2021-2022学年河南省郑州市励德双语学校高一（下）期中物理试题含解析

2021-2022学年河南省郑州市励德双语学校高一（下）期中物理试题第Ⅰ卷（选择题）

一、选择题（共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1-8题只有一项符合要求，第9-12题有多项符合要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）

1. 下列说法正确的是（　　）

A. 做曲线运动的物体速度方向必定变化

B. 速度变化的运动必定是曲线运动

C. 加速度恒定的运动必定是曲线运动

D. 加速度变化的运动必定是曲线运动

【答案】A

【解析】

【详解】A．做曲线运动的物体，速度方向必定变化，A正确；

B．速度变化的运动不一定是曲线运动，例如匀变速直线运动，B错误；

C．加速度恒定运动不一定是曲线运动，例如匀变速直线运动，C错误；

D．加速度变化的运动不一定是曲线运动，例如变加速直线运动，D错误。

故选A。

2. 关于圆周运动下列说法正确的是（      ）

A. 做圆周运动的物体受到的合外力可以为零 B. 匀速圆周运动一定是变速运动

C. 在变力作用下，物体一定做圆周运动 D. 在恒力作用下，物体可以做匀速圆周运动

【答案】B

【解析】

【详解】A．做圆周运动的物体需要向心力，所以合外力一定不为零，故A错误；

B．匀速圆周运动的速度方向在时刻变化，所以一定是变速运动，故B正确；

C．在变力作用下，物体可能做直线运动，也可能是其他曲线运动，故C错误；

D．匀速圆周运动的合外力提供向心力，方向时刻变化，故D错误。

故选B。

3. 下列生活实例中，是离心现象的是（　　）

A. 汽车急刹车时，乘客身体向前倾斜 B. 电梯加速下降时，乘客感觉发晕

C. 航天飞船发射时，宇航员感到压迫 D. 赛车高速转弯时，赛车冲出赛道

【答案】D

【解析】

【详解】A．汽车急刹车时，乘客身体向前倾斜，这是惯性造成的，选项A错误；

B．电梯加速下降时，乘客感觉发晕，这是由失重造成的，选项B错误；

C．航天飞船发射时，宇航员感到压迫，这是由超重造成的现象，选项C错误；

D．赛车高速转弯时，赛车冲出赛道，这是由于离心现象造成的，选项D正确。

故选D。

4. 某同学在细线作用下从某一高度沿着圆弧向下运动的过程中，某一瞬间他受到的合力方向可能是图中的（　　）

A. a方向 B. b方向

C. c方向 D. d方向

【答案】C

【解析】

【详解】该同学受细线拉力和重力作用做曲线运动，合力方向与速度方向始终不在同一直线上且指向轨迹凹侧，因速度不断增加，则合力方向与速度方向夹角为锐角，所以某一瞬间他受到的合力方向可能是图中的c方向。

故选C。

5. 一个物体在水平面内沿半径R=20cm的圆形轨道做匀速圆周运动，线速度v=0.2m/s，那么（　　）

A. 它的周期为2s B. 它的角速度为πrad/s

C. 它的向心加速度为8×10-3m/s2 D. 它的向心加速度为0.2m/s2

【答案】D

【解析】

【详解】A．根据周期与线速度关系，可得

故A错误；

B．根据角速度与线速度关系，可得

故B错误；

CD．根据向心加速度公式，可得

故C错误；D正确。

故选D。

6. 某条河河岸平行，河宽200m，河水速度恒定为3m/s，若小船在静水中速度为5m/s，则关于小船渡河过程的描述正确的是（　　）

A. 小船渡河的最短时间为50s

B. 小船渡河的最短位移为200m

C. 若船头垂直于河岸渡河，小船渡河的时间与水流速度有关

D. 若船头垂直于河岸渡河，小船渡河的位移与水流速度无关

【答案】B

【解析】

【详解】A．当船头与河岸垂直时小船过河时间最短，则小船渡河的最短时间为

选项A错误；

B．因船的静水速度大于河水的流速，则小船可以垂直河岸渡河，则此时小船渡河的最短位移为200m，选项B正确；

C．若船头垂直于河岸渡河，小船渡河的时间只由河宽和船的静水速度决定，与水流速度无关，选项C错误；

D．若船头垂直于河岸渡河，则小船渡河的位移为

与水流速度有关，选项D错误。

故选B。

7. 已知地球近地卫星的周期为，同步卫星的周期为，万有引力常量为G，则地球的平均密度为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】设地球半径为R，对近地卫星

得

则地球平均密度为

故选A。

8. 如图所示，一辆货车利用跨过光滑定滑轮的轻质不可伸长的缆绳提升一箱货物，已知货箱的质量为，货物的质量为，货车向左做匀速直线运动，在将货物提升到图示的位置时，货箱速度为，连接货车的缆绳与水平方向夹角为，不计一切摩擦，下列说法正确的是（　　）

A. 货车的速度等于

B. 货物处于超重状态

C. 缆绳中的拉力小于

D. 货车的对地面的压力大于货车的重力

【答案】B

【解析】

【详解】A．关联速度可知，沿着绳上的速度相等，可知

则

A错误；

B．减小，增大，货车向左做匀速直线运动，增大，加速度向上，则货物处于超重状态，B正确；

C．由加速度向上，则

缆绳中的拉力大于，C错误；

D．对货车受力分析可得

即

货车对地面的压力小于货车的重力，D错误；

故选B。

9. 关于第一宇宙速度，下列说法正确的是（　　）

A. 第一宇宙速度是人造卫星的最大环绕速度

B. 第一宇宙速度是人造卫星的最小环绕速度

C. 第一宇宙速度是人造卫星的最小发射速度

D. 第一宇宙速度是人造卫星逃离地球的最小发射速度

【答案】AC

【解析】

【详解】AB．根据

可得

则第一宇宙速度是人造卫星的最大环绕速度，故A正确，B错误；

CD．第一宇宙速度是人造卫星的最小发射速度，第二宇宙速度才是它脱离地球束缚的最小发射速度，故C正确，D错误。

故选AC。

10. 地球同步卫星A和轨道平面与赤道面重合做匀速圆周运动的卫星B的轨道半径之比为41，两卫星的公转方向相同。下列判断正确的是（　　）

A. A、B两颗卫星加速大小之比为14

B. A、B两颗卫星线速度大小之比为12

C. A、B两颗卫星角速度大小之比为14

D. 卫星B每隔小时经过卫星A正下方

【答案】BD

【解析】

【详解】A．根据

得卫星加速

故

故A错误；

B．根据

得卫星加速

故

故B正确；

C．根据

得卫星加速

故

故C错误；

D．根据

得

，

所以

卫星B每隔时间t经过卫星A正下方，则

得

故D正确。

故选BD。

11. 如图所示，A，B两个小球质量相等，用一根轻绳相连，另有一根轻绳的两端分别连接O点和B点，让两个小球绕O点在光滑水平桌面上以相同的角速度做匀速圆周运动，若OB绳上的拉力为F1，AB绳上的拉力为F2，OB=AB，则（　　）

A. A球所受向心力为F2，B球所受向心力为F1

B. A球所受向心力为F2，B球所受向心力为F1-F2

C. F1:F2=3:1

D. F1:F2=3:2

【答案】BD

【解析】

【详解】AB．小球在光滑水平桌面上做匀速圆周运动，设角速度为ω，AB绳对A球的拉力提供向心力，则A球的向心力为F2，OB绳与AB绳对B球两个拉力的合力提供向心力，则B球的向心力为F1-F2，故A错误，B正确；

CD．由牛顿第二定律，对A球有

对B球有

已知，各式联立解得

故C错误，D正确。

故选BD。

12. 两个小球都从斜面上的顶端A水平抛出，一个落在斜面的中点C，一个落在斜面的底端B，不计空气阻力，则A、B两球（　　）

A. 在空中的飞行时间之比

B. 初速度之比

C. 末速度之比

D. 末速度方向与斜面的夹角的正切之比

【答案】BCD

【解析】

【详解】A．由题图可知

竖直方向有

可得

A错误；

B．水平方向有

可得

故B正确；

D．根据平抛运动规律有

设斜面倾角为θ，小球落在斜面底端时，有

设末速度与水平方向的夹角为α，可得

可知两球落到斜面底端时速度方向与水平方向夹角的正切值相等，故小球A、B到达斜面底端时的速度方向相同，末速度方向与斜面的夹角的正切之比，D正确；

C.小球的末速度为

末速度方向与斜面的夹角相等，故末速度之比就等于初速度之比，为，C正确。

故选BCD。

第Ⅱ卷（非选择题）

二、实验题（本题共2小题，其中13题4分，14题8分每空2分）

13. 在探究平抛运动的规律时，可以选用如下图所示的各种装置图，则以下操作合理的是（　　）

A. 选用装置图甲研究平抛物体的竖直分运动时，应该用眼睛看A、B两球是否同时落地

B. 选用装置图乙并要获得稳定的细水柱显示出平抛运动的轨迹，竖直管上端A一定要低于水面

C. 选用装置图丙并要获得钢球做平抛运动的轨迹，每次不一定要从斜槽上同一位置由静止释放钢球

D. 除上述装置外，还可以用数码照相机拍摄钢球做平抛运动时每秒15帧的录像以获得平抛运动的轨迹

【答案】BD

【解析】

【分析】

【详解】A．小球下落的速度很快，运动时间很短，用眼睛很难准确判断出小球落地的先后顺序，应听声音，故A不符合题意；

B．竖直管的上端A应低于水面，这是因为竖直管与空气相通，A处的压强始终等于大气压，不受瓶内水面高低的影响，因此可以得到稳定的细水柱，故B符合题意；

C．只有每次从同一高度释放钢球，钢球做平抛运动的初速度才相同，故C不符合题意；

D．获得了每秒15帧的录像就等同于做平抛运动实验时描方格图的方法，同样可以探究平抛运动的规律。故D符合题意。

故选BD。

14. 图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图。

（1）实验前应对实验装置进行调节，直到斜槽末端切线___________。为了每次平抛都具有相同的初速度，需让小球每次都从同一位置由静止滚下。

（2）图乙是正确实验取得的数据，其中0为抛出点，则此小球做平抛运动的初速度为___________m/s。（g取9.8m/s2）（结果保留2位有效数字）

（3）在另一次实验中将白纸换成方格纸，每小格的边长L=5cm，通过实验，记录了小球在运动途中的三个位置，如图丙所示，则该小球做平抛运动的初速度为___________m/s；B点的竖直分速度为___________m/s。（g取10m/s2）（结果保留2位有效数字）

【答案】    ①. 水平    ②. 1.6    ③. 1.5    ④. 2.0

【解析】

【详解】（1）[1]了保证小球的初速度水平，小球做平抛运动，斜槽末端应切线水平。

（2）[2]分析图乙，O点为抛出点，取坐标点：x=32.00cm=0.32m，y=19.6cm=0.196m，在竖直方向上

水平方向上

代入数据解得小球平抛初速度

（3）[3][4]分析图丙L=5cm=0.05m由图可知，小球由A到B和由B到C在水平方向位移相等，均为3L，则运动时间T相等，在竖直方向，由图示可知

由由匀变速直线运动的推论

可得

初速度

根据匀变速直线运动中，一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度可知，在B点竖直分速度

三、解答题（共40分）

15. 如图所示，质量的汽车以一定的速率驶过凸形桥面的顶部，桥面的圆弧半径为10m。g取10m/s2。

(1)若汽车以8m/s速率驶过凸形桥面的顶部，求汽车对桥面的压力大小；

(2)若汽车通过拱桥最高点时刚好腾空飞起，求汽车此时速率；

【答案】(1)7.2×103N；(2)

【解析】

【详解】(1)汽车以8m/s的速率驶过凸形桥面的顶部时，设桥面的支持力为，则有

代入数据得

根据牛顿第三定律，汽车对桥面的压力大小为；

(2)汽车驶过凸形桥面的顶部，刚脱离桥面的速率为，则有

代入数据得

16. 宇航员在某质量分布均匀的星球表面，从离地h高处静止开始下落（引力视为恒力，阻力可忽略），经过时间t落到地面。已知该行星半径为R，引力常量为G，忽略星球自转的影响，求：

（1）该星球的质量；

（2）该星球的第一宇宙速度。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）由题干信息知，宇航员做自由落体运动，由自由落体运动规律

解得

忽略星球自转，星球表面物体受星球的万有引力等于重力，有

解得

（2）第一宇宙速度指物体在星球表面附近做匀速圆周运动的速度，由万有引力提供向心力有

解得

17. 如图所示，水平屋顶高H=5m，墙到房子的距离L=3m，墙外马路宽x=12m，小球从房顶被水平抛出，g=10m/s2。

（1）若小球落在墙角B处，求小球的初速度；（不计墙的厚度）

（2）小球被抛出后，墙高h至少为何值时，不是触墙就是越过马路的C点？

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）设小球从抛出至落到B点，时间为，则

小球水平方向匀速运动

代入数据得

（2）设墙高为时，以速度平抛小球，恰好越过墙后落在C点，则：

设小球从抛出至墙顶时间为，则

由几何关系

得

18. 如图所示，一个可视为质点的质量为m=2 kg的木块从P点以初速度v0=5 m/s向右运动，木块与水平面间的动摩擦因数μ=0.4，木块运动到M点后水平抛出，恰好沿粗糙圆弧AB的A点的切线方向进入圆弧（不计空气阻力）。已知圆弧的半径R=0.5 m，半径OA与竖直半径OB间的夹角θ=53°，木块到达A点时的速度vA=5 m/s，取sin53°=0.8，cos 53°=0.6，g=10 m/s2。

（1）求P到M的距离l；

（2）求M、A间的距离s；

（3）若木块到达圆弧底端B点时速度大小vB=5 m/s，求此时木块对轨道的压力。

【答案】（1）2 m；（2）s= m；（3）120 N，方向竖直向下。

【解析】

【详解】（1）由木块运动到M点后水平抛出，恰好沿粗糙圆弧AB的A点的切线方向进入圆弧可得，M点的速度为

v=vAcos θ=3 m/s

木块在水平面上滑行时的加速度大小

a=μg=4 m/s2

P到M的距离

（2）由题图可知，木块运动至A点时竖直方向的分速度为

vy=vAsin θ=4m/s

设M点与A点的水平距离为x，竖直高度为h，有

vy=gt

vy2=2gh

x=vt

解得

（3）设木块到达圆弧底端时，底端对木块的支持力为FN，根据

FN-mg=m

可得

FN=120 N

由牛顿第三定律可知，木块对轨道的压力大小

FN′=FN=120 N

方向竖直向下。