2021-2022学年云南省云南师范大学附属中学高一（下）期中考试物理试题（解析版）

1、2021-2022学年云南省云南师范大学附属中学高一（下）期中考试物理试题说明：全卷四大题，22小题；满分：100分；考试时间120分钟第卷 选择题（共54分）一、单项选择题（每小题3分，共30分，每小题所给四个选项中，只有一个选项正确，每题选对得3分。错选、不选或多选得零分。）1. 下面说法中正确的是（）A. 做曲线运动的物体机械能可能守恒B. 做匀速圆周运动的物体机械能一定守恒C. 做匀加速直线运动的物体机械能一定不守恒D. 合外力对物体做的功为零时，物体的机械能一定守恒【1题答案】【答案】A【解析】【详解】A做曲线运动的物体机械能可能守恒，例如平抛运动，物体只受重力作用，机械能守恒，A正

2、确；B在竖直平面内做匀速圆周运动的物体，动能不变，重力势能在变化，机械能不守恒。B错误；C做匀加速直线运动的物体机械能可能守恒，例如自由落体运动，只受重力作用，且是匀加速直线运动，机械能守恒。C错误；D合外力对物体做的功为零时，物体的机械能不一定守恒。例如匀速向上提升物体，合外力对物体做的功为零，物体动能不变，重力势能在增大，机械能不守恒。D错误。故选A。2. 对于万有引力定律的表达式，下列说法中正确的是（）A. 公式中G为引力常量，它是由牛顿通过实验测得的，而不是人为规定的B. 公式适用于任何两个物体之间万有引力的计算C. 当r趋近于零时，万有引力趋于无穷大D. 受到的引力与受到的引力总是大

3、小相等，而与、是否相等无关【2题答案】【答案】D【解析】【详解】A公式中为引力常量，它是由卡文迪许通过实验测得的，故A错误；BC两个物体之间的距离趋近于零时，万有引力定律公式不再适用，故BC错误；D对的引力与对的引力是作用力与反作用力，总是大小相等，这与、是否相等无关，故D正确。故选D。3. 如图所示的传动装置，在大齿轮盘内嵌有三个等大的小齿轮。若齿轮的齿很小，大齿轮半径（内径）是小齿轮半径的n倍，则当大齿轮顺时针匀速转动时，下列说法正确的是（）A. 三个小齿轮的转动方向不同B. 小齿轮的转速是大齿轮转速的倍C. 三个小齿轮的每个齿的线速度均相同D. 小齿轮每个齿的向心加速度大小是大齿轮每个齿

4、的向心加速度大小的n倍【3题答案】【答案】D【解析】【详解】A大齿轮顺时针匀速转动时，三个小齿轮均顺时针转动，故A错误；B根据公式，可得齿轮边缘的线速度大小相等，所以转速与半径成反比，小齿轮的转速是大齿轮转速的n倍，故B错误；C速度是矢量，三个小齿轮每个齿的线速度大小相等，但方向不同，故C错误；D根据公式可知，v相等时，加速度与半径成反比，所以，小齿轮每个齿的向心加速度大小是大齿轮每个齿的向心加速度大小的n倍，故D正确；故选D。4. 如图所示，学员与教练员驾驶汽车在水平面上绕O点匀速转弯（俯视示意图）。已知学员在A位置，教练员在B位置，学员和教练员均可视为质点，则此时（）A. 学员与教练员具有

5、相同的加速度B. 汽车受到的摩擦力与汽车速度方向相同C. 汽车对教练员的作用力大于教练员所受的重力D. 汽车对学员的作用力比汽车对教练员的作用力大【4题答案】【答案】C【解析】【详解】A由知学员轨道半径大于教练轨道半径，所以学员的加速度大于教练的加速度，故A错误；B汽车受到的摩擦力方向指向O点，故B错误；C由受力分析可知汽车对教练员的作用力大于教练员所受的重力，故C正确；D学员和教练的质量未知，所以无法判断汽车对学员的作用力和汽车对教练员的作用力哪个大，故D错误。故选C。5. 北斗指路，国之夙愿。2020年我国发射了北斗系统最后一颗卫星，从此北斗卫星导航系统形成全球覆盖能力。如图所示是北斗导航

6、系统中部分卫星的轨道示意图，已知P、Q、M三颗卫星均做匀速圆周运动，虚线圆是P、Q卫星轨道的包围圆，其中P卫星是地球同步卫星，则这三颗卫星在各自轨道上运行时（）A. 线速度大小B. 运行的周期C. 具有的机械能D. 向心加速度大小【5题答案】【答案】D【解析】【详解】A由 可知，故A错误；B由 可知，故B错误；C因为卫星质量未知，所以无法判断机械能的大小，故C错误；D由 可知，故D正确。故选D。6. 宇航员站在某一星球上，将一个小球距离星球表面h高度处由静止释放使其做自由落体运动，经过t时间后小球到达星球表面，已知该星球的半径为R，引力常量为G，则下列选项正确的是( )A. 该星球的质量为B.

7、 该星球表面的重力加速度为C. 该星球的第一宇宙速度为D. 通过以上数据无法确定该星球的密度【6题答案】【答案】A【解析】【详解】试题分析：设该星球的重力加速度为，则根据自由落体运动规律：，得到：，故选项B错误；根据在表面重力等于万有引力：，可以得到：，故选项A正确；根据，则第一宇宙速度为：，故选项C错误；根据密度公式：，故选项D错误考点：万有引力定律的应用【名师点睛】本题是万有引力与平抛运动的综合，要抓住自由落体运动的加速度就等于重力加速度，能熟练根据万有引力等于重力求天体的质量及密度7. 一辆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

8、v-t图像如图所示。已知汽车的质量为，汽车受到地面的阻力为车重的，g取，则（）A. 汽车在2.5s时的牵引力为B. 汽车的额定功率为50kWC. 汽车的最大速度为20m/sD. 当汽车的速度为15m/s时，其加速度为【7题答案】【答案】A【解析】【详解】A汽车在前5s内做匀加速运动，加速度由牛顿第二定律得解得故A正确；B汽车的额定功率为故B错误；C汽车的最大速度为故C错误；D当汽车的速度为15m/s时的牵引力加速度为故D错误故选A。8. 如图所示，轻质弹簧上端固定，下端系一物体。物体在A处时，弹簧处于原长状态。现用手托住物体使它从A处缓慢下降，到达B处时，手和物体自然分开。此过程中，物体克服手

9、的支持力所做的功为W，不计空气阻力，弹簧始终处于弹性限度内。关于此过程，下列说法正确的是（）A. 物体重力势能减少量可能小于WB. 弹簧弹性势能增加量一定小于WC. 弹簧弹性势能增加量一定大于物体重力势能减少量D. 若将物体从A处由静止释放，则物体到达B处的动能一定等于W【8题答案】【答案】D【解析】【详解】A物体使它从A处缓慢下降，到达B处时，这一过程中，由动能定理可得是负值，因此物体重力势能减少量大于W，A错误；B这一过程中，支持力与弹簧弹力的合力始终等于重力，且弹簧的拉力与位移成正比增加，则支持力与位移成线性关系减小，如图图线与x轴围城图形面积等于做功的大小，则弹簧弹性势能增加量等于克服

10、手的支持力所做的功即W，B错误；C根据功能关系物体重力势能减少量大于弹簧弹性势能增加量，C错误；D若将物体从A处由静止释放，有动能定理可得又有求得D正确。故选D。9. 在高空运行的同步卫星功能失效后，往往会被送到同步轨道上空几百公里处的“墓地轨道”，以免影响其他在轨卫星并节省轨道资源。如图所示，2022年1月22日，我国实践21号卫星在地球同步轨道“捕获”已失效的北斗二号G2卫星后，成功将其送入“墓地轨道”。已知同步轨道和墓地轨道的轨道半径分别为、，转移轨道与同步轨道、墓地轨道分别相切于P、Q点，地球自转周期为，则北斗二号G2卫星（）A. 在墓地轨道上运行的周期为B. 沿转移轨道从P点运行到Q

11、点所用最短时间为C. 在转移轨道上Q点的速度大于在墓地轨道运行的速度D. 在转移轨道上由P点运动到Q点的过程中机械能减小【9题答案】【答案】B【解析】【详解】A根据万有引力提供向心力，可得解得由此可得在墓地轨道上运行的周期为A错误；B由开普勒第三定律有可得沿转移轨道从P点运动到Q点所用最短时间为B正确；C飞船在转移轨道上Q点经过加速后，做离心运动，运动到墓地轨道，则在转移轨道上Q点的速度小于在墓地轨道运行的速度，C错误；D在转移轨道上由P点运动到Q点的过程中只有万有引力做功，机械守恒，D错误。故选B。10. 如图甲所示，倾角为的传送带以恒定速率逆时针运行，现将一质量为1kg的煤块轻轻放在传送带

12、的A端，物体的速度随时间变化的关系如图乙所示，2s末物体到达B端，取沿传送带向下为正方向，g取。则（）A. 倾角B. 物体与传送带间的动摩擦因数0.4C. 2s内传送带上留下的痕迹长为5mD. 2s内物体与传送带摩擦产生的内能20J【10题答案】【答案】C【解析】【详解】AB由图乙可知，01s物体的加速度为a1=10m/s2，12s物体的加速度为a2=2m/s2，皮带的速度为v1=10m/s，根据牛顿第二定律得解得故AB错误；C01s内皮带的位移及物体的位移分别为它们相对位移为12s内皮带的位移及物体的位移分别为它们的相对位移为01s内物体位移小于皮带位移，在皮带上出现5m长的痕迹，12s内物

13、体位移大于皮带的位移，这1m长的痕迹与刚才的痕迹重合，所以皮带上出现的痕迹长为5m，故C正确；D2s内物体与传送带摩擦产生的内能为故D错误。故选C。二、多项选择题（每小题4分，共24分，每小题所给四个选项中，有多个选项正确。每小题全部选对得4分，选对但不全得2分，有选错或不选的得0分。）11. 某一物体受到几个共点力的作用而处于平衡状态，当撤去某个恒力F1时，物体可能做（ ）A. 匀加速直线运动B. 匀减速直线运动C. 匀变速曲线运动D. 变加速曲线运动【11题答案】【答案】ABC【解析】【详解】体受到几个共点力的作用而处于平衡状态如果是运动，则是匀速直线运动，当撤去某个恒力F1时，剩余其余力

14、的合力与F1等大方向A若撤去的恒力与速度方向相反，则合力的方向与初速度方向相同，物体做匀加速直线运动，A正确；B若撤去的恒力做与速度方向相同，则合力的方向与初速度方向相反，物体做匀减速直线运动，B正确；C若撤去的恒力与速度方向不在同一条直线上，则合力的方向与速度方向不在同一条直线上，物体做匀变速曲线运动，C正确；D物体撤去恒力后，合力恒定，加速度不变，所以不可能做变加速曲线运动，D错误。故选ABC。12. 如图所示，甲图描绘的是用细线拴住小球在竖直平面内做圆周运动的情形，乙图描绘的是用细线拴住小球在光滑水平面上做匀速圆周运动的情形，丙图描绘的是物块相对转盘静止，且随转盘一起做速度逐渐增大的圆周

15、运动的情形，丁图描绘的是用细线悬挂着小球在水平面内做匀速圆周运动的情形。在这四种情景中，关于小球做圆周运动的向心力的分析，下例说法正确的是（）A. 甲图中，当小球经过最高点时，小球做圆周运动的向心力由小球的重力提供B. 乙图中，小球做圆周运动的向心力由小球的重力和细线对小球的拉力的合力提供C. 丙图中，物块做圆周运动的向心力由转盘对它的摩擦力的一个分力提供D. 丁图中，小球做圆周运动的向心力由小球的重力和细线对小球的拉力的合力提供【12题答案】【答案】CD【解析】【详解】A甲图中，当小球经过最高点时，如果速度大于，小球做圆周运动的向心力由小球的重力和细线对球的拉力的合力提供，故A错误；B乙图中

16、，小球做圆周运动的向心力由细线对小球的拉力提供，故B错误；C丙图中物块做非圆周运动，所受摩擦力不指向圆心，所以向心力由转盘对它的摩擦力的一个分力提供，故C正确；D丁图中，小球做圆周运动的向心力由小球的重力和细线对小球的拉力的合力提供，这两个力的合力水平指向圆心，故D正确。故选CD。13. 如图所示，某同学进行篮球训练，将篮球从同一位置斜向上抛出，其中两次抛出过程中，篮球均垂直撞在竖直墙面上，不计空气阻力，下列说法正确的是（）A. 篮球撞墙的速度，第一次较小B. 篮球抛出时的速度，第一次一定比第二次小C. 篮球抛出时的速度，第一次可能比第二次大D. 篮球从抛出到撞墙，第一次在空中运动的时间较短【

17、13题答案】【答案】A【解析】【详解】AD由于两次篮球垂直撞在竖直墙面上，篮球被拋出后的运动可以看作是平抛运动的逆运动。在竖直方向上又h1 h2则t1t2即篮球从抛出到撞墙，第一次在空中运动的时间较长。因为水平位移相等，根据可知，撞墙的速度即第一次撞墙的速度小。故A正确；D错误；BC根据平行四边形定则知，抛出时的速度第一次的水平初速度小，而上升的高度大，则无法比较抛出时的速度大小。故BC错误。故选A。14. 如图所示是宇宙中一对年轻的双星，在距离地球16万光年的蜘蛛星云之中。该双星系统由两颗炽热又明亮的恒星构成，二者围绕连接线中的某个点的运动均可视为匀速圆周运动。通过观测发现，两颗恒星正在缓慢

18、靠近。不考虑其他天体的影响，且两颗恒星的质量不变。以下说法中正确的是（）A. 双星系统周期逐渐减小B. 每颗恒星的线速度都在变小C. 每颗恒星加速度都在变大D. 两颗恒星的轨道半径之比减小【14题答案】【答案】AC【解析】【详解】AD由双星系统的两颗星的周期相等，万有引力提供向心力，可以得到整理得到 两颗恒星正在缓慢靠近，知双星系统周期变小，两颗恒星的轨道半径之比不变，故A正确，D错误；B由解得因为两颗恒星的轨道半径之比不变，则两颗恒星的轨道半径均减小，则两颗星的线速度均增大，故B错误；C对星对星两颗恒星正在缓慢靠近，则每颗星的加速度均变大，故C正确。故选AC。15. 如图所示，把小球放在竖直

19、弹簧上并把球往下按到A位置，迅速由静止释放，到B点时弹簧正好处于自由状态，最后球升到最高点C，若不计弹簧质量和空气阻力，在小球上升的过程中正确的是（）A. 小球的重力势能在减少B. 全过程中小球、弹簧和地球组成的系统机械能守恒C. 从AB过程中小球动能先增大后减小D. 从AC过程中小球重力势能的改变与重力势能零点选取有关【15题答案】【答案】BC【解析】【详解】A小球上升的过程中重力势能是不断增加的，A错误；B全过程中小球、弹簧和地球组成的系统机械能守恒，小球在A点的重力势能和弹性势能等于小球在C点的重力势能，B正确；C从AB过程中，小球从A点向上运动，开始时弹力大于重力，小球做加速运动，动能

20、增大；到达某一位置时弹簧的弹力会等于小球的重力，此时速度达到最大，动能最大；此后弹簧弹力小于重力，小球做减速运动，动能减小，所以从AB过程中小球动能先增大后减小，C正确；D重力势能的改变量与重力势能零点选取无关，D错误。故选BC。16. 2020年11月6日，我国成功发射全球首颗6G试验地球卫星，卫星的轨道半径的三次方与其周期的二次方的关系图像如图所示，卫星的运动轨迹可视为圆。已知地球表面的重力加速度为g，引力常量为G，下列说法正确的是（）A. 地球的质量为B. 地球的半径为C. 第一宇宙速度为D. 地球的平均密度为【16题答案】【答案】AD【解析】【详解】A卫星绕地球做圆周运动，万有引力提供

21、向心力，由牛顿第二定律得解得则r3-T2图象的斜率解得地球质量故A正确；B由地球表面物体的重力等于万有引力可得解得地球的半径故B错误；C绕地球表面运行的卫星，根据万有引力提供向心力可得解得地球的第一宇宙速度为故C错误；D地球的密度故D正确。故选AD。第卷 非选择题（共46分）三、实验题（本题共2小题。每空2分，共12分。只需在答题卡上写出答案即可，不用写解题过程。）17. 为测定小物块P与半径为R的圆形转台B之间的动摩擦因数（设滑动摩擦力与最大静摩擦力相等），小宇设计了如图所示实验，并进行如下操作：(1)用天平测得小物块P的质量m；(2)测得遮光片宽为d，伸出转台的长度为L（dL）；(3)将小

22、物块P放在水平转台上，并让电动机带动转台匀速转动，调节光电门的位置，使固定在转台边缘的遮光片远离转轴的一端并恰好能扫过光电门的激光束；(4)转动稳定后，从与光电门连接的计时器读出遮光片单次经过光电门的时间为t；(5)不断调整小物块与转台中心O的距离，当距离为r时，小物块随转台匀速转动时恰好不会被甩出。已知当地重力加速度为g。那么，转台旋转的角速度=_，小物块与转台间的动摩擦因数=_，实验中不必要的步骤是_（填步骤序号）。【17题答案】【答案】 . . . (1)【解析】【详解】1 2设小物块的质量为m，在恰好不被甩出时，最大静摩擦力提供向心力，有mg=m2r而v=又角速度则3由以上推论可知，不

23、必要的步骤是(1)。18. 在“验证机械能守恒定律”的实验中采用重物自由下落的方法。（1）某同学列举实验中用到的实验器材为：铁架台、打点计时器及复写纸片、纸带、秒表、低压交流电源、导线、重锤、天平，其中不必要的器材是_；（2）如图所示，是实验中打出的一条纸带，若重锤质量为0.1kg，相邻记数点时间间隔为0.02s，长度单位是cm，g取。求：从点O到打下记数点B的过程中，物体重力势能的减少量_J，物体动能的增加量_J（计算结果均保留3位有效数字）；（3）通过分析比较与的数值，可分析判断重物机械能是否守恒。【18题答案】【答案】 . 秒表、天平 . . 【解析】【详解】（1）1通过打点计时器记录时

24、间，所以不需要秒表，因探究的为mgh和之间的关系，m可以约掉，所以不需要测量重锤的质量，则不需要天平。（2）23重力势能的减小量为物体在B点时的速度为则物体动能的增量为四、计算题。（本题共4小题，共36分。要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤；有数值计算的题，答案中必须明确写出数值及单位。）19. 如图所示，把一个质量为m的小球用细线悬挂起来，就成为一个摆，摆长为l，最大偏角为。如果阻力可以忽略，求：（1）小球运动到最低位置时的速度；（2）小球运动到最低位置时绳对球的拉力。【19题答案】【答案】（1）；（2）【解析】【详解】解：（1）小球从开始下落到最低点仅重力做功，由动能定理得解得（2）在最低点，对小球进行受力分析有解得20. 以知万有引力常量是G，地球半径R，月球和地球之间的距离r，同步卫星距地面的高度h，月球绕地球的运转周期T1，地球的自转周期T2，地球表面的重力加速度g请根据已知条件写出三种估算地球质量的方法并解得结果【20题答案】【答案】，【解析】【详解】解：同步卫星绕地球做圆周运动，万有引力等于向心力，则有：解得地球质量：月球绕地球做圆周运动，万有引力等于向心力，则有：解得地球质量： 在地表附近，由重力等于万有引力，则有：解得地球质量：21.