2021-2022学年安徽省合肥市第一中学高一（下）期中考试物理试题含解析

这是一份2021-2022学年安徽省合肥市第一中学高一（下）期中考试物理试题含解析，共23页。试卷主要包含了选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
    合肥一中2021—2022学年第二学期高一年级期中考试物理试卷时长：90分钟  分值：100分  一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。）1. 河水的流速随离一侧河岸的距离的变化关系如图甲所示，船在静水中的速度与时间的关系如图乙所示，若船头始终垂直河岸渡河，则（　　）A. 船渡河的时间是B. 船渡河的时间是C. 船在河水中航行的轨迹是一条直线D. 船在河水中的最大速度是【答案】B【解析】【详解】AB．由题图甲可知河宽300m，船头始终与河岸垂直时，船渡河的时间最短，则故A错误，B正确；C．由于船沿河漂流的速度大小始终在变化，故船的实际速度大小和方向也在时刻发生变化，船在河水中航行的轨迹是曲线，故C错误；D．船沿河漂流的最大速度为4m/s，所以船在河水中的最大速度故D错误。故选B。2. 如图所示，小车m以速度v沿固定斜面匀速向下运动，并通过绳子带动重物M沿竖直杆上滑。则当滑轮右侧的绳子与竖直方向成θ角时，重物M上滑的速度为（　　）A.  B.  C.  D. 【答案】D【解析】【详解】将重物M的速度按图示两个方向分解，如图所示根据运动合成与分解得解得，故D正确，ABC错误。故选D。3. 如图所示，从地面上同一位置抛出两小球，分别落在地面上的点，两球运动的最大高度相同。空气阻力不计，则（　　）
 A. 的加速度比的大 B. 的飞行时间比的长C. 在最高点的速度比在最高点的大 D. 在落地时的速度比在落地时的小【答案】C【解析】【分析】【详解】A．不计空气阻力，两球的加速度都为重力加速度g。大小相等，故A错误。B．两球都做斜抛运动，竖直方向的分运动是竖直上抛运动，根据运动的对称性可知，两球上升和下落的时间相等，而下落过程，由知下落时间相等，则两球运动的时间相等。故B错误。C．根据对称性性可知从抛出到落地的时间相同，达到最高点的速度等于水平方向的速度，根据x=vxt可知B在最高点的速度比A在最高点的大。故C正确。D．根据速度的合成可知，B的初速度大于A球的初速度，运动过程中两球的机械能都守恒，则知B在落地时的速度比A在落地时的大。故D错误。故选C。4. 冥王星与其附近的另一星体卡戎可视为双星系统，质量比约为7∶1，同时绕它们连线上某点O做匀速圆周运动，由此可知，冥王星绕O点运动的A. 轨道半径约为卡戎的 B. 角速度大小约为卡戎的C. 线速度大小约为卡戎的7倍 D. 向心力大小约为卡戎的7倍【答案】A【解析】【详解】冥王星与其附近的另一星体卡戎可视为双星系统．所以冥王星和卡戎周期是相等的，角速度也是相等的．A、它们之间的万有引力提供各自的向心力得：，质量比约为7：1，所以冥王星绕O点运动的轨道半径约为卡戎的，故A正确．B、冥王星和卡戎周期是相等的，角速度也是相等的，故B错误．C、根据线速度v=ωr得冥王星线速度大小约为卡戎的，故C错误．D、它们之间的万有引力提供各自的向心力，冥王星和卡戎向心力大小相等，故D错误．故选A．【点睛】由于双星和它们围绕运动的中心点总保持三点共线，所以在相同时间内转过的角度必相等，即双星做匀速圆周运动的角速度必相等，角速度相等，周期也必然相同． 5. 如图，带有一白点的黑色圆盘，可绕过其中心，垂直于盘面的轴匀速转动，每秒沿顺时针方向旋转30圈．在暗室中用每秒闪光31次的频闪光源照射圆盘，观察到白点每秒沿
 A. 顺时针旋转31圈 B. 逆时针旋转31圈C. 顺时针旋转1圈 D. 逆时针旋转1圈【答案】D【解析】【分析】根据圆盘转动频率和频闪光的频率之间的关系进行求解．【详解】带有一白点黑色圆盘，可绕过其中心，垂直于盘面的轴匀速转动，每秒沿顺时针方向旋转30圈，即f0=30Hz，在暗室中用每秒闪光31次的频闪光源照射圆盘，即f′=31Hz，f0＜f′＜2f0，所以观察到白点逆时针旋转，f′-f0=f″=1Hz，所以观察到白点每秒逆时针旋转1圈．故选D．  6. 一个质量为的物体做自由落体运动，经历时间，重力加速度为，则下列说法正确的是（　　）A. 时间内重力对物体做功为B. 时间内重力的平均功率为C. 时刻与时刻重力的瞬时功率之比为D. 前时间内与后时间内重力的平均功率之比为【答案】B【解析】【详解】A．时间内物体下落高度为重力对物体做功为故A错误；B．时间内重力的平均功率为故B正确；C．时刻与时刻重力的瞬时功率之比为故C错误；D．前时间内的位移后时间内的位移由前时间内与后时间内重力平均功率之比为故D错误。故选B。7. 如图甲，小球用不可伸长的轻绳连接绕定点O在竖直面内做圆周运动，小球经过最高点的速度大小为v，此时绳子拉力大小为F，拉力F与速度的平方v2的关系如图乙所示，图像中的数据a和b以及重力加速度g都为已知量，以下说法正确的是（　　）
 A. 数据a与小球的质量有关B. 数据b与小球的质量无关C. 比值只与小球的质量有关，与圆周轨道半径无关D. 利用数据a、b和g能够求出小球的质量和圆周轨道半径【答案】D【解析】【详解】A．当v2＝a时，此时绳子的拉力为零，小球的重力提供向心力，则有解得即与小球的质量无关，A错误；B．当时，对小球受力分析，则有解得与小球的质量有关，B错误；C．根据A、B可知与小球的质量有关，与圆周轨道半径有关，C错误；D．根据A、B可知D正确。故选D。8. 有a、b、c、d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，则有（　　）
 A. a的向心加速度等于重力加速度g B. c在4 h内转过的圆心角是C. b在相同时间内转过的弧长最长 D. d的运动周期有可能是20 h【答案】C【解析】【分析】【详解】A．同步卫星的周期必须与地球自转周期相同，角速度相同，则知a与c的角速度相同，根据知，c的向心加速度大，由，得，卫星的轨道半径越大，向心加速度越小，则同步卫星的向心加速度小于b的向心加速度，而b的向心加速度约为g，故知a的向心加速度小于重力加速度g，故A错误；B．c是地球同步卫星，周期是24h，则c在4h内转过的圆心角是，故B错误；C．由，得，卫星的半径越大，速度越小，所以b的速度最大，在相同时间内转过的弧长最长，故C正确；D．由开普勒第三定律知，卫星的半径越大，周期越大，所以d的运动周期大于c的周期24h，故D错误。故选C。9. 如图所示，A、B两点在同一条竖直线上，B、C两点在同一条水平线上．现将甲、乙、丙三小球分别从A、B、C三点水平抛出，若三小球同时落在水平面上的D点，则以下关于三小球运动的说法中正确的是(　　)A. 三小球在空中的运动时间一定是t乙＝t丙>t甲B. 三小球抛出时的初速度大小一定是v甲＞v乙＞v丙C. 甲小球先从A点抛出，丙小球最后从C点抛出D. 从A、B、C三点水平抛出的小球甲、乙、丙落地时的速度方向与水平方向之间夹角一定满足θ丙＞θ乙＞θ甲【答案】ABD【解析】【详解】A.三个小球都做平抛运动，在竖直方向上做自由落体运动，由得，知平抛运动的时间由下落的高度决定，所以有t乙=t丙＞t甲；故A正确.B.因为甲、乙的水平位移相等，且大于丙的水平位移，根据x=v0t和t乙=t丙＞t甲，得v甲＞v乙＞v丙．故B正确.C.三个小球同时落在水平面上的D点，因此甲小球先从A点抛出，乙丙两球同时抛出，故C错误.D.小球落地时的速度方向与水平方向之间夹角的正切为，因为t乙=t丙＞t甲，v甲＞v乙＞v丙，所以得θ丙＞θ乙＞θ甲；故D正确.10. 发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3，轨道1和2相切于Q点，轨道2和3相切于P点，设卫星在1轨道和3轨道正常运行的速度和加速度分别为v1、v3和a1、a3，在2轨道经过P点时的速度和加速度为v2和a2，且当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时周期分别为T1、T2、T3，以下说法正确的是（　　）
 A. v1＞v2＞v3 B. v1＞v3＞v2C. a1＞a2＞a3 D. T1＜T2＜T3【答案】BD【解析】【详解】AB．人造卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力得线速度v所以v1＞v3在椭圆轨道远地点实施变轨成圆轨道是做逐渐远离圆心运动，要实现这个运动必须万有引力小于卫星所需向心力，所以应给卫星加速，增加所需的向心力，卫星在轨道3上经过P点的速率大于在轨道2上经过P点的速率，即v3＞v2故有v1＞v3＞v2故A错误，B正确；C．人造卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力得a所以a1＞a3＝a2故C错误；D．根据开普勒第三定律得k所以T1＜T2＜T3故D正确。故选BD。11. 地球赤道平面内有一做圆周运动的卫星，该卫星平均两天有三次从赤道上处的正上方掠过。若地球自转周期为，则在理论上此卫星周期可能是（　　）A.  B.  C.  D. 【答案】AD【解析】【详解】如果卫星运动方向与地球自转方向相同，则有可得此卫星周期可能是如果卫星运动方向与地球自转方向相反，则有可得此卫星周期可能是故AD正确，BC错误。故选AD。12. 如图所示，在匀速转动的水平盘上，沿半径方向放着用细绳相连的两个物体A和B，A的质量为，B的质量为，它们分居圆心两侧，与圆心距离分别为，，它们与盘间的动摩擦因数相同，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。若开始时细线刚好处于自然伸直状态（即细线对木块的拉力为0），现使圆盘缓慢加速转动直到细绳即将断裂的过程，下面说法正确的有（　　）
 A. 绳子刚好出现拉力时，圆盘的角速度为B. 绳子出现拉力后，B受到的摩擦力大小保持不变C. A与B各自受到的摩擦力始终等大D. 当绳子出现拉力后，随着转盘缓慢加速，A受到的摩擦力增大【答案】AB【解析】【详解】A．绳子刚好出现拉力时，B物体达到最大静摩擦，有可得圆盘的角速度为故A正确；B．绳子出现拉力后B受到的摩擦力达到最大值，大小不在变化，故B正确；C．由可知，在B的摩擦力达到最大值前，AB受到的摩擦力等大，在B的摩擦力达到最大值之后，AB受到的摩擦力大小不等，故C错误；D．有C的分析可知，AB的向心力等大，所以当绳子出现拉力后，A、B的向心力都等于可知，A的摩擦力也不变，故D错误。故选AB。二、实验题（共14分，每空2分）13. 两同学粗略体验向心力公式和，他们做法如下：如图甲所示，绳子的一端拴一个小沙袋（或其他小物体），绳上离小沙袋重心的地方打一个绳结A，离小沙袋重心的地方打另一个绳结B。同学甲看手表计时，同学乙按下列步骤操作：操作一：手握绳结A，如图乙所示，使沙袋在水平方向上做匀速圆周运动，每秒运动1周，体会此时绳子拉力的大小。操作二：手仍然握绳结A，但使沙袋在水平方向上每秒运动2周，体会此时绳子拉力的大小。操作三：改为手握绳结B，使沙袋在水平方向上每秒运动1周，体会此时绳子拉力的大小。根据以上操作步骤填空：（1）操作一与操作三__________（选填“线速度”或“角速度”）相同，同学乙感到__________（选填“操作一”或“操作三”）绳子拉力比较大；（2）操作二与操作三__________（选填“线速度”或“角速度”）相同，同学乙感到__________（选填“操作二”或“操作三”）绳子拉力比较大。【答案】    ① 角速度    ②. 操作三    ③. 线速度    ④. 操作二【解析】【详解】（1）[1] [2] 操作一与操作三，使沙袋在水平方向上做匀速圆周运动，每秒运动1周，周期相同，根据知操作一与操作三角速度相同。手握绳结A，小沙袋做圆周运动的半径为,手握绳结B，小沙袋做圆周运动的半径为,由题意可知根据同学乙感到操作三绳子拉力比较大。（2）[3] [4] 操作二与操作三，线速度手仍然握绳结A，但使沙袋在水平方向上每秒运动2周, 改为手握绳结B，使沙袋在水平方向上每秒运动1周。操作三中，沙袋做圆周运动的半径和周期都是操作二中的半径和周期的二倍，所以操作二与操作三，线速度相同。根据又得操作二绳子拉力比较大。14. 图所示的是“研究小球的平抛运动”时拍摄的闪光照片的一部分，其背景是边长为5 cm的小方格，取g＝10 m/s2.由此可知：闪光频率为________Hz；小球抛出时的初速度大小为________m/s；从抛出点到C点，小球速度的变化最为________ m/s．【答案】    ①. 10    ②. 2.5    ③. 4【解析】【详解】[1][2][3]根据△y=2L=gT2则相等的时间间隔则闪光的频率小球的初速度B点竖直分速度则C点的竖直分速度vyC=vyB+gT=3+1m/s=4m/s小球从抛出点到C点的过程中，速度的变化量△v=gt=vyC=4m/s三、计算题（本大题共3小题，共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只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，可用根式表示。）15. 一物体从倾角为37°的斜坡顶端A点做平抛运动，经2s后落到斜坡上的B点，（sin37°= 0.60，cos37°= 0.80，g取10m/s2） 。求：（1） A到B的竖直高度；（2） 物体离开A点时的速度大小；（3） 物体离开A点后，经过多少时间离斜坡最远。【答案】（1）20m；（2）m/s；（3）1s【解析】【分析】【详解】（1）根据平抛运动竖直方向为自由落体运动，则得h=20m（2）根据几何关系，水平分位移为 水平方向根据匀速运动代入数据可以得到      （3）物体离开斜坡最远时速度方向与斜坡平行：即   代入数据可以得t′=1s16. 如图所示，用一根长为的细线，一端系一质量为的小球（可视为质点），另一端固定在一光滑锥体顶端，锥面与竖直方向的夹角，小球在水平面内绕锥体的轴做匀速圆周运动，圆锥体固定不动。（取）（1）若小球静止时，求小球受到圆锥体支持力的大小；（2）若小球刚好离开圆锥面，求小球的角速度；（3）写出绳子拉力关于小球转动角速度的函数关系式。【答案】（1）6N；（2）；（3）若，有；若，则有【解析】【详解】（1）由几何关系可得，小球受到圆锥体支持力的大小（2）若小球刚好离开圆锥面，则有可得（3）若，则有联立可得若，则有可得17. “神舟”飞船在预定轨道上飞行，每绕地球一圈需要时间为，每圈飞行路程为，地球的半径，万有引力常量。（1）根据以上物理量，表示地球的质量和密度。（2）已知，，，，假设飞船沿赤道平面自西向东飞行，飞行员会看到太阳从东边还是西边出来？如果太阳直射赤道，如图所示，试估算飞行员每天能看到多少次日出日落？飞船每转一圈飞行员看不见太阳的时间有多少分钟？【答案】（1）；；（2）东边；16次；36min【解析】【详解】（1）由可得飞船做圆周运动的向心力由地球引力提供，既可得地球质量为地球密度可得（2）地球自西向东转动，飞船沿赤道平面自西向东飞行的速度大于地球自转速度，飞行员会看到太阳从东边出来；由题意可得地球自转一周，飞船运转16圈，飞船运动一周能看到一次日出日落，所以飞行员每天能看到16次日出日落；飞船转到地球的背影区，飞行员就看不到太阳，如图所示可得飞行员每转一圈，看不到太阳的时间为