2021-2022学年内蒙古赤峰市赤峰第四中学高一（下）期中物理试题含解析

赤峰四中2021—2022学年下学期月考试卷

高一物理

本试卷分第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分，满分100分，考试时间90分钟。

第I卷（选择题，共48分）

一、选择题（本题共12小题，每小题4分，在每小题给出的四个选项中，1—8题只有一个选项正确，9—12题有多个选项正确，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分。）

1. 下列关于匀速圆周运动的说法中正确的是

A. 由于匀速圆周运动的速度大小不变，所以是匀速运动

B. 做匀速圆周运动的物体，所受的合外力恒定

C. 做匀速圆周运动的物体在相等的时间内转过的角度相等

D. 一个物体做匀速圆周运动，在相等的时间内通过的位移相等

【答案】C

【解析】

【详解】A. 匀速圆周运动受指向圆心的向心力，有变化的加速度，故匀速圆周运动一定是变速运动，故A错误；

B. 做匀速圆周运动的物体，所受的合外力方向始终指向圆心，是变力，故B错误；

C. 做匀速圆周运动的物体在相等的时间内转过的角度相等，故C正确；

D. 位移是矢量，一个物体做匀速圆周运动，在相等时间内位移大小相等，但方向不同，故D错误．

故选C

2. 如图所示，有两条位于同一竖直平面内的水平轨道，轨道上有两个物体和，它们通过一根绕过定滑轮的不可伸长的轻绳相连接，物体以匀速向右运动，在绳子与轨道成角时，物体的速度大小为（  ）

A.

B.

C.

D.

【答案】B

【解析】

【详解】将B点的速度分解如右图所示,

则有: ，解得：    ，故B正确；ACD错误

故选B

点睛：根据运动的合成与分解,结合A的速度与B的速度沿着绳子方向的速度大小相等,结合平行四边形定则求出物体B的速度.

3. 如图所示，窗子上、下沿间的高度，墙的厚度，某人在离墙壁距离，距窗子上沿处的点，将可视为质点的小物件以的速度水平抛出，小物件直接穿过窗口并落在水平地面上，取。则的取值范围是（　　）

A  B.

C.  D.

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】小物体做平抛运动，恰好擦着窗子上沿右侧穿过时v最大，此时有

代入数据解得

vmax=7m/s

恰好擦着窗口下沿左侧时速度v最小，则有

代入数据解得

vmin=3m/s

故v的取值范围是

3m/s<v<7m/s

故选C。

4. 将质量都是m的三只小球A、B、C从离地同一度h处,以大小相同的初速度v0分别竖直上抛、竖直下抛、水平抛出去．不计空气阻力，下列关于三小球的表述中正确的是

A. 三小球刚着地时的动量相同

B. 从抛出到落地的过程中，三小球的动量变化量相同

C. 从抛出到落地的过程中，三小球的动量变化率相同

D. 从抛出到落地的过程中，三小球受到的重力的冲量均相同

【答案】C

【解析】

【详解】A．因为动量是矢量，动量方向和速度方向相同，而三种运动着地时上抛和下抛的速度方向与平抛的速度方向不同，故A错误；

B．由于A的时间最长，而B的时间最短，故A合外力冲量最大，B球合外力冲量最小．根据动量定理知，三个小球的动量变化量等于合外力冲量，所以A球动量改变量最大，故B错误；

C．根据动量定理知，动量的变化率等于物体所受的合外力，所以三小球动量的变化率相等，故C正确；

D．由于A的时间最长，而B的时间最短，所以三小球的重力的冲量均不相同，故D错误；

5. 使物体成为卫星的最小发射速度称为第一宇宙速度，而使物体脱离星球引力所需要的最小发射速度称为第二宇宙速度，与的关系是1，已知某星球半径是地球半径R的，其表面的重力加速度是地球表面重力加速度g的，地球的平均密度为ρ，不计其他星球的影响，则（　　）

A. 该星球上的第一宇宙速度为

B. 该星球上的第二宇宙速度为

C. 该星球的平均密度也为

D. 该星球的质量为

【答案】B

【解析】

【详解】AB．该星球表面的重力加速度

由

可得星球的第一宇宙速度

该星球的第二宇宙速度

故A错误，B正确；

CD．忽略地球自转影响，地球表面上物体的重力等于万有引力，即

地球的质量为

同理，星球的质量为

该星球表面的重力加速度

联立解得

故CD错误；

故选B。

6. 如图所示，一个圆环绕经过圆心的竖直轴00'匀速转动，圆环上套着两个可视为质点的小球A、B，当两个小球相对于圆环静止时，小球A和圆心的连线与竖直轴OO′的夹角为45°，小球B和圆心的连线与竖直轴OO'的夹角为30°．则下列说法正确的是（　　）

A. 小球A、B做圆周运动的半径之比为1：

B. 小球A、B做圆周运动的角速度之比为1：2

C. 小球A、B做圆周运动的线速度之比为：1

D. 小球A、B做圆周运动的向心加速度之比为1：1

【答案】C

【解析】

【详解】A．小球A、B做圆周运动的半径之比为Rsin45°：Rsin30°=：1．故A错误．

B．因为同轴转动，故小球A、B做圆周运动的角速度之比为1：1．故B错误．

C．小球A、B做圆周运动的线速度之比为半径之比．故C正确．

D．小球A、B做圆周运动的向心加速度之比．故D错误．

7. 如图所示，ABCD是一个盆式容器，盆内侧壁与盆底BC的连接处都是一段与BC相切的圆弧，BC水平，其长度d=0.50 m，盆边缘的高度为h=0.30 m。在A处放一个质量为m的小物块并让其由静止下滑。已知盆内侧壁是光滑的，而盆底BC面与小物块间的动摩擦因数为μ=0.10。小物块在盆内来回滑动，最后停下来，则停止的地点到B的距离为（　　）

A. 0.50 m B. 0.25 m C. 0.10 m D. 0

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】小物块从A点出发到最后停下来，设小物块在BC面上运动的总路程为s，小物块在盆底BC面上所受的滑动摩擦力大小不变，整个过程由动能定理有

mgh−μmgs=0

所以小物块在BC面上运动的总路程为

s=

因d=0.50 m，s=6d，所以小物块在BC面上来回运动共6次，刚好3个来回，所以最终停在B点，即距离B点为0 m，ABC错误，D正确。

故选D。

8. 如图所示，水平转台上有一个质量为m的物块，用长为L的细绳将物块连接在转轴上，细线与竖直转轴的夹角为θ角，此时绳中张力为零，物块与转台间动摩擦因数为μ（μ＜tanθ），最大静摩擦力等于滑动摩擦力，物块随转台由静止开始缓慢加速转动，则下列说法正确的是（ ）

A. 转台一开始转动，细绳立即绷直对物块施加拉力

B. 当绳中出现拉力时，转台对物块做功为μmgLsinθ

C. 当物体的角速度为时，转台对物块支持力为零

D. 当转台对物块支持力为零时，转台对物块做的功为

【答案】D

【解析】

【详解】A．转台一开始转动时，物体与转台之间的静摩擦力提供向心力，随转速的增加，静摩擦力逐渐变大，当达到最大静摩擦力时物块开始滑动，此时细绳绷直对物块施加拉力，选项A错误；

B．对物体受力分析知物块离开圆盘前合力

①

②

根据动能定理知

③

当弹力

T=0，r=Lsinθ④

由①②③④解得

至绳中出现拉力时，转台对物块做的功为，故B错误；

CD．当N=0，f=0，由①②③知

由①②知，所以当物块的角速度增大到时，物块与转台间恰好无相互作用，故C错误，D正确。

故选D

9. 在下列实例中，不计空气阻力，机械能守恒的是（　　）

A. 作自由落体运动的物体 B. 在水平面上加速运动的小车

C. 起重机将重物匀速吊起 D. 沿光滑斜面下滑的物体

【答案】AD

【解析】

【详解】A．作自由落体运动的物体，只受到重力的作用，只有重力做功，只发生重力势能与动能之间的相互转化，机械能守恒，故A正确；

B．在水平面上加速运动的小车，重力势能不变，动能增加，机械能增加，机械能不守恒，故B错误；

C．起重机将重物匀速吊起，重力势能增加，动能不变，机械能增加，机械能不守恒，故C错误；

D．沿光滑斜面下滑的物体，只有重力做功，只发生重力势能与动能之间的相互转化，机械能守恒，故D正确.

故选AD。

10. 一辆小汽车在水平路面上由静止启动，在前5s内做匀加速直线运动，5s末达到额定功率，之后保持额定功率运动，其图像如下图所示，已知汽车的质量为,汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍，g取,则(   )

A. 汽车在前5s内的牵引力为

B. 汽车在前5s内的牵引力为N

C. 汽车的额定功率为60kW

D. 汽车的最大速度为

【答案】BCD

【解析】

【详解】AB．汽车受到的阻力

f=0.1×2×103×10=2×103N

前5s内，由图a=2m/s2，由牛顿第二定律

F-f=ma

求得

F=f+ma=（0.1×2×103×10+2×103×2）N=6×103N

故A错误．B正确．

C．t=5s末功率达到额定功率

P=Fv=6×103×10W=6×104W=60kW

故C正确；

D．当牵引力等于阻力时，汽车达最大速度，则最大速度

故D正确。

故选BCD。

【名师点睛】本题结合图象考查汽车启动问题，在解题时要明确汽车的运动过程及运动状态，正确应用牛顿第二定律及功率公式求解．

11. 如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端与质量为m的圆环相连，圆环套在倾斜的粗糙固定杆上，杆与水平面之间的夹角为，圆环在A处时弹簧竖直且处于原长。将圆环从A处由静止释放，到达C处时速度为零。若圆环在C处获得沿杆向上的速度v，恰好能回到A。已知，B是AC的中点，弹簧始终在弹性限度之内，重力加速度为g，则（　　）

A. 下滑过程中，其加速度先减小后增大

B. 下滑过程中，环与杆摩擦产生的热量为

C. 从C到A过程，弹簧对环做功为

D. 环经过B时，上滑的速度等于下滑的速度

【答案】AC

【解析】

【详解】A．环由A到C，初速度和末速度均为0，设弹簧与固定杆的夹角为，对环进行受力分可得

随着逐渐减小，环受弹簧沿杆向上的力和摩擦力逐渐增大，故环先做加速度逐渐减小的加速运动，后做加速度增大的减速运动，直至速度为0，故A正确；

BC．设从C到A过程，弹簧弹性势能变化量为EpC，环与杆摩擦产生的热量为Q，根据对称性可知从C到A过程中产生的热与从A到C过程中产生的热相等，弹性势能的变化也相等。环由A到C，根据功能关系可得

环由C到A，根据功能关系可得

解得

根据功能关系可得从C到A过程，弹簧对环做功为

故B错误，C正确；

D．由功能关系可知，圆环由A下滑至B，有

即

圆环由B上滑至A，有

即

故可知，环经过B时，上滑的速度大于下滑的速度，故D错误。

故选AC。

12. 如图甲所示，置于水平地面上质量为m的物体，在竖直拉力F作用下，由静止开始向上运动，其动能Ek与距地面高度h的关系图象如图乙所示，已知重力加速度为g，空气阻力不计。下列说法正确的是（　　）

A. 在0～h0过程中，F大小始终为2mg

B. 在0～h0和h0～2h0过程中，F做功之比为2∶1

C. 在0～2h0过程中，物体的机械能不断增加

D. 在2h0～3.5h0过程中，物体的机械能不断减少

【答案】AC

【解析】

【分析】

【详解】A．0～h0过程中，Ek-h图象为一段直线，由动能定理得

（F-mg）h0=mgh0-0

故

F=2mg

A正确；

B．由A可知，在0～h0过程中，F做功为2mgh0，在h0～2h0过程中，由动能定理可知，

WF-mgh0=1.5mgh0-mgh0

解得

WF=1.5mgh0

因此在0～h0和h0～2h0过程中，F做功之比为4∶3，故B错误；

C．在0～2h0过程中，F一直做正功，故物体的机械能不断增加，C正确；

D．在2h0～3.5h0过程中，由动能定理得

WF′-1.5mgh0=0-1.5mgh0

则

WF′=0

故F做功为0，物体的机械能保持不变，故D错误。

故选AC。

第II卷（非选择题，共52分）

二、填空题（2小题共12分）

13. 图为某同学设计的验证机械能守恒定律的实验装置．刚性轻绳上端系于O点，下端连接小球A，B为光电门，C为量角器，圆心在O点，轻绳可绕O点在竖直面内做圆周运动．

（1）关于该实验，下列说法正确的是（    ）

A．该实验中，应选质量大，体积小的小球

B．该实验中，小球是否静止释放，不影响实验结果

C．该实验中，只要细绳是绷紧的，小球无论从何位置静止释放，均可验证机械能守恒定律

D．该实验中，轻绳偏离竖直方向摆角越大（），速度测量误差越小

（2）若已知小球质量为m，轻绳长度为l，小球直径为d（小球直径远小于绳长），轻绳偏离竖直方向的摆角为，光电门记录小球通过的时间为t，试用上述物理量写出验证机械能守恒定律的表达式：______________．

【答案】    ①. AD    ②.

【解析】

【分析】根据实验的原理分析验证机械能守恒，小球应选择质量大一些，体积小一些，光电门只能测出小球通过最低点的时间，即只能算出小球在最低点的速度；抓住重力势能的减小量和动能的增加量相等，得出机械能守恒满足的表达式；

【详解】解：(1)A、实验中，为尽量消除空气阻力影响，应选择质量大、体积小的小球，故A正确；

B、光电门只能测出小球通过最低点的时间，即只能算出小球在最低点的速度，若小球初速度不为零，无法计算小球动能增量，也无法验证机械能守恒定律，故B错误；

C、小球若从静止释放，将先做自由落体运动，绳绷紧瞬间，会有机械能损耗，无法验证机械能守恒定律，故C错误

D、小球从静止释放，越大，小球在最低点速度越大，瞬时速度计算越精确，故D正确；

故选AD．

(2)小球运动过程中，重力势能减少量，在最低点速度，即动能增加量，若实验能验证，即，则验证了机械能守恒定律．

14. 为了探究动能改变与合外力做功的关系，某同学设计了如下的实验方案；

第一步：将带有定滑轮的木板（有滑轮的）一端垫起，滑块通过细绳过定滑轮与重锤相连，重锤下连一穿过打点计时器的纸带，调整木板倾角，直到轻推滑块后，滑块沿木板向下匀速运动，如图（1）所示：第二步：保持木板的倾角不变，取下细绳和重锤，将打点计时器安装在长木板上靠近滑轮处，滑块与纸带相连，让纸带穿过打点计时器，如图（2）所示。接通电源，释放滑块，滑块开始做加速运动，打出一条纸带如图（3）所示，其中是打下的第一个点。

已知重锤的质量为，滑块的质量为，重力加速度为，各相邻计数点间的时间间隔为，各计数点与O点距离如图（3）所示。，，，，，，回答下列问题：

（1）打点计时器打下E点时滑块的速度___________m/s；（计算结果保留三位有效数字）

（2）滑块加速下滑过程中所受合力___________N；从O到E，合力对滑块做的功为___________J；

（3）分别算出OA、OB、OC、OD段合力对滑块做的功以及打下A、B、C、D点滑块的速度，做出图像，发现是一条过原点的直线，则直线斜率___________；

（4）此实验中，滑块与木板间摩擦力的大小___________（选填“会”或“不会”）影响实验结果。

【答案】    ①. 0.457    ②. 0.098    ③.     ④. 10    ⑤. 不会

【解析】

【详解】（1）[1]根据匀变速直线运动中间时刻的速度等于该段时间的平均速度，可得

（2）[2]重锤通过绳子与滑块连接时，轻推滑块后，滑块沿木板向下匀速运动，根据受力平衡可得

取下细绳和重锤后，滑块加速下滑过程中所受合力为

[3]从O到E，合力对滑块做的功为

（3）[4]根据合外力做的功为

解得

则直线斜率为

（4）[5]重锤通过绳子与滑块连接时，轻推滑块后，滑块沿木板向下匀速运动，根据受力平衡可得

取下细绳和重锤后，滑块加速下滑过程中所受合力为

可知滑块加速下滑时的合力等于重锤的重力，不存在误差，故此实验中，滑块与木板间摩擦力的大小不会影响实验结果。

三、计算题（40分，要求写出必要的公式和文字说明，直接写结果的不给分）

15. 一个质量的物体在水平拉力作用下从静止开始运动，拉力大小为15N，物体与水平面间的动摩擦因数，物体运动时撤去拉力。重力加速度取。求：

（1）拉力对物体做的功W；

（2）撤去拉力后物体在水平面上还能向前滑行的距离多大？

【答案】（1）150J；（2）20m

【解析】

【详解】（1）拉力对物体做的功为

（2）质量的物体对地面的压力大小为

可得物体与水平面间动摩擦力为

根据牛顿第二定律可得

解得

根据位移公式物体在拉力的作用下获得的速度

解得

在之后物体在摩擦力作用下做匀减速运动，其加速度为

则可得撤去拉力后物体在水平面上还能向前滑行的距离为

解得

16. 如图所示，摩托车做特技表演时，以v0＝10m/s的速度从地面冲上高台，t＝5s后以同样大小的速度从高台水平飞出．人和车的总质量m＝1.8×102kg，台高h＝5.0m.摩托车冲上高台过程中功率恒定为P＝2kW，不计空气阻力，取g＝10m/s2.求：

(1) 人和摩托车从高台飞出时的动能Ek；

(2) 摩托车落地点到高台的水平距离s；

(3) 摩托车冲上高台过程中克服阻力所做的功Wf.

【答案】（1）9×103J   （2）10m   （3）1×103J

【解析】

【详解】试题分析：根据动能表达式列式求解即可；人和摩托车从高台飞出做平抛运动，根据平抛的运动规律即可求出平抛的水平距离；根据动能定理即可求解克服阻力所做的功．

（1）由题知，抛出时动能：

（2）根据平抛运动规律，在竖直方向有：

解得：t=1s

则水平距离

（3）摩托车冲上高台过程中，由动能定理得：

解得：

【点睛】本题考查了动能定理和平抛运动的综合，知道平抛运动水平方向和竖直方向上的运动规律，以及能够熟练运用动能定理．

17. 如图，与水平面夹角的斜面和半径的光滑圆轨道相切于B点，且固定于竖直平面内。滑块从斜面上的A点由静止释放，经B点后沿圆轨道运动，恰好通过最高点轨道C。已知滑块与斜面间动摩擦因数。（g取10m/s2，=0.6，求：

（1）滑块在C点的速度大小；

（2）滑块在B点速度大小；

（3）A、B两点间的高度差h。

【答案】（1）2m/s；（2）4.29m/s；（3）1.38m

【解析】

【详解】（1）滑块恰好通过最高点轨道C，故可得滑块在最高点C时，由重力提供向心力，有

解得

（2）滑块在光滑圆轨道上运动，机械能守恒，故有

解得

（3）滑块从A到B只有重力、摩擦力做功，故由动能定理可得

解得

18. 如图所示，一根轻绳绕过光滑的轻质定滑轮，两端分别连接物块A和B，B的下面通过轻绳连接物块C，A锁定在地面上．已知B和C的质量均为m，A的质量为，B和C之间的轻绳长度为L，初始时C离地的高度也为L.现解除对A的锁定，物块开始运动．设物块可视为质点，落地后不反弹．重力加速度大小为g．求：

(1)A刚上升时的加速度大小a； 

(2)A上升过程的最大速度大小vm；

(3)离地的最大高度H.

【答案】(1) (2) 　(3)

【解析】

【详解】（1）解除对A的锁定后，A加速上升，B和C加速下降，加速度a大小相等，设轻绳对A和B的拉力大小为T，由牛顿第二定律得

对A： ①

对B、C： ②

由①②式得③

（2）当物块C刚着地时，A的速度最大．从A刚开始上升到C刚着地的过程，由机械能守恒定律得④

由④式得⑤

（3）设C落地后A继续上升h时速度为零，此时B未触地，A和B组成的系统满足

⑥

由⑤⑥式得⑦

由于，假设成立，所以A离地的最大高度