2021-2022学年辽宁省沈阳市回民中学高一（下）期中物理试题含解析

这是一份2021-2022学年辽宁省沈阳市回民中学高一（下）期中物理试题含解析，共17页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
沈阳市回民中学2021级高一下学期期中考试物理一、选择题（本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1-7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8-10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）1. 在物理学建立、发展的过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步．关于科学家和他们的贡献，下列说法中错误的是( )A. 德国天文学家开普勒对他的导师——第谷观测的行星数据进行了多年研究，得出了开普勒三大行星运动定律B. 英国物理学家卡文迪许利用“卡文迪许扭秤”首先较准确的测定了万有引力常量C. 伽利略用“月—地检验”证实了万有引力定律的正确性D. 牛顿在发现万有引力定律的过程中应用了牛顿第三定律的知识【答案】C【解析】分析】【详解】A．德国天文学家开普勒对他的导师--第谷观测的行星数据进行了多年研究，得出了开普勒三大行星运动定律，故A正确，不符合题意；B．英国物理学家卡文迪许利用卡文迪许扭秤首先较准确的测定了万有引力常量，故B正确，不符合题意；C．牛顿用“月-地”检验证实了万有引力定律的正确性．故C错误，符合题意；D．牛顿在发现万有引力定律的过程中应用了牛顿第三定律的知识，说明了万有引力的大小与两个物体的质量的乘积成正比，故D正确，不符合题意；故选C。2. 如图所示，当小车A以恒定速度v向左运动时，对于B物体，下列说法正确的是（    ）A. 匀加速上升 B. B物体受到的拉力大于B物体受到的重力C. 匀速上升 D. B物体受到的拉力等于B物体受到的重力【答案】B【解析】【详解】设绳子与水平方向的夹角为θ根据平行四边形定则有：沿绳子方向的速度v绳=vcosθ，沿绳子方向的速度等于B物体的速度，在运动的过程中，θ角减小，则v绳增大．所以物体做变加速上升．物体的加速度方向向上，根据牛顿第二定律，知绳子的拉力大于B物体的重力．故B正确，ACD错误．故选B．【点睛】解决本题的关键知道汽车的速度是沿绳子方向和垂直于绳子方向速度的合速度，以及会根据速度变化情况得出加速度的方向．3. 如图所示，在倾角为θ的斜面上A点，以水平速度v0抛出一个小球，不计空气阻力，它落到斜面上B点所用的时间为A.  B.   C.   D. 【答案】B【解析】【详解】设AB之间的距离为L，则：水平方向：  竖直方向：Lsinθ=  联立解得：t= ,故B正确；ACD错误；综上所述本题答案是：B【点睛】解决平抛运动的方法是把平抛运动分解到水平方向和竖直方向去研究，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，两个方向上运动的时间相同．4. 质量为m的汽车，启动后沿平直路面行驶，如果发动机的功率恒为P，且行驶过程中受到摩擦阻力大小一定，汽车速度能够达到的最大值为v，那么当汽车的车速为时，汽车的瞬时加速度的大小为（　　）A.  B.  C.  D. 【答案】B【解析】【分析】【详解】当汽车匀速行驶时，有根据得由牛顿第二定律得故选项B正确，A、C、D错误。故选B。5. 如图甲所示，a、b两小球通过长度一定轻细线连接跨过光滑定滑轮，a球放在地面上，将连接b球的细线刚好水平拉直，由静止释放b球，b球运动到最低点时，a球对地面的压力刚好为零；若将定滑轮适当竖直下移一小段距离，再将连接b球的细线刚好水平拉直，如图乙所示，由静止释放b球，不计一切阻力．则下列判断正确的是（　　）A. 两小球的质量相等B. 两小球的质量大小无法判断C. 在b球向下运动过程中，a球可能会离开地面D. b球运动到最低点时，a球对地面的压力仍恰好为零【答案】D【解析】【分析】【详解】在甲图中，设b球做圆周运动的半径为d，b球运动到最低点时速度为v，根据机械能守恒定律有在最低点时解得又因此有若改变b球做圆周运动的半径，b球运动到最低点时对细线的拉力仍等于，因此b球运动到最低点时，小球a对地面的压力恰好为零。故选D。6. 如图所示，近地卫星的圆轨道I半径为R，设法使卫星通过一次变轨进入椭圆轨道II，再通过一次变轨进入半径为r的预定圆轨道III。已知地球的质量为M，引力常量为G，则（　　） A. 卫星在近地轨道I上的绕行线速度大小为B. 卫星在轨道II上通过远地点b时的加速度大小为C. 卫星在轨道II上通过近地点a时的速度等于在轨道I通过a时的速度D. 卫星在预定圆轨道III上的机械能小于在近地轨道I上的机械能【答案】B【解析】【分析】【详解】A．由得卫星在近地轨道I上的绕行线速度大小为故A错误；B．由得卫星在轨道II上通过远地点b时的加速度大小为故B正确；C．卫星由轨道I上的a点进入轨道II上的近地点a时，需要加速，所以卫星在轨道II上通过近地点a时的速度大于在轨道I通过a时的速度，故C错误；D．卫星由轨道I需要加速两次到达预定圆轨道III，所以在圆轨道Ⅲ上的机械能大于在近地轨道I上的机械能，故D错误。故选B。7. 质量为m的物块以一定初速度滑上倾角为30°的足够长斜面，返回出发位置时速率变为原来的一半。已知重力加速度为g，则物块与斜面之间的滑动摩擦力大小为（　　）A.  B. C.  D. 【答案】C【解析】【详解】设物块上滑距离为s，则物块运动过程中损失的机械能为物块自开始至上滑至最高点，根据动能定理得解得故C正确。8. 忽略空气阻力，下列物体运动过程中满足机械能守恒的是（　　）A. 电梯匀速下降B. 将物体竖直上抛C. 将物体由光滑斜面底端拉到斜面顶端D. 铅球运动员抛出的铅球从抛出到落地前【答案】BD【解析】【分析】【详解】A．电梯匀速下降，动能不变，重力势能减小，则机械能必定减小，选项A错误；B．物体竖直上抛，只有重力做功，则机械能守恒，选项B正确；C．物体在光滑斜面上由斜面底端拉到斜面顶端，必受重力、支持力和拉力的作用，支持力不做功，但是重力和拉力都做功，所以机械能不守恒，选项C错误；D．铅球运动员抛出的铅球从抛出到落地前只有铅球的重力做功，机械能守恒，选项D正确。故选BD。9. 从地面竖直向上抛出一物体，其机械能E总等于动能Ek与重力势能Ep之和．取地面为重力势能零点，该物体的E总和Ep随它离开地面的高度h的变化如图所示．重力加速度取10 m/s2．由图中数据可得A. 物体的质量为2 kgB. h=0时，物体的速率为20 m/sC. h=2 m时，物体的动能Ek=40 JD. 从地面至h=4 m，物体动能减少100 J【答案】AD【解析】【详解】A．Ep-h图像知其斜率为G，故G= =20N，解得m=2kg，故A正确B．h=0时，Ep=0，Ek=E机-Ep=100J-0=100J，故=100J，解得：v=10m/s，故B错误；C．h=2m时，Ep=40J，Ek= E机-Ep=90J-40J=50J，故C错误D．h=0时，Ek=E机-Ep=100J-0=100J，h=4m时，Ek’=E机-Ep=80J-80J=0J，故Ek- Ek’=100J，故D正确10. 把一质量为m的小球放在竖立的弹簧上，并把球往下按至A的位置（设此位置重力势能为零），如图甲所示。迅速松手后，弹簧把球弹起，球升至最高位置C（图丙），途中经过位置B时弹簧正好处于自由状态（图乙）。已知A、B的高度差为h，C、B高度差为2h，弹簧的质量和空气的阻力均可忽略，则下列说法正确的是（　　） A. 刚松手瞬间，弹簧弹力等于小球重力B. 状态甲中弹簧的弹性势能为mghC. 状态乙中小球的动能为2mghD. 状态丙中系统的机械能为3mgh【答案】CD【解析】【分析】【详解】A．松手后小球向上加速运动，故刚松手瞬间，弹簧弹力大于小球重力，选项A错误；BD．由能量关系可知，状态甲中弹簧的弹性势能转化为状态丙中物体的重力势能，故弹簧的弹性势能为3mgh，状态丙中系统的机械能也为3mgh，选项B错误，D正确；C．状态乙中故状态乙中小球的动能为2mgh，选项C正确。故选CD。二、非选择题:本题共5小题，共54分11. 图1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．安装斜槽轨道，使其末端保持水平        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（2）图2是某同学根据实验画出的平抛小球的运动轨迹，O为平抛的起点，在轨迹上任取三点A、B、C，测得A、B两点竖直坐标y1为5.0cm、y2为45.0cm，A、B两点水平间距△x为40.0cm．则平抛小球的初速度v0为_____m/s，若C点的竖直坐标y3为60.0cm，则小球在C点的速度vC为_____m/s（结果保留两位有效数字，g取10m/s2）．【答案】    ① ac    ②. 2.0    ③. 4.0【解析】【详解】（1）a、通过调节使斜槽末端保持水平，是为了保证小球做平抛运动，故a正确；b、因为要画同一运动的轨迹，必须每次释放小球的位置相同，且由静止释放，以保证获得相同的初速度，故b错误，c正确；d、用描点法描绘运动轨迹时，应将各点连成平滑的曲线，不能练成折线或者直线，故d错误．（2）测得A、B两点竖直坐标为，为，A、B两点水平间距，根据平抛运动的处理方法，竖直方向做自由落体运动，水平方向做匀速直线运动，所以，，水平方向的速度，即平抛小球的初速度为、联立代入数据解得： 若C点的竖直坐标为，则小球在C点的对应速度：据公式可得，所以所以C点的速度为：．点睛：解决平抛实验问题时，要特别注意实验的注意事项，在平抛运动的规律探究活动中不一定局限于课本实验的原理，要注重学生对探究原理的理解，提高解决问题的能力；灵活应用平抛运动的处理方法是解题的关键．12. 如图所示为利用气垫导轨(滑块在该导轨上运动时所受阻力可忽略)验证机械能守恒定律的实验装置，完成以下填空。实验步骤如下：①将气垫导轨放在水平桌面上，桌面高度不低于1 m，将导轨调至水平；②测出挡光条的宽度l和两光电门中心之间的距离s；③将滑块移至光电门1左侧某处，待托盘和砝码静止不动时，释放滑块，要求托盘和砝码落地前挡光条已通过光电门2；④测出滑块分别通过光电门1和光电门2时的挡光时间Δt1和Δt2；⑤用天平称出滑块和挡光条的总质量M，再称出托盘和砝码的总质量m．回答下列问题：(1)滑块通过光电门1和光电门2时，可以确定系统(包括滑块、挡光条、托盘和砝码)的总动能分别为Ek1＝________________和Ek2＝________________；(2)在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，系统势能的减少量ΔEp＝________(重力加速度为g)；(3)如果满足关系式________________(用Ek1、Ek2和ΔEp表示)，则可认为验证了机械能守恒定律．【答案】    ①     ②.     ③. mgx    ④. 【解析】【详解】滑块通过光电门1、过光电门2时的速度，滑块通过光电门1、过光电门2时的动能，在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中系统势能的减少量⊿Ep=mgx在误差允许范围内，如果满足关系式则可认为验证了机械能守恒定律。13. 一宇航员在半径为R的某星球表面，做如下实验：如图所示，在不可伸长的长度为l的轻绳一端系一质量为m的小球，另一端固定在O点，当小球绕O点在竖直面内做圆周运动通过最高点速度为v0，绳的弹力为零。不计小球的尺寸，已知引力常量为G，求：（1）该行星表面的重力加速度；（2）该行星的第一宇宙速度。 【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）小球通过最高点时解得 （2）对在行星表面附近做匀速圆周运动的质量为m0的卫星，有解得第一宇宙速度为14. 如图所示，光滑细圆管轨道AB部分平直，BC部分是处于竖直平面内半径为R的半圆，C为半圆的最高点。有一质量为m、 半径较管道略小的光滑的小球以水平初速度v0射入圆管．(1)若要小球从C端出来，初速度v0应满足什么条件？(2)在小球从C端出来瞬间，对管壁压力有哪几种情况，初速度v0各应满足什么条件？ 【答案】(1)v0>2 ；(2)①刚好对管壁无作用力，v0＝；②对下管壁有作用力，2<v0<；③对上管壁有作用力，v0>；【解析】【分析】【详解】（1）小球在管内运动过程中，只有重力做功，机械能守恒．要求小球能从C射出，小球运动到C点的速度vC>0．根据机械能守恒即可算出初速度v0，小球从C点射出时可能有三种典型情况： ①刚好对管壁无压力；②对下管壁有压力；③对上管壁有压力．同理由机械能守恒可确定需满足的条件．小球从A端射入后，如果刚好能到达管顶，则vC=0由机械能守恒 得所以入射速度应满足条件（2）小球从C端射出的瞬间，可以由三种典型情况：①刚好对管壁无压力，此时需要满足条件 联立得入射速度②对下管壁有压力，此时相应的入射速度为③对上管壁有压力，相应的入射速度为15. 如图所示，从A点以水平速度抛出质量的小物块P（可视为质点），当物块P运动至点时，恰好沿切线方向进入半径、圆心角的固定光滑圆弧轨道，轨道最低点与水平地面相切，点右侧水平地面某处固定挡板上连接一水平轻质弹簧。物块P与水平地面间动摩擦因数为某一定值，取，弹簧始终在弹性限度内，不计空气阻力。求： （1）抛出点A距水平地面的高度；（2）若小物块P第一次压缩弹簧被弹回后恰好能回到点，求弹簧压缩过程中的最大弹性势能。【答案】（1）1.6m；（2）14J【解析】【分析】【详解】（1）物体经过点时有可得小球运动至点的竖直分位移A点距地面的高度（2）以地面为零势面，设物块在水平地面向右的位移为，从点下滑到第一次返回点过程中有可得从点下滑到弹簧压缩最短过程中有