（新教材）2021-2022学年下学期高一期中备考卷-物理（含答案）

这是一份（新教材）2021-2022学年下学期高一期中备考卷-物理（含答案），共15页。试卷主要包含了选择题的作答，非选择题的作答，如图，探月卫星的发射过程可简化如下等内容，欢迎下载使用。
注意事项：
1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．下列物理量中，属于标量的是（ ）
A．速度 B．加速度 C．向心力 D．动能
【答案】D
【解析】速度、加速度、向心力既有大小又有方向，是矢量，故ABC错误；动能只有大小没有方向，是标量，故D正确。
2．火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行，根据开普勒行星运动定律可知( )
A．太阳位于木星运行轨道的中心
B．火星和木星绕太阳运行速度的大小始终相等
C．火星与木星公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的立方
D．相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积
【答案】C
【解析】由开普勒第一定律可知，太阳位于木星运行轨道的一个焦点上，A错误；火星和木星绕太阳运行的轨道不同，运行速度的大小不可能始终相等，B错误；根据开普勒第三定律(周期定律)知太阳系中所有行星轨道的半长轴的三次方与它的公转周期的平方的比值是一个常数，C正确；对于太阳系某一个行星来说，其与太阳连线在相同的时间内扫过的面积相等，不同行星在相同时间内扫过的面积不相等，D错误。
3．如图所示，水平路面上有一辆汽车以加速度a向前加速行驶，车厢中有一个质量为m的人正用恒力F向前推车厢，人始终相对于车静止，在车行驶距离L的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．人对车做的功为FLB．人对车做的功为maL
C．人对车做的功为－maLD．人对车做的功为(F＋ma)L
【答案】C
【解析】车对人的合力大小为ma，方向水平向左，则人对车的合力大小为ma，方向水平向右，人对车做负功，则有W＝－maL，故选C。
4．如图所示，某同学对着墙壁练习打乒乓球（视为质点），某次乒乓球与墙壁上的P点碰撞后水平弹离，恰好垂直落在球拍上的Q点。取重力加速度大小g＝10 m/s2，不计空气阻力。若球拍与水平方向的夹角为45°，乒乓球落到球拍前瞬间的速度大小为6 m/s，则P、Q两点的高度差为（ ）
A．0.1 m B．0.3 m C．0.6 m D．0.9 m
【答案】D
【解析】由于恰好垂直落在球拍上的Q点，根据几何关系得，解得，根据乒乓球在竖直方向上的运动规律，由，解得，故选D。
5．如图（a）所示为游乐园中的旋转飞椅，可简化为如图（b）所示的模型，乘坐在吊椅上的游客甲和乙的运动均可视为匀速圆周运动，不考虑空气阻力的影响，游客甲和乙的坐椅吊绳长度不同，坐椅与游客均可视为质点，则吊绳与竖直方向夹角θ较大的游客（ ）
A．角速度较大 B．坐椅离地面高度较小
C．向心加速度较小 D．所受的向心力较大
【答案】B
【解析】乘坐在吊椅上的游客甲和乙的运动可视为匀速圆周运动，角速度ω相等，A错误；设吊绳长为l，转盘半径为r，坐椅与转盘的竖直距离为d，根据牛顿第二定律得mgtan θ＝m(r＋lsin θ)ω2，可得g＝(＋d)ω2,可知吊绳与竖直方向的夹角越大，坐椅与转盘的竖直距离越大，距离水平地面的高度越小，故B正确；根据mgtan θ＝ma可知，吊绳与竖直方向夹角θ较大的游客向心加速度较大，C错误；F＝ma，由于不知道两游客的质量关系，无法判断甲、乙所受向心力的大小，D错误。
6．质量为m的物体P置于倾角为θ1的固定光滑斜面上，轻细绳跨过光滑定滑轮分别连接着P与小车，P与滑轮间的细绳平行于斜面，小车以速率v水平向右做匀速直线运动，当小车与滑轮间的细绳和水平方向成夹角θ2时（如图所示），下列判断正确的是（ ）
A．绳的拉力小于mgsin θ1 B．绳的拉力大于mgsin θ1
C．P的速率为v D．P的速率为vcs θ1
【答案】B
【解析】将小车的速度v进行分解如图所示，则，故BC错误；小车向右运动，θ2减小，v不变，则逐渐增大，说明物体P沿斜面向上做加速运动，由牛顿第二定律，可知绳子对A的拉力，故A错误，D正确。
7．一辆车在水半路面上由静止启动，在前5 s内做匀加速线运动，5 s末达到额定功率，之后保持额定功率运动，其v－t图象如图所示，已知汽车的质量为m＝2×103 kg，汽车受到地面的用力为车重的0.1倍，g取10 m/s2，则（ ）
A．汽车在前5 s内的牵引力为6×103 N
B．汽车在前5 s内的牵引力为4×103 N
C．汽车的额定功率为50 kW
D．汽车的最大速度为20 m/s
【答案】A
【解析】由于汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍，故阻力f＝0.1mg＝2×103N，而汽车在前5s内的加速度为，由牛顿第二定律得，牵引力为F＝ma＋f＝6×103N，A正确，B错误；由于5s末达到额定功率，故汽车的额定功率P＝Fv＝60 kW，C错误；汽车的最大速度，D错误。
8．2021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点与天和核心舱对接。则下列说法正确的是（ ）
A．神舟十二号飞船在轨道Ⅰ上运动时将不受重力的作用
B．神舟十二号飞船沿轨道Ⅱ运行的周期为
C．神舟十二号飞船沿轨道Ⅰ运行的周期大于天和核心舱沿轨道Ⅲ运行的周期
D．正常运行时，神舟十二号飞船在轨道Ⅱ上经过B点的加速度大于在轨道Ⅲ上经过B点的加速度
【答案】B
【解析】神舟十二号飞船在轨道Ⅰ上运动时仍受重力作用，只是因为重力全部用来提供向心力而处于完全失重状态，故A错误；根据开普勒第三定律得，又，联立解得，故B正确；根据，得，可知神舟十二号飞船沿轨道Ⅰ运行的周期小于天和核心舱沿轨道Ⅲ运行的周期，故C错误；根据，得，可知正常运行时，神舟十二号飞船在轨道Ⅱ上经过B点的加速度等于在轨道Ⅲ上经过B点的加速度，故D错误。
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9．在日常生活中有许多地方需要注意离心现象造成的危害，下列措施用于预防离心现象危害的是（ ）
A．在平直的校园路面上设置减速带
B．在砂轮的外侧加防护罩
C．在铁饼的投掷区域修建钢丝网
D．在道路的拐弯处竖立限速标示牌
【答案】BCD
【解析】平直的校园路面上设置减速带，只是为了减慢车速，不是利用离心现象，故A不是利用离心现象，A错误；的砂轮外侧加一个防护罩，防止因产生离心运动，对人有伤害，故B正确；在铁饼的投掷区域修建钢丝网，是为了防止铁饼飞出的，是为了防止由于离心现象，故C正确；公路将要进入弯道处设有限速的警示标志，是为了防止由于离心现象而出现侧滑，是防止离心现象，故D正确。
10．探月卫星的发射过程可简化如下：首先进入绕地球运行的停泊轨道，在该轨道的P处，通过变速，进入地月转移轨道，在到达月球附近的Q点时，对卫星再次变速，卫星被月球引力俘获后成为环月卫星，最终在环绕月球的工作轨道上绕月飞行（视为圆周运动），对月球进行探测，工作轨道周期为T，距月球表面的高度为h，月球半径为R，引力常量为G，忽略其他天体对探月卫星在工作轨道上环绕运动的影响。下列说法正确的是（ ）
A．月球的质量为
B．月球表面的重力加速度为
C．探月卫星需在P点加速才能从停泊轨道进入地月转移轨道
D．探月卫星需在Q点减速才能从地月转移轨道进入工作轨道
【答案】BCD
【解析】月球对探月卫星的万有引力提供其做匀速圆周运动的向心力，月球质量，故A错误；在表面，解得，故B正确；从停泊轨道进入地月转移轨道需要离心运动，故在P点加速，故C正确；从地月转移轨道进入工作轨道，近心运动，需要在Q点减速，故D正确。
11．2021年6月17日18时48分，航天员聂海胜、刘伯明、汤洪波先后进入天和核心舱，标志着中国人首次进入自己的空间站。已知天和空间站离地面高度约为400 km，同步卫星距地面高度约为36000 km，下列关于天和空间站的说法正确的是（ ）
A．线速度大于7.9 km/sB．角速度小于同步卫星的角速度
C．周期小于同步卫星的周期D．加速度小于地球表面的重力加速度
【答案】CD
【解析】空间站围绕地球做匀速圆周运动，由万有引力充当向心力，解得，因为空间站的轨道半径大于地球半径，所以空间站的线速度小于第一宇宙速度7.9 km/s，A错误；空间站围绕地球做匀速圆周运动，由万有引力充当向心力，解得，因为空间站的半径小于同步卫星轨道半径，所以空间站的角速度大于同步卫星角速度，B错误；空间站围绕地球做匀速圆周运动，由万有引力充当向心力，解得，因为空间站的半径小于同步卫星轨道半径，所以空间站的周期小于同步卫星周期，C正确；空间站围绕地球做匀速圆周运动，由万有引力充当向心力，解得，在地球表面上的物体，万有引力等于重力，则有，解得，因空间站的半径大于地球半径，故，D正确。
12．2022年2月4日，第24届冬季奥林匹克运动会在我国首都北京开幕，北京成为历史上第一个既举办过夏季奥运会又举办过冬季奥运会的城市。冬奥期间，越来越多的人参与到这场冰雪盛宴中。图示为某滑雪游乐园的项目之一，一滑雪爱好者（可视为质点）从离水平地面高为H的平台A处由静止滑下，从B处进入半径为R的圆弧轨道（斜面AB与圆弧BC平滑连接，圆弧BC所对应圆心角为45°）、再从C点滑出，刚好在D点落到斜面DE上。右侧平台高度和宽度均为h重力加速度为g，忽略所有阻力影响，则以下说法正确的是（ ）
A．滑雪爱好者在圆弧轨道上经过B点时对轨道的压力大小为
B．H＝2h
C．滑雪爱好者在CD段运动的最小速度为
D．滑雪爱好者在CD段运动的时间为
【答案】AC
【解析】从A到B根据动能定理，解得，根据牛顿第二定律，解得，故A正确；从A到C根据动能定理，解得，在C点对速度进行分解，则有，，运动的时间为，水平位移为，联立解得，故B错误；根据题意可知当滑雪爱好者运动到距CD面最高时速度最小，即只有水平速度，故C正确；滑雪爱好者在CD段运动的时间为，故D错误。
三、非选择题：本题共6小题，共60分。按题目要求作答。解答题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。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
13．(6分)如图所示，质量相等的A、B两物体紧贴在匀速转动的圆筒的竖直内壁上，随圆筒一起做匀速圆周运动，则运动周期TA TB，筒壁对它们的弹力FNA FNB，受到的摩擦力fA fB。(均选填“＞”“＜”或“＝”)
【答案】＝ ＞ ＝
【解析】由题意可知，A、B两物体的角速度相同，周期相同；两个物体都做匀速圆周运动，由圆筒的弹力提供向心力，则FN＝mω2r，因为m、ω相等，F与r成正比，所以可知FNA＞FNB；两个物体竖直方向都没有加速度，受力平衡，所受的摩擦力都等于重力，而两个物体的重力相等，所以可得摩擦力fA＝fB。
14．(6分)如图所示，在学校的游园活动中，某同学站在O点要将小球抛入边长为d的正方体的收纳箱中。O与收纳箱的顶点A、B在同一条直线上，且OA＝d。抛出点P位于O点正上方2d处。为使小球能落入箱内，小球水平抛出初速度的最小值为_______，最大值为_______。（不计空气阻力）
【答案】
【解析】小球水平抛出初速度的最小值时，从C点进入，平抛的水平位移为d，竖直位移为d，平抛运动的时间，水平初速度；小球平抛初速度最大时，从D点进入，平抛运动的时间同样为t，水平位移为，水平初速度。
15．(10分)如图所示，王亚平用古筝弹奏了《茉莉花》，从中国空间站为中国人民送上元宵祝福。中国空间站在离地面高度h＝400 km的圆周轨道绕地球做匀速圆周运动，一天（24 h）内可以绕地球转动16圈。已知地球半径R＝6400 km，万有引力常量G＝6.67×10－11 N·m2/kg2，π＝3.14，π＝10。求：（计算结果保留2位小数）
(1)空间站绕地球做匀速圆周运动的周期T和角速度；
(2)若古筝的质量m＝20 kg，古筝在空间站受到地球对它的万有引力大小F；
(3)地球的质量M。
【解析】(1)空间站的周期
空间站的角速度。
(2)古筝围绕地球做匀速圆周运动，由地球对它的万有引力提供向心力，即
代入数据解得。
(3)设空间站的质量，空间站围绕地球做匀速圆周运动，由地球对空间站的万有引力提供向心力，即
可得。
16．(12分)小明站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为m的小球，甩动手腕，使球在竖直平面内做圆周运动。当球某次运动到最低点时，绳突然断掉，球飞离水平距离d后落地，如图所示。已知握绳的手离地面高度为d，手与球之间的绳长为，重力加速度为。忽略手的运动半径和空气阻力。
(1)小球落地时重力的功率；
(2)问绳能承受的最大拉力多大。
【解析】(1)设小球落地时的竖直分速度为，小球在竖直方向做自由落体运动，则有
小球落地时重力的功率
联立解得。
(2)设绳断后小球做平抛运动的初速度为，小球做平抛运动过程，水平方向
竖直方向
解得
设绳能承受的最大拉力为，小球做圆周运动的半径为
小球做圆周运动到最低点时，由牛顿第二定律
联立解得。
17．(12分)举世瞩目的北京冬奥会成功举行，比赛实况通过在地球同步轨道的“中星9B卫星”向全球直播。冬奥跳台滑雪项目被称为勇敢者的运动，运动员在落差100多米的山地间飞翔。某运动员的运动可简化成从倾角为斜面的跳台上做初速为v0的平抛运动，如图所示。已知万有引力恒量为G，地球半径为R，自转周期为T，地球表面重力加速度为g。
(1)求该卫星离地面的高度h；
(2)跳台滑雪运动员落到斜面上的速度大小v。
【解析】(1)在地球表面万有引力等于重力
根据万有引力提供向心力
联立解得。
(2)运动员落在斜面上，则有
其中，
联立解得
竖直分速度为
跳台滑雪运动员落到斜面上的速度大小
联立解得。
18．(14分)如图中给出了一段“S”形单行盘山公路的示意图。弯道1、弯道2可看作同一水平面上的圆弧，圆心分别为O1、O2，弯道中心线半径分别为r1＝10 m，r2＝20 m，有一直道与弯道1、弯道2两弯道圆弧相切。质量m＝1200 kg的汽车通过弯道时做匀速圆周运动，路面对轮胎的最大径向静摩擦力是车重的1.25倍，行驶时要求汽车不打滑。（sin 37°＝0.6，sin 53°＝0.8，g取10 m/s2）
(1)若汽车以一恒定的速率沿弯道中心、直道中心线（图中虚线所示）行驶，求通过盘山公路的最大速率v（可用根式表示）；
(2)汽车从弯道1的A点进入，从同一直径上的B点驶离，有经验的司机会利用路面宽度，用最短时间匀速安全通过弯道。设路宽d＝10 m，求此最短时间（A、B两点都在轨道的中心线上，计算时视汽车为质点，结果保留两位有效数字）。
【解析】(1)由静摩擦力提供向心力
解得：
由静摩擦力提供向心力
比较v1、v2 大小，通过盘山公路的最大速率m/s。
(2)用时最短路线应为过A、B两点且与路内侧边相切的圆弧，如图所示
则有
解得R＝12.5m
由
可得
解得θ＝53°
线路长度为
解得：。