2021-2022学年云南省昆明市东川明月中学高一（下）期中物理试题（理）含解析

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东川明月中学高一年级下学期期中考试理科班（物理试卷）注意事项：1.本试卷共100分，答题时间为120分钟。2.答题前，考生务必用黑色碳素笔将自己的考号、姓名、班级、考场号、座位号在答题卡上填写清楚，填涂考号。第I卷（选择题，共48分）一、单选题：本题共 6小题，每小题 4 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. 下列论述符合物理史实的是（    ）A. 伽利略发现了行星的运动规律B 开普勒发现了万有引力定律C. 卡文迪许首先在实验室里测出了万有引力常量D. 牛顿根据万有引力定律发现了海王星和冥王星【答案】C【解析】【分析】【详解】A．开普勒首先发现了行星的运动规律，故A错误；B．牛顿发现了万有引力定律，故B错误；C．卡文迪许首先在实验室里测出了万有引力常量数值，故C正确；D．亚当斯和勒威耶发现了海王星，克莱德⋅汤博发现了冥王星，故D错误故选C。2. 如图所示，一辆轿车正在水平路面上做匀速圆周运动，下列说法正确的是（　　）A. 水平路面对轿车弹力的方向斜向上B. 轿车所受静摩擦力提供轿车做圆周运动的向心力C. 轿车所受重力、支持力的合力提供轿车做圆周运动的向心力D. 轿车受到的重力、支持力和摩擦力的合力为零【答案】B【解析】【详解】A．水平路面对轿车弹力的方向垂直于路面竖直向上，A错误；B．轿车做圆周运动时靠水平路面对车轮的静摩擦力提供向心力，B正确；C．轿车所受重力和支持力相互平衡，它们的合力不是提供轿车做圆周运动的向心力，C错误；D．轿车受到的重力、支持力和摩擦力的合力不为零，D错误。故选B。3. 如图所示，两个皮带轮的转轴分别是O1和O2，两皮带轮半径分别为r和2r，B轮上的C点到轴心的距离为r，转动时皮带不打滑，则轮上A、B、C三点的线速度、角速度和向心加速度的关系是（　　） A.  B.  C.  D. 【答案】A【解析】【详解】AB．A、B两点通过皮带传动，线速度相等，B、C同轴转动角速度相同，由可知故A正确、B错误；C．根据则故C错误；D．根据则故D错误。故选A。4. 一辆汽车在水平路面上由静止启动，在前5s内做匀加速直线运动，5s末达到额定功率，之后保持额定功率运动，其图像如图所示。已知汽车的质量为，汽车受到地面的阻力为车重的倍，g取10m/s2，则：（　　）A. 汽车的额定功率为 B. 汽车的最大速度为20m/sC. 汽车在前5s内的阻力为200N D. 汽车在前5s内的牵引力为6×103N【答案】D【解析】【详解】C．根据题意可知，汽车受到的阻力为故C错误；AD．由图可知，在内汽车的加速度为设内，汽车的牵引力为，根据牛顿第二定律有解得根据公式可得，汽车的额定功率为故A错误D正确；B．汽车速度最大时，加速度为零，即牵引力等于阻力，根据可得，汽车的最大速度为故B错误。故选D。5. 如图甲所示，质量为的物体在水平恒力F作用下沿粗糙水平面运动，后撤掉恒力F，其运动的图像如图乙所示，重力加速度，下列说法正确的是（　　）A. 在内，合外力一直做正功B. 在时，恒力F的瞬时功率为C. 在内，恒力F的平均功率为D. 在内，物体克服摩擦力做功为【答案】C【解析】【详解】A．01s内，速度增加，根据动能定理知，合力做正功，13s内，速度减小，根据动能定理知，合力做负功，故A错误；B．根据速度时间图线知，匀加速运动的加速度大小匀减速运动的加速度大小根据牛顿第二定律得，解得，由图知0.5s时，速度为5m/s，则恒力F的瞬时功率为故B错误；C．01s内，平均速度等于0.5s时的瞬时速度5m/s，恒力F的平均功率为故C正确；D．03s内，物体的位移大小克服摩擦力做功故D错误。故选C。6. 有两条雪道平行建造，左侧相同而右侧有差异，一条雪道的右侧水平，另一条的右侧是斜坡。某滑雪者保持一定姿势坐在雪橇上不动，从h1高处的A点由静止开始沿倾角为θ的雪道下滑，最后停在与A点水平距离为s的水平雪道上。接着改用另一条雪道，还从与A点等高的位置由静止开始下滑，结果能冲上另一条倾角为α的雪道上h2高处的E点停下。若动摩擦因数处处相同，且不考虑雪橇在路径转折处的能量损失，则（　　）A. 动摩擦因数为tan θ B. 动摩擦因数为C. 倾角α一定大于θ D. 倾角α可以大于θ【答案】B【解析】【详解】AB．在AB段由静止下滑，说明μmgcos θ＜mgsin θ则第一次停在BC上的某点，由动能定理得整理，可得故A错误，B正确；CD.第二次滑上BE在E点停下，则μmgcos α≥mgsin α故有则α<θ故C、D错误。故选B。二、多选题：本题共6小题，每小题 4 分，共 24分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得4 分，选对但不全的得2 分，有错选的得0 分。7. 下列图中的描述正确的是（均不计空气阻力）：（　　）A. 图甲中物块沿固定光滑斜面下滑，物块机械能守恒B. 图乙中物块在F作用下沿固定光滑斜面上滑，物块的机械能守恒C. 图丙中细线拴住小球绕O点来回摆动，小球的机械能守恒D. 图丁中光滑半圆形轨道静止在光滑的水平面上，小球由静止沿半圆形轨道下滑，小球的机械能守恒【答案】AC【解析】【详解】A．图甲中，物块沿固定光滑斜面下滑，只有物块的重力对物块做功，则物块的机械能守恒，故A正确；B．图乙中，物块F作用下沿固定光滑斜面上滑，拉力对物块做功，物块机械能不守恒，故B错误；C．图丙中，细线拴住小球绕O点来回摆动，只有小球的重力做功，小球的机械能守恒，故C正确；D．图丁中，光滑半圆形轨道静止在光滑的水平面上，小球由静止沿半圆形轨道下滑，半圆形轨道给小球的支持力对小球做功，小球的机械能不守恒，故D错误。故选AC。8. 有四颗地球卫星，a还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动，b处于地面附近近地轨道上正常运动，c是地球同步卫星，d是高空探测卫星，各卫星排列位置如图所示，则有（　　） A. a的向心加速度小于重力加速度g B. 线速度关系C. d的运动周期有可能是20小时 D. c在4个小时内转过的圆心角是【答案】AD【解析】【分析】【详解】A．由于卫星a还未发射，与同步卫星具有相同角速度，根据 可知，a的向心加速度小于同步卫星的向心加速度， 卫星c是地球同步卫星，其向心加速度是卫星b是近地轨道卫星，因此向心加速度有由以上计算分析可知，卫星b的向心加速度大于卫星c的向心加速度，也大于卫星a的向心加速度，因此卫星a的向心加速度小于重力加速度g，A正确；B．由于a、c的角速度相等，根据可知B错误；C．根据可知轨道半径越大，运动周期越长，c是同步卫星，运动周期为24h，因此d的运动周期大于24h，C错误；D．c是同步卫星，运动周期为24h，因此在4h时内转过的圆心角D正确。故选AD9. 如图甲所示，一长为l的轻绳，一端固定在过O点的水平转轴上，另一端固定一质量未知、可视为质点的小球，整个装置绕O点在竖直面内转动。小球通过最高点时，绳对小球的拉力F大小与其速度平方v2的关系如图乙所示，重力加速度为g，下列判断正确的是（   ） A. 图像函数表达式为F = + mgB. 重力加速度g = C. 绳长不变，用质量较小的球做实验，得到的图线斜率更大D. 绳长不变，用质量较小的球做实验，图线b点的位置不变【答案】BD【解析】【分析】【详解】A．小球通过最高点时有F + mg = m，故图像函数表达式为F = v2 - mg，A错误；B．当F = 0时，v2 = b，解得重力加速度g = ，B正确；C．图线的斜率k = ，绳长不变，用质量较小的球做实验，得到的图线斜率更小，选项C错误；D．由于b = gl，绳长不变，用质量较小的球做实验，图线b点的位置不变，选项D正确。故选BD。10. 如图所示，一轻质光滑定滑轮固定在天花板上，质量相等的小球A和圆环B通过不可伸长的轻绳跨过滑轮连接，圆环B套在足够长光滑水平直杆上，水平杆到滑轮上端的距离为1.2m，初始时小球A和圆环B均处于静止状态，小球A位于滑轮顶端，B到滑轮的距离为2m。重力加速度g取10m/s2，现由静止释放小球A，在小球A下落的过程中，下列说法正确的是（　　）A. 小球A的速度一直增大 B. 小球A下落0.8m时其机械能最小C. 小球A下落0.5m时，B的速度为m/s D. 小球A下落0.5m时，B的速度为m/s【答案】BC【解析】【详解】A．当B运动到滑轮正下方时，B沿绳方向速度为零，则A的速度也为零，说明A经历了先加速后减速的过程，故A错误；B．由于绳长不变，小球A下落0.8m时，B正好到达滑轮正下方，此时A的速度为零，高度最低，之后B继续向左滑动，A高度升高，速度增大，所以小球A下落0.8m时其动能和重力势能都达到最小，故B正确；CD．小球A下落0.5m时，B与滑轮间轻绳长为1.5m，设轻绳与水平杆夹角为θ，则有设此时B的速度大小为v，则此时A的速度为由系统机械能守恒解得故C正确，D错误。故选BC。11. 如图甲所示，轻弹簧竖起放置，下端固定在水平地面上，一质量为的小球，从离弹簧上端高处由静止释放。某同学在研究小球落到弹簧上后继续向下运动到最低点的过程，他以小球开始下落的位置为原点，沿竖起向下方向建立坐标轴，作出小球所受弹力大小随小球下落的位置坐标的变化关系如图乙所示，不计空气阻力，重力加速度为。以下判断正确的是（　　）A. 当时，小球的动能最大 B. 当时，小球的动能为零C. 小球下落过程机械能守恒 D. 小球动能的最大值为【答案】AD【解析】【详解】A．根据乙图可知，当，小球的重力等于弹簧的弹力，此时小球具有最大速度，小球的动能最大，故A正确；B．对小球由动能定理得由图乙可知可得故B错误；C．小球下落过程由弹簧弹力对小球做功，小球机械能不守恒，故C错误；D．小球达到最大速度的过程中，弹力做负功为根据动能定理解得故D正确。故选AD。12. 如图（a），倾角为37°的传送带以v=5m/s的速度逆时针匀速转动，传送带A、B之间的距离为20m，质量为m=1kg的物块（可视为质点）自A点无初速度放上传送带。物块在传送带上运动时，其动能与位移x的关系图像（）如图（b）所示，设物块与传送带之间的动摩擦因数为μ，物块从A运动到B所用时间为t，已知重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。则下列说法中正确的是（　　）A. μ=0.25 B.  C. t=4s D. 【答案】BD【解析】【详解】由图b可知，开始时，物块所受摩擦力向下，当物块的速度和传送带速度相等时，摩擦力反向，但此时物块重力沿传送带向下的分力仍大于摩擦力，物块继续做加速运动D．当位移为时，物块的速度为，可得带入数据解得故D正确；AB．根据功能关系得联立解得故B正确，A错误；C．设传动带长度为，物块速度和传送带速度相等前，根据牛顿第二定律得可得时间位移为当速度和传送带速度相等后，根据牛顿第二定律根据运动学公式解得物块从A运动到B所用时间为故C错误。故选BD。第II卷（非选择题，共52分）三、实验题：本题共 2 小题，共 14 分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。13. 在“探究平抛运动的特点”的实验中：（1）为减小空气阻力对小球的影响，选择小球时，应选择下列的___________；A．实心小木球B．空心小木球C．实心小铁球D．空心小铁球（2）某同学为了更精确地描绘出小球做平抛运动的轨迹，使用频闪照相机（每隔相等时间T拍一次照片）拍摄小球在空中的位置，图中背景方格的边长表示实际长度5cm，如果取，那么：①照相机的频闪周期___________s；②小球做平抛运动的水平初速度大小是___________m/s。 【答案】    ①. C    ②. 0.1    ③. 1.5【解析】【详解】（1）[1]为了减小空气阻力对小球的影响，选择小球时，应选择体积小密度大的小球，故C正确，ABD错误。故选C。（2）①[2]竖直方向，根据解得②[3水平方向解得14. 甲同学利用图1所示的装置做“验证机械能守恒定律”的实验。（1）在实验过程中，下列实验操作和数据处理正确的是___________。A．释放重锤前，手捏住纸带上端并使纸带保持竖直B．做实验时，先释放连接重锤的纸带，再接通打点计时器的电源C．为测量打点计时器打下某点时重锤的速度，需要先测量该点到的距离，再根据公式计算，其中应取当地的重力加速度D．用刻度尺测量某点到的距离，利用公式计算重力势能的减少量，其中应取当地的重力加速度（2）选出一条清晰的纸带如图所示，其中0点为打点计时器打下的第一个点，A、B、C为三个计数点。在计数点A和B、和之间还各有一个点，重锤的质量为。打点计时器工作频率为，当地的重力加速度为。从打下到打下点过程中重锤动能增加量___________J，重力势能减少量___________J。（计算结果均保留三位有效数字）（3）某同学在纸带上选取计数点后，测量它们到初速度为零的起始点的距离，并计算出打相应计数点时重锤的速度，通过描绘。若实验中重锤所受阻力不可忽略，且阻力大小保持不变，从理论上分析，合理的图象是图中的___________。A．  B．    C．   D． 【答案】    ①. AD##DA    ②. 0.335    ③. 0.370    ④. A【解析】【详解】（1）[1]A．为了减小纸带与打点计时器间的摩擦力，释放重锤前，手捏住纸带上端并使纸带保持竖直，A正确；B．实验时，应先接通打点计时器的电源，再释放连结重锤的纸带，B错误；C．不能使用公式求速度，否则等于默认做自由落体运动，机械能守恒，失去验证的意义，故C错误；D．用刻度尺测量某点到的距离，利用公式计算重力势能的减少量，其中应取当地的重力加速度，D正确；（2）[2]根据匀变速直线运动中间时刻瞬时速度等于该过程平均速度从打下到打下点过程中重锤动能增加量为[3]重力势能减少量为（3）[4]若实验中重锤所受阻力不可忽略，且阻力大小保持不变，根据牛顿第二定律可知，加速度为可知重锤做加速度为的匀加速直线运动，根据运动学公式可得可知与成正比例函数关系，A正确，BCD错误。四、计算题：本题共 4 小题，共 38 分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。15. 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km的圆周轨道绕地球做匀速圆周运动，一天（24h）内可以绕地球转动16圈。已知地球半径，万有引力常量，，。求：（计算结果请保留两位有效数字）（1）空间站绕地球做匀速圆周运动的线速度v；（2）地球的质量M。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）根据题意可知，空间站绕地球做匀速圆周运动的的周期为根据公式可得，空间站绕地球做匀速圆周运动的线速度（2）根据万有引力提供向心力有可得16. 如图所示，粗糙的水平轨道AB与半径为R的光滑半圆轨道BC在B点相切，轨道ABC固定在竖直平面内，C为半圆轨道的最高点。质量为m的小物块从A点以水平向右的初速度沿AB滑行。已知AB间的距离为s，物块与AB间的动摩擦因数为μ，不计空气阻力，重力加速度为g。（1）若物块恰能运动到B点停下来，求物块在A点的初速度大小；（2）若物块恰能通过C点，求A点的初速度大小及再落到水平轨道上与B点的距离为多少。【答案】（1）；（2），【解析】【详解】（1）若物块恰能运动到B点停下来，设物块在A点的初速度大小为v1，根据动能定理得解得 （2）若物块恰能通过C点，设物块在A点的初速度大小为v2，根据动能定理得在最高点根据牛顿第二定律得 解得 落到水平轨道上与B点的距离为 解得17. 如图所示，圆心为O的光滑圆盘距水平地面足够高，有一不可伸长的轻绳，一端固定在O点，另一端连接一质量的小球，小球通过轻绳绕O点做匀速圆周运动，已知轻绳长，圆盘的半径，绳子能承受的最大拉力，不计空气阻力，取重力加速度大小。（1）求小球以角速度运动时绳子的拉力大小T；（2）缓慢增大小球的角速度，从轻绳刚被拉断时算起，经过，求小球的位移大小。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）根据题意，对小球受力分析，受重力、支持力和绳子的拉力，并且绳子的拉力提供做圆周运动的向心力，有（2）设绳子断开时角速度为，根据牛顿第二定律有解得小球的线速度为根据几何关系可知，小球运动到圆盘边缘的位移为所用时间为小球由边缘飞出做平抛运动，运动时间为则水平位移为竖直位移为则小球的位移大小为18. 如图所示，放在足够大的水平桌面上的薄木板的质量，木板右端叠放着质量的小物块，整体处于静止状态。已知物块与木板间的动摩擦因数，木板与桌面间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小，薄木板足够长。现对木板施加水平向右的恒定拉力，当木板向右运动的位移时，撤去拉力F1，木板和小物块继续运动一段时间后静止。求∶（1）撤去拉力F1时，木板的速度的大小；（2）整个过程中因摩擦而产生的热量。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）假设对木板施加水平向右的恒定拉力大小为时，小物块与木板恰好不发生相对滑动，此时小物块与木板间的摩擦力为最大静摩擦力设小物块此时的加速度大小为，根据牛顿第二定律有对整体有解得故对木板施加水平向右的恒定拉力时，小物块与木板保持相对静止，从木板开始运动到撤去拉力，对木板和小物块整体分析根据动能定理有解得（2）从木板开始运动到撤去拉力，因摩擦产生的热量从撤去拉力到木板和小物块再次静止，因摩擦产生的热量整个过程中因摩擦而产生的热量