2021-2022学年甘肃省酒泉市玉门油田第一中学高一（下）期中物理试题（解析版）

这是一份2021-2022学年甘肃省酒泉市玉门油田第一中学高一（下）期中物理试题（解析版），共17页。试卷主要包含了选择题，填空题，计算题等内容，欢迎下载使用。
玉门油田第一中学2021-2022学年第二学期期中考试高一物理试卷一、选择题：（每小题有1个或多个正确选项）1. 关于曲线运动，下列说法正确的是（  ）A. 曲线运动不一定是变速运动B. 做曲线运动的物体可以没有加速度C. 曲线运动可以是匀速率运动D. 做曲线运动的物体加速度一定恒定不变【1题答案】【答案】C【解析】【详解】曲线运动的速度方向一定变化，则曲线运动一定是变速运动，选项A错误；做曲线运动的物体由于速度不断变化，则一定有加速度，选项B错误；曲线运动可以是匀速率运动，例如匀速圆周运动，选项C正确；做曲线运动的物体加速度不一定恒定不变，例如匀速圆周运动，选项D错误；故选C.2. 物体受到几个力的作用而做匀速直线运动，如果只撤掉其中的一个力，其他力保持不变，它不可能做A匀速直线运动B. 匀加速直线运动C. 匀减速直线运动D. 曲线运动【2题答案】【答案】A【解析】【详解】A.物体受到几个力的作用而做匀速直线运动，如果只撤掉其中的一个力，其它力保持不变，合力与撤去的力大小相等方向相反，合力大小方向不变，不可能做匀速直线运动，A符合题意．B.若撤去的力与运动的方向相反，则物体做匀加速直线运动，故B不符合题意．C.若撤去的力与运动的方向相同，则物体做匀减速直线运动，故C不符合题意；D.若撤去的力与速度的方向不在同一条直线上，物体做曲线运动，故D不符合题意．3. 关于互成角度的一个匀速直线运动和一个匀变速直线运动的合运动正确的说法是：（　　）A. 一定是直线运动 B. 一定是曲线运动C. 可以是直线也可能是曲线运动 D. 以上说法都不正确【3题答案】【答案】B【解析】【分析】【详解】两个分运动一个是匀速直线运动，另一个是匀变速直线运动，只有一个方向上有加速度，则合加速度的方向就在该方向上，所以合初速度的方向与合加速度的方向不在同一条直线上，其合运动为曲线运动。故B正确，ACD错误。故选B。4. 关于平抛运动和圆周运动，下列说法正确的是（　　）A. 匀速圆周运动是速度不变的运动 B. 匀速圆周运动是匀变速曲线运动C. 平抛运动是匀变速曲线运动 D. 做平抛运动的物体落地时的速度可能是竖直向下的【4题答案】【答案】C【解析】【详解】A．匀速圆周运动的速度方向时刻在变化，是变速运动，故A错误；B．匀变速圆周运动的加速度大小虽不变，但方向时刻在变化，并不恒定，不是匀变速曲线运动，故B错误；C．平抛运动的加速度为重力加速度，大小方向恒定，是匀变速曲线运动，故C正确；D．平抛运动的速度由水平速度与竖直方向速度两个速度的合成，由于水平方向匀速，即水平速度恒定不变，根据平行四边形法则可知，其合速度永远不可能竖直向下，故D错误。故选C。5. 若已知某行星的一个卫星绕其运转的轨道半径为r，周期为T，引力常量为G，则可求得（）A. 该卫星的质量 B. 行星的质量C. 该卫星的平均密度 D. 行星的平均密度【5题答案】【答案】B【解析】【详解】AB．卫星绕行星做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力得知道卫星的运动轨道半径r和周期T，再利用万有引力常量G，通过前面的表达式只能算出行星M的质量，也就是中心体的质量，无法求出卫星的质量，也就是环绕体的质量，故A错误；B正确；C．本题不知道卫星的质量和体积，也就无法知道该卫星的平均密度，故C错误；D．本题不知道行星的体积，也就不知道行星的平均密度，故D错误；故选B。【点睛】研究卫星绕行星做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式求出中心体的质量。6. 某人用绳子通过定滑轮拉物体A，A穿在光滑的竖直杆上，人以速度v0匀速向下拉绳，当物体A到达如图所示位置时，绳与竖直杆的夹角为θ，则物体A实际运动的速度是（　　）
 A.  B.  C.  D. v0sinθ【6题答案】【答案】A【解析】分析】【详解】将A的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，如图所示
 拉绳子的速度等于A沿绳子方向的分速度，根据平行四边形定则得，实际速度为故A正确，BCD错误；故选A。7. 2009年5月，航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后，在A点从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ，B为轨道Ⅱ上的一点，如图所示。关于航天飞机的运动，下列说法中正确的有（　　）A. 在轨道Ⅱ上经过A的速度大于经过B的速度B. 在轨道Ⅱ上经过A的万有引力大于在轨道Ⅰ上经过A的万有引力C. 在轨道Ⅱ上运动的周期小于在轨道Ⅰ上运动的周期D. 在轨道Ⅱ上经过A的加速度小于在轨道Ⅰ上经过A的加速度【7题答案】【答案】C【解析】【详解】A．航天飞机在Ⅱ上运动过程中机械能守恒，航天飞机由A到B过程万有引力做正功，航天飞机的动能增大，速度变大，因此在Ⅱ上经过A的速度小于经过B的速度，故A错误；B．根据万有引力公式可知航天飞机在轨道Ⅱ上经过A的万有引力等于在轨道Ⅰ上经过A的万有引力，故B错误；C．航天飞机做圆周运动，由开普勒第三定律则有轨道Ⅱ的半长轴小于轨道Ⅰ的半径，则在轨道Ⅱ上运动的周期小于在轨道Ⅰ上运动的周期，故C正确；D．在轨道Ⅱ上经过A和在轨道Ⅰ上经过A所受的万有引力大小相等，根据牛顿第二定律知，在轨道Ⅱ上经过A的加速度等于在轨道Ⅰ上经过A的加速度，故D错误；故选C。8. 火车在铁轨上转弯可以看成是做匀速圆周运动，火车速度提高易使外轨受损．为解决火车高速转弯时使外轨受损这一难题，你认为理论上可行的措施是（）
 A. 增大弯道半径 B. 减小弯道半径C. 适当增加内外轨道的高度差 D. 适当减小内外轨道的高度差【8题答案】【答案】AC【解析】【详解】火车转弯时，外轨略高于内轨，使轨道形成斜面，若火车速度合适，内外轨均不受挤压，此时，重力与支持力的合力提供向心力，如图：
 ，解得：；火车速度提高时，为使外轨道不受损，应适当增大弯道半径或适当增加内外轨道的高度差．故AC两项正确，BD两项错误．9. 长为的轻杆，一端固定一个物块，另一端固定在光滑的水平轴上，轻杆绕水平轴转动，使物块在竖直平面内做圆周运动，物块在最高点的速度为，下列叙述中正确的是（    ）A. 的极小值为B. 由零增大，向心力也逐渐增大C. 当由逐渐减小时，杆对小球的弹力逐渐增大D. 当由逐渐增大时，杆对小球的弹力逐渐减小【9题答案】【答案】BC【解析】【详解】细杆拉着小球在竖直平面内做圆周运动，在最高点的最小速度为零．故A错误．根据，则v由零增大，向心力也逐渐增大，选项B正确；当v＜时，杆子表现为支持力，根据牛顿第二定律得，mg−F＝m，可知当v由值逐渐减小时，杆对小球的弹力逐渐增大，故C正确．当v＞时，杆子表现为拉力，根据牛顿第二定律得，mg+F＝m，可知当v由值逐渐增大时，杆对小球的弹力逐渐增大，故D错误．故选BC．点睛：解决本题的关键知道小球在最高点的临界情况，即当最高点的速度为时，杆的作用力为零，这是一个拉力和支持力的临界点；要知道向心力的来源，运用牛顿第二定律进行求解．10. 探测器绕月球做匀速圆周运动，变轨后在周期较大的轨道上仍做匀速圆周运动，变轨后与变轨前相比（　　）A. 轨道半径变小 B. 向心加速度变小C. 线速度变大 D. 角速度变大【10题答案】【答案】B【解析】【详解】探测器绕月球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，则有可得可见周期变大，轨道半径变大，向心加速度变小，线速度变小，角速度变小，故ACD错误，B正确；故选B。11. 如图所示，一名运动员在参加跳远比赛，他腾空过程中离地面的最大高度为L，成绩为4L，假设跳远运动员落入沙坑瞬间速度方向与水平面的夹角为α，运动员可视为质点，不计空气阻力，则有（　　）
 A. tanα=2 B. tanα=1 C. tanα= D. tanα=【11题答案】【答案】B【解析】【分析】【详解】运动员从最高点到落地的过程做平抛运动，根据对称性，可知平抛运动的水平位移为，则有解得运动员通过最高点时的速度为则有ACD错误，B正确。故选B。12. 如图所示，甲、乙两个小球从同一固定斜面的顶端点水平抛出，分别落到斜面上的A、两点，，不计空气阻力。以下说法正确的是（　　）A. 甲、乙两球做平抛运动的时间之比为1：2B. 甲、乙两球接触斜面的瞬间，速度的方向不相同C. 甲、乙两球做平抛运动初速度大小之比为1：2D. 甲、乙两球运动过程中速度变化量的方向相同【12题答案】【答案】ACD【解析】【分析】【详解】A．由于，则两球下落的高度之比是1︰4，甲、乙两球平抛运动的水平位移之比是1︰4，在竖直方向由解得可知甲、乙两球的运动时间之比为1︰2，A正确；B．由平抛运动的特点可知，设合速度方向与水平夹角β，则有设位移方向与水平夹角α，则有tanβ=2tanα小球落在斜面上时，位移与水平方向夹角为定值，可知两球接触斜面的瞬间，速度方向相同，B错误；C．因为两球平抛运动的水平位移之比是1︰4，运动时间之比为1︰2，由可得初速度之比为1︰2，C正确；D．由∆v=gt可知，速度变化量的方向与g的方向相同，即竖直向下，所以甲、乙两球的运动中，速度变化量的方向相同，D正确。故选ACD。二、填空题：（每空2分，共30分）13. 长L＝0.5 m、质量可忽略的轻绳，其一端系于O点，一端连有质量m＝2 kg的小球，现使小球绕O点在竖直平面内做圆周运动。如图所示，求下列情况下轻绳受到的力，g =10 m/s2：（1）若小球通过最高点A时vA＝5 m/s，轻绳受到的拉力为__________N；（2）若小球通过最低点B时vB＝6 m/s，轻绳受到的拉力为__________N；（3）若小球通过O点的等高点C时vC＝4 m/s，轻绳受到的拉力为__________N。【13题答案】【答案】    ①. 80    ②. 164    ③. 64【解析】【详解】(1)[1]在A点由供需关系可知代入数据得(2)[2]在B点由供需关系可知代入数据得(3)[3]在C点由供需关系可知代入数据得14. 一人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，假如该卫星变轨后仍做匀速圆周运动，速率减小为原来的，不考虑卫星质量的变化，则变轨前后卫星的轨道半径之比____；角速度大小之比：_____；周期之比：___；向心加速度之比为：______。【14题答案】【答案】    ①. 1：4    ②. 8：1    ③. 1：8    ④. 16：1【解析】【分析】【详解】[1]卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得解得卫星线速度v减小为原来的，则则变轨前后卫星的轨道半径之比1：4。[2]由牛顿第二定律得解得则[3]由牛顿第二定律得解得则[4]由牛顿第二定律得解得则15. 某条河宽为60m，水流速度为2m/s，一艘小船在静水中的速度为4m/s，若小船以最短的时间渡河，渡河时间为________s，若小船以最短位移渡河，则船头应与河岸上游的夹角为__________。【15题答案】【答案】    ①. 15    ②. 60°【解析】【详解】[1]若小船以最短的时间渡河，则要求垂直于河岸的速度最大，只需船头正对着河岸航行即可，此时时间最短，依题意最短时间为[2] 若小船以最短位移渡河，由于船在静水中的速度大于水流速度，只需合速度垂直于河岸即可，如图所示 
 依题意有解得16. 如右图所示为一小球做平抛运动的闪光照片的一部分，图中背景方格的边长为5cm.如果取g=10m/s2，则：(1)闪光的间隔时间是_______s；(2)小球做平抛运动时的初速度大小是______ m/s；(3)小球经过B点时的速度大小是_______m/s.【16题答案】【答案】    ①. 0.1    ②. 1.5    ③. 2.5【解析】【详解】[1][2][3]在竖直方向上，根据得小球运动中水平分速度B点的竖直分速度根据平行四边形定则知，B点的速度17. 如图是齿轮传动装置，两个齿轮的半径比r1：r2为1：2，a、b为两轮子边缘点，c为半径的中点，当齿轮转动时，va：vb：vc=____________，ωa：ωb：ωc=____________，aa：ab：ac=_____________。
 【17题答案】【答案】    ①. 2：2：1    ②. 2：1：1    ③. 4：2：1【解析】【详解】[1][2]a、b两点通过齿轮传动，线速度大小相等，b、c两点同轴传动，角速度大小相等，由可知，a、b两点的角速度大小之比为2：1，b、c两点的线速度大小之比为2：1，由此可知va：vb：vc=2：2：1ωa：ωb：ωc=2：1：1[3]向心加速度大小可表示为故三点的向心加速度大小之比为aa：ab：ac=4：2：1三、计算题：（共34分）18. 如图所示，一固定在竖直平面内的光滑的半圆形轨道ABC，其半径R=0.5m，轨道在C处与水平地面相切。在C处放一小物块，给它一水平向左的初速度，结果它沿CBA运动，小物块恰好能通过最高点A，最后落在水平面上的D点，（取g=10m/s2）求：(1)小物块在A点时的速度；(2)C、D间的距离。【18题答案】【答案】(1) m/s； (2)1m【解析】【详解】(1)小物块恰好能通过最高点A，有解得(2)根据2R＝gt2得则CD间的距离19. 如图所示，一辆质量为500kg的汽车静止在一座半径为50m的圆弧形拱桥顶部。（取）（1）此时汽车对圆弧形拱桥的压力是多大；（2）如果汽车以的速度经过拱桥的顶部，则汽车对圆弧形拱桥的压力是多大；（3）汽车以多大速度通过拱桥的顶部时，汽车对圆弧形拱桥的压力恰好为零。【19题答案】【答案】（1）5000N；（2）4640N；（3）【解析】【详解】（1）当汽车静止在圆弧形拱桥顶部时合力为零，由二力平衡得根据牛顿第三定律，汽车对拱桥的压力为5000N；（2）当汽车以6m/s的速度经过拱桥的顶部，受重力G和拱桥的支持力F，根据牛顿第二定律有解得根据牛顿第三定律，汽车对拱桥的压力为4640N；（3）当汽车以速度v经过最高点时压力恰好为零，则汽车只受重力，根据牛顿第二定律有解得20. 一宇航员站在某质量分布均匀的星球表面上沿竖直方向以初速度v0抛出一个小球，测得小球经时间t落回抛出点，已知该星球半径为R，引力常量为G，求：(1)该星球表面的重力加速度；(2)该星球的密度。【20题答案】【答案】(1)；(2)【解析】【详解】(1)由于是以初速度v0竖直上抛，因此这个小球将先做向上的匀减速和向下的匀加速运动，向上和向下的时间是相等的，均为，根据匀变速直线运动的速度时间关系可得解得(2)星球表面的重力等于万有引力，则则星球的质量为所以星球的密度为21. 2013年6月11日，我国成功发射了神舟十号飞船，升空后和目标飞行器天宫一号交会对接，3名航天员再次探访天宫一号，并开展相关空间科学试验．已知地球表面处的重力加速度为g，地球半径为R，设神舟十号飞船绕地球做匀速圆周运动的周期为T．求：（1）神舟十号飞船离地面的高度h；（2）神舟十号飞船绕地球运行的速度大小v．【21题答案】【答案】(1)    (2)【解析】【详解】（1）设地球质量为M，飞船质量为m，对飞船m，万有引力提供向心力：对地表上物体m1，重力等于万有引力：由以上二式，解得飞船离地面高度（2）根据得运行的速度大小