2021-2022学年陕西省渭南市瑞泉中学高一（下）第二次质量检测物理试题含解析

瑞泉中学2021-2022学年度第二学期第二次质量检测

高一物理试题

第Ⅰ卷（选择题：共60分）

一、选择题：（本题共12小题，每小题5分，共60分。在每小题给出的四个选项中，第1~9题只有一项符合题目要求；第10~12题有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）

1. 做曲线运动的物体，在运动过程中一定在变化的物理量是(  )

A. 加速度 B. 动能 C. 速度 D. 合外力

【答案】C

【解析】

【分析】既然是曲线运动，它的速度的方向必定是改变的，所以曲线运动一定是变速运动，它的速度肯定是变化的；而匀速圆周运动的速率是不变的，平抛运动的合力、加速度是不变的．

【详解】AD．平抛运动也是曲线运动，但是它的合力为重力，加速度是重力加速度，是不变的，故AD错误．

B．匀速圆周运动的速度的大小是不变的，即速率是不变的，其动能也不变，故B错误．

C．物体既然做曲线运动，那么它的速度方向肯定是不断变化的，所以速度一定在变化，故C正确．

故选C．

【点睛】曲线运动不能只想着匀速圆周运动，平抛也是曲线运动一种，可以是合外力不变的匀变速曲线运动，也可可以是合外力变化的匀速率圆周运动．

2. 如图所示，物体以恒定的速率沿同一圆弧AB做曲线运动，下列对它的分析正确的是（　　）

A. 该物体的向心力可能竖直向下

B. 它的加速度大小一定保持不变

C. 因为它的速率恒定不变，所以该物体做匀速运动

D. 该物体受到的合力在弧AB间的某个瞬间可能与速度方向相反

【答案】B

【解析】

【详解】A．物体以恒定的速率沿同一圆弧AB做曲线运动，该物体的向心力方向指向圆弧的圆心，不可能竖直向下，故A错误；

B．根据

它的加速度大小一定保持不变，故B正确；

C．因为它的速度方向不断改变，所以该物体做变速运动，故C错误；

D．该物体受到的合力在弧AB间的某个瞬间一定与速度方向垂直，故D错误。

故选B。

3 一架飞机水平匀速飞行，从飞机上每隔2s释放一个铁球，先后共释放5个，如果不计空气阻力，则这5个铁球（　　）

A. 在空中任何时刻总是排成抛物线，且它们的间距是相等的

B. 在空中任何时刻总是排成抛物线，它们的落地点是等间距的

C. 在空中任何时刻总排成竖直的直线，且它们的间距是相等的

D. 在空中任何时刻总排成竖直的直线，它们的落地点是等间距的

【答案】D

【解析】

【详解】每个小球都做平抛运动，在水平方向上做匀速直线运动，所以释放的小球都在飞机的正下方，即在飞机的正下方排成竖直的直线；高度一定，每个小球落地的时间相等，每隔1s释放一个，在水平方向上两小球的间隔为

它们落地点是等间距的，故ABC错误，D正确。

故选D。

4. 下列说法正确的是（　　）

A. 物体运动过程中速度发生变化时动能必然发生变化

B. 向心力的效果只会改变速度的方向，不改变速度的大小

C. 静摩擦力对物体可能不做功，滑动摩擦力对物体一定做功

D. 作用力与反作用力所做的功一定是大小相等

【答案】B

【解析】

【详解】A．物体运动过程中若速度大小不变，方向改变，则动能不变，故A错误；

B．向心力的效果只会改变速度的方向，不改变速度的大小，故B正确；

C．滑动摩擦力对物体不一定做功，如黑板擦擦黑板，滑动摩擦力对黑板不做功，故C错误；

D．作用力与反作用力的关系是大小相等，但是它们在各自的力的方向上的位移不一定相等，所以做的功也不一定相等，故D错误。

故选B。

5. 如图所示，两个互相垂直的力和作用在同一物体上，使物体运动，物体通过一段位移时，力对物体做功8J，力对物体做功6J，则力和的合力对物体做功为（　　）

A. 14J B. 10J C. 2J D. 20J

【答案】A

【解析】

【详解】当有多个力对物体做功的时候，总功的大小等于用各个力对物体做功的和，则力和的合力对物体做功为

W=8J+6J=14J

故选A。

6. 一只船在静水中行驶的速度恒为3m/s，它要横渡一条30m宽的河，水流速度恒为4m/s，下列说法中正确的是（　　）

A. 这只船可以垂直于河岸到达正对岸

B. 这只船无论怎样也不可能渡过河到达对岸

C. 这只船对地的速度一定是5m/s

D. 过河时间可能是12s

【答案】D

【解析】

【详解】A．由已知小船在静水中速度v1=3m/s，河宽d=30m，水速v2=4m/s，因v2＞v1，由矢量合成的平行四边形法则可知合速度不能垂直河岸，故船不可能垂直于河岸抵达正对岸，A错误；

B．船在河中运动时，小船的速度沿河岸和垂直于河岸分解，只要船有垂直于分运动，那么就能过渡河到对岸，B错误；

C．只有v1与v2垂直时合速度

其余情况不为5m/s，C错误。

D．当船头与岸垂直时，过河时间最短，最小时间

当船头指向其它的方向时，过河时间大于10s，D正确。

故选D。

7. 如图所示，长为L的轻直棒一端可绕固定水平轴O转动，另一端固定一小球，小球搁在水平升降台上，若升降平台以速度v匀速上升。下列说法正确的是（　　）

A. 小球做匀速圆周运动

B. 当棒与水平方向的夹角为时，小球的速度为

C. 棒的角速度逐渐增大

D. 当棒与水平方向的夹角为时，棒的角速度为

【答案】D

【解析】

【详解】A．小球受重力、平台的弹力和杆的作用力，因为升降平台以速度v匀速上升，平台的弹力和杆的作用力变化，即小球受到的合力大小变化，小球做的不是匀速圆周运动，故A错误；

BCD．棒与平台接触点的实际运动即合运动方向是垂直于棒指向左上，如图所示

合速度

沿竖直向上方向上的速度分量等于v

所以

平台向上运动，夹角减小，角速度减小，故BC错误，D正确。

故选D

8. 如图所示，1、2两个小球以相同的速度水平抛出。球1从左侧斜面上抛出，经过时间落回斜面上，球2从某处抛出，经过时间恰好垂直撞在右侧的斜面上，已知左右两侧斜面的倾角为，则（　　）

A.  B.

C.  D. t1:t2=2:3

【答案】D

【解析】

【详解】对球1，小球位移与水平方向的夹角的正切值

对球2，速度与水平方向夹角为，故其正确值

解得

故选D。

9. 有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（　　）

A. 如图a，汽车以恒定速率通过拱桥最高点时处于平衡状态

B. 如图b，滑块随水平圆盘一起匀速转动，滑块有沿轨迹半径向外的相对运动趋势

C. 如图c，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别做匀速圆周运动，则在A位置小球所受筒壁的支持力要大于在B位置时的支持力

D. 如图d，火车转弯超过规定速度行驶时，内侧轨道对内轮缘会有挤压作用

【答案】B

【解析】

【详解】A．如图a，汽车通过拱桥的最高点，具有竖直向下的加速度，所以汽车处于失重状态，故A错误；

B．如图b，滑块随水平圆盘一起匀速转动，滑块有沿轨迹半径向外的相对运动趋势，所以摩擦力指向转轴，提供向心力，故B正确；

C．图c中，设小球做匀速圆周运动时与圆锥顶连线与竖直方向的夹角为θ，小球所受筒壁的支持力大小为N，小球在竖直方向上受力平衡，即

Nsinθ=mg

所以N的大小与小球所在位置无关，两小球在A、B两位置所受筒壁的支持力大小相等，故C错误；

D．如图d，火车转弯超过规定速度行驶时，所需的向心力增大，火车的重力与倾斜轨道的支持力的合力不足提供向心力，此时则外轨对外轮缘会有挤压作用，故D错误。

故选B。

10. 质量为m的汽车在平直公路上以速度v0开始做加速运动，经过时间t前进的距离为s，这时速度达到最大值vm。设在这过程中汽车发动机的功率恒为P0，汽车所受阻力恒为f0，则这段时间内汽车发动机所做的功是（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】BD

【解析】

【详解】B．由于发动机的功率恒为P0，所以在此段时间内发动机所做的功可以表示为

故B正确；

C．当汽车以最大速度vm行驶时，其牵引力与阻力大小相等，所以有

则在此段时间内发动机所做的功可以表示为

故C错误；

AD．对此过程根据动能定理有

解得

故D正确，A错误。

故选BD。

11. 在平直公路上，汽车由静止开始做匀加直线速运动，当速度达到vm后立即关闭发动机，汽车减速运动直至停止，v－t图像如图所示。假设汽车行驶时受到的阻力恒为f，汽车的牵引力为F，全过程中牵引力做功W1，汽车克服阻力做功W2，则（　　）

A. F：f=3：1

B. F：f=4：1

C. W1：W2=1：3

D. W1：W2=1：1

【答案】BD

【解析】

【详解】AB．前后两个过程分别由牛顿第二定律可得

由图线的斜率可知加速度之比为

联立可得

F：f=4：1

B正确，A错误；

CD．全程由动能定理可得

W1+W2=0

故

W1：W2=1：1

D正确，C错误。

故选BD。

12. 打水漂是民间小朋友喜爱的一种娱乐项目。用扁型瓦片或石片，用力旋转飞出，石片擦水面飞行，利用物体的惯性和旋转时具有定轴性，触水面后受水作用而弹起，石片将不断在水面上向前弹跳直至沉水，来比较石头飞行的距离或点击水面的次数。假设一块圆饼形石头被扔出后，某段时间内平行水面绕其中心以ω匀速旋转的同时以v向前匀速运动，该段时间内说法正确的是（　　）

A. 石头的边缘各点线速度大小相等

B. 石头向前运动距离为s时，共旋转了圈

C. 石头每旋转一圈将前进的距离为

D. 石头的半径为

【答案】BC

【解析】

【详解】A．石头的边缘各点速度为匀速圆周运动速度与向前运动速度v的合速度，线速度大小不一定相等，故A错误；

B．匀速圆周运动周期

石头向前运动距离为s时，需要时间

共旋转圈数

联立以上三式得

故B正确；

C．石头每旋转一圈将前进的距离为

故C正确；

D．石头匀速圆周运动的线速度大小不一定等于v，石头的半径不一定等于，故D错误。

故选BC。

第Ⅱ卷：（非选择题共40分）

二、实验题（本题共2小题，共13分，把答案填在答题纸上对应的位置。）

13. 如图是自行车传动结构的示意图，其中I是大齿轮，半径为r1，Ⅱ是小齿轮，半径为r2，Ⅲ是自行车后轮，半径为r3。已知蹬脚踏板时大齿轮转动角速度为ω，则自行车前进的速度大小（即后轮边缘的线速度）为_________。

【答案】

【解析】

【详解】[1] 大齿轮上任一点的线速度

大齿轮与小齿轮同链条转动，线速度大小相等，即小齿轮上任一点的线速度

①

小齿轮与后轮同轴转动，角速度相等，有

②

联立①②得

14. 某同学为探究“恒力做功与物体动能改变的关系”，设计了如下实验，他的操作步骤是：

①连接好实验装置如图所示；

②将质量为200g的小车拉到打点计时器附近，并按住小车；

③在质量为10g、30g、50g的三种钩码中，他挑选了一个质量为50g的钩码挂在拉线的挂钩P上。

④释放小车，打开打点计时器的电源，打出一条纸带；

（1）在多次重复实验得到的纸带中取出自认为满意的一条，经测量、计算，得到如下数据：

①第一个点到第N个点的距离为40.0cm；

②打下第N点时小车的速度大小为1.00m/s。

该同学将钩码的重力当作小车所受的拉力，则在此过程中拉力对小车做的功为_________J，小车动能的增量为_________J。（g=9.8N/kg，结果保留三位有效数字）

（2）假设已经完全消除了摩擦力和其他阻力的影响，若重物质量不满足远小于小车质量的条件，则从理论上分析，图中能正确反映小车关系的是__________。

A．B．

C．D．

（3）此次实验探究结果，没能得到“恒力对物体做的功等于物体动能的增量”，且偏差较大，显然，在实验探究过程中忽视了一些因素，请你根据该同学的实验装置和操作过程帮助分析一下，造成较大偏差的主要原因有（至少答出两条）：_________。

【答案】    ①. 0.196J    ②. 0.100J    ③. A    ④. 没有平衡摩擦力；操作错误：先放小车后开电源

【解析】

【详解】（1）[1] 该同学将钩码的重力当作小车所受的拉力，则在此过程中拉力对小车做的功为

[2] 小车动能的增量为

（2）[3] 如果实验中完全消除了摩擦力和其他阻力的影响，那么重物重力做的功就等于重锤和小车动能的增加量；即

其中

W=mgh

质量都是定值，所以与W成正比。

故选A。

（3）[4] 此次实验探究结果，没能得到“恒力对物体做的功等于物体动能的增量”，且偏差较大，造成较大偏差的主要原因可能有：没有平衡摩擦力；操作错误：先放小车后开电源。

三、计算题（本题有3小题，共27分，将答案书写在答题纸上对应的位置，解答应写出必要的文字说明，方程式和重要演算步骤，写出最后答案的不得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）

15. 刀削面是渭南人喜欢的面食之一，全凭刀削得名。如图所示，将一锅水烧开，拿一块面团放在锅旁边较高处，用一刀片飞快地削下一片片很薄的面片儿，面片便水平飞向锅中，假定面团到锅的上沿的竖直距离为0.8m，到锅上沿最近的水平距离为0.6m，水平放置的锅直径为0.4m。已知重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力，面片可视作质点，求：

（1）面片落到锅中所用时间；

（2）若保证削出的面片落入锅中，面片的水平初速度应满足什么条件。

【答案】（1）；（2）1.5m/s≤v≤2.5m/s

【解析】

【详解】（1）设面片的飞行时间为，则

由平抛运动的规律可知

得

；

（2）平抛运动的水平位移为

速度最小时可得

x=vmint

解得

vmin=1.5m/s

速度最大时

x+d=vmaxt

解得

vmax=2.5m/s

因此欲让面片落入锅中，水平初速度应满足

1.5m/s≤v≤2.5m/s

16. 游乐场的过山车运动可以简化为如图所示：固定在竖直面内的弧形轨道AB和半径为R的光滑圆形轨道BC在B点平滑连接，且B点的切线是水平的；过山车质量为m（可视为质点）在高度为h的A点由静止释放沿弧形轨道滑下，经过B点进入圆轨道后运动到最高点C时，对轨道的压力恰好与它所受的重力大小相等，已知重力加速度为g。

（1）求过山车运动到圆轨道的最高点C时速度的大小；

（2）求在AB弧形轨道上运动时阻力所做的功；

（3）求B和C处过山车对轨道的压力差是多少？

【答案】（1）；（2）mg（3R-h）；（3）6mg

【解析】

【详解】（1）过山车运动到C点时，由向心力公式得

解得

（2）过山车从A运动到C点的过程中时，由动能定理得

解得

（3）设过山车经过B点时速度为vB，从B运动到C点的过程中时，由动能定理得

代入解得

在B点时，由向心力公式得

联立解之得

B和C处过山车对轨道的压力差为

17. 如图所示，半径为R的半球形陶罐，固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心O的对称轴重合，转台以一定角速度ω0匀速旋转，一质量为m的小物块落入陶罐内，经过一段时间后，小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止，且受到的摩擦力恰好为零，它和O点的连线与之间的夹角θ为60°。重力加速度大小为g。

（1）求转台角速度ω0；

（2）若转速ω变为（1+k）ω0，且0<k≪1，小物块没有与罐壁发生相对滑动，求小物块受到的摩擦力大小和方向。

【答案】（1）；（2），方向沿罐壁切线向下

【解析】

【详解】（1）对小物块受力分析，由向心力公式得

mgtanθ=mrω02

又

r=Rsinθ

联立解之得

（2）当ω=（1+k）ω0时，物块有沿罐壁向上滑的趋势，摩擦力沿罐壁切线向下，对物块受力分析

水平方向

竖直方向

联立代入数据解之得

方向沿罐壁切线向下