2021-2022学年江西省南昌市八一中学高一（下）复学摸底考试物理试题含解析

2021~2022学年度第二学期南昌市八一中学

高一物理复学摸底考试试卷

一、单选题（本题8小题，每小题4分，共32分）

1. 下列物理量中，属于矢量的是

A. 向心加速度 B. 功 C. 功率 D. 动能

【答案】A

【解析】

【详解】试题分析：向心加速度有方向，其方向指向圆心，是矢量，故A正确；而动能、功、功率只有大小，属于标量，故选项BCD错误．

考点：矢量和标量

【名师点睛】既有大小又有方向，相加时遵循平行四边形定则的物理量是矢量，如力、速度、加速度、位移、动量等都是矢量；只有大小，没有方向的物理量是标量，如路程、时间、质量等都是标量，明确标量和矢量的区别即可正确解答本题．

2. 汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶，发动机功率为P．快进入闹市区时，司机减小了油门，使汽车的功率立即减小一半并保持该功率继续行驶．下面四个图像中表示从司机减小油门开始，汽车的速度与时间关系的是（    ）

A.

B.

C.

D.

【答案】B

【解析】

【详解】汽车匀速行驶时牵引力等于阻力；功率减小一半时，汽车的速度由于惯性来不及变化，根据功率和速度关系公式P=Fv，牵引力减小一半，小于阻力，合力向后，汽车做减速运动，由公式P=Fv可知，功率一定时，速度减小后，牵引力增大，合力减小，加速度减小，故物体做加速度不断减小的减速运动，当牵引力增大到等于阻力时，加速度减为零，物体重新做匀速直线运动，故B正确，ACD错误．

3. 在同一点O抛出的三个物体做平抛运动的轨迹如图所示，则三个物体做平抛运动的初速度vA、vB、vC的关系和三个物体做平抛运动的时间tA、tB、tC的关系分别是(　　)

A. vA>vB>vC，tA>tB>tC B. vA=vB=vC，tA=tB=tC

C. vA>vB>vC，tA<tB<tC D. vA<vB<vC，tA>tB>tC

【答案】D

【解析】

【详解】平抛运动在水平方向上是匀速直线运动，竖直方向上时自由落体，因此决定平抛运动的时间是由高度决定的，根据

可知，所以下落高度越高，运动时间越长，则有

由于水平方向是匀速运动，且水平距离为，根据

结合时间的关系，可得

故ABC错误，D正确。

故选D。

4. 地球公转的轨道半径为，周期为，月球绕地球运转的轨道半径为，周期为，则太阳质量与地球质量之比为（    ）

A.  B.  C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】地球绕太阳公转和月球绕地球公转，万有引力提供向心力

中心体质量

;

地球公转的轨道半径为R1，周期为T1，月球绕地球运转的轨道半径为R2，周期为T2，则太阳质量与地球质量之比为。

故选B。

5. 已知地球赤道上的物体重力加速度为g，物体在赤道上随地球自转的向心加速度为a ．若地球的自转角速度变大，使赤道上物体刚好能“飘”起来（不考虑空气的影响），则地球的自转角速度应为原来的

A.  B.  C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】物体在赤道上随地球自转时，有a=ω12R；物体随地球自转时，赤道上物体受万有引力和支持力，支持力等于重力，即

F-mg=ma；

物体“飘”起来时只受万有引力，故

F=ma′；

故

a′=g+a，

即当物体“飘”起来时，物体的加速度为g+a，则有

g+a=ω22R

解得

解得

A．，与结论不相符，选项A错误；

B．，与结论相符，选项B正确；

C．，与结论不相符，选项C错误；

D．，与结论不相符，选项D错误；

故选B．

【点睛】本题直接根据向心加速度的表达式进行比较，关键要知道物体“飘”起来时的加速度，熟悉向心加速度公式a=ω2r．

6. 如图所示，a、b、c是环绕地球圆形轨道上运行的3颗人造卫星，它们的质量关系是ma＝mb＜mc，则（　　）

A. b、c的线速度大小相等，且大于a的线速度

B. b、c的周期相等，且小于a的周期

C. b、c的向心加速度大小相等，且大于a的向心加速度

D. b所需向心力最小

【答案】D

【解析】

【详解】人造卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，设卫星的质量为m、轨道半径为r、地球质量为M，根据得：，因为ra＜rb＝rc，所以va＞vb＝vc，故A错误；根据得： ，因为ra＜rb＝rc，所以Ta＜Tb＝Tc，故B错误；根据得：，因为ra＜rb＝rc，所以aa＞ab＝ac，故C错误；，因为ra＜rb＝rc，ma＝mb＜mc，所以b所需向心力最小，故D正确．故选D．

7. 水平面上甲、乙两物体，在某时刻动能相同，它们仅在摩擦力作用下停下来。图中的a、b分别表示甲、乙两物体的动能E和位移s的图象，则以下说法正确的是（    ）

①若甲、乙两物体与水平面动摩擦因数相同，则甲的质量较大

②若甲、乙两物体与水平面动摩擦因数相同，则乙的质量较大

③若甲、乙质量相同，则甲与地面间的动摩擦因数较大

④若甲、乙质量相同，则乙与地面间的动摩擦因数较大

A. ①③ B. ②③ C. ①④ D. ②④

【答案】A

【解析】

【分析】动能定理、摩擦力的判断与计算

【详解】甲、乙两物体的初动能和末动能都相同，都只受摩擦力作用，根据动能定理可知摩擦力对甲、乙两物体做的功相等，即：，由图可知：，则，

所以：若甲、乙两物体与水平面动摩擦因数相同，则甲的质量较大，①正确，②错误；

若甲、乙质量相同，则甲与地面间的动摩擦因数较大，③正确，④错误．

【点睛】该题主要考查了动能定理的直接应用，关键是从图象中得到信息．

8. 如图所示，长为L1的橡皮条与长为L2的细绳的一端都固定在O点，另一端分别系两球A和B，A和B的质量相等，现将两绳都拉至水平位置，由静止释放，摆至最低点时，橡皮条和细绳长度恰好相等，若不计橡皮条和细绳的质量，两球经最低点速度相比 (    )

A. A球大 B. B球大 C. 两球一样大 D. 条件不足，无法比较

【答案】B

【解析】

【详解】对A球，重力势能的减小量等于动能的增加量和弹性势能的增加量，根据能量守恒定律得

对于B球，重力势能的减小量等于动能的增加量，根据能量守恒有

因为质量相等，可知重力势能减小相同，则B球的动能大于A球的动能，则B球的速度较大，故ACD错误B正确。

故选B。

二、多选题（本题4小题，每小题4分，共16分）

9. 竖直上抛一球，球又落回原处，已知空气阻力的大小正比于球的速度，则下列说法中正确的是（　　）

A. 球在上升过程中克服重力做的功大于下降过程中重力做的功

B. 球在上升过程中克服重力做的功等于下降过程中重力做的功

C. 球在上升过程中克服重力做功的平均功率大于下降过程中重力做功的平均功率

D. 球在上升过程中克服重力做功平均功率等于下降过程中重力做功的平均功率

【答案】BC

【解析】

【详解】AB．根据

W=mgh

上升过程中重力做负功，且克服重力做的功和下降过程中重力做的功相等。所以选项B正确，选项A错误；

CD．由于空气阻力的作用，上升时

下降时

则上升时加速度较大，根据

可知上升时间比下降时间短，根据

可知，上升过程中克服重力做功的平均功率大于下降过程中重力做功的平均功率，选项C正确，选项D错误。

故选BC。

10. 如图所示，质量为M的木块放在光滑的水平面上，质量为m的子弹以速度沿水平方向射中木块，并最终留在木块中与木块一起以速度v运动。已知当子弹相对木块静止时，木块前进距离L，子弹进入木块的深度为s，若木块对子弹的阻力F视为恒定，则下列关系式中正确的是（　　）

A.  B.

C  D.

【答案】CD

【解析】

【详解】A．对木块，由牛顿第三定律和动能定理可知

A错误；

BC．子弹在木块中深度为，此过程中子弹和木块摩擦产生的内能有

B错误，C正确；

D．对子弹，子弹由射入木块到相对木块静止，据动能定理可知

整理得

D正确。

故选CD。

11. 两颗人造地球卫星，它们质量比，它们运行线速度比，那么（　　）

A. 它们运行的周期比为4∶1 B. 它们运行的轨道半径之比为4∶1

C. 它们所受向心力的比为1∶16 D. 它们运动的向心加速度的比为1∶16

【答案】BD

【解析】

【详解】AB．由公式

可得

可得，轨道半径比为

它们运行的周期之比为

故A错误，B正确；

C．由得,它们所受向心力的比为

故C错误；

D．由得, 它们运动的向心加速度的比为

故D正确；

故选BD。

12. 如图，滑块a、b的质量均为，a套在固定竖直杆上，与光滑水平地面相距，b放在地面上，a、b通过铰链用刚性轻杆连接，由静止开始运动。不计摩擦，a、b可视为质点，重力加速度大小为。则（　　）

A. a落地前，轻杆对b一直做正功

B. a落地时速度大小为

C. a下落过程中，其加速度大小始终不大于g

D. a落地前，当a的机械能最小时，b对地面的压力大小为

【答案】BD

【解析】

【详解】A．当a到达底端时，b的速度为零，b的速度在整个过程中，先增大后减小，动能先增大后减小，所以轻杆对b先做正功，后做负功，故A错误；

B．a运动到最低点时，b的速度为零，根据系统机械能守恒定律得

解得

故B正确；

C．b的速度在整个过程中，先增大后减小，所以a对b的作用力先是动力后是阻力，所以b对a的作用力就先是阻力后是动力，所以在b减速的过程中，b对a是向下的拉力，此时a的加速度大于重力加速度，故C错误；

D．ab整体的机械能守恒，当a的机械能最小时，b的速度最大，此时b受到a的推力为零，b只受到重力的作用，所以b对地面的压力大小为，故D正确。

故选BD。

三、实验题（每空2分，共10分）

13. 在“验证机械能守恒定律”的一次实验中，质量m=1kg的重物自由下落，电火花打点计时器在纸带上打出一系列的点，如图所示(相邻记数点时间间隔为0.02s).

（1）关于实验过程，下列说法正确的有_______．

A．选用4～6V交流电源

B．选择体积小，质量大的重物

C．为获得清晰的纸带，可以用双层纸带夹着墨粉盘进行实验

D．若先释放重物，后接通电源，打出的纸带无法进行实验验证

（2）打点计时器打下计数点B时，物体的速度vB=______m/s；(保留三位有效数字)

（3）从起点O到打下计数点B的过程中物体的重力势能减少量△EP=______J，此过程中物体动能的增加量△Ek=______J；由此得到的实验结论是______________________________.

(g取9.80m/s2，所有计算保留三位有效数字)

【答案】    ①. （1）BC    ②. （2）1.55    ③. （3）1.22    ④. 1.20    ⑤. 在实验误差允许范围内重物的机械能守恒

【解析】

【详解】（1）[1]．电火花打点计时器使用220V的交流电源，故A错误．为了减小阻力的影响，重物选择质量大一些，体积小一些的，故B正确．为获得清晰的纸带，可以用双层纸带夹着墨粉盘进行实验，故C正确．实验时应先接通电源，再释放重物，故D错误．故选BC．

（2）[2]．B点的瞬时速度为：

．

（3）[3][4][5]．从起点O到打下计数点B的过程中物体的重力势能减少量为：

△EP=mgh=1×9.8×0.1242J≈1.22J

动能的增加量为：

△Ek=mvB2＝×1×1.552J≈1.20J．

可知在误差允许的范围内，重物的机械能守恒．

【点睛】解决本题的关键知道实验的原理以及注意事项，掌握纸带的处理方法，会通过纸带求解瞬时速度，从而得出动能的增加量，会根据下降的高度求解重力势能的减小量．

四、计算题（共42分）

14. 若地球质量为月球质量的81倍，地球表面重力加速度为月球表面重力加速度的6倍。求地球和月球的密度之比是多少？

【答案】

【解析】

【详解】根据

则

可得

又

可得

15. 如图所示，AB为圆弧轨道，半径为R=0.8m，BC是水平轨道，长S=3m，BC段的动摩擦因数为μ=，今有质量m=1kg的物体，自A点从静止下滑到C点刚好停止。求物体在轨道AB段所受的阻力对物体做的功。

【答案】-6J

【解析】

【分析】

【详解】从A到C过程，据动能定理可知

代入数据解得

16. 如图所示，宇航员站在某质量分布均匀的星球表面斜坡上，从P点沿水平方向以初速度v0 抛出一个小球，测得小球经时间t落到斜坡上另一点Q，斜面的倾角为α，已知该星球半径为R，万有引力常量为G，求：

(1)该星球表面的重力加速度；

(2)该星球的密度。

【答案】(1)；(2)

【解析】

【详解】(1)设该星球表现的重力加速度为g，根据平抛运动规律

水平方向

x=v0t

竖直方向

y=gt2

平抛位移与水平方向夹角的正切值

tanα= =

得

g=

(2)星球表面有

所以

该星球的密度

17. 一种氢气燃料的汽车，质量为，发动机的额定输出功率为，行驶在平直公路上时所受阻力恒为车重的倍．若汽车从静止开始先匀加速启动，加速度的大小为．达到额定输出功率后，汽车保持功率不变又加速行驶了，直到获得最大速度后才匀速行驶，取．试求：

（1）汽车最大行驶速度；

（2）汽车匀加速启动阶段结束时的速度；

（3）汽车从静止到获得最大行驶速度所用的总时间．

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）当发动机功率最大，且牵引力最小时，由可知，此时速度最大．

当时，为最小值．

故

．

（2）匀加速阶段汽车水平方向受力：

．

．

．

（3）匀加速阶段时间：

．

变加速阶段时间可利用动能定理求解：

．

解得

．

．