误．
B．做平抛运动和斜抛运动的物体均只受重力作用，均是匀变速曲线运动，故B错误．
C．做曲线运动的物体所受合力方向一定指向曲线的凹侧，故C正确．
D．物体是否做曲线运动，与物体所受的合力是否变化无关．当物体所受的合力不变时，由牛顿第二定律知，物体的加速度一定不变，故D错误．
故选C．
2.
【答案】
B
【考点】
图像的选择
平抛运动基本规律及推论的应用
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：设平抛运动的初速度为v0，在水平方向上有：vx=v0，x=v0t，故A正确，B错误．
在竖直方向上有vy=gt=gv0x，vy2=2gy，故CD正确．
本题选不合理的，故选B．
3.
【答案】
C
【考点】
传动问题
线速度、角速度和周期、转速
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：三轮通过绷紧的皮带连接，则三轮上边缘各点的线速度大小相同，故A错误；
根据v=ωR可知ω=vR，则A1、B1、C1三点的角速度大小之比为3:6:4，故B错误；
根据T=2πRv可知，A1、B1、C1三点的周期之比为4:2:3，故C正确；
根据a=v2R可知，A1、C1两点的向心加速度大小之比为 3:4，故D错误．
故选C．
4.
【答案】
B
【考点】
平抛运动中的相遇问题
【解析】
根据牛顿第二定律求出滑块的加速度；结合运动学关系求出从抛出到两球相遇的时间和高度h；再求出小球水平位移，结合 s=x2+h2求出滑块的位移大小．
【解答】
解：A．据牛顿第二定律滑块的加速度a=Fm=3N0.5kg=6m/s2，故A错误；
BD．小球水平方向做匀速直线线运动，从抛出到两球相遇有：v0t+12at2=L，代入数据得：t=1s，小球开始运动时距B点的高度 h=12gt2=12×10×12m=5m，故B正确，D错误；
C．该过程中滑块的水平位移x=12at2=3m，故C错误．
故选B．
5.
【答案】
D
【考点】
解直角三角形在三力平衡问题中的应用
水平面内的圆周运动-重力
【解析】

【解答】
解：设某圆环上小球在圆环上乙角速度ω，随圆环一起转动时，它和圆心的连线与竖直方向夹角为θ，
则该小球做匀速圆周运动的半径为r=Rsinθ，
该小球质量为m，对其受力分析，由相似三角形矢量三角形关系可得：ma=mω2r=mω2Rsinθ=mgtanθ，
化简得：csθ=gω2R，
由此可知θ与ω大小有关，与圆环半径大小有关，与小球质量无关，与m1和m2大小无关，故选D．
故选D．
6.
【答案】
B
【考点】
对着竖直墙壁平抛
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：AB，两颗炸弹在击中目标前相对于地面在水平方向一直做匀速直线运动，两颗炸弹一直在同一竖直线上，则炸弹甲和炸弹乙同时击中目标，故A错误，B正确；
C．炸弹乙从释放到击中目标的所用时间未知，所以无法求得两击中点间的距离，故C错误；
D．释放炸弹乙时，飞机还没有抵达峭壁上空，两炸弹的释放点间水平距离为d=vt=1000m，则释放炸弹甲时，飞机与峭壁间的水平距离大于1000m，故D错误．
故选B．
7.
【答案】
D
【考点】
随地、绕地问题
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：试验船绕地球做匀速圆周运动，则其运行速度大小为v=2π(R+h)T，故A错误；
试验船的向心加速度大小为a=4π2(R+h)T2，故B错误；
试验船受到的万有引力大小为F=GMm(R+h)2=m4π2(R+h)T2，故C错误，D正确．
故选D．
8.
【答案】
B
【考点】
竖直面内的圆周运动-弹力
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：已知战斗机在每小段的运动都可以看作是圆周运动的一部分，故在拉升时有：
FN−mg=mv2R，
取FNmax=10mg时有：R≈2.8km，则战斗机在拉升时的最小半径约为2.8km．
故选B．
二、多选题
【答案】
B,C
【考点】
随地、绕地问题
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：地球对月球的万有引力与月球对地球的万有引力是一对相互作用力，大小相等，故A错误，B正确；
月球总是以同一面朝向地球，说明月球的自转周期与其绕地球的公转周期相等，故C正确；
月球绕地球的公转周期约为一月，而地球的自转周期为1天，两者不相等，故D错误．
故选BC．
【答案】
B,D
【考点】
杆端速度分解模型
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：根据题可知，csθ=34，可知sinθ=74，甲乙两物体沿杆分速度相同，如图：

所以v1sinθ=v2csθ，
所以可得v1v2=37=377，故B正确，A错误．
当甲球即将落地时，有θ=0，则v2=0，故C错误，D正确．
故选BD．
【答案】
A,D
【考点】
斜面上的平抛问题
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：斜面的高度h=lsinα=5m，假设小球刚好落到B点，则有t1=2hg=1s，小球落到斜面上的最大速度vm=lcsαt1=53m/s，故A正确，B错误．
若小球两次都落在斜面上，则位移方向与水平方向的夹角不变；若第一次落在斜面上，第二次落在平地面或两次都落在平地上，则位移方向与水平方向的夹角减小，故C错误．
设小球在落点时的速度方向与水平方向的夹角为θ，若两次小球都落在斜面上，则有
tanα=12gt2v0t，tanθ=gtv0，解得tanθ=233，即夹角不变；
若小球落到地面上，设落地时与地面的夹角为β，则有tanθ′=2tanβ，由C选项可知，β<α，则若小球第一次落在斜面、第二次落在地面上，或两次都落在地面上，随着初速度增大，小球在落点时的速度方向与水平方向的夹角减小，故D正确．
故选AD．
【答案】
C,D
【考点】
牛顿运动定律的应用-超重和失重
力的合成与分解的应用
竖直面内的圆周运动-弹力
【解析】
A．由于物体是上升到与中心轴，即圆心登高位置，故物体此后还会继续上升到最高点，而此时，有摩擦力提供向心力，重力与支持力相等，故物体既不失重也不超重；
B．向心力是效果力，不能说明物体受到向心力；
C．物体做匀速圆周运动，合外力提供向心力故F合=m4π2T2⋅R=1×4π2106×50=2π2×10−4N；
D．接下来一小段时间内，由于合力方向斜向下指向圆心，说明竖直方向重力大于支持力，而支持力等于物体对桌面的压力，而在圆心等高位置时，支持力等于重力，故说明后来一段时间支持力减小，即压力减小．
【解答】
解：A．乘客上升到与中心轴，即圆心登高位置，故乘客此后还会继续上升到最高点，而此时，有摩擦力提供向心力，重力与支持力相等，故乘客既不失重也不超重，故A错误；
B．向心力是效果力，不能说明乘客受到向心力，故B错误；
C．乘客做匀速圆周运动，合外力提供向心力，故F合=m4π2T2⋅R=π2×10−2N，故C正确；
D．接下来500s内，乘客将先上升到最高点，然后往下运动到与圆心等高的另一侧，因为摩天轮做匀速圆周运动，合外力始终指向圆心，故座舱对乘客的支持力先逐渐减小后逐渐增大，故D正确．
故选CD．
三、实验探究题
【答案】
F2g,F2v02F1−F2g ,不变
【考点】
竖直面内的圆周运动-弹力
【解析】
小球在B点，重力与支持力相平衡；在A点，重力和支持力的合力提供了圆周运动的向心力；将B处压力传感器安装在左侧一小段距离处，重力仍然与重力平衡，压力测力计示数不变，半径测量值不变.
【解答】
解：小球在B点，重力与支持力相平衡，F2=mg；
在A点，重力和支持力的合力提供了圆周运动的向心力，F1−mg=mv02R，则R=F2v02F1−F2g；
将B处压力传感器安装在左侧一小段距离处，重力仍然与重力平衡，压力测力计示数不变，半径测量值不变．
【答案】
A
（2）1.0,20
（3）y=gx22v02
【考点】
研究平抛物体的运动
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：（1）若斜槽末端没有保持水平，则小球不能做平抛运动，会导致实验误差，故A符合题意；
小球与斜槽轨道之间有摩擦，没有影响小球做平抛运动，故B不符合题意；
计算初速度时选的点离抛出点较远，对研究平抛运动的规律没有影响，故C不符合题意；
若频闪照相机的频率偏大，对研究平抛运动的规律没有影响，故D不符合题意．
故选A．
（2）根据Δx=aT2可知，在竖直方向上有Δy2−Δy1=gT2，解得T=0.05s，
则小球做平抛运动的初速度为v0=ΔxT=1.0m/s，
频闪照片的频率为f=1T=20．
（3）根据平抛运动的规律有x=v0t，y=12gt2，联立得y=gx22v02．
四、解答题
【答案】
（1）火星绕日的公转周期T2=692天；
（2）两次“火星冲日”的时间间隔Δt=T1T2T2−11．
【考点】
开普勒第三定律
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：（1）根据开普勒第三定律有R13T12=R23T22，
解得T2=692天．
（2）再次发生“火星冲日”意味着火星、地球和太阳再次共线，则地球比火星转过的圆心角多2π，
2πT1Δt=2πT2Δt+2π，
解得Δt=T1T2T2−11．
【答案】
（1）小球做匀速圆周运动时弹簧的形变量x=4π2rl1−rgT2−4π2l1−r；
（2）小球运动过程中的向心加速度大小a向=4π2rT2+16π4rl1−rgT4−4π2T2l1−r．
【考点】
胡克定律
向心力
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：（1）设弹簧劲度系数为k，根据胡克定律有mg=kl1−r，
设在光滑水平面上弹簧的伸长量为x，根据胡克定律可知弹簧弹力F=kx，
小球做匀速圆周运动的半径R=r+x，
由牛顿第二定律有F=m2πT2R，
解得x=4π2rl1−rgT2−4π2l1−r ．
（2）根据向心加速度公式有a向=ω2R=2πT2R，
解得a向=4π2rT2+16π4rl1−rgT4−4π2T2l1−r ．
【答案】
（1）小滑块到达B点时的速度大小为63m/s；
（2）小滑块在C点时对圆弧轨道的压力大小为40.5N．．
【考点】
用牛顿运动定律分析斜面体模型
匀变速直线运动规律的综合运用
竖直面内的圆周运动-弹力
平抛运动基本规律及推论的应用
【解析】


【解答】
解：（1）小滑块沿斜面上滑时，对其受力分析，根据牛顿第二定律，
有FN=mgcsθ，f=μFN，
mgsinθ+f=ma，
联立解得a=gsinθ+μgcsθ=12m/s2，
根据运动学公式有v12−vB2=2aL，
联立解得vB=63m/s．
（2）小滑块自C点脱离圆弧轨道后做平抛运动，
设其从C点运动到A点的时间为t，根据平抛运动规律，
水平方向上有Lcsθ−Rsinθ=vCt，
竖直方向上有Lsinθ+R1+csθ=12gt2，
联立解得vC=5.5m/s，
小滑块在C点时，对其受力分析，根据牛顿第二定律可知，
mg+FC=mvC2R，
联立解得FC=40.5N，
根据牛顿第三定律可知，小滑块在C点时对圆弧轨道的压力大小FC′=FC=40.5N．