2021-2022学年云南省临沧市云县高一（下）期中物理试卷（含解析）

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2021-2022学年云南省临沧市云县高一（下）期中物理试卷

第I卷（选择题）

一、单选题（本大题共8小题，共32.0分）

1. 毛泽东的诗句“坐地日行八万里，巡天遥看一千河”道出了地球自转对地表物体的影响。下列关于地表的某一物体所受重力说法正确的是(    )

A. 物体所受重力方向一定指向地心
B. 地球表面物体所受重力就是地球与物体间万有引力
C. 物体在地表随地球一起自转所需向心力的方向都指向地心
D. 地球表面重力加速度随纬度的升高而增大

2. 如图所示，两个实心球的半径分别为，，其质量分别为，且两实心球的质量分布不均匀两球外侧密度大。两球间的距离，则两球间万有引力的大小(    )

A. 等于 B. 小于
C. 大于 D. 不能确定

3. 一小船过河的运动轨迹如图所示。河中各处水流速度大小相同且恒定不变，方向平行于岸边。若小船相对于静水分别做匀加速、匀减速、匀速直线运动，船相对于静水的初速度均相同且均垂直于岸边。由此可以确定(    )

A. 船沿轨迹运动时，船相对于静水做匀加速直线运动
B. 船沿轨迹渡河所用的时间最短
C. 船沿轨迹到达对岸前瞬间的速度最大
D. 船沿三条不同轨迹渡河所用的时间相同

4. 如图为天工开物里的农具名为耩子，耩子的底部套上尖利的铁尖，中间是一个放种子的方形木斗．播种在乡下叫耩地，均匀摇晃，种子便顺着方形木斗缓然而下进入了丰沃的大地．关于牛拉耩子前进时，下列说法正确的是(    )

A. 牛拉耩子不动，是因为牛拉耩子的力小于耩子拉牛的力
B. 牛拉耩子前进，是因为牛拉耩子的力大于耩子拉牛的力
C. 牛拉耩子不动或匀速前进时，牛拉耩子的力与耩子拉牛的力大小才相等
D. 研究耩的运动时，可将牛的拉力沿水平和竖直两个方向分解
 

5. 套圈是赶庙会的时候必不可少的娱乐活动，套中什么就可以带走什么，深受孩子们喜爱。若有三个质量未知的圈、、均可视为质点刚好做平抛运动，如图所示，、从同一点抛出，的落地点比的落地点更远，从它们的正下方抛出，落地点与相同。不计空气阻力，则下列说法正确的是(    )

A. A、落地点相同，在空中运动的时间相同
B. 在空中运动的时间最短
C. 因三个圈质量大小关系未知，无法判断运动时间的大小
D. 落地速度一定比落地速度大

6. A、两自行车在同一直线上运动的位移与时间的关系图像如图所示，下列说法正确的是(    )

A. 自行车做匀减速直线运动，自行车做匀加速直线运动
B. 自行车、在内的位移大小分别是和
C. 时间内，的平均速度小于的平均速度
D. 自行车运动中每秒位移大小的变化是
 

7. 如图为某一皮带传动装置。主动轮的半径为，从动轮的半径为。已知主动轮做顺时针转动，转速为，转动过程中皮带不打滑。下列说法正确的是(    )

A. 从动轮做顺时针转动 B. 从动轮的角速度大小为
C. 从动轮边缘线速度大小为 D. 从动轮的转速为

8. 年月日，嫦娥五号搭载星光登月证书颁授仪式在北京举行．如果嫦娥五号携带已封装音乐片星光和月壤的上升器离开月球表面的一段运动过程中，在竖直方向上其图像如图所示．则加速及减速过程中，封装装置对质量为月壤样品的作用力大小之差为(    )

A.  B.  C.  D.

二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）

9. 如图所示，质量为的小球与长为的轻绳一端相连，绕另一端点在竖直平面内恰能做圆周运动，连线为水平直径，连线为竖直直径，忽略一切阻力的影响，小球可视为质点，关于小球的运动下列说法正确的是(    )

A. 小球运动到点时的速度为
B. 小球重力和轻绳拉力的合力就是小球的向心力
C. 小球运动到点时处于超重状态
D. 小球运动到点时仅由轻绳拉力提供向心力
 

10. 公路急转弯处通常是交通事故多发地带。如图，某公路急转弯处是一圆弧，当汽车行驶的速率为时，汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势。则在该弯道处(    )

A. 路面外侧高内侧低
B. 车速只要低于，车辆使会向内侧滑动
C. 车速虽然高于，但只要不超出某一最高限度，车辆便不会向外侧滑动
D. 当路面结冰时，与未结冰时相比，的值变小
 

11. 如图所示，是地球赤道上还未发射的卫星，是年月我国以“一箭三星”方式成功发射的“北斗三号工程”组网卫星，是地球同步卫星，下列说法正确的是(    )

A. 相同时间内北斗卫星和地球同步卫星转过的弧长相等
B. 北斗卫星的运行周期小于小时
C. 地球同步卫星在内转动的圆心角是
D. 地球同步卫星的向心加速度大于随地球自转的向心加速度
 

12. 人类正在有计划地探索地球外其它呈球，若宇宙空间某处有质量均匀分布的实心球形天体，该星球半径为，宇航员在星球上离球面高度为处以初速度水平抛出一物体，测得水平射程为。已知引力常量为。则下列有关推断正确的是(    )

A. 该星球的密度为 B. 该星球的密度为
C. 该星球的第一宇宙速度为 D. 该星球的第一宇宙速度为

第II卷（非选择题）

三、实验题（本大题共2小题，共15.0分）

13. 某同学用图甲所示的实验装置验证牛顿第二定律：
    
    通过实验得到如图乙所示的图象，造成这一结果的原因是：在平衡摩擦力时木板与水平桌面的夹角______选填“偏大”或“偏小”。
    该同学在平衡摩擦力后进行实验，实际小车在运动过程中所受的拉力______砝码和盘的总重力填“大于”“小于”或“等于”。
    某同学根据实验数据作出的图象如图所示，由图象得出______填“”，“”，“”。
14. 如图甲所示为某实验小组“探究平抛运动”的实验装置。
    
    进行该实验时，下列器材需要用到的是______填字母。
    A.打点计时器
    B.弹簧测力计
    C.重锤线
    以下实验过程的一些做法，其中合理的有______填字母。
    A.安装斜槽轨道，使其末端保持水平
    B.每次小球释放的初始位置可以任意选择
    C.每次小球应从同一高度由静止释放
    D.记录的点应适当多一些
    频闪摄影又称连闪摄影，是借助于电子闪光灯的连续闪光，在一个画面上记录动体的连续运动过程。若用此方法来验证平抛运动在水平方向上是匀速直线运动，记录下如图乙所示的频闪照片。在测得、、、后，需要验证的关系是______。已知闪周期为，用下列计算式求得的水平速度，误差较小的是______填字母。
    A.
    B.
    C.
    D.

四、计算题（本大题共3小题，共37.0分）

15. 如图所示，在绕竖直轴匀速转动的水平圆盘盘面上，离轴心处放置一小物块，其质量为，物块与圆盘间的动摩擦因数当圆盘转动的角速度时，物块随圆盘一起转动，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度求：
    物块的线速度大小；
    物块的向心加速度大小；
    欲使物块与盘面间不发生相对滑动，则圆盘转动的角速度不能超过多大？
16. 如图所示，某快递公司使用电动传输机输送快件，倾角的传送带顶端到底端的高度，若传送带以的速度转动，在传送带顶端无初速度地放一个质量为的快件可视为质点，它与传送带之间的动摩擦因数为，取，，，求：
    若传送带顺时针转动，快件从运动到所用的时间；
    若传送带逆时针转动，快件从运动到所用的时间。

17. 如图所示，长为的细绳一端连接一质量为的小球，另一端系在固定点，将小球拉到点并使细绳水平，给小球一竖直向下的初速度，小球开始绕固定端点做圆周运动，运动至点正下方点时绳子刚好断了，之后做平抛运动，绳子能承受的最大拉力为在点右侧平地上固定一个倾角为的斜面，小球做平抛运动至斜面的最高点时的速度方向恰好沿斜面方向，然后沿滑梯滑至点，小球与斜面间动摩擦因数为，长度为。已知，，不计空气阻力影响，重力加速度取求：
    小球刚运动到点时的速度大小；
    两点间的高度差；
    小球从点运动到点的时间。

答案和解析

1.【答案】 

【解析】解：根据物体在地球表面上时，物体除了受到的万有引力产生两个作用效果，即地表物体与地球间万有引力可分解为物体随地球自转所需向心力和重力，如图所示；

又根据，在北半球物体所需向心力指向地轴，重力指向地心偏南方向，故ABC错；
因为地球表面重力加速度随纬度的升高直增大，故D正确。
故选：。
重力方向竖直向下，只有在两极和赤道处指向地心；重力是万有引力的分力；根据物体随地球运转其所在圆周平面。
本题主要考查了重力的特点，解题关键是掌握重力是万有引力的分力，其方向一定竖直向下，并不一定指向地心。
 

2.【答案】 

【解析】解：根据万有引力公式，
题意可知两实心球的重心间距

，
解得，重心间距越大，万有引力越小，故B正确，ACD错误。
故选：。
根据万有引力公式，结合题意可知两实心球重心之间间距即可分析该题。
该题考查万有引力定律的应用，需要学生注意公式中的指的是两实心球之间的间距，基本题。
 

3.【答案】 

【解析】解：、在曲线运动中加速度的方向指向轨迹的凹侧，根据图片可知，轨迹是匀加速运动，轨迹是匀速运动：轨迹是匀减速运动，因此船沿轨迹过河所用的时间最短，故BD错误，A正确；
C、船沿轨迹在垂直河岸方向的运动是减速运动，根据运动的规律可知船到达对岸的速度最小，故C错误。
故选：。
根据轨迹的特点分析出运动的类型，结合运动学规律完成分析。
本题主要考查了运动的合成与分解，理解运动的独立性和等时性即可完成分析，难度不大。
 

4.【答案】 

【解析】解：、牛拉耩子的力和耩子拉牛的力是作用力和反作用力，总是大小相等，方向相反，故ABC错误；
D、研究耩的运动时，耩受到重力、阻力和牛的拉力作用，其在水平方向运动，故需将绳的拉力沿水平方向和竖直方向进行分解，故D正确．
故选：。
作用力与反作用力等大、反向、作用在一条直线上；根据力的实际作用效果对力进行分解；根据题意分析答题。
知道物体可以看作质点的条件、掌握牛顿第三定律即可解题；平时要注意基础知识的学习与积累。
 

5.【答案】 

【解析】解：、都做平抛运动，在竖直方向上做自由落体运动，由得：，可知在空中运动的时间最短，、在空中运动的时间相等，即，故AC错误，B正确：
D、在水平方向上做匀速直线运动，则，可得，水平位移关系为，结合，可得初速度关系为：，根据落地速度大小大，结合，，所以不能确定、的落地速度大小关系，故D错误。
故选：。
A、、都做平抛运动，在竖直方向上做自由落体运动，在水平方向上做匀速直线运动，根据下落的高度分析运动时间关系，结合水平位移关系分析初速度关系。根据落地速度表达式分析落地速度关系。
本题考查平抛运动基本公式的应用，要知道平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，在水平方向上做匀速直线运动，通过列式进行分析。
 

6.【答案】 

【解析】解：、根据图像的斜率表示速度，知自行车、均做匀速直线运动，沿正方向做匀速直线运动，沿负方向做匀速直线运动，故A错误：
B、自行车在内的位移分别是：，即大小是，在内的位移是，即位移大小是，故B错误；
C、时间内，、的位移不同，的位移小于的位移，结合位移与时间之比等于平均速度，知的平均速度小于的平均速度，故C正确；
D、自行车运动中每秒位移大小的变化，故D错误。
故选：。
在图像中，图线的斜率表示速度，倾斜的直线表示物体做匀速直线运动；纵坐标的变化量表示位移，位移与时间之比等于平均速度。结合这些知识分析。
本题是位移一时间图像的应用，要明确图像斜率的意义，并能根据图象的信息读出物体运动的速度大小和方向，并要知道纵坐标的变化量等于位移。
 

7.【答案】 

【解析】解：、因为主动轮做顺时针转动，从动轮通过交叉的皮带的摩擦力带动转动，所以从动轮逆时针转动，故A错误；
B、主动轮的转速为，主动轮的线速度为，
通过皮带传动，皮带与轮边缘接触处的线速度相等，
所以，
即，
解得从动轮的角速度大小为，故B正确；
C、从动轮边缘线速度大小为，故C错误；
D、从动轮的角速度大小为，
所以从动轮的转速，故D错误；
故选：。
因为主动轮做顺时针转动，从动轮通过皮带的摩擦力带动转动，所以从动轮逆时针转动，由于通过皮带传动，皮带与轮边缘接触处的线速度相等，根据角速度与线速度的关系即可求解。
本题考查了圆周运动角速度与线速度的关系，要知道同一根带子转动，线速度相等，同轴转动，角速度相等。
 

8.【答案】 

【解析】解：由图像的斜率表示加速度得加速过程加速度大小为，减速过程加速度大小为．
加速上升，对月壤样品，由牛顿第二定律得：，减速上升，对月壤样品：，封装装置对月壤样品的作用力大小之差，联立解得，故ABD错误，C正确。
故选：。
根据图像的斜率表示加速度，求出加速过程和减速过程加速度大小，再对月壤样品，利用牛顿第二定律求封装装置对月壤样品的作用力大小，即可求出封装装置对月壤样品的作用力大小之差。
本题是牛顿第二定律和运动学公式的综合应用，关键要知道图像的斜率表示加速度，根据图像的斜率求两个过程的加速度大小。
 

9.【答案】 

【解析】解：、小球能运动到点的临界情况是轻绳拉力为零，根据，可知在最高点的最小速度为，故A错误：
B、小球重力和轻绳拉力的合力在指向圆心方向的分力提供小球的向心力，不能说就是小球的向心力。故B错误：
C、小球在点受力分析，小球运动到点时有竖直向上的向心加速度，所以小球处于超重状态，故C正确；
D、小球在点受力分析，在点时向心力水平指向圆心，由轻绳拉力提供，故D正确，
故选：。
小球能运动到点的临界情况是轻绳拉力为零，小球重力和轻绳拉力的合力在指向圆心方向的分力提供小球的向心力，根据加速度向上或向下分析超重或失重。
本题考查向心力的应用，解题关键掌握恰能过最高点的临界条件。
 

10.【答案】 

【解析】解：路面应建成外高内低，此时重力和支持力的合力指向内侧，可以提供圆周运动向心力，当路面结冰时与未结冰时相比，由于支持力和重力不变，则的值不变。故A正确，D错误。
当汽车行驶的速率为时，摩擦力为零，靠重力和支持力的合力提供向心力，当车速大于时，重力和支持力的合力不够提供向心力，车辆向外侧滑动，从而会受到沿路面指向公路内侧的摩擦力，当车速小于时，重力和支持力的合力大于需要的向心力，车辆向内侧滑动，从而会受到沿路面指向公路外侧的摩擦力，故B错误，C正确；
故选：。
汽车拐弯处将路面建成外高内低，汽车拐弯靠重力、支持力、摩擦力的合力提供向心力。速率为时，靠重力和支持力的合力提供向心力，摩擦力为零。根据牛顿第二定律进行分析。
解决本题的关键搞清向心力的来源，运用牛顿第二定律进行求解，知道速率为时，靠重力和支持力的合力提供向心力，摩擦力为零。
 

11.【答案】 

【解析】解：、根据万有引力提供向心力，有，解得，由图可知，所以，所以相同时间内，转过的弧长更大，故A错误；
B、同步卫星的周期为，近地轨道卫星圆期约为，根据万有引力提供向心力得：

解得：
又因为卫星的轨道比近地卫星高，比同步卫星低，则其周期。故B正确：
C、地球同步卫星在内转动的圆心角为，故C错误：
D、地球和地球同步卫星同轴转动，角速度相等，根据可知，地球同步卫星的向心加速度大于随地球自转的向心加速度，故D正确。
故选：。
根据万有引力提供向心力，结合向心力公式得出线速度和周期的表达式，结合选项完成分析；
根据角速度的定义式得出卫星在一定时间内转过的圆心角。
根据同步卫星和地球的角速度关系，结合向心加速度的表达式得出其大小关系。
本题主要考查了万有引力定律的相关应用，理解卫星做圆周运动的向心力来源，结合牛顿第二定律即可完成分析。
 

12.【答案】 

【解析】解：、根据平抛运动规律，，联立解得，；根据黄金代换式，得，又根据，，解得，故A正确，B错误；
、根据在星球表面，解得，故C错误，D正确；
故选：。
根据平抛运动规律、星球球体体积公式以及密度公式联立解得该星球平均密度；再根据在星球表面，计算得到第一宇宙速度。
该题考查平抛运动规律、星球平均密度的计算以及星球第一宇宙速度的计算，属于常规题型。
 

13.【答案】偏大  小于   

【解析】解：由图乙所示图象可知，当拉力为零时就有加速度，说明平衡摩擦力过度，木板垫起的倾角偏大造成的。
小车运动过程砝码和砝码盘向下做加速运动，与小车具有相等的加速度大小，根据牛顿第二定律得：
解得：，
则绳子的拉力，知实际小车在运动过程中所受的拉力小于砝码和盘的总重力。
根据牛顿第二定律可知图线的斜率为质量的倒数，由于图中甲的斜率大，则乙的质量大于甲的质量。
故答案为：偏大； 小于；
实验前应平衡摩擦力，根据图示图象分析答题；
根据实验装置分析小车所受拉力与砝码和砝码盘重力间的关系；
平衡摩擦力后当小车质量远大于砝码和砝码盘质量时可以近似认为小车所受拉力等于砝码和砝码盘的重力。
本题考查了实验注意事项与实验数据处理，实验前要平衡摩擦力；掌握基础知识是解题的前提与关键，应用基础知识即可解题，平时要注意基础知识的学习与积累，注意保留两位有效数字。
 

14.【答案】       

【解析】解：该实验需要使用重锤线确定轴位置，选项C正确，弹簧测力计和打点计时器不需要使用，故AB错误，C正确，故选：。
、斜槽末端水平，才能保证小球离开斜槽末端时速度沿水平方向，故A正确；
、为保证小球多次运动是同一条轨迹，每次小球的释放点都应该相同，故B错误，C正确；
D、为了提高实验精度，使曲线更接近于真实平抛运动轨迹，应尽量多地记录点，故D正确。
若小球在水平方向匀速运动，每两张照片间的水平间距应相等，即；使用距离较远的点进行计算，误差会较小，故ABC错误，D正确。
故选为：。
故答案为：；；、
根据实验原理选择正确的实验器材；
根据实验原理掌握正确的实验操作；
根据竖直方向的运动特点计算出时间，将时间代入到水平方向上计算出小球的初速度。
本题主要考查了平抛运动的相关应用，根据实验原理掌握正确的实验操作，理解平抛运动在不同方向的运动特点，结合运动学公式即可完成分析。
 

15.【答案】解：当时，滑块的线速度为：；
当时，滑块的向心加速度为：；
当物块刚要发生滑动时最大静摩擦力充当向心力，设此时圆盘转动的角速度为，
由牛顿第二定律得：
解得：
故圆盘转动的角速度不能超过
答：物块的线速度大小为；
物块的向心加速度大小为；
欲使物块与盘面间不发生相对滑动，则圆盘转动的角速度不能超过。 

【解析】根据线速度与角速度之间的关系求解线速度即可；
根据向心加速度公式即可确定向心加速度大小；
当静摩擦力达到最大值时，转动的加速度最大，根据静摩擦力提供向心力，运用牛顿第二定律列式求解即可。
本题考查向心力与角速度之间的关系，解答关键是对物体受力分析，然后根据合力提供向心力，运用牛顿第二定律列式求解即可。
 

16.【答案】解：若传送带以的速率顺时针转动，物体开始时受到沿斜面向下的滑动摩擦力，
由牛顿第二定律可得：
物体与传送带共速所需时间为：
位移为：
联立解得：，
因为，则速度相同后物体继续向下做匀加速直线运动，所受的滑动摩擦力沿斜面向上，则
由运动学规律可知
根据几何关系可知
解得：
则总时间
联立以上各式解得：
若传动带以的速度逆时针转动，物体一直受到沿斜面向上的滑动摩擦力，由牛顿第二定律可得：

由
根据几何关系可知
联立以上各式解得：
答：若传送带顺时针转动，物体从运动到所用的时间为；
若传送带逆时针转动，物体从运动到所用的时间为。 

【解析】当传送带顺时针转动时，摩擦力沿斜面先沿传送带向下后向上，对物体进行受力分析，结合牛顿第二定律分析出加速度，结合运动学公式求出时间；
当传送带顺时针转动时，摩擦力一直沿传送带向上，对物体进行受力分析，结合牛顿第二定律分析出加速度，结合运动学公式求出时间；
本题主要考查了物体在倾斜传动带的运动，解题的关键点是根据和的大小关系分析物体和传送带共速之后的运动情况，特别是摩擦力的方向问题。
 

17.【答案】解：设小球在点的速度为，在点时小球所受的拉力最大为：
由牛顿第二定律得：

联立解得：
据题得：小球到达点时竖直分速度为：

平抛时间为：
B、两点间的高度差为：
小球在上做匀加速运动，其加速度为：
；
点速度为：
根据位移时间关系知：。
解得：
所以小球从点运动到点的时间为：
答：小球刚运动到点时的速度大小是；
两点间的高度差是；
小球从点运动到点的时间是。 

【解析】小球刚运动到点时，由重力和拉力的合力提供向心力，由牛顿第二定律求小球刚运动到点时的速度大小。
小球做平抛运动至斜面的最高点时的速度方向恰好沿斜面向下，由速度的分解法求出到达点时的竖直分速度，从而求出两点间的高度差。
根据牛顿第二定律求解在面上的加速度，根据速度的分解得到点速度，根据位移时间关系列式求解时间，从而知总时间。
本题要分析小球的运动情况，把握每个过程的物理规律。解第二问时，一定注意平抛运动的分速度与斜面角度的关系。