2021-2022学年黑龙江省鹤岗市第一中学高一下学期期中考试物理试题含答案

2021—2022学年度鹤岗一中高一下学期期中物理考试

一.选择题(1—7题单选，每题4分，8—10题多选，每题6分，选择题共46分)

1.质量为m的小物块在倾角为α的斜面上处于静止状态，如图所示.若斜面体和小物块一起以速度v沿水平方向向右做匀速直线运动，通过一段位移s.斜面体对物块的摩擦力和支持力的做功情况是(　　)

A.摩擦力做正功，支持力做正功

B.摩擦力做正功，支持力做负功

C.摩擦力做负功，支持力做正功

D.摩擦力做负功，支持力不做功

2.如图所示，质量相同的两物体从同一高度由静止开始运动，A沿着固定在地面上的光滑斜面下滑，B做自由落体运动.两物体分别到达地面时，下列关于重力的功率的说法正确的是(　　)

A.平均功率PA＞PB　 

B.平均功率PA＝PB

C.瞬时功率PA＝PB 

D.瞬时功率PA＜PB

3.如图所示，一物体(可视为质点)以一定的速度沿水平面由A点滑到B点，摩擦力做功W1；若该物体从A′沿两斜面滑到B′(此过程物体始终不会离开斜面)，摩擦力做的总功为W2，若物体与各接触面的动摩擦因数均相同，则(　　)

A.W1>W2

B.W1<W2

C.W1＝W2

D.不能确定W1、W2的大小关系

4.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

5.2017年1月18日，世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”在圆满完成4个月的在轨测试任务后，正式交付用户单位使用.如图为“墨子号”变轨示意图，轨道A与轨道B相切于P点，轨道B与轨道C相切于Q点，以下说法正确的是(　　)

A.“墨子号”在轨道A上的速率小于在轨道C上的速率

B.“墨子号”在轨道C上经过Q点的速率小于在轨道B上经过Q点的速率

C.“墨子号”在轨道B上经过P时的向心加速度大于在轨道A上经过P点 

时的向心加速度

D.“墨子号”在三个轨道上的周期关系是：TA<TB<TC

6.如图所示，A、B两颗恒星分别绕它们连线上某一点做匀速圆周运动，我们通常称之为“双星系统”，A的质量为B的2倍，忽略其他星球对二者的引力，下列说法正确的是(　　)

A.恒星A的向心加速度是B的一半

B.恒星A的线速度是B的2倍

C.恒星A的公转周期是B的一半

D.恒星A的动能是B的2倍

7.如图所示，长为L的直棒一端可绕固定轴O转动，另一端搁在升降平台上，平台以速度v匀速上升，当棒与竖直方向的夹角为α时，棒的角速度为(　　)

A.           B.

C.           D.

8.已知下面的哪组数据，可以计算出地球的质量M地(已知引力常量G)(   )

A.地球表面的重力加速g和地球的半径R

B.月球绕地球运动的周期T1及月球到地球中心的距离r1

C.地球绕太阳运动的周期T2及地球到太阳中心的距离r2

D.地球同步卫星离地面的高度h

9.质量为m的物体，从静止开始以a＝g的加速度竖直向下运动h，下列说法中正确的是(　　)

A.物体的动能增加了mgh     B.物体的动能减少了mgh

C.物体的势能减少了mgh     D.物体的势能减少了mgh

10.质量为m的汽车在平直路面上启动，启动过程的速度－时间图象如图所示，从t1时刻起汽车的功率保持不变，整个运动过程中汽车所受阻力恒为Ff，则(　　)

A.0～t1时间内，汽车的牵引力做功的大小等于汽车动能的增加量

B.t1～t2时间内，汽车的功率等于(m＋Ff)v1

C.汽车运动的最大速度v2＝(＋1)v1

D.t1～t2时间内，汽车的平均速度等于

二.实验题(每空2分，共12分)

11.图是“研究平抛物体运动”的实验装置图，通过描点画出平抛小球的运动轨迹.

(1)以下是实验过程中的一些做法，其中合理的有________.

A.斜槽必须光滑

B.每次小球释放的初始位置可以任意选择

C.每次小球应从同一高度由静止释放

D.为描出小球的运动轨迹，描绘的点可以用折线连接

(2)实验得到平抛小球的运动轨迹，在轨迹上取一些点，以平抛起点O为坐标原点，测量它们的水平坐标x和竖直坐标y，图乙中y­x2图象能说明平抛小球运动轨迹为抛物线的是________.

A　　　 　　B　　 　　C　　　　D

12.某同学利用数码照相机的连续拍摄功能来研究平抛运动.一小球做平抛运动时，照相机拍得的其中三张连续照片如图所示，A、B、C三点分别为小球在三张照片上的位置，图中背景方格的边长均为5 cm，g取10 m/s2，则：

(1)拍摄相邻两张照片的时间间隔为________ s.

(2)小球运动的水平分速度为________ m/s.

(3)小球经过B点时的竖直分速度为________ m/s.

(4)在探究平抛运动的规律时，可以选用如图所示的各种装置图，以下操作合理的是________.

装置1　　　　　装置2　　　　　装置3

A.选用装置1研究平抛物体竖直分运动，应该用眼睛看A、B两球是否同时落地

B.选用装置2时，要获得稳定的细水柱所显示的平抛轨迹，竖直管上端A一定要低于水面

C.选用装置3时，要获得钢球的平抛轨迹，每次不一定要从斜槽上同一位置释放钢球

三.计算题(13题12分，14题14分，15题16分)

13.(12分)如图所示，内壁光滑的弯曲钢管固定在天花板上，一根结实的细绳穿过钢管，两端分别拴着一个小球A和B.小球A的质量为m，小球B的质量为2m.当小球A在水平面内做匀速圆周运动时，小球A到管口的绳长为l，此时小球B恰好处于平衡状态.管子的内径粗细不计，重力加速度为g.试求：

(1)拴着小球A的细绳与竖直方向的夹角θ；

(2)小球A转动的周期.

14.(14分)如图在倾角为θ的斜面顶端A处以速度v0水平抛出一小球，落在斜面上的某一点B处，设空气阻力不计，求：

(1)小球从A运动到B处所需的时间及A、B间的距离.

(2)从抛出开始计时，经过多长时间小球离斜面的距离达到最大？这个最大距离是多少？

15.(16分)如图所示，AB是倾角为θ的粗糙直轨道，BCD是光滑的圆弧轨道，AB恰好在B点与圆弧相切，圆弧的半径为R，一个质量为m的物体(可以看作质点)从直轨道上的P点由静止释放，结果它能在两轨道间做往返运动，已知P点与圆弧的圆心O等高，物体与轨道AB间的动摩擦因数为μ.求：

(1)物体做往返运动的整个过程中在AB轨道上通过的总路程；

(2)最终当物体通过圆弧轨道最低点E时，对圆弧轨道的压力；

(3)为使物体能顺利到达圆弧轨道的最高点D，释放点距B点的距离L′应满足什么条件？

2021—2022学年度高一下学期期中物理考试

一.选择题(1—7题单选，每题4分，8—10题多选，每题6分，选择题共46分)

1.答案：B

2.答案：D

3.答案：C

4.答案：C

5.答案：D

6.答案：A　[A、B之间的引力提供各自的向心力，由牛顿第二定律可知，A、B的向心力相等，角速度和周期相等，则有2MrA＝MrB，解得恒星A与恒星B的轨道半径之比为rA∶rB＝1∶2，由v＝ωr，a＝ω2r，TA＝TB，可得A正确，B、C错误；由动能Ek＝mv2可得＝·＝×＝，故D错误.]

7.解析：棒与平台接触点的实际运动方向(即合运动方向)垂直于棒指向左上，合速度沿竖直方向上的速度分量等于v，即ωLsinα＝v，得ω＝，B正确.

答案：B

8.答案：AB

9.解析：选AD.物体的合力F合＝ma＝mg，向下运动h时合力做功W＝F合h＝mgh，根据动能定理，物体的动能增加了mgh，A正确，B错误；向下运动h过程中重力做功mgh，物体的势能减少了mgh，C错误，D正确.

10.解析：0～t1时间内，汽车加速度a＝，由牛顿第二定律F－Ff＝ma，解得F＝m＋Ff.t1～t2时间内，汽车的功率P＝Fv1＝(m＋Ff)v1，选项B正确；由P＝Ffv2可得汽车运动的最大速度v2＝＝(＋1)v1，选项C正确；根据动能定理，0～t1时间内，汽车的牵引力做的功减去克服阻力做的功等于汽车动能的增加量，选项A错误；t1～t2时间内，汽车的平均速度大于，选项D错误.

答案：BC

二.实验题(每空2分，共12分)

11.解析：(1)斜槽不必光滑，故A错误；为了保证小球每次平抛运动的初速度相等，每一次让小球从斜槽的同一位置由静止释放，故B错误，C正确；为描出小球的运动轨迹，描绘的点要用平滑曲线连接，故D错误.

(2)根据平抛运动的规律有：x＝v0t，y＝gt2得：y＝＝kx2，其中k＝＝定值，可知y与x2的图线是过原点的倾斜直线，因此，题图乙中y－x2图象能说明平抛小球运动轨迹为抛物线的是C.

答案：(1)AC　(2)C

12.解析：(1)根据Δy＝gT2得，T＝＝＝＝0.1 s.

(2)小球运动中水平分速度v0＝＝＝ m/s＝1.5 m/s.

(3)B点竖直方向上分速度等于AC段竖直方向上的平均速度，则

vy＝＝＝＝2.0 m/s.

(4)选用装置图1研究平抛物体竖直分运动，应该用听声音的方法判断小球是否同时落地，故A错误；装置图2中A管内与大气相通，为外界大气压强，A管在水面下保证A管上出口处的压强为大气压强，因而另一出水管的上端口处压强与A管上出口处的压强有恒定的压强差，保证另一出水管出水压强恒定，从而使水速度恒定，如果A管上出口在水面上则水面上为恒定大气压强，因而随水面下降，出水管上口压强降低，出水速度减小，故B正确；选用装置图3要获得钢球的平抛轨迹，每次一定要从斜槽上同一位置由静止释放钢球，这样才能保证初速度相同，故C错误.

答案：(1)0.1　(2)1.5　(3)2.0　(4)B

三.计算题(13题12分，14题14分，15题16分)

13.(12分)解析：(1)设细绳的拉力为F，小球B处于平衡状态有

F＝2mg

在竖直方向上，小球A处于平衡状态，有Fcos θ＝mg

解得cos θ＝

绳与竖直方向的夹角θ＝60°

(2)对于小球A，细绳拉力的水平分量提供圆周运动的向心力，有

Fsin θ＝mr

r＝lsin θ

则小球A转动的周期T＝π.

答案：(1)60°　 (2)π

14.(14分)答案：(1)　  　(2)　

解析：(1)设小球从A运动到B处所需的时间为t

则水平位移为x＝v0t

竖直位移为y＝gt2

几何关系：tanθ＝

得t＝.

AB间的距离为：s＝＝.

(2)设经过t1时间小球离斜面的距离达到最大，速度与斜面平行.

速度偏向角tanθ＝

得t1＝

将运动分解在沿着斜面方向和垂直于斜面方向

v⊥＝v0sinθ    a⊥＝gcosθ

H＝

解得：H＝

补充：(2)方法二：此时横坐标为x＝v0t＝

又此时速度方向反向延长线交横轴于处：H＝xsinθ＝

方法三：水平位移x′＝v0t1＝.竖直位移y′＝gt＝

根据几何关系可知＋y′＝x′tanθ

解得最大距离为：H＝

15.(16分)解析：(1)因为摩擦力始终对物体做负功，所以物体最终在圆心角为2θ的圆弧上往复运动.对整体过程由动能定理得mgR·cosθ－μmgcosθ·s＝0，所以s＝.

(2)对B→E过程mgR(1－cosθ)＝mv   ①

FN－mg＝   ②

由①②得FN＝(3－2cosθ)mg.

由牛顿第三定律得物体对轨道的压力为(3－2cosθ)mg.

(3)设物体刚好到D点，则mg＝   ③

对全过程由动能定理得

mgL′sinθ－μmgcosθ·L′－mgR·(1＋cosθ)＝mv   ④

由③④得：L′＝·R.

则L′≥·R

答案：(1)　(2)(3－2cosθ)mg    (3)L′＝·R