2021-2022学年辽宁省锦州市凌河区渤海大学附高级中学高一（下）段考物理试卷(含答案解析)

2021-2022学年辽宁省锦州市凌河区渤海大学附高级中学高一（下）段考物理试卷

1.  下列说法中正确的是(    )

A. 物体做曲线运动时，速度可能是均匀变化的
B. 物体在恒力作用下不可能做匀变速曲线运动
C. 物体做曲线运动的速度大小一定是变化的
D. 物体做曲线运动时，其合力的方向有可能与速度方向相同

2.  如图所示，自行车大齿轮、小齿轮、后轮半径不相同，关于它们边缘上的三个点A、B、C的描述，以下说法正确的是(    )

A. A点和C点的线速度大小相等 B. A点和B点的角速度相等
C. A点和B点的线速度大小相等 D. B点和C点的线速度大小相等

3.  如图所示，完全相同的三个小球A、B、C均用长为的细绳悬于小车顶部，小车以的速度匀速向右运动，A、C两球与小车左、右侧壁接触，由于某种原因，小车的速度突然减为0，此时悬线张力之比：：为重力加速度g取(    )

A. 3：3：2 B. 2：3：3 C. 1：1：1 D. 1：2：2

4.  高空“蹦极”是勇敢者的游戏。蹦极运动员将弹性长绳质量忽略不计的一端系在双脚上，另一端固定在高处的跳台上，运动员无初速地从跳台上落下。若不计空气阻力，则(    )

A. 弹性绳刚伸直时，运动员开始减速
B. 整个下落过程中，运动员的机械能一直在减小
C. 整个下落过程中，重力对运动员所做的功大于运动员克服弹性绳弹力所做的功
D. 从弹性绳从伸直到最低点的过程中，运动员的重力势能与弹性绳的弹性势能之和先减小后增大
 

5.  一行星绕恒星做圆周运动．由天文观测可得，其运行周期为T，速度为引力常量为G，则下列说法错误的是(    )

A. 恒星的质量为
B. 行星的质量为
C. 行星运动的轨道半径为
D. 行星运动的加速度为

6.  电场线能直观、方便地反映电场的分布情况。如图甲是等量异号点电荷形成电场的电场线，图乙是场中的一些点；O是电荷连线的中点，E、F是连线中垂线上相对O对称的两点，B、C和A、D也相对O对称。则(    )

A. E、F两点场强不同
B. A、D两点场强不同
C. B、O、C三点，O点场强最小
D. 只在静电力作用下，电子在O点的加速度小于它在E点的加速度

7.  如图所示，细棒AB水平放置在地面，A端紧挨着墙面。现让棒的A端沿着墙面匀速上移，当A端与B端的速度大小之比为时，AB棒与地面的夹角为(    )

A.
B.
C.
D.

8.  如图所示，一小球以的速度水平抛出，在落地前经过空中A、B两点，在A点小球速度方向与水平方向的夹角为，在B点小球速度方向与水平方向的夹角为，空气阻力忽略不计，，，g取。以下判断正确的是(    )

A. 小球在A点速度的竖直方向分速度大小为
B. 小球在B点速度的竖直方向分速度大小为
C. 小球从A运动到B点用时
D. A、B两点间的水平位移为

9.  如图所示，把甲、乙两个带电小球分别用绝缘细线悬挂于足够高的同一水平支架上，两球静止时在同一水平面上．两细线与竖直方向的夹角分别为、，且，不计空气阻力，下列说法正确的是(    )

A. 甲球的质量小于乙球的质量
B. 甲球的电荷量大于乙球的电荷量
C. 若同时剪断两细线，则任意时刻两球均处于同一水平面上
D. 若同时剪断两细线，则任意时刻甲球的速度都比乙球的速度小

10.  如图甲所示，物块可视为质点与一轻质弹簧上端相连，在A点处于静止状态，现对物块施加向上的恒定拉力F，当物块上升高度h到达B点时如图乙，弹簧对物块的弹力与在A点时的大小相等，此时物块的速度为v，重力加速度为g，以下说法正确的是(    )

A. 弹簧弹性势能增加了Fh
B. 物块重力势能增加了mgh
C. 物块机械能增加了Fh
D. 物块与弹簧组成的系统机械能增加了

11.  向心力演示器可以探究小球做圆周运动所需向心力F的大小与质量m、角速度、轨道半径r之间的关系，装置如图1所示，两个变速塔轮通过皮带连接。实验时，匀速转动手柄使长槽和短槽分别随相应的变速塔轮匀速转动，槽内的金属小球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对小球的压力提供向心力，小球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上黑白相间的等分格显示出两个金属球所受向心力的比值。

在研究向心力F的大小与质量m、角速度、半径r之间的关系时，我们主要用到的物理方法是______。
A.控制变量法
B.等效替代法
C.理想实验法
为了探究金属球的向心力F的大小与轨道半径r之间的关系，下列说法正确的是______。
A.应使用两个质量不等的小球
B.应使两小球离转轴的距离相同
C.应将皮带套在两边半径相等的变速塔轮上
某同学用传感器测出小球做圆周运动向心力F的大小和对应的周期T，获得多组数据，画出了如图2所示的图像，该图像是一条过原点的直线，则图像横坐标x代表的是______。

12.  如图所示，在“实验：研究平抛运动”中：

为准确确定坐标轴，还需要的器材是______ 。
A.弹簧测力计
B.铅垂线
C.打点计时器
D.天平
实验中，下列说法正确的是______ 。
A.小球每次从斜槽上不相同的位置自由滚下
B.斜槽轨道必须光滑
C.要使描出的轨迹更好地反映真实运动，记录的点应适当多一些
D.为了比较准确地描出小球运动的轨迹，应该用一条曲线把所有的点连接起来
在做该实验时某同学只记录了物体运动的轨迹上的A、B、C三点，已知三点的时间间隔相等，并以A点为坐标原点建立了直角坐标系，得到如图所示的图像，g取。
①很据图像求出A、B、C三点的时间间隔为______ s；
②试根据图像求出物体平抛运动的初速度大小为______ ：
③物体运动到B点时的速度大小为______ 。

13.  汽车在平直路面上从静止开始以额定功率启动，汽车发动机的额定功率为30kW，汽车的质量为2000kg，汽车行驶时受到的阻力为车重车的重力的倍，取。求：
汽车行驶的最大速度；
汽车速度为时，汽车加速度的大小。

14.  把一小球从离地面处，以的初速度水平抛出，不计空气阻力求：
小球在空中飞行的时间．
小球落地点离抛出点的水平距离．
小球落地时的速度．

15.  如图所示，竖直曲线轨道的最低点B的切线沿水平方向，且与一个位于同一竖直面内、半径的光滑圆形轨道平滑连接。现有一个质量的滑块可视为质点，从位于轨道上的A点由静止开始滑下，滑块经B点后恰能通过圆形轨道的最高点C。已知A点到B点的高度，取，空气阻力可忽略不计。求：
滑块通过C点时的速度大小；
滑块通过圆形轨道最低点点时对轨道的压力大小；
滑块从A点滑至B点的过程中，滑块克服摩擦阻力所做的功。

答案和解析

1.【答案】A 

【解析】解：A、曲线运动可能是匀变速运动，比如平抛运动就是匀变速曲线运动，其速度就是均匀变化的，故A正确；
B、物体做曲线运动的条件是合力的方向与速度方向不在同一条直线上，但合外力不一定变化，加速度也不一定变化，如平抛运动，故B错误；
C、曲线运动运动的速度大小可以不变，而方向时刻变化，比如匀速圆周运动，故C错误；
D、物体做曲线运动时，其合力的方向一定与速度方向不在同一直线上，故D错误。
故选：A。
物体做曲线运动时，所受合外力的方向与加速度的方向在同一直线上，合力可以是恒力，也可以是变力，加速度可以是变化的，也可以是不变的；平抛运动的物体所受合力是重力，加速度恒定不变，平抛运动是一种匀变速曲线运动；匀速圆周运动的速度大小不变。
本题主要是考查学生对物体做曲线运动的条件、圆周运动特点的理解，涉及的知识点较多，注意曲线运动的速度变化，但加速度不一定变化。
 

2.【答案】C 

【解析】解：大齿轮、小齿轮通过链条传动，A、B两点是大、小齿轮的边缘点，所以A、B两点的线速度大小相等；小齿轮和后轮同轴转动，B、C两点分别在小齿轮和后轮边缘，故角速度相等，根据公式，可知B点的线速度小于C点的线速度，所以A点的线速度小于C点的线速度，故AC正确，D错误。
B.A、B两点的线速度大小相等，A的半径大于B的半径，根据公式，可得B点的角速度大于A点的角速度，故B错误。
故选：C。
大齿轮与小齿轮是同缘传动，边缘点线速度相等；小齿轮与后轮是同轴传动，角速度相等；结合线速度与角速度关系公式列式求解。
本题考查链条传动问题，灵活选择物理规律的能力，对于匀速圆周运动，公式较多，要根据不同的条件灵活选择公式。
 

3.【答案】A 

【解析】解：小车突然停止运动，A球和B球由于惯性，会向右摆动，将做圆周运动，C球受到小车右侧壁的作用停止运动，在竖直方向上拉力等于重力，即。对AB根据牛顿第二定律有：，得出A、B球绳的拉力，代入数据解得：，则：：：3：2，故A正确，BCD错误。
故选：A。
小车原来向右匀速运动，突然停止运动时，AB球由于惯性，会向前摆动，将做圆周运动，C球受到小车前壁的作用停止运动，在竖直方向上拉力等于重力，根据牛顿第二定律和向心力公式求出AB球绳的拉力，从而求出两悬线的张力之比。
解决本题的关键要知道小车刹车后，AB球将做圆周运动，在最低点，由重力和拉力的合力提供向心力。
 

4.【答案】D 

【解析】解：弹性绳刚伸直到弹性绳弹力等于重力之前，重力大于弹性绳弹力，运动员都处于加速状态，故A错误；
B.运动员从跳台跳下到弹性绳刚伸直过程中，只受重力，运动员的机械能守恒，故B错误；
C.下落到最低点时，运动员速度为0，整个下落过程中重力对运动员所做的功等于运动员克服弹性绳弹力所做的功，故C错误；
D.从弹性绳从伸直到最低点的过程中，运动员和弹性绳组成的系机械能守恒，弹性绳从伸直到最低点的过程中，运动员先加速后减速到0，所以运动员的动能先增大后减小，则运动员的重力势能与弹性绳的弹性势能之和先减小后增大，故D正确。
故选：D。
速度是加速还是减速通过受力确定加速度来判定，机械能的变化弹力做的功，根据动能定理与机械能守恒定律即可确定。
本题重点考查对功能关系的深入理解，注意对机械能守恒条件的理解。本题还是有一定难度的。
 

5.【答案】B 

【解析】解：根据圆周运动知识得：
由得到行星运动的轨道半径为：…①
AB、根据万有引力提供向心力，列出等式：…②
由①②得：，由此式知行星的质量不能求出，故A正确，B错误；
C、行星运动的轨道半径为，故C正确；
D、行星运动的加速度为：，故D正确；
本题选错误的，故选：B。
根据圆周运动知识和已知物理量求出轨道半径；根据万有引力提供向心力，列出等式求出中心体的质量．
本题考查万有引力与圆周运动问题．根据万有引力提供向心力，列出等式可求出中心体的质量，不能求出环绕体质量．
 

6.【答案】C 

【解析】解：、F两点在等量异种电荷连线的中垂线上，则E、F两点的场强方向都是水平向右，又E、F两点关于O点对称，则E、F两点场强大小也相等，故E、F两点场强相同，故A错误；
B.A、D两点关于O点对称，A、D两点场强大小相等，由图可知，方向都是水平向左，故A、D两点场强相同，故B错误；
C.根据电场线的疏密程度表示场强大小，由图可知B、O、C三点，O点电场线最稀疏，则O点场强最小，故C正确；
D.根据电场线的疏密程度表示场强大小，由图可知O点的电场强度大于E点的电场强度，根据牛顿第二定律
可知只在静电力作用下，电子在O点的加速度大于它在E点的加速度，故D错误。
故选：C。
根据电场线的分布结合对称性分析出不同位置的场强关系，结合牛顿第二定律分析出对应的加速度的大小关系。
本题主要考查了电场线的相关应用，根据电场线的特点结合对称性分析出不同位置的场强特点，结合牛顿第二定律分析出加速度的大小即可。
 

7.【答案】A 

【解析】解：设AB棒与地面的夹角为，将A、B两端的速度沿棒和垂直于棒两个方向分解，如图所示。根据A端的速度沿棒方向的分速度与B端的速度沿棒方向的分速度相等得
 
据题有
解得，故A正确，BCD错误。
故选：A。
根据A端的速度沿棒方向的分速度与B端的速度沿棒方向的分速度相等列式，即可求得AB棒与地面的夹角。
本题是棒端速度分解的问题，关键要抓住棒两端的速度沿棒方向的分速度大小相等，结合几何知识进行处理。
 

8.【答案】BC 

【解析】解：平抛运动某点的速度分解为水平和竖直方向，则小球在A点速度的竖直方向分速度大小为，故A错误；
B.小球在B点速度的竖直方向分速度大小为，故B正确；
C.小球从A运动到B点用时，故C正确；
D.A、B两点间的水平位移为，故D错误。
故选：BC。
平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动，已知速度倾角可以计算竖直分速度，根据加速度定义式可以计算时间，水平方向位移等于初速度与时间的乘积。
本题考查平抛运动，时间由竖直方向的分位移决定，平抛运动是匀变速曲线运动，任意两点的速度改变量等于重力加速度与对应时间的乘积。
 

9.【答案】AC 

【解析】解：A、对小球A受力分析，受重力、静电力、拉力，如图

根据平衡条件，有：，故：
同理，有：
若，故，故A正确；
B、两球间的库仑力是作用力与反作用力，一定相等，与两个球带电量是否相等无关，故B错误。
C、若同时剪断两细线，小球受到的库仑力始终在水平方向上，不影响运动时间，运动时间由竖直方向上的运动决定，竖直方向上只受重力，从同一高度做自由落体运动，故在两小球落地前观察，同一时间两小球一定都在同一高度。故C正确。
D、水平方向上，所受库仑力大小相同，但，故乙的加速度小于甲的加速度。小球在竖直方向上做自由落体运动，在水平方向上做变加速直线运动，根据分运动与合运动具有等时性，知甲乙两球在同一水平面上时，乙球的速度小于甲球的速度。故D错误。
故选：AC。
设两个球间的静电力为F，分别对两个球受力分析，求解重力表达式后比较质量大小；两球运动后之间的库仑力在减小，合力变化，不可能是匀变速运动；竖直方向上做自由落体运动，高度决定时间，高度相同、时间就相同．
本题考查知识点较多，涉及运动的独立性以及物体的平衡等，较好的考查了学生综合应用知识的能力，是一道考查能力的好题。
 

10.【答案】BCD 

【解析】解：A、由于A、B两位置弹簧对物块的弹力与在A点时的大小相等，则弹簧的形变量相同，弹簧的弹性势能变化量为零，故A错误；
B、由于从A到B物块上升的高度为h，则物块的重力势能增加了mgh，故B正确；
C、由于弹簧在A位置和B位置的弹簧弹性势能相等，上升过程中只有拉力和重力做功，拉力做的功等于物块机械能的增加，所以机械能的增加量为Fh，故C正确；
D、由于弹簧在A位置和B位置的弹簧弹性势能相等，由机械能的概念可知，物块在B位置比在A位置重力势能增加mgh，动能增加，所以物块与弹簧组成的系统机械能增加了，故D正确。
故选：BCD。
弹簧形变量相同时弹性势能相同；
根据重力势能的计算公式求解物块的重力势能增加量；
除重力或弹力做功以外，其它力对物块做多少功，物块的机械能就变化多少；
根据机械能等于势能与动能之和分析机械能的变化。
本题以物块和弹簧为载体，主要考查形变、机械能守恒定律、弹性势能及其应用，侧重考查分析综合能力，着重体现物理观念和科学推理等物理核心素养的考查，要求考生具备清晰、系统的运动与相互作用观念和能量观念，能用机械能守恒定律、功能关系等物理知识对综合性的物理问题进行分析和推理，正确判断出物体动能、重力势能等的变化情况。
 

11.【答案】；；。 

【解析】

【分析】
探究小球做圆周运动所需向心力F的大小与质量m、角速度和半径r之间的关系采用控制变量法；
根据控制变量法结合实验装置进行分析；
根据向心力公式可得，由此分析图像横坐标x代表的物理量。
本题主要是考查探究小球做圆周运动所需向心力F的大小与质量m、角速度、轨道半径r之间的关系，关键是掌握实验原理、实验方法、向心力的计算公式。
【解答】
根据，要研究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系，就要保持质量m、角速度和半径r中的两个量不变，研究力F与其他一个量的关系，因此实验采用的是控制变量法，BC错误，A正确；
为了探究金属球的向心力F的大小与轨道半径r之间的关系，要保持质量相等、角速度大小相等，所以应该使用两个质量相等的小球，应将皮带套在两边半径相等的变速塔轮上，使得角速度相等，应使两小球离转轴的距离不同，使得r不同，故AB错误、C正确；
故选：C。
同学用传感器测出小球做圆周运动向心力F的大小和对应的周期T，根据向心力公式可得：，要使图像是一条过原点的直线，则图像横坐标x代表的是。
故答案为：；；。  

12.【答案】 

【解析】解：本实验需要用铅垂线确定竖直方向上的y轴，然后根据横、纵坐标相互垂直作出x轴，故B正确，ACD错误；
、为了保证小球的初速度相等，每次应让小球从斜槽的同一位置由静止释放，但斜槽不要求一定光滑，故AB错误；
C、记录的点适当多一些，才能使描出的轨迹更好地反映真实运动，故C正确；
D、描绘小球运动的轨迹时，将偏离比较远的点误差较大可以舍去，剩余的点用一条平滑曲线连接，故D错误；
故选C。
因为平抛运动的水平分运动为匀速直线运动，由图2可知，小球从A点运动到B点和从B点运动到C点的水平位移相等，所以小球从A点运动到B点和从B点运动到C点的时间相等，
设A、B、C三点的时间间隔为T，在竖直方向上：，则有：
②物体平抛运动的初速度大小为；

③根据匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，
可得B点竖直方向上的分速度为：，则物体运动到B点的速度为：。
故答案为：、、。
本实验需要用铅垂线确定竖直方向上的y轴，保证小球做平抛运动必须通过调节使斜槽的末端保持水平，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，最后轨迹应连成平滑的曲线；正确应用平抛运动规律：水平方向匀速直线运动，竖直方向自由落体运动；解答本题的突破口是利用在竖直方向上连续相等时间内的位移差等于常数求出时间间隔，然后进一步根据匀变速直线运动的规律、推论求解。
解决本题的关键知道平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，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；掌握匀变速直线运动的推论，在连续相等时间内的位移之差是一恒量；在某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度.
 

13.【答案】解：汽车有最大速度时，此时牵引力与阻力平衡，
有
其中
代入数据得
当速度时，
有

代入数据得
答：汽车行驶的最大速度为；
汽车速度为时，汽车加速度的大小为。 

【解析】当牵引力等于阻力时，速度最大，根据求出汽车的最大速度；
根据求出汽车的牵引力，结合牛顿第二定律求出汽车速度为时的加速度。
本题考查的是汽车的启动方式，对于汽车的两种启动方式，恒定加速度启动和恒定功率启动，对于每种启动方式的汽车运动的过程一定要熟悉。
 

14.【答案】解：小球做平抛运动，在竖直方向上做自由落体运动，根据得
 
小球落地点离抛出点的水平距离
小球落地时竖直分速度
所以落地时速度大小
落地速度与水平方向夹角的正切，则
故小球落地速度与水平方向夹角为。
答：小球在空中飞行的时间为1s；
小球落地点离抛出点的水平距离为10m；
小球落地时的速度大小为，方向与水平方向成。 

【解析】小球做平抛运动，在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，根据下落的高度求出小球在空中飞行的时间。
结合初速度和运动时间求出小球落地点离抛出点的水平距离。
根据自由落体运动的规律求出落地时竖直分速度，再进行合成得到小球落地时的速度大小和方向。
解决本题的关键要掌握平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式灵活求解。对于落地的速度，也可以根据机械能守恒定律或动能定理求解。
 

15.【答案】解：因滑块恰能通过C点，即在C点滑块所受轨道的压力为零，只受到重力的作用。
设滑块在C点的速度大小为，对滑块在C点根据牛顿第二定律，有：
代入数据解得：；
设滑块在B点时的速度大小为，对于滑块从B点到C点的过程，根据动能定理有：

滑块在B点受重力mg和轨道的支持力，根据牛顿第二定律有：
联立方程，解得：
根据牛顿第三定律可知，滑块在B点时对轨道的压力大小；
设滑块从A点滑至B点的过程中，克服摩擦阻力所做的功为，对于此过程，根据动能定理有：

代入数据解得：。
答：滑块通过C点时的速度大小为；
滑块通过圆形轨道最低点点时对轨道的压力大小为60N；
滑块从A点滑至B点的过程中，滑块克服摩擦阻力所做的功为10J。 

【解析】对滑块在C点根据牛顿第二定律结合向心力公式进行解答；
对于滑块从B点到C点的过程，根据动能定理求解达到B点速度大小，在B点根据牛顿第二定律、牛顿第三定律求解压力；
根据动能定理求解滑块从A点滑至B点的过程中，滑块克服摩擦阻力所做的功。
本题主要是考查了动能定理；运用动能定理解题时，首先要选取研究过程，然后分析在这个运动过程中哪些力做正功、哪些力做负功，初末动能为多少，根据动能定理列方程解答；动能定理的优点在于适用任何运动包括曲线运动；一个题目可能需要选择不同的过程多次运用动能定理研究，也可以全过程根据动能定理解答。