2021-2022学年辽宁省六校高一（下）期中物理试卷（Word解析版）

这是一份2021-2022学年辽宁省六校高一（下）期中物理试卷（Word解析版），共16页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
绝密★启用前2021-2022学年辽宁省六校高一（下）期中物理试卷  一、单选题（本题共9小题，共36分）河宽为，水流速度为，小船在静水中的速度是，则小船渡河的最短时间是(    )A.  B.  C.  D. 对下列各图的说法正确的是(    )
A. 图中汽车匀速下坡过程中机械能守恒
B. 图中卫星绕地球做匀速圆周运动时所受的合外力为零，动能不变
C. 图中拉弓过程中箭的弹性势能增加了
D. 图中撑杆跳高运动员在上升过程中机械能增大如图所示，在盛满水的试管中装有一个小蜡块，当用手握住端让试管在竖直平面内左右快速摆动时，关于蜡块的运动，以下说法中正确的是(    )
A. 与试管保持相对静止 B. 向端运动，一直到达端
C. 向端运动，一直到达端 D. 无法确定在年月末的校运动会田径比赛上，设某运动员臂长为，将质量为的铅球推出，铅球出手的速度大小为，方向与水平方向成角斜向上，则该运动员对铅球所做的功是(    )A.  B.
C.  D. 如图所示，半径为的孔径均匀的圆形弯管水平放置，小球在管内以足够大的初速度在水平面内做圆周运动，小球与管壁间的动摩擦因数为，设从开始运动的一周内小球从到和从到的过程中摩擦力对小球做功分别为和，在这一周内摩擦力做的总功为，则下列关系式正确的是(    )A.  B.  C.  D. 有、、、四颗地球卫星：还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动；处于离地很近的近地圆轨道上正常运动；是地球同步卫星；是高空探测卫星。各卫星排列位置如图，则下列说法正确的是(    )
A. 的向心加速度等于重力加速度
B. 把直接发射到运行的轨道上，其发射速度小于第一宇宙速度
C. 在相同时间内转过的弧长最长
D. 的运动周期有可能是如图所示，在水平地面上做匀速直线运动的小车，通过定滑轮用绳子吊起一个物体，若小车和被吊的物体在同一时刻的速度分别为和，绳子对物体的拉力为，物体所受重力为，则下列说法正确的是(    )A. 物体做匀速运动，且 B. 物体做加速运动，且
C. 物体做加速运动，且 D. 物体做匀速运动，且两个质量不同的小球用长度不等的细线拴在同一点并在同一水平面内做匀速圆周运动，则它们的(    )
 A. 运动的线速度大小相等 B. 运动的角速度大小相等
C. 向心加速度大小相等 D. 向心力大小相等某人向放在水平地面的正前方小桶中水平抛球，结果球划着一条弧线飞到小桶的前方如图所示不计空气阻力，为了能把小球抛进小桶中，则下次再水平抛时，他可能作出的调整为(    )
 A. 减小初速度，抛出点高度不变 B. 增大初速度，抛出点高度不变
C. 初速度大小不变，降低抛出点高度 D. 初速度大小不变，提高抛出点高度二、多选题（本题共3小题，共12分） 如图所示，轨道Ⅰ为绕地球运动的中轨道卫星的轨道，离地高度，轨道Ⅱ、Ⅲ为某同步卫星变轨前、后轨道，当卫星由近地点发射后，在万有引力作用下沿椭圆轨道Ⅱ向远地点点运动，到达点时开启动力装置变轨至轨道Ⅲ，近似认为同步卫星轨道Ⅲ离地高度，忽略轨道Ⅱ的近地点高度，为地球半径，为地球自转的周期，不计卫星间的相互作用，通过以上信息可以确定的是(    )A. 卫星在轨道Ⅱ上的周期为
B. 卫星在轨道Ⅰ经过点时速度小于卫星在轨道Ⅱ经过点时速度
C. 卫星由轨道Ⅲ经过点进入轨道Ⅱ时必须减速
D. 卫星中的物体由于没有受到重力而处于完全失重状态如图所示，竖直面内的圆形管道半径远大于横截面的半径，有一小球的直径比管横截面直径略小，在管道内做圆周运动．小球过最高点时，小球对管壁的弹力大小用表示、速度大小用表示，当小球以不同速度经过管道最高点时，其图象如图所示．则(    )
A. 小球的质量为
B. 当地的重力加速度大小为
C. 时，小球对管壁的弹力方向竖直向上
D. 时，小球受到的弹力大小是重力大小的三倍如图所示，水平传送带由电动机带动，始终保持以速度匀速运动，质量为的物体与传送带间的动摩擦因数为。物体在传送带上由静止释放，过一会儿能保持与传送带相对静止，对于物体从静止释放到相对静止这一过程，下列说法正确的是(    )A. 物体在传送带上的划痕长 B. 传送带克服摩擦力做的功为
C. 电动机增加的功率为 D. 电动机多做的功为三、实验题（本题共2小题，共14分） 在“研究平抛运动”的实验中，为了确定小球在不同时刻在空中的位置，实验时用了如图所示的装置。先将斜槽轨道的末端调整水平，在一块平整的木板表面钉上白纸和复写纸。将该木板竖直立于水平地面上，使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞到木板并在白纸上留下痕迹；将木板远离槽口平移距离，再次使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞在木板上得到痕迹；再将木板远离槽口平移距离，小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，得到痕迹。
若测得木板每次移动距离，、间距离，、间距离。请回答以下问题
关于该实验，下列说法中正确的是______
A.斜槽轨道必须尽可能光滑
B.每次小球均须由静止释放
C.每次释放小球的位置可以不同
根据以上直接测量的物理量来求得小球初速度的表达式为______用题中所给字母表示
小球初速度的值为______。
用如图甲实验装置验证、组成的系统机械能守恒。从高处由静止开始下落，上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒。图乙给出的是实验中获取的一条纸带：是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有个点图中未标出，计数点间的距离如图乙所示，已知电源频率为，、，取，则：

在打点过程中系统动能的增加量______，系统势能的减少量______；
实验结果显示，那么造成这一现象的主要原因是______；
若某同学作出图象如图丙所示，则当地的实际重力加速度______。四、计算题（本题共4小题，共38分） 如图所示，飞机离地面高，水平飞行速度为，欲使从飞机上投下的炸弹击中与飞机同向以速度行驶的汽车，飞机应在距汽车水平距离多远处投弹？
 一辆质量为的汽车以额定功率为在水平公路上行驶，汽车受到的阻力为一定值，在某时刻汽车的速度为，加速度为，取求：
汽车受到的阻力是多大？
汽车所能达到的最大速度是多大？
当汽车的速度为时的加速度是多大？中国在航天领域的发展非常迅速，将来的一天，某宇航员驾驶飞船探索某一未知星球。发现该未知星球存在一颗近地卫星，该卫星的周期是地球近地卫星周期的。宇航员将飞船降落该星球后，将一小球由高处释放做自由落体运动，测得下落高度所用时间为，已知地球表面处的重力加速度为。地球半径为，引力常量为，忽略该星球和地球的自转。求：
该未知星球的半径；
该未知星球的质量。如图所示，粗糙水平面与竖直面内的光滑半圆形轨道在点平滑相接，一质量的小滑块可视为质点将弹簧压缩至点后由静止释放，经过点后恰好能通过最高点作平抛运动。已知：导轨半径，小滑块的质量，小滑块与轨道间的动摩擦因数，的长度，重力加速度取。求：

小滑块对圆轨道最低处点的压力大小；
弹簧压缩至点时弹簧的弹性势能；
若仅改变的长度，其他不变，滑块在半圈轨道运动时不脱离轨道，求出的可能值。
答案和解析 1.【答案】 【解析】解：当小船的船头垂直于河岸时，渡河的时间最短，则
，故B正确，ACD错误；
故选：。
当船头垂直于河岸时，小船渡河的时间最短，根据运动学公式得出对应的时间。
本题主要考查了运动的合成与分解问题，理解运动的独立性和运动学公式即可完成分析。
 2.【答案】 【解析】解：、图中汽车匀速下坡的过程中动能不变，重力势能减小，机械能减小，故A错误；
B、图中卫星绕地球做匀速圆周运动时所受合外力提供做圆周运动所需的向心力，不为，做匀速圆周运动时，速度大小不变，则动能不变，故B错误；
C、图中弓被拉开过程中弹性势能增大，故C错误；
D、图中撑杆跳高运动员在上升过程中杆对运动员做正功，其机械能增大，故D正确。
故选：。
机械能包括动能和重力势能，动能的大小与物体的质量和速度有关，重力势能的大小和物体的质量以及高度有关；分析选项中能量的变化判断对应能量的转化。
物体的动能和势能可以相互转化，而且在转化过程中，如果不受阻力，机械能的总量保持不变。
 3.【答案】 【解析】解：试管快速摆动，试管里浸在水中的蜡块随试管一起做角速度较大的圆周运动，所需要的向心力由蜡块上、下两侧水的压力之差提供，因为蜡块的密度小于水的密度，水失重，因此，蜡块做向心运动，只要手左右摇动的速度足够大，蜡块就能一直运动到手握的端。故C正确。
故选：。
让试管在竖直平面内左右快速摆动时，蜡块做圆周运动时需要提供向心力，根据离心运动和近心运动的条件分析即可判断．
解决本题的关键要掌握离心运动的条件：外力为零或外力不足以提供向心力时物体做将做离心运动，通过分析受力来判断．
 4.【答案】 【解析】解：运动员将铅球抛出的过程中，根据动能定理得：，
解得：，故A正确，BCD错误。
故选：。
运动员将铅球抛出的过程中，根据动能定理列式即可求解运动员对铅球所做的功．
本题主要考查了动能定理的直接应用，注意此过程中，铅球上升时要克服重力做功，所以运动员对铅球做的功不等于铅球动能的变化量。
 5.【答案】 【解析】解：、摩擦力方向与速度方向始终相反，所以摩擦力一直做负功，则，故A错误；
B、在这一周内摩擦力做的总功等于两段做功之和，即，故B错误；
、运动过程中速度越来越小，小球与外壁间的压力变小，则小球受到的摩擦力变小，路程相同，则摩擦力做功变小，则，故C错误，D正确。
故选：。
根据摩擦力方向与速度方向的关系，判断摩擦力做功正负。摩擦力做功与路程有关。因运动过程中速度越来越小，则小球与外壁的压力变小，摩擦力变小，路程相同，则做功变小，总功等于两段做功之和。
解答本题时，要注意摩擦力大小随着速度减小而减小，摩擦力做功与路程有关。
 6.【答案】 【解析】解：地球同步卫星的周期必须与地球自转周期相同，角速度相同，则知与的角速度相同，根据知，的向心加速度大。
由牛顿第二定律得：，解得：，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的向心加速度，而的向心加速度约为，故知的向心加速度小于重力加速度，故A错误；
B.第一宇宙速度是发射近地卫星的发射速度，故把发射到上的速度等于第一宇宙速度，故B错误；
C.由牛顿第二定律得：，解得：，卫星的轨道半径越大，速度越小，所以的半径最小，速度最大，在相同时间内转过的弧长最长，转动周期相同，的半径小，故自转的线速度小于的线速度，所以中，的线速度最大，在相同时间内转过的弧长最长。故C错误；
D.由开普勒第三定律知，卫星的轨道半径越大，周期越大，所以的运动周期大于的周期，的运行周期应大于，可能是，故D正确；
故选：。
地球同步卫星的周期必须与地球自转周期相同，角速度相同，根据比较与的向心加速度大小，再比较的向心加速度与的大小。根据万有引力提供向心力，列出等式得出角速度与半径的关系，分析弧长关系。根据开普勒第三定律判断与的周期关系。
解决该题的关键是明确知道地球的同步卫星的运动特征，知道卫星的向心力等于地球对其万有引力，掌握万有引力和向心力的公式；
 7.【答案】 【解析】解：小车的运动可分解为沿绳方向和垂直于绳的方向两个运动，设两段绳子夹角为，
由几何关系可得：，所以，而逐渐变大，故逐渐变大，物体有向上的加速度，处于超重状态，，故ABD错误，C正确；
故选：。
小车的运动可分解为沿绳方向和垂直于绳的方向两个运动，其中沿绳方向的运动与物体上升的运动速度相等。
正确将小车的运动按效果进行分解是解决本题的关键，同时掌握运动的合成与分解应用。
 8.【答案】 【解析】解：、对其中一个小球受力分析，如图，受重力，绳子的拉力，由于小球做匀速圆周运动，故合力提供向心力；将重力与拉力合成，合力指向圆心，由几何关系得，合力：
由向心力公式得到
设绳子与悬挂点间的高度差为，由几何关系，得：；
联立可得：，与绳子的长度转动半径无关，角速度相等，向心力不相等，故B正确，D错误；
A、由，两球转动半径不等，则线速度大小不等，故A错误；
C、由，两球转动半径不等，向心加速度不同，故C错误；
故选：。
两个小球均做匀速圆周运动，对它们受力分析，找出向心力来源，可先求出角速度，再由角速度与线速度、周期、向心加速度的关系公式求解。
本题关键要对球受力分析，找向心力来源，求角速度，同时要灵活应用角速度与线速度、周期、向心加速度之间的关系公式．
 9.【答案】 【解析】解：设小球平抛运动的初速度为，抛出点离桶的高度为，水平位移为，则
  平抛运动的时间  水平位移
A、由上式分析可知，要减小水平位移，可保持抛出点高度不变，减小初速度故A正确，B错误。
C、由上式分析可知，要减小水平位移，可保持初速度大小不变，减小降低抛出点高度。故C正确，D错误。
故选：。
小球做平抛运动，飞到小桶的前方，说明水平位移偏大，应减小水平位移才能使小球抛进小桶中．将平抛运动进行分解：水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，由运动学公式得出水平位移与初速度和高度的关系式，再进行分析选择．
本题运用平抛运动的知识分析处理生活中的问题，比较简单，关键运用运动的分解方法得到水平位移的表达式．
 10.【答案】 【解析】解：由题可知，轨道Ⅱ半长轴为，解得：
根据开普勒第三定律可得
解得，卫星在轨道Ⅱ上的周期为
故A错误；
B.由题可知，卫星轨道半径大于地球半径，则卫星轨道Ⅰ上的速度小于第一宇宙速度。而地面附近，即点发射的卫星绕地球运行的轨迹不是圆而是椭圆，则可知卫星在轨道Ⅱ经过点的速度大于，故卫星在轨道Ⅰ经过点时速度小于卫星在轨道Ⅱ经过点时速度，故B正确；
C.卫星由轨道Ⅲ经过点进入轨道Ⅱ时做近心运动，则此时需要减速，故C正确；
D.卫星中的物体也受到重力作用，只是此时重力完全提供向心力而使物体处于完全失重状态，故D错误。
故选：。
根据开普勒第三定律分析；根据第一宇宙速度与速度的大小比较分析项；卫星由轨道Ⅲ经过点进入轨道Ⅱ时做近心运动，则此时需要减速，卫星中的物体受万有引力提供向心力。
本题考查卫星变轨问题，解题关键掌握卫星从高轨道进入低轨道时需点火减速。
 11.【答案】 【解析】解：、在最高点，若，则；若，则，解得：，，故AB错误；
C、由图可知：当时，杆对小球弹力方向向上，当时，杆对小球弹力方向向下，所以当时，杆对小球弹力方向向下，故C错误；
D、若。则，解得，即小球受到的弹力大小是重力大小的三倍。故D正确。
故选：。
在最高点，若，则；若，则，联立即可求得当地的重力加速度大小和小球质量；由图可知：当时，杆对小球弹力方向向上，当时，杆对小球弹力方向向下；若根据向心力公式即可求解．
本题主要考查了圆周运动向心力公式的直接应用，要求同学们能根据图象获取有效信息，难度适中．
 12.【答案】 【解析】解：、物体在传送带上的划痕长等于物体与传送带间相对位移大小。物块达到速度所需的时间，在这段时间内物块的位移，传送带的位移，则物体相对位移大小，所以物体在传送带上的划痕长为，故A正确；
B、传送带克服摩擦力做的功为，故B错误；
C、电动机增加的功率即为传送带克服摩擦力做功的功率，大小：，故C错误；
D、传送带克服摩擦力做的功就为电动机多做的功，所以电动机多做的功为，故D正确。
故选：。
物体从静止释放到相对静止这一过程做匀加速直线运动，物体在传送带上的划痕长等于物体与传送带相对位移大小，由牛顿第二定律和运动学公式相结合求解；根据摩擦力与传送带位移的乘积求传送带克服摩擦力做的功。电动机多做的功一部分转化成了物体的动能，还有一部分转化为内能，求出电动机多做的功，再求电动机增加的功率。
解决本题的关键掌握能量守恒定律，以及知道划痕的长度等于物块在传送带上的相对位移，熟练运用动力学方法求相对位移。
 13.【答案】    【解析】解：、斜槽轨道是否光滑，不会影响做平抛运动，只要使斜槽末端保持水平，是为了保证小球做平抛运动，故A错误；
、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，故B正确，C错误；
故选：；
在竖直方向上：根据得：
，
则初速度为：；
代入数据，解得初速度为：
；
故答案为：；；。
明确实验的注意事项，根据平抛运动规律在水平和竖直方向的规律，尤其是在竖直方向上，连续相等时间内的位移差为常数，列出方程即可正确求解。
本题主要考查了匀变速直线运动中基本规律以及推论的应用，平时要加强练习，提高应用基本规律解决问题能力。
 14.【答案】    摩擦阻力造成的机械能损失   【解析】解：在纸带上打下计数点时的速度

在打点过程中系统动能的增加量

系统重力势能的减少量
；
因空气阻力、纸带与限位孔间的阻力及滑轮轴间阻力做负功，使系统重力势能的减少量大于系统动能的增加量；
由系统机械能守恒得

解得：
图线的斜率

解得
故答案为：， 摩擦阻力造成的机械能损失 
由匀变速直线运动的推论可以求出物体的瞬时速度；根据物体的瞬时速度，然后由动能的计算公式可以求出动能的增加量，根据实验数据应用重力势能的计算公式可以求出重力势能的减少量；
实验结果显示，主要原因来源于阻力做负功；
由机械能守恒定律求出图象的函数表达式，然后根据图象斜率求出重力加速度。
本题全面的考查了验证机械能守恒定律中的数据处理问题，要熟练掌握匀变速直线运动的规律以及功能关系，增强数据处理能力。
 15.【答案】解：设炸弹平抛运动的时间为，则：
解得：
设飞机应在距汽车水平距离米远处投弹．
根据代入数据解得：
  ．
答：飞机应在距汽车水平距离远处投弹． 【解析】从飞机上投下的炸弹在空中帮平抛运动，根据高度求出平抛运动的时间．炸弹击中汽车时两者水平位移之差等于飞机应距汽车投弹的水平距离．由位移公式求解．
解决本题的关键是找出炸弹和汽车水平位移关系，要知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式进行研究．
 16.【答案】解：汽车以额定功率行驶，当速度为，加速度为，
则有：
解之得：
当阻力等于牵引力时，汽车达到最大速度为．
汽车以额定功率行驶，当速度为，由牛顿第二定律可得：

解得：
答：汽车受到的阻力是；
汽车所能达到的最大速度是；
当汽车的速度为时的加速度是． 【解析】、汽车以额定功率在水平公路上行驶，受到的阻力为一定值，当牵引力等于阻力时，汽车达到最大速度．从而由额定功率与速度的比值得出牵引力大小，再由牛顿第二定律可求出阻力及最大速度．
汽车以额定功率行驶，根据求出速度为时的牵引力，再根据牛顿第二定律即可求解此时加速度．
本题将功率公式与牛顿第二定律综合应用，当加速度为零时，牵引力与阻力相等．即使加速度变化，也可以由牛顿第二定律来表达出速度与加速度的关系．注意汽车有两种启动，一是加速度恒定，则功率在不断增加，二是功率恒定，则加速度不断变化．
 17.【答案】解：小球做自由落体运动，下落高度：，则星球表面处的重力加速度
设地球质量为，星球的质量为，设星球的半径为，
设地球的近地卫星绕地球做匀速圆周运动的周期是，则该卫星的近地卫星周期
物体所受重力等于万有引力，即：，
万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得：，
解得：，
答：该未知星球的半径是；
该未知星球的质量是。 【解析】小球做自由落体运动，应用运动学公式求出星球表面的重力加速度；重力等于万有引力，万有引力提供向心力，应用万有引力公式与牛顿第二定律求出星球的半径和星球的质量。
本题考查了万有引力定律的应用，知道万有引力等于重力、万有引力提供向心力是解题的前提，应用运动学公式、万有引力公式与牛顿第二定律即可解题。
 18.【答案】解：小滑块恰好能通过最高点，在点根据牛顿第二定律可得：
解得：
从到根据动能定理可得：
解得：
在点对小滑块根据牛顿第二定律可得：
解得：；
根据牛顿第三定律可得小滑块对圆轨道最低处点的压力大小为；
设弹簧压缩至点时弹簧的弹性势能为，根据能量守恒定律可得：
解得：；
当滑块运动到与圆心等高时速度为零，设此时之间的距离为，从到与圆心等高位置，根据能量守恒定律可得：

解得：；
当小滑块恰好能通过最高点作平抛运动时，的长度，
要使滑块在半圈轨道运动时不脱离轨道，则或。
答：小滑块对圆轨道最低处点的压力大小为；
弹簧压缩至点时弹簧的弹性势能为；
要使滑块在半圈轨道运动时不脱离轨道，则或。 【解析】小滑块恰好能通过最高点，在点根据牛顿第二定律求解小滑块在点速度大小；从到根据动能定理求解小滑块在点的动能大小，在点对小滑块根据牛顿第二定律、牛顿第三定律可得小滑块对圆轨道最低处点的压力大小；
根据能量守恒定律可得弹簧压缩至点时弹簧的弹性势能；
当滑块运动到与圆心等高时速度为零，从到与圆心等高位置，根据能量守恒定律求解的长度；当小滑块恰好能通过最高点作平抛运动时，根据题意可知的长度，由此分析要使滑块在半圈轨道运动时不脱离轨道的取值范围。
本题主要是考查了功能关系和能量守恒定律，首先要选取研究过程，分析运动过程中物体的受力情况和能量转化情况，然后分析运动过程中哪些力做正功、哪些力做负功，初末动能为多少，根据能量守恒定律列方程解答。