2021-2022学年四川省泸州市泸县第四中学高一（下）期中物理试题含解析

四川省泸县四中2021级高一下期中考试

物理试题

注意事项：

1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。

2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。

3.物理化学生物同堂分科考试，时间150分钟，物理科100分，化学100分，生物100分。

第I卷选择题

一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在1-9小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的，10-12小题给出的四个选项中，有多项是符合题目要求的，选对但不全对得2分，错选得0分。

1. 下列关于太阳系的八大行星运动规律的说法正确的是（　　）

A. 地球与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等

B. 月亮绕地球运动的轨道半长轴的三次方与周期的平方的比值，与地球绕太阳运动的轨道半长轴的三次方与周期的平方的比值相同

C. 质量越大的行星绕太阳运动的周期越大

D. 行星绕太阳运动的轨迹都是圆，只是半径不相同

【答案】A

【解析】

【详解】A．由开普勒第二定律知，地球与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等，A正确；

B．开普勒第三定律，C是与中心天体质量有关的一个常量，由于地球和太阳质量不同，所以月亮绕地球运动的轨道半长轴的三次方与周期的平方的比值，与地球绕太阳运动的轨道半长轴的三次方与周期的平方的比值不同，B错误；

C．由开普勒第三定律可知，半长轴越大的行星绕太阳运动的周期越大，C错误；

D．由开普勒第一定律 ，所以行星绕太阳的轨迹都是椭圆，太阳在所有椭圆轨道的一个公共焦点上，D错误。

故选A。

2. 一艘小船在静水中的速度是3 m/s，一条河宽60 m，河水流速为4 m/s，下列说法正确的是（  ）

A. 小船在这条河中运动的最大速度是5 m/s B. 小船在这条河中运动的最小速度是3 m/s

C. 小船渡过这条河的最短时间是20 s D. 小船渡过这条河的最小距离是60 m

【答案】C

【解析】

【详解】当船速与水流速方向相同时合速度最大，为7m/s，A错；当两个速度方向相反时小船合速度最小为1m/s，B错；当船头垂直正对岸运动时过河时间最短，由各分运动具有独立性可知过河时间为60/3=20s，C对；由于船速小于水流速，船一定被冲到下游，最小距离大于60m，D错；

3. 在高处以初速度水平抛出一石子，在它速度由水平方向变化到与水平方向夹角为的过程中，石子的水平位移的大小是（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】当石子下落速度的方向与水平方向夹角为时，则其速度在竖直方向的分量

根据

则该石子下落时间为

则在这段时间内，石子的水平位移为

选项C正确，ABD错误。

故选C。

4. 如图所示，某双星系统由A、B两个黑洞组成，不考虑其他天体对他们的作用。若已知A、B绕连线上的点O做匀速圆周运动，A、B间的距离为L，相对速度（即线速度v1、v2大小之和）为v，则（　　）

A. 可以求A、B各自的线速度大小

B. 可以求A、B的质量之和

C. 可以求A、B的质量之积

D. 以上说法都不正确

【答案】B

【解析】

【详解】设A、B运动的半径分别为r1、r2，质量分别为m1、m2，角速度为ω，根据牛顿第二定律，对A有

则

同理可得

由可得

则

故选B。

5. 2007年4月18日，中国铁路第六次大面积提速，主要干线开始“时速200公里”的高速运行，标志着中国铁路提速水平已经跻身世界先进行列。当火车以规定速度通过弯道时，内低外高的轨道均不受挤压。则下列说法正确的是（  ）

A. 当火车以规定速度转弯时，火车受重力、支持力、向心力

B. 若要降低火车转弯时的规定速度，可减小火车的质量

C. 若要增加火车转弯时的规定速度，可适当增大弯道的坡度

D. 当火车的速度大于规定速度时，火车将做离心运动

【答案】C

【解析】

【详解】A．当火车以规定速度转弯时，火车受重力、支持力作用，二者的合力提供向心力，选项A错误；

B．合力提供向心力，即

则

可以看成规定的速度与质量无关，选项B错误；

C．根据B选项结果，可以看成当增大时，则规定速度也增大，选项C正确；

D．当火车的速度大于规定速度时，则外侧轮缘受到弹力，与重力和支持力的合力一起提供向心力，使火车继续做圆周运动，不会做离心运动，选项D错误。

故选C。

【点睛】火车转弯时，为防止车轮边缘与铁轨间的摩擦，通常做成外轨略高于内轨，使得火车按规定的速度行驶时，火车对轨道的合力垂直于轨道表面，否则会对其造成挤压以致损坏，（这就是为什么在拐弯处会有规定速度的原因）所以火车重力与轨道支持面支持力的合力提供向心力，速度大于规定速度时，会挤压外轨。

6. 如图所示，从某高度水平抛出一小球，经过时间t到达地面时，速度与水平方向的夹角为θ，不计空气阻力，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　）

A. 小球水平抛出时的初速度大小为gttanθ

B. 小球在t时间内位移方向与水平方向的夹角为

C. 若小球初速度增大，则平抛运动的时间变长

D. 若小球初速度增大，则θ减小

【答案】D

【解析】

【详解】A．速度、位移分解如图

vy=gt

可得

故A错误；

B．设位移与水平方向夹角为α，则

tanθ=2tanα，

故B错误；

C．平抛时间由下落高度决定，与水平初速度无关，故C错误；

D．由知，v0增大则θ减小，D正确；

故选D。

7. 如图质量相等的A、B两物体紧贴在匀速转动的圆筒的竖直内壁上，随圆筒一起做匀速圆周运动，则下列关系中正确的是（　　）

A. 线速度

B. 运动周期

C. 它们受到的摩擦力

D. 筒壁对它们的弹力

【答案】D

【解析】

【详解】AB．A、B两物体紧贴在匀速转动的圆筒的竖直内壁上，随圆筒一起做匀速圆周运动，角速度相等，周期相等；由于A、B两物体转动半径

据，则A、B两物体线速度

故AB错误；

C．对物体受力分析可得，竖直方向

它们受到的摩擦力

fA=fB

故C错误；

D．对物体受力分析可得，筒壁对它们的弹力提供向心力，则

又A、B两物体质量相等，转动半径

则筒壁对它们的弹力

NA>NB

故D正确。

故选D。

8. 用一根长杆和两个定滑轮的组合装置来提升重物M，长杆的一端放在地上通过铰链连接形成转轴，其端点恰好处于左侧滑轮正下方O点，在杆的中点C处拴一细绳，通过两个滑轮后挂上重物M。C点与O点距离为L，现在杆的另一端用力使其逆时针匀速转动，由竖直位置以角速度ω缓慢转至水平（转过了90°角），此过程下列正确的是（　　）

A. 重物M做匀速直线运动

B. 重物M做匀变速直线运动

C. 重物M的最大速度是ωL

D. 重物M的速度一直增大

【答案】C

【解析】

【详解】设C点的线速度方向与绳子延长线之间的夹角为（锐角），则由图可知，在长杆的匀速转动过程中，由开始逐渐减小，当长杆与绳子垂直时减小到0，随着长杆继续转动至水平，又由0开始增大。由线速度与角速度的关系式可知，C点的线速度大小为

将其分解为沿着绳子延长线方向和垂直延长线方向，可得

则重物M的速度

随着由减小到零又逐渐增大，可知先增大，再减小，最大速度为。ABD错误；C正确。

故选C。

9. 2018年12月9日2时28分高分五号卫星在太原卫星发射中心用长征四号丙运载火箭发射升空，卫星经过多次变轨后，在距地心为R的地球同步轨道上凝望地球。该卫星首次搭载了大气痕量气体差分吸收光谱仪、主要温室气体探测仪、大气多角度偏振探测仪等，是实现高光谱分辨率对地观测的标志。高分五号卫星由半径为RA的圆轨道1经椭圆轨道2变轨到同步轨道3时的情况如图所示，已知高分五号卫星在轨道1上运行的周期为T1，已知地球半径R0<RA，引力常量为G，则下列说法正确的是（　　）

A. 地球的平均密度为

B. 在轨道3上稳定运行时，卫星每天可两次经过地表上同一点的正上方

C. 卫星在从A点经轨道2运动到B点的时间为

D. 卫星由圆轨道1调整到同步轨道3上，只需要加速一次即可

【答案】C

【解析】

【详解】A．当卫星轨道半径等地球半径时，可求得其密度为，但轨道1的半径不是地球半径，故A错误；

B．因轨道3为同步卫星，其相对地面上的某点不动，故B错误；

C．在轨道2上的周期T

由A到B的时间为，可求得

故C正确；

D．卫星由圆轨道1调整到同步轨道3上，需要A点和B点都加速变轨，故需要加速两次，故D错误。

故选C。

10. 某同学以一定的初速度v0=10m/s竖直向上抛出质量为m=1kg的物体，物体上升到最高点后又返回抛出点．若运动中空气阻力的大小恒为f=2.5N，g取10m/s2，则（   ）

A. 全程重力做的功为零

B. 全程物体克服空气阻力做的功为－20J

C. 上升过程中物体重力势能增加了40J

D. 上升过程空气阻力的平均功率小于下降过程空气阻力的平均功率

【答案】AC

【解析】

【详解】A、回到出发点,物体整个运动过程中始末位置相同,故重力做功为0,所以A正确;

B、物体上升过程中由牛顿第二定律可知： ，

解得：

上升和下降过程中阻力始终做负功,所以克服阻力做功为 故B错；

C、上升过程中物体重力势能增加了 ,故C对；

D、由于上升时的加速度大于下降时的加速度，所以上升时的时间小于下降时的时间，但上升和下降过程重力做功相等，所以上升过程空气阻力的平均功率大于下降过程空气阻力的平均功率，故D错误

故选AC。

11. 某行星和地球绕太阳公转的轨道均可视为圆.每过年，行星会运行到日地连线的延长线上（与地球相距最近），如图所示，设该行星与地球的公转周期之比为，公转轨道半径之比为，则（）

A.  B.  C.  D.

【答案】BD

【解析】

【详解】AB．由图知，行星的轨道半径大，那么由开普勒第三定律知其周期长．每过N年，行星会运行到日地连线的延长线上(相距最近)，则说明从最初在日地连线的延长线上开始，过N年，地球转了N圈，行星转了N-1圈，所以行星的周期是年．所以行星与地球的公转周期之比，故A项错误，B项正确．

CD．行星与地球的公转周期之比，据开普勒第三定律可得，行星与地球的公转半径之比．故C项错误，D项正确．

12. 某河流河水的流速与离河岸距离的变化关系如图甲所示，船在静水中的航行速度大小与时间的关系如图乙所示．已知河宽为300m，若要使船以最短时间渡河，则（ ）

A. 船渡河的最短时间是75s

B. 船在行驶过程中，船头始终与河岸垂直

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5m/s

【答案】BD

【解析】

【详解】AB、当静水速与河岸垂直时，渡河时间最短，．故A错误．故B正确．

C、船在沿河岸方向上做变速运动，在垂直于河岸方向上做匀速直线运动，由运动的合成可知，航行的轨迹是一条曲线．故C错误．

D、船在河水中的最大速度为5m/s，故D正确．

故选BD．

第II卷非选择题

13. 做杂技表演的汽车从高台水平飞出，在空中运动后着地，一架照相机通过多次曝光，拍摄得到汽车在着地前后一段时间内的运动照片如图所示(虚线为正方形格子)．已知汽车长度为3.6 m，相邻两次曝光的时间间隔相等，由照片可推算出曝光的时间间隔是_____s,汽车离开高台时的瞬时速度大小为__ m/s.(g=10m/s2)

【答案】    ①. 0.6    ②. 12

【解析】

【详解】在竖直方向上有：△h=gT2，解得：，汽车离开高台时的瞬时速度大小为．

14. 做“研究平抛运动”的学生实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画出小球做平抛运动的轨迹。

（1）为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，下面正确的操作步骤是（写字母代号）___________

A．记录小球位置用的铅笔每次必须严格地等距离下降

B．小球运动时不应与木板上的白纸相接触；

C．将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线；

D．通过调节使斜槽的末端的切线保持水平；

E．每次释放小球的位置必须是不同的位置；

F．每次实验时必须由静止释放小球。

（2）在某次实验时小张同学忘记了在白纸上记录小球抛出点的位置，于是他根据实验记录中已经得到的点迹描出运动轨迹曲线后，在该段曲线上任取水平距离均为Δx=20.00cm的三点A、B、C。如图所示，其中相邻两点间的竖直距离分别为：y1=10.00cm，y2=20.00cm。在小球运动过程中空气阻力忽略不计。请你帮助他计算：记录时间间隔T=___________s；小球的初速度v=___________m/s；B点竖直分速度=___________m/s（g取10m/s2）。（答案均要保留3位有效数字）

【答案】    ①. BDF    ②. 0.100    ③. 2.00    ④. 1.50

【解析】

【详解】（1）[1]A．记录小球经过不同高度的位置时，不需要等距离下降，故A错误；

B．小球运动时不应与木板上的白纸相接触，选项B正确；

C．将球的位置记录在纸上后，取下纸，用平滑的曲线连接各点，选项C错误；

D．为了保证小球水平飞出，则斜槽的末端切线保持水平．故D正确；

EF．为了保证小球平抛运动的初速度相同，则每次从同一高度由静止释放小球，故E错误，F正确。

故选BDF。

（2）[2] 在竖直方向上有

Δy=gT2

则

[3] 水平方向有

[4] B点竖直分速度

五、计算题

15. 如图所示，轻杆BC用细绳AB悬挂，杆与绳的全长AC = 9.4m，一同学在C点的正下方D点水平观察，CD距离为0.4m．由静止释放轻绳和轻杆，让其做自由落体运动，已知细绳从他的眼前通过的时间为0.4s，且细绳下落的过程中始终保持竖直，取g＝10m/s2，求轻杆的长度为多少？

【答案】46m

【解析】

【详解】试题分析：轻绳和轻杆一起做自由落体运动，根据自由落体位移公式，分别研究细绳上端A到达D点需时间和细绳下端B到达D点需时间，求出杆长．

设杆长为L，细绳上端到达D点需时t1，

根据自由落体公式则有：      

 细绳下端到达D点需时t2                   

时间差为：

联立解得：

点睛：本题主要考查了自由落体运动，关键抓住细绳从他的眼前通过的时间如何应用．

16. 在一段平直公路上，质量为1.0×104kg的卡车，速度从5m/s经50s均匀地增加到15m/s，之后卡车以额定功率继续行驶，如果卡车在运动中受到的阻力为车重的0.03倍，g取10m/s2，求：

（1）卡车在此过程中受到的牵引力及卡车发动机的额定功率；

（2）在此平直公路上卡车以额定功率行驶时的最大速度。

【答案】（1）5000N ；7.5×104W；（2）25m/s

【解析】

【详解】（1）汽车匀加速时的加速度

a==0.2m/s2

根据牛顿第二定律可知

F-0.03mg=ma

解得

F=5000N

由

P=Fv=7.5×104W

（2）当牵引力等于阻力时，速度达到最大

vm==25m/s

17. 我国首个月球探测计划“嫦娥工程”将分三个阶段实施，大约用十年左右时间完成，这极大地提高了同学们对月球的关注程度。以下是某同学就有关月球的知识设计的两个问题，请你解答：

(1)若已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，月球绕地球运动的周期为T，且把月球绕地球的运动近似看做是匀速圆周运动。试求出月球绕地球运动的轨道半径；

(2)若某位宇航员随登月飞船登陆月球后，在月球某水平表面上方h高处以速度v0水平抛出一个小球，小球落回到月球表面的水平距离为s。已知月球半径为R月，万有引力常量为G。试求出月球的质量M月。

【答案】(1)；(2) M月 =

【解析】

【详解】(1)由重力和万有引力的关系有

mg = G

由题知把月球绕地球的运动近似看做是匀速圆周运动，有

G= m

综上计算有

r =

(2)由题知从高处以速度v0水平抛出一个小球，小球落回到月球表面的水平距离为s，可知小球做类平抛运动有

h =g月t2，s = v0t

计算有

g月 =

由重力和万有引力的关系有

mg月 = G

综上有

M月 =