2021-2022学年河南省驻马店市环际大联考高一（下）期中考试物理试题（解析版）

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环际大联考“逐梦计划”2021—2022学年度第二学期期中考试高一物理试题一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分1—8题每题只有一个选项正确；9~12题每题有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但选不全的得2分，有选错或不选的得0分）1. 关于物体做曲线运动，下列说法正确的是（　　）A. 物体在恒力作用下不可能做曲线运动B. 做曲线运动的物体，其速度方向与合力方向不在同一条直线上C. 做曲线运动的物体所受合力可以为零D. 曲线运动的速度方向可能不变【1题答案】【答案】B【解析】【详解】AB．只要合力与速度不共线，物体就做曲线运动，合力可以是恒力也可以是变力，故A错误，B正确；CD．做曲线运动的物体速度方向不断变化，加速度不为零，所以所受合力不可以为零，故CD错误。故选B。2. 关于平抛运动，下列说法正确的是（　　）A. 只受重力作用的物体所做的运动是平抛运动B. 平抛运动是匀变速曲线运动C. 平抛运动的合位移的方向与合速度的方向一致D. 平抛运动是曲线运动，每秒内速度的变化量不同【2题答案】【答案】B【解析】【详解】A．将物体用一定的初速度沿水平方向抛出，仅在重力作用下所做的运动就是平抛运动，故A错误；B．做平抛运动的物体，只受重力作用，则加速度为重力加速度，保持恒定不变，且与速度方向存在夹角，故平抛运动是匀变速曲线运动，故B正确；C．平抛运动合位移的方向是从初位置指向末位置，而合速度方向是沿运动轨迹的切线方向，故C错误；D．平抛运动是匀变速曲线运动，加速度为重力加速度，根据可知每秒内速度的变化量相同，故D错误。故选B。3. 对于匀速圆周运动的物体，下列物理量中不断变化的是 （　　）A. 转速 B. 角速度 C. 周期 D. 线速度【3题答案】【答案】D【解析】【分析】【详解】匀速圆周运动为曲线运动，线速度大小不变，但方向时刻改变；角速度不变；周期和频率是标量也不变，故ABC错误，D正确。故选D。4. 质点在平面内运动的轨迹如图所示，已知质点在y方向的分运动是匀速运动，则关于质点运动的描述，正确的是（　　）
 A. 质点在x方向先减速运动后加速运动B. 质点所受合外力的方向先沿x正方向后沿x负方向C. 质点的加速度方向始终与速度方向垂直D. 质点所受合外力的大小不可能恒定不变【4题答案】【答案】B【解析】【详解】A．速度沿轨迹的切线方向，所以合力方向先与速度成锐角后与速度成钝角，即质点在x轴方向先加速运动后减速运动，故A错误；B．质点所受合力方向与加速度方向相同，质点在y轴方向的分运动是匀速运动，则Fy=0，合力一定在x轴方向上，由于合力指向曲线轨迹的凹侧，所以合力方向先沿x轴正方向后沿x轴负方向，故B正确；C．加速度总沿x轴方向，而速度并不总沿y轴方向，因此加速度方向并不始终与速度方向垂直，故C错误；D．质点在x轴方向的加速度大小可能是恒定值，因此合力的大小也可能是恒定值，故D错误。故选B。5. 如图所示，将一小球以20m/s速度水平抛出，落地时的速度方向与水平方向夹角，不计空气阻力，g取10，则（　　）A. 小球抛出点离地面的高度为5mB. 小球抛出点离地面的高度为10mC. 小球飞行的水平距离为10mD. 小球飞行的水平距离为40m【5题答案】【答案】D【解析】【详解】AB．落地时的速度方向与水平方向夹角，可知此时小球在竖直方向的速度与水平方向的速度大小相等，由竖直方向的自由落体运动，可得小球抛出点离地面的高度为AB错误；CD．小球在空中飞行时间为由水平方向的匀速直线运动，可得小球飞行的水平距离为C错误，D正确。故选D。6. 如图所示A、B两艘快艇在湖面上做匀速圆周运动，在相同时间内，它们通过的路程之比是，运动方向改变的角度之比是，则它们（　　）
 A. 线速度大小之比为B. 角速度大小之比C. 转速之比为D. 圆周运动的半径之比为【6题答案】【答案】C【解析】【详解】A．在相同的时间内，它们通过的路程之比是，由线速度的定义式，则有线速度之比是，A错误；B．在相同的时间内，运动方向改变的角度之比是，由角速度的定义式，则有角速度之比是，B错误；C．由角速度与转速的关系，可知转速之比与角速度之比相等，则为，C正确；D．由线速度与角速度的关系式，可有则有D错误。故选C。7. 如图所示的皮带传动装置中，轮A和B同轴。A、B、C分别是三个轮边缘的质点且RA=RC=2RB，则三质点的向心加速度之比aA∶aB∶aC等于（　　）A. 4∶2∶1 B. 2∶1∶2 C. 1∶2∶4 D. 4∶1∶4【7题答案】【答案】A【解析】【详解】由题意可知ωA=ωB，vB=vC，则根据a=ω2r可得根据可得所以aA∶aB∶aC=4∶2∶1，故选A。8. 如图所示，汽车通过凹形路面的最低点时 （　　）A. 汽车对路面的压力等于汽车的重力  B. 汽车对路面的压力小于路面对汽车的支持力C. 汽车所需的向心力等于路面对汽车的支持力D. 为了防止爆胎，汽车应低速驶过【8题答案】【答案】D【解析】【详解】ABC．设路面对汽车的支持力为N，在最低点，根据牛顿第二定律有N-mg=m所以N>mg根据牛顿第三定律知，汽车对路面的压力等于路面对汽车的支持力，所以汽车对路面的压力大于汽车的重力，故ABC错误；D．为了防止爆胎，应使路面对汽车的支持力N小一些，由N=m+mg可知应该减小车速，故D正确。故选D。9. 某船在静水中的划行速度，要渡过宽为的河，河水的流速，则下列说法正确的是（　　）A. 该船渡河所用时间至少是6sB. 该船的最短航程为30mC. 河水的流速增大，而渡河的最短时间不变D. 该船以最短时间渡河时的位移大小为30m【9题答案】【答案】ABC【解析】【详解】A．当船的静水中的速度垂直河岸时渡河时间最短故A正确；B．因v1>v2，由平行四边形法则求合速度可以垂直河岸，故渡河最短航程为30m，故B正确；C．水的流速增大，由运动的独立性知垂直河岸的速度不变，渡河的最短时间不变，故C正确；D．般以最短时间渡河时沿河岸的位移合位移故D错误。故选ABC。10. 如图所示，物体A和B的质量均为m，分别与跨过定滑轮的轻绳连接（不计绳与滑轮、滑轮与轴之间的摩擦）现用水平变力F拉着物体A沿水平方向向右做匀速直线运动，则下列说法中正确的是（　　）
 A. 物体B做匀速直线运动B. 物体B做加速直线运动C. 绳子对物体B的拉力大于mgD. 绳子对物体B的拉力小于mg【10题答案】【答案】BC【解析】【详解】AB．将物体A速度沿着绳和垂直于绳分解，物体B速度为物体A沿水平方向向右做匀速直线运动，α减小，vB增大，物体B做加速直线运动，A错误，B正确；CD．根据牛顿第二定律，绳子对物体B的拉力大于mg，C正确，D错误。故选BC。11. 如图所示，在斜面顶端先后水平抛出同一小球，第一次小球落在斜面中点；第二次小球落在斜面底端；第三次落在水平面上，落地点与斜面底端间的距离为l，斜面底边长为2l，忽略空气阻力，则（　　）
 A. 小球运动时间之比B. 小球运动时间之比C. 小球抛出时初速度大小之比D. 小球抛出时初速度大小之比【11题答案】【答案】AD【解析】【详解】AB．根据得由题可知，小球三次下落的高度之比为，则小球三次运动的时间之比为，A正确，B错误；CD．由题可知，小球三次水平位移之比为，时间之比为，根据知初速度之比为C错误，D正确。故选AD。12. 如图为过山车以及轨道简化模型，过山车车厢内固定一安全座椅，座椅上乘坐“假人”，并系好安全带，安全带恰好未绷紧，不计一切阻力，以下判断正确的是(　　)A. 过山车在圆轨道上做匀速圆周运动B. 过山车在圆轨道最高点时的速度应至少等于C. 过山车在圆轨道最低点时“假人”处于失重状态D. 若过山车能顺利通过整个圆轨道，在最高点时安全带对“假人”一定无作用力【12题答案】【答案】BD【解析】【分析】过山车在竖直圆轨道上做圆周运动，在最高点，重力和轨道对车的压力提供向心力，当压力为零时，速度最小，在最低点时，重力和轨道对车的压力提供向心力，加速度向上，处于超重状态．【详解】运动过程中，重力势能和动能相互转化，即速度大小在变化，所以不是做匀速圆周运动，A正确；在最高点重力完全充当向心力时，速度最小，故有，解得，B正确；在最低点，乘客受到竖直向上指向圆心的加速度，故处于超重状态，C错误；若过山车能顺利通过整个圆轨道，即在最高点重力完全充当向心力，所以安全带对假人一定无作用力，D正确．二、实验题（本题共2小题，共15分13题每小题分值依次：2分，3分，3分；14题每小题分值：3分，4分）13. 三位同学根据不同的实验装置，进行了“探究平抛运动的特点”的实验：（1）甲同学采用如图甲所示的装置，用小锤击打弹性金属片，金属片把A球沿水平方向弹出同时B球被松开自由下落，观察到两球同时落地，改变小锤打击的力度，即改变A球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明___________ ；
 （2）乙同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图乙所示的小球做平抛运动的照片，小球在平抛运动中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，图中每个小方格的边长为，则该小球抛出时的水平初速度v0=___________m/s（结果保留两位有效数字，g取10）；
 （3）丙同学采用如图丙所示的装置关于该实验方法，下列选项中与误差无关的是________ 。
 A．槽与小球间有摩擦B．槽末端切线不水平C．小球每次自由滚下的位置不同D．小球在同一位置由静止状态释放【13题答案】【答案】    ①. 做平抛运动的物体在竖直方向上的分运动为自由落体运动    ②. 1.0    ③. A【解析】【详解】（1）[1]B球做自由落体运动，而无论击打A球的力度大小如何，A、B两球总能同时落地，说明A球竖直方向的运动与B球运动性质相同，即平抛运动的物体在竖直方向上的分运动为自由落体运动。（2）[2]由图可知a、b、c、d四点中相邻两点间水平距离相同，则相邻两点间的时间间隔相同，均设为T，根据运动学规律有解得所以小球平抛的初速度为（3）[3]ACD．本实验要求小球每次到达斜槽末端时速度相同，所以要求小球每次在同一位置由静止状态释放，否则会造成一定误差，而槽与小球有摩擦并不影响上述要求，与实验误差无关，故A符合题意，CD不符合题意；B．本实验要求小球离开斜槽末端后做平抛运动，即在斜槽末端的速度沿水平方向，这就要求槽末端切线水平，否则会造成一定误差，故B不符合题意。故选A。14. 用如图所示的实验装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系，转动手柄使长槽和短槽分别随变速轮塔匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动，横臂的挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值请回答相关问题：（1）在探究向心力大小F与质量m、角速度半径r之间的关系时我们主要用到的物理学是___________A．理想实验法 　　B．等效替代法　　C．控制变量法　　D．演绎法（2）若图中两个小钢球质量相等，运动的半径也相等，标尺上红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值为1：16，运用圆周运动的知识可以判断与皮带连接的变速塔轮对应的半径之比为_______；A．1：16　　B．1：4　　C．4：1　　D．1：1【14题答案】【答案】    ①. C    ②. C【解析】【详解】（1）[1]在研究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系时，需先控制某些量不变，研究另外两个物理量的关系，该方法为控制变量法。故选C。（2）[2]根据Fn=mrω2两球的向心力之比为1：16，半径和质量相等，则转动的角速度之比为1：4，因为靠皮带传动，变速轮塔的线速度大小相等，根据v=ωr知与皮带连接的变速轮塔对应的半径之比为4：1。故选C。三、计算题（本大题共3小题，共37分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后结果的不能得分；有数值计算的题，答案中应明确给出数值和单位）15. 高5m的平台上，覆盖了一层冰，一乘雪橇的滑雪爱好者，从距平台边缘m处以5m/s的初速度向平台边缘匀速滑去，如图所示，不计空气阻力，重力加速度g取10求：（1）滑雪者着地点到平台边缘的水平距离；（2）滑雪者着地时的速度大小和方向。【15题答案】【答案】（1）5m；（2），速度与水平方向夹角θ的正切值为2【解析】【详解】（1）根据解得则水平距离为（2）竖直方向上的速度为根据平行四边形定则知速度与水平方向夹角θ的正切值为16. 如图甲所示，水平转盘上放有质量为m的物块，物块到转轴的距离为r，物块和转盘间的动摩擦因数为，设物块受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，已知重力加速度为g（1）当水平转盘以角速度1匀速转动时，物块与转盘刚好能相对静止，求1的值；（2）如图乙所示，将物块和转轴用细绳相连，当转盘的角速度时，求细绳的拉力的大小。    【16题答案】【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）当水平转盘以角速度匀速转动时，物块与转盘刚好要相对滑动，此时物块所需向心力恰好由最大静摩擦力提供，则有解得（2）由于，物块受到的最大静摩擦力不足以提供所需向心力，此时细绳对物块有拉力，由牛顿第二定律可得解得此时细绳对物块拉力的大小为17. 如图所示，竖直平面内的圆弧形光滑轨道半径为R，A端与圆心O等高，AD为与水平方向成角的斜面，B端在O的正上方一个质量为m的小球在A点正上方某处由静止开始释放，自由下落至A点后进入圆形轨道并能沿圆形轨道到达B点，最后落到斜面上C点，且到达B处时小球对圆形轨道顶端的压力大小为8mg（忽略空气阻力）求：（1）小球到达B点时的速度的大小；（2）小球从B点运动到C点所用的时间t；（3）小球离开B后，距离斜面的最远距离d。
 【17题答案】【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）在B点由重力和轨道的支持力提供向心力，由牛顿第二定律可得解得（2）小球离开B点后做平抛运动，小球落到C点时，根据平抛运动规律得解得（3）小球离开B后，当垂直于斜面方向的速度为零时离斜面最远，分解v0如图所示
 则有又因为解得