2021-2022学年浙江省金华市曙光学校高一（下）第二次段考物理试卷（含答案解析）

这是一份2021-2022学年浙江省金华市曙光学校高一（下）第二次段考物理试卷（含答案解析），共15页。试卷主要包含了 下列物理量中属于矢量的是， 如图，半径之比R， 风能是一种绿色能源，1m等内容，欢迎下载使用。
2021-2022学年浙江省金华市曙光学校高一（下）第二次段考物理试卷1.  许多科学家在物理学发展过程中做出了重要贡献，下列说法正确的是(    )A. 托勒密提出日心说，认为太阳是宇宙的中心，所有的行星绕太阳做圆周运动
B. 第谷发现了行星沿椭圆轨道运行的规律
C. 牛顿提出了万有引力定律，并通过实验测出了万有引力常量
D. 开普勒提出所有行星分别沿不同大小的椭圆轨道绕太阳运动，运动方向为轨迹上某一点切线方向不一定与它和太阳的连线垂直2.  下列物理量中属于矢量的是(    )A. 周期 B. 路程 C. 向心加速度 D. 速率3.  如图，半径之比R：：1的大小两轮通过皮带传动匀速转动，且皮带与轮边缘之间不发生相对滑动。大轮上一点P到轴心的距离为r，Q为小轮边缘上的点。P、Q两点的(    )A. 周期之比：：2 B. 线速度之比：：1
C. 角速度之比：：2 D. 向心加速度之比：：14.  风能是一种绿色能源。如图所示，叶片在风力推动下转动，带动发电机发电，M、N为同一个叶片上的两点，下列判断正确的是(    )A. M点的线速度小于N点的线速度 B. M点的角速度小于N点的角速度
C. M点的转速大于N点的转速 D. M点的周期大于N点的周期5.  用小锤击打弹性金属片后，一小球做平抛运动，同时另一小球做自由落体运动。两球运动的频闪照片如图所示，最上面与最下面小球位置间的实际竖直距离为1m，照片中反映的实际情况是(    )A. 自由下落小球相邻位置间的位移相等
B. 平抛运动小球相邻位置间的位移相等
C. 自由下落小球相邻位置间的距离一定大于
D. 平抛运动小球相邻位置间的水平距离一定大于
 6.  有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是(    )
 A. 如图a，汽车通过拱桥的最高点时对拱桥的压力可能大于车自身重力
B. 如图b所示是一圆锥摆，增大，但保持圆锥的高不变，则圆锥摆的角速度不变
C. 如图c，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置分别做匀速圆周运动，则在A、B两位置小球的角速度及所受筒壁的支持力大小相等
D. 如图d，火车转弯超过规定速度行驶时，内轨对内轮缘会有挤压作用
 7.  若有一颗“宜居”行星，其质量为地球的p倍，半径为地球的q倍，则该行星近地卫星的环绕速度是地球近地卫星环绕速度的(    )A. 倍
B. 倍
C. 倍
D. 倍8.  已知万有引力常量为G，则在下列给出的各种情景中，能求出月球密度的是(    )A. 在月球表面上让一个小球做自由落体运动，测出下落的高度H和时间t
B. 测出月球绕地球做匀速圆周运行的周期T和轨道半径r
C. 发射一颗绕月球做匀速圆周运动的卫星，测出卫星的轨道半径r，和卫星的周期T
D. 发射一颗贴近月球表面绕月球做匀速圆周运动的探月飞船．测出飞船运行的周期T
 
 9.  一个质子由两个u夸克和一个d夸克组成。一个夸克的质量是，则两个夸克相距时的万有引力约为引力常量(    )A.
B.
C.
D. 10.  如图所示，一只小船横渡一条河流。小船船头垂直于河岸，自A点出发沿直线抵达对岸的B点，历时20s，且知AB与河岸的夹角，河水流速大小为，小船相对静水的速度不变。已知，，下列判断中错误的是(    )A. 河流的宽度为60m
B. 小船相对静水速度的大小为
C. 无论怎样调整小船的航向，不可能超过
D. 无论怎样调整小船的航向，小船渡河的位移都不可能小于80m11.  太阳系中的第二大行星是土星，它的卫星众多，目前已发现的卫星达数十颗。根据下表所列土卫五和土卫六两颗卫星的相关参数，可以比较(    )土星的卫星距离土星距离半径发现者发现年份土卫五527000765卡西尼1672土卫六1 222 0002575惠更斯1655 A. 这两颗卫星公转的周期大小 B. 这两颗卫星公转的速度大小
C. 这两颗卫星表面的重力加速度大小 D. 这两颗卫星公转的向心加速度大小12.  关于物体做曲线运动的条件，以下说法中正确的是(    )A. 初速度不为零的物体，受到与初速度的方向不在同一直线上的外力作用
B. 物体可以不受到外力作用
C. 物体加速度的方向必须发生变化
D. 物体受到的外力与加速度有一夹角13.  甲、乙两物体做匀速圆周运动，其质量之比为1：2，转动半径之比为3：2，在相等时间里甲转过，乙转过，则甲、乙所受合外力之比为(    )A. 1：4 B. 4：3 C. 4：9 D. 9：1614.  如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上，有一物体随圆筒一起转动而未滑动，当圆筒角速度增大时，下列说法中正确的是(    )A. 物体所受弹力增大，摩擦力不变
B. 物体所受弹力增大，摩擦力减小
C. 物体所受弹力增大，摩擦力也增大
D. 物体所受弹力和摩擦力都减小15.  如图所示，M、N是两块挡板，挡板M高，其上边缘与挡板N的下边缘在同一水平面。从高的A点以速度水平抛出一小球可视为质点，A点与两挡板的水平距离分别为，，N板的上边缘高于A点，若能使小球直接进入挡板M的右边区域，则小球水平抛出的初速度的大小可能是下列给出数据中的取，空气阻力不计(    )A.  B.  C.  D. 16.  汽车以的速率转过一环形车道，车上某同学发现水平手机上“指南针”在2s内匀速转过了约，则环形车道半径约为______ m；为估算汽车受到的向心力大小还需知道的物理量是______ 。17.  频闪摄影是研究变速运动常用的实验手段．在暗室中，照相机的快门处于常开状态，频闪仅每隔一定时间发出一次短暂的强烈闪光，照亮运动的物体，于是胶片上记录了物体在几个闪光时刻的位置．某物理小组利用图甲所示装置探究平抛运动规律．他们分别在该装置正上方A处和右侧B处安装了频闪仪器并进行拍摄，得到的频闪照片如图乙，O为抛出点，P为抛出轨迹上某点．根据平抛运动规律回答下列问题：

乙图中，A处拍摄的频闪照片为______；选填“a”或“b”
测得图乙中OP距离为45cm，中OP距离为30cm，则平抛物体的初速度为______，p点速度为______18.  2011年11月3日，神舟八号宇宙飞船与天宫一号成功对接．在发射时，神舟八号宇宙飞船首先要发射到离地面很近的圆轨道，然后经过多次变轨后，最终与在距地面高度为h的圆形轨道上绕地球飞行的天宫一号完成对接，之后，整体保持在距地面高度仍为h的圆形轨道上绕地球继续运行．已知地球半径为R，地面附近的重力加速度为求：
地球的第一宇宙速度；
神舟八号宇宙飞船在近地圆轨道运行的速度与对接后整体的运行速度之比．19.  汽车以的速度在水平地面上匀速行驶，汽车后壁货架上放有一小球可视作质点，货架水平，架高。由于前方事故，突然急刹车，汽车轮胎抱死，小球从架上落下。已知该汽车刹车后做加速度大小为的匀减速直线运动，忽略货物与架子间的摩擦及空气阻力，g取求：
小球落到车厢底板的时间t；
货物在车厢底板上落点距车后壁的距离d。20.  如图所示为一辆厢式货车的后视图。该厢式货车在水平路面上做转弯测试，圆弧形弯道的半径，车轮与路面间的最大径向摩擦力为车对路面压力的。货车内顶部用细线悬挂一个小球P，在悬点O处装有拉力传感器。车沿平直路面做匀速运动时，传感器的示数。取重力加速度，，。
货车向左转弯还是右转弯？
该货车在此圆弧形弯道上做匀速圆周运动时，为了防止侧滑，车的最大速度是多大？
该货车某次在此弯道上做匀速圆周运动，稳定后传感器的示数，此时细线与竖直方向的夹角是多大？货车的速度有多大？
答案和解析 1.【答案】D 【解析】解：A、托勒密提出了“地心说”，认为地球是宇宙的中心，所有行星都是绕地球做圆周运动，故A错误；
B、开普勒发现了行星沿椭圆轨道运行的规律，故B错误；
C、牛顿提出了万有引力定律，卡文迪许通过实验测出了万有引力常量，故C错误；
D、开普勒提出所有行星分别沿不同大小的椭圆轨道绕太阳运动，运动方向为轨迹上某一点切线方向不一定与它和太阳的连线垂直，故D正确。
故选：D。
根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可．
本题考查物理学史，了解物理学家的探索过程，从而培养学习物理的兴趣和为科学的奉献精神，对类似知识要加强记忆，注重积累。
 2.【答案】C 【解析】解：ABD、周期、路程、速率只有大小，没有方向，是标量，故ABD错误；
C、向心加速度既有大小又有方向，其运算遵守平行四边形定则，是矢量，故C正确。
故选：C。
既有大小又有方向，运算时遵循平行四边形定则的物理量是矢量，如力、速度、加速度、位移、电场强度等都是矢量；
只有大小，没有方向的物理量是标量，如路程、时间、质量、势能、动能、功等都是标量。
该题考查矢量与标量的区别：既有大小又有方向，运算时遵循平行四边形定则的物理量是矢量，标量运算遵守代数运算法则。
 3.【答案】C 【解析】解：在大轮的边缘选择一个点S，如图：

AC、S点和Q点是靠皮带传动轮子边缘上的点，相同时间内走过的弧长相等，则线速度大小相同，即，根据可知，；因为P和S共轴转动，则P、S的角速度相等，即，所以，根据，所以，故A错误，C正确；
B、P、S的角速度相等，根据可知，所以，故B错误；
D、根据可知，P、Q两点的向心加速度之比为，故D错误。
故选：C。
共轴转动的点角速度相等，靠传送带传动轮子边缘上的点线速度大小相等，根据，进行分析求解。
传送带在传动过程中不打滑，则传送带传动的两轮子边缘上各点的线速度大小相等，共轴的轮子上各点的角速度相等。
 4.【答案】A 【解析】解：M、N两点同轴转动，它们的角速度、转速、周期相等，由图示可知，M做圆周运动的半径小于N做圆周运动的半径，根据线速度与角速度的关系可知，M的线速度小于N点的线速度，故A正确，BCD错误。
故选：A。
同轴转动的各质点转速、角速度、周期相等，根据线速度与角速度的关系分析答题。
本题考查了同轴转动的特点、线速度与角速度的关系问题，掌握基础知识是解题的前提，根据题意应用基础知识即可解题。
 5.【答案】D 【解析】解：A、小球做自由落体运动，相等时间内的位移增大，故A错误
B、平抛运动小球在竖直向相同时间内位移增大，则相邻位置间的位移不相等，故B错误
C、1米对于10等分的话为，但自由下落相同时间内的位移增大，则刚下落时的距离要小于，则C错误；
D、竖直位移为1m，由图可以看出，水平位移大于竖直位移，而水平向为匀速直线运动，则为距离平分，要大于，故D正确；
故选：D。
一小球飞出做平抛运动，另一小球做自由落体运动，根据自由落体运动的特点和平抛运动的特点分析。
明确竖直向为匀加速运动，距离越来越大。
 6.【答案】B 【解析】解：汽车通过拱桥的最高点时根据牛顿第二定律有：，解得：，故A错误；
B.如图1，设圆锥摆摆动时的高度为h，圆周运动的半径，圆锥摆所受重力和拉力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律，联立得，与无关，故B正确。
C.如图2，设漏斗壁与水平面之间的夹角为，小球受重力和支持力作用，合力提供向心力，解得：，所以B球角速度大于A球角速度，支持力相等，故C错误。
D.火车以规定速度行驶时，重力和支持力的合力完全提供向心力，车轮对内、外轨道均无挤压；当火车超过轨道速度行驶时，重力和支持力的合力不足以提供向心力，火车有做离心运动的趋势，火车的外车轮对外轨有挤压作用，故D错误。
故选：B。
汽车所受重力和支持力的合力提供向心力；圆锥摆所受重力和绳子的拉力的合力提供向心力；小球的重力和漏斗的支持力提供向心力；火车的重力和铁轨的支持力提供向心力。
本题考查了现实生活中的几种圆周运动，分析向心力的来源和确定圆周运动的半径时解题关键。
 7.【答案】A 【解析】【分析】
卫星绕行星做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，解得卫星的速度的表达式，再相比即可。
本题首先要搞懂什么是环绕速度。求宇宙速度往往建立如下模型：卫星绕天体附近做匀速圆周运动，卫星所需要的向心力来源于天体对它的万有引力，建立方程，加上数学变换即可求解。
【解答】
根据万有引力提供向心力为：，
得：，
有一颗“宜居”行星，其质量为地球的p倍，半径为地球的q倍，
所以该行星卫星的环绕速度是地球卫星环绕速度的倍，故A正确，BCD错误。
故选A。  8.【答案】D 【解析】解：A、只能根据得到g的大小，不知道R，故A项错误；
 B、B项只能计算地球的质量，故B项错误。
 C、由万有引力提供向心力得：

解得：…①
又因为…②
由①②知：，需要知道r、R和T才能求出月球密度。
C项缺少月球的半径，故C项错误；
当近月飞行时有：
即得：，
故发射一颗贴近月球表面绕月球做匀速圆周运动的探月飞船。测出飞船运行的周期T，可以求得月球的密度。
故选：D。
由万有引力提供向心力解得月球质量，结合质量与密度的关系即可找到测月球密度所需要测量的物理量．
此题的关键是抓住万有引力充当向心力和质量与密度的关系这两个公式．
 9.【答案】C 【解析】解：两夸克间的万有引力：，故C正确，ABD错误；
故选：C。
已知夸克质量与它们间的距离，应用万有引力公式可以求出它们间的万有引力。
本题考查了万有引力公式的应用，知道两夸克质量与它们间的距离，应用万有引力公式可以求出两夸克间的万有引力。
 10.【答案】C 【解析】解：小船顺着河流发生的位移为，根据数学知识，河流的宽度，故A正确。
B.根据等时性，小船过河时间为t，小船在静水中的速度，故B正确。
由于船速小于水速，小船不可能垂直过河，当船速和水速的合速度与船速垂直时，位移最小，如图所受；设此时船头指向上游，合速度与河岸成，根据数学知识；根据直角三角形边角关系，得小船的过河位移，即小船渡河的最小位移为80m，故C错误，D正确。
本题选择错误的选项。
故选：C。
根据匀速运动公式和数学知识求解小船河的宽度；根据等时性求船速；当船速小于水速时小船不能垂直过河，但有最小值，据此作答。
当船速小于水速时小船不能垂直过河，若船速和水速的合速度与船速垂直，位移最小。
 11.【答案】ABD 【解析】解：设土星的质量为M，
A、由开普勒第三定律，半径越大，周期越大，所以土卫五的公转周期小。故A正确。
B、由卫星速度公式，公转半径R越大，卫星的线速度越小，则土卫六的公转线速度小。故B正确。
C、不知道二者的质量关系，不能比较它们表面的重力加速度的大小关系。故C错误。
D、这两颗卫星公转的向心加速度都是万有引力提供，则：，公转半径R越大，卫星的向心加速度越小，则土卫六的公转向心加速度小。故D正确。
故选：ABD。
由开普勒第三定律分析公转周期的大小。由万有引力提供向心力，比较线速度的大小和的大小向心加速度的大小。
本题是卫星类型，在建立物理模型的基础上，运用万有引力定律和圆周运动知识结合研究，难度适中。
 12.【答案】A 【解析】解：根据物体做曲线运动的条件可知，初速度不为零的物体，当所受外力方向与初速度的方向不在同一直线上时，物体做曲线运动，故A正确；
B.根据牛顿第一定律可知，物体不受外力作用时总保持静止状态或做匀速直线运动，所以做曲线运动的物体必须要受到外力的作用，故B错误；
C.物体做曲线运动的条件是物体的加速度的方向与物体的运动方向不在同一直线上，并不要求加速度的方向一定发生变化，故C错误；
D.根据牛顿第二定律的矢量性可知，物体的加速度方向与物体所受的合外力方向相同，故D错误。
故选：A。
物体做曲线运动的条件是：物体所受合外力的方向与物体的运动方向不在同一直线上。
本题主要考查的是物体做曲线运动的条件；牛顿第一、二定律的理解。
 13.【答案】B 【解析】解：由角速度的定义式知：t相等，，则甲、乙的角速度之比：：：：3
由知甲、乙所受合外力之比为：：
结合：：2，：：2，解得：：3，故ACD错误，B正确。
故选：B。
根据角速度的定义式求出角速度之比，由求解合外力之比。
本题的关键要熟悉角速度定义公式和向心力公式，能根据题意灵活选择向心力公式。
 14.【答案】A 【解析】解：物体做匀速圆周运动，合力指向圆心，
对物体受力分析，受重力、向上的静摩擦力、指向圆心的支持力，如图
其中重力G与静摩擦力f平衡，与物体的角速度无关；
支持力N提供向心力，所以当圆筒的角速度增大以后，向心力变大，物体所受弹力N增大。
故选：A。
做匀速圆周运动的物体合力等于向心力，向心力可以由重力、弹力、摩擦力中的任意一种力来提供，也可以由几种力的合力提供，还可以由某一种力的分力提供；
本题中物体做匀速圆周运动，合力指向圆心，对物体受力分析，受重力、向上的静摩擦力、指向圆心的支持力，合力等于支持力，提供向心力。
本题中要使静摩擦力与重力平衡，角速度要大于某一个临界值，即重力不能小于最大静摩擦力！
 15.【答案】C 【解析】解：要使小球能越过M的最高点，则速度为：，其中，所以；
要使小球能越过N的最低点，则速度为：，
即若能使小球直接进入挡板M的右边区域，则小球水平抛出的初速度的大小范围：，故C正确，ABD错误。
故选：C。
小球做平抛运动，根据小球的轨迹刚好与M的上端相切和N的下端相切时，小球的初速度分别为符合要求的最小值和最大值，根据运动学公式求出速度范围，再分析解答。
解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合等时性，运用运动学公式灵活求解。
 16.【答案】汽车的质量 【解析】解：指南针在内匀速转过了约，根据角速度的定义式有：
根据可得车道半径
根据向心力公式可知为计算汽车受到的向心力还需要知道汽车的质量。
故答案为：，汽车的质量；
利用角速度的定义式可计算角速度大小，再根据可得出转弯半径，根据向心力公式判断需要的物理量。
熟练应用角速度的定义式求解角速度，结合线速度和角速度公式即可求解。
 17.【答案】 【解析】解：小球做平抛运动，平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，摄像头A拍摄的是水平方向上的运动，故应该是间距相等的点．故摄像头A所拍摄的频闪照片为b图．
摄像头A拍摄小球水平方向上的匀速直线运动，摄像头B拍摄小球竖直方向的自由落体运动，根据测得图乙距离为，
则，
解得：
由中OP距离为，则，
解得平抛物体的初速度大小为
P点竖直速度大小为，
所以P点的速度大小，由勾股定理得
故答案为：；；
小球做平抛运动，摄像头A拍摄小球水平方向上的匀速直线运动，摄像头B拍摄小球竖直方向的自由落体运动，分别在水平方向和竖直方向上列式求解．
解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式和推论灵活求解．
 18.【答案】解：设地球第一宇宙速度为v，在近地轨道上运行的卫星做圆周运动的向心力由万有引力提供，故有：
      ①
又因为在地面附近卫星受到的万有引力等于卫星的重力
即：     ②
由①和②得 地球的第一宇宙速度 
根据题意可知，设飞船在近地圆轨道运行的速度为      ③
神舟八号对接后，整体的运行速度为根据万有引力提供整体圆周运动的向心力得：
             ④
由②、③和④可得，对接后整体运动的速度 
所以：
答：地球的第一宇宙速度为；
神舟八号宇宙飞船在近地圆轨道运行的速度与对接后整体的运行速度之比 【解析】万有引力应用中在不考虑星球自转的情况下，星球表面的重力等于万有引力，地球的第一宇宙速度为近地绕地球做圆周运动的速度，此时万有引力提供向心力，即此时重力提供向心力可得第一宇宙速度的大小；同理根据万有引力提供向心力可以求得神舟八号在近地轨道和对接后轨道上运行的速度比．
着重注意万有引力应用中的两点关系：1、星球表面的重力和万有引力相等；2、绕星球做圆周运动时万有引力提供向心力；熟练掌握这两点关系是解决此类题型的关键．
 19.【答案】解：汽车刹车后，货物做平抛运动，由得：

货物的水平位移为：
汽车做匀减速直线运动，刹车时间为，则：
则汽车的实际位移为：
故货物在车厢底板上落点距车后壁的距离：
答：小球落到车厢底板的时间是；
货物在车厢底板上落点距车后壁的距离d是。 【解析】小球做平抛运动，由竖直方向的特点求出运动得时间；
小球做平抛运动，汽车做匀减速运动，它们在水平方向上的位移差为落点距车后壁的距离，根据位移时间公式求解。
汽车和货物做的是；两种不同的运动，汽车做减速运动，根据匀变速运动的规律来分析计算，货物做的是平抛运动，根据平抛运动的规律来分析即可。
 20.【答案】解：小球P向右偏转，可知货车向左转弯。
车沿平直路面做匀速运动时，有，得小球P的质量为
货车在圆弧形弯道上做匀速圆周运动时，其所需要的向心力由径向静摩擦力提供，由牛顿第二定律得：
 
当速度最大时，径向静摩擦力达到最大值，有
 
解得
细线与竖直方向的夹角时，以小球P为研究对象，分析受力如图：

由重力和细线拉力的合力提供小球所需要的向心力，所以有：
则
根据牛顿第二定律得
 
解得：
答：货车向左转弯。
为了防止侧滑，车的最大速度是；
此时细线与竖直方向的夹角是，此时货车的速度是。 【解析】货车转弯时，小球P在水平面内做圆周运动，根据小球P偏转方向判断货车转弯方向；
货车在此圆弧形弯道上做匀速圆周运动时，做匀速圆周运动，此时货车所需要的向心力是由径向静摩擦力提供的，为了防止侧滑，货车的向心力不能超过径向静摩擦力，当径向静摩擦力达到最大值时，车速最大，由牛顿第二定律求解。
以小球P为研究对象，分析受力，根据牛顿第二定律求解。
搞清货车和小球做圆周运动所需要的向心力来源是本题的关键，同时要把握临界条件，知道货车以最大速度转弯时，由最大径向摩擦力提供向心力。