2021-2022学年天津市北京师范大学静海附属学校高一（下）期中物理试题（解析版）

北师静海附校2021～2022学年高一年级期中考试物理试题一、选择题（共7小题，每小题4分，共28分。）1.关于曲线运动，下列说法正确的是（）A.变速运动一定是曲线运动 B.曲线运动一定是变速运动C.曲线运动一定是变加速运动 D.变加速运动一定是曲线运动【答案】B【解析】【详解】AB．曲线运动的条件是速度与加速度不在同一直线上，曲线运动物体的速度方向在不断改变，一定是变速运动；但变速运动不一定就是曲线运动，如匀变速直线运动，故A错误，B正确；C．曲线运动是变速运动，一定有加速度，但加速度可以不变、也可变化，如平抛运动是匀变速曲线运动，而匀速圆周运动是变加速曲线运动，故C错误；D．只要加速度的方向与速度方向在同一直线上就做直线运动，与加速度是否改变无关，故变加速运动可以是曲线运动，也可以是直线运动，故D错误。故选B。2.在同一高度分别水平抛出两个小球，初速度大小分别为和，落地点与抛出点的水平距离分别为和，若，不计空气阻力，则（）A. B.C. D.【答案】A【解析】【详解】小球做平抛运动，竖直方向自由落体运动水平方向匀速直线运动解得所以同一高度分别水平抛出两个小球，水平位移之比故选A3.如图汽车用跨过光滑定滑轮的轻绳提升一质量为m的物块，汽车以速度水平向右匀速运动，重力加速度为g，在物块到达滑轮之前，下列正确的是（）

A.物块向上匀速运动 B.图示位置时，物块上升的速度为C.物体处于超重状态 D.车在运动过程当中，绳子拉力始终保持不变【答案】C【解析】【详解】设绳子与水平方向夹角为，对汽车的速度沿绳子方向和垂直绳子方向进行分解，根据几何关系有，AB．根据题意可知，物块上升的速度与汽车沿绳子方向的分速度相等，即汽车以速度水平向右匀速运动，则减小，变大，则变大，则物块向上做加速运动，当汽车经过图示位置时，则故AB错误；C．由上述分析可知，物块向上做加速运动，则具有向上的加速度，故物块处于超重状态，故C正确；D．由AB分析可知，物块做加速运动，但不是匀加速运动，根据牛顿第二定律可知，车在运动过程当中，绳子的拉力改变，故D错误。故选C。4.如图所示，A、B两点分别位于大、小轮的边缘上，大轮半径是小轮半径的2倍，它们之间靠摩擦传动，接触面不打滑，则A、B两点的角速度之比ωA：ωB为（）A.1：2 B.1：4 C.2：1 D.1：1【答案】A【解析】【详解】A、B两点靠摩擦传动，具有相同的线速度，根据，半径比为2：1，则角速度之比为1：2，故A正确，BCD错误；故选A．【点睛】解决本题的关键知道通过摩擦传动轮子边缘上的点具有相同的线速度，以及掌握线速度与角速度的关系．5.如图所示，用长L=0.6m的绳系着装有m=0.5kg的水的小桶，在竖直平面内做圆周运动，成为“水流星”。重力加速度g取。若过最高点时速度为3m/s，最高处的“水流星”，水对桶底的压力大小为（）

A.0N B.2.5N C.5N D.7.5N【答案】B【解析】【详解】设在最高处时，桶对水的支持力为F，则有解得根据牛顿第三定律可知，水对桶底的压力大小为2.5N。故选B。6.“天津之眼”是世界上唯一一个桥上瞰景的摩天轮，是天津的地标之一。如图所示，摩天轮悬挂的座舱在竖直平面内做匀速圆周运动。已知座舱的质量为m，运动半径为R，角速度大小为ω，重力加速度为g，则座舱（）

A.运动周期为 B.加速度的大小为ωRC.所受合力的大小始终为mg D.所受合力的大小始终为【答案】A【解析】【分析】【详解】A．根据周期与角速度的关系可知，运动的周期为，故A正确；B．根据匀速圆周运动的向心加速度的公式可知，座舱的加速度大小为，故B错误；CD．由于做匀速圆周运动，则合力一直等于向心力，始终为，故CD错误；故选A。7.神舟十三号载人飞船入轨后经历多次机动变轨，于北京时间10月16日6时56分与空间站组合体成功实现自主快速交会对接，顺利完成入轨状态设置，成功对接于天和核心舱径向端口，如图所示，假设神舟十三号载人飞船A与天和核心舱B（均可看成质点）对接前分别在轨道1和轨道2上做圆周运动。神舟十三号载人飞船A在适当位置经短时加速变轨后与轨道2上运行的天和核心舱B于P点实现对接，不计飞船发动机喷气的质量损耗，下列说法错误的是（）A.A在轨道1上运行时的加速度大于在轨道2上运行时的加速度B.随着航天技术发展，可以实现飞船与空间站的同轨加速追及对接C.A与B对接后在高轨道的运行速度比A在原轨道的运行速度小D.A与B对接后在高轨道的运行周期比A在原轨道的运行周期大【答案】B【解析】【详解】A．根据万有引力提供向心力有可得可知，A在轨道1上运行时的加速度大于在轨道2上运行时的加速度，故A正确，不符合题意；B．当飞船加速时，飞船将做离心运动，则无法实现飞船与空间站的同轨加速追及对接，故B错误，符合题意；C．根据万有引力提供向心力有可得可知，A与B对接后在高轨道的运行速度比A在原轨运行速度小，故C正确，不符合题意；D．根据万有引力提供向心力有可得可知，A与B对接后在高轨道的运行周期比A在原轨道的运行周期大，故D正确，不符合题意。故选B。二、不定项选择题（每小题4分，共16分。每小题给出的四个选项中，都有多个选项是正确的。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，选错或不答的得0分）8.汽车转弯时如果速度过大，容易发生侧滑。因此，汽车转弯时不允许超过规定速度。如图所示，一辆质量2×103kg的汽车（可视为质点）在水平公路的弯道上行驶，路面对轮胎的径向最大静摩擦力为1.4×104N（最大静摩擦力等于滑动摩擦力），当汽车以10m/s的速度经过半径50m的弯道时，下列判断正确的是（）A.汽车受到重力、弹力、摩擦力B.汽车受到重力、弹力、摩擦力和向心力C.汽车的向心力大小为4000ND.汽车会发生侧滑【答案】AC【解析】【分析】【详解】AB．汽车受到重力、弹力、摩擦力，A正确，B错误；C．汽车的向心力大小为D．向心力小于最大静摩擦力，所以汽车不会发生侧滑，D错误。故选AC。9.有关圆周运动的基本模型如图所示，下列说法正确的是（）

A.甲图火车转弯超过规定速度行驶时，外轨对轮缘会有挤压作用B.乙图中汽车通过拱桥的最高点时（v≠0）汽车所受支持力等于其重力C.丁图光滑且固定的竖直倒立圆锥筒内在不同水平面做匀速圆周运动的两小球，周期相同D.丙图直径刚好略小于管的内径的小球在竖直放置的光滑管型轨道中能做完整圆周运动的最高点的速度条件是大于0【答案】AD【解析】【分析】【详解】A．火车刚好由重力和支持力的合力提供向心力时，有解得当速度大于此速度时，重力和支持力的合力小于所需的向心力，则火车做离心运动的趋势，所以车轮的轮缘对外轨有挤压，故A正确；B．汽车通过拱桥的最高点时，其所受合力方向指向圆心，所以汽车有竖直向下的加速度，处于失重状态，汽车所受支持力不等于其重力。故B错误；C．由合力提供向心力得解得可知，半径大周期大。故C错误；D．由于在最高点有支撑，速度小时不会下落，所以小球能够在竖直放置的光滑管型轨道中能做完整圆周运动，只要最高点的速度是大于0。故D正确。故选AD。10.质量为1.0kg的质点在平面内运动，质点在轴和轴方向上的速度随时间变化图像分别如图甲、乙所示，下列说法正确的是（）

A.质点第2s末质点速度大小为5.0m/sB.质点在2s内的位移为12mC.质点运动的加速度大小为1.5m/s2D.质点受到的合外力大小为1.0N【答案】AD【解析】【详解】由图甲可知，质点在沿方向上，做匀速直线运动，速度为；由图乙可知，质点在沿轴方向上，做初速度为的匀加速直线运动，根据图像中图线的斜率表示加速度的大小可知，质点在轴方向上的加速度为A．根据题意可知，质点在末，沿轴的分速度为在轴方向上，根据可得，沿轴的分速度为则质点在末的速度为故A正确；B．根据题意可知，质点在内，沿轴的分位移为在轴方向上，根据可得，沿轴的分位移为则质点在内的位移为故B错误；CD．根据上述分析可知，质点在轴方向上加速度为零，质点在轴方向上加速度为，则质点的加速度为沿轴的，根据牛顿第二定律可得，质点受到的合外力大小为故D正确。故选AD。11.如图所示为地球周围不同轨道上卫星的公转周期的平方与公转轨道半径的三次方的关系图像，其中、对应的是近地卫星数据，已知引力常量为（图中、为已知量），则下列关于地球和卫星的相关的物理量可以求出的是（）

A.地球自转的角速度 B.地球的质量 C.地球的密度 D.地球的第一宇宙速度【答案】BCD【解析】【分析】【详解】A．根据角速度公式可知，因为没有地球自转周期，所以无法求出地球自转的角速度。A错误；B．对近地卫星有变形得B正确；C．根据密度公式得C正确；D．对近地卫星有D正确。故选BCD。三、实验题（共2题，12题8分，13题10分，共18分）12.如图1所示，是探究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系的实验装置图，转动手柄1，可使变速轮塔2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动。皮带分别套在轮塔2和3上的不同圆盘上，可使两个槽内的小球6、7分别以不同的角速度做匀速圆周运动。小球做圆周运动的向心力由横臂8的挡板对小球的压力提供，球对挡板的反作用力，通过横臂8的杠杆作用使弹簧测力筒9下降，从而露出标尺10，标尺10上露出的红白相间的等分格显示出两个球所受向心力的比值。那么：

（1）在研究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系时我们主要用到了物理学中_________的方法；A．理想实验法B．等效替代法C．控制变量法D．演绎法（2）当传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上时，塔轮边缘处的__________大小相等；（填“线速度”或“角速度”）（3）现将两小球分别放在两边的槽内，为了探究小球受到的向心力大小和角速度的关系，下列说法中正确的是________；A．在小球运动半径相等的情况下，用质量相同的小球做实验B．在小球运动半径相等的情况下，用质量不同的小球做实验C．在小球运动半径不等的情况下，用质量不同的小球做实验D．在小球运动半径不等的情况下，用质量相同的小球做实验（4）若左右两个标尺显示的向心力之比为9:4，则左右两个塔轮半径之比为：_________。【答案】①.C②.线速度③.A④.2:3【解析】【详解】（1）[1]探究一个物理量与多个物理量之间的关系时，需先让一些物理量保持不变，探究其与其中某一个物理量的关系，需要用控制变量法，故ABD错误C正确。故选C（2）[2]当传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上时，塔轮边缘处为皮带传动，则线速度大小相等。（3）[3]根据向心力公式可知，探究小球受到的向心力大小和角速度的关系时，需要使小球的质量和做圆周运动的半径保持不变，即在小球运动半径相等的情况下，用质量相同的小球做实验，故BCD错误A正确。故选A。（4）[4]根据公式可得由于左右两个标尺显示的向心力之比为，则左右两个塔轮转动的角速度之比为，根据可知，左右两个塔轮半径之比为。13.在“探究平抛运动的特点”的实验中：

（1）下面的做法可以减小实验误差的有________。A.使用密度小、体积大的球B.实验时让小球每次都从同一高度由静止开始滚下C.尽量减小钢球与斜槽间的摩擦D.使斜槽末端的切线保持水平（2）如图乙所示为小球做平抛运动一部分位置图，图中背景方格的实际边长为8mm，如果取g=10m/s2，那么：A点________（“是”或“不是”）平抛运动初位置。小球从A到B的时间和从B到C的时间分别为和，________（填“”、“”、“”）；（3）小球做平抛运动的水平初速度大小是_______m/s；B点速度______m/s（结果保留两位有效数字）。【答案】①.BD##DB②.不是③.=④.0.60⑤.1.0【解析】【详解】（1）[1]A．为了减少空气阻力对实验的影响，应用质量大，体积小的物体，即密度大的物体，故A错误；B．实验时，让小球每次都从同一高度由静止开始滚下，保证小球具有相同的初速度，故B正确；C．无论斜槽是否光滑，只要让小球每次都从同一高度由静止开始滚下，就能使小球具有相同的初速度，故C错误；D．斜槽末端的切线保持水平，保证小球做平抛运动，故D正确。故选BD。（2）[2][3]小球做平抛运动，水平方向为匀速直线运动，由图乙可知，小球从A到B和从B到C的水平位移相等，根据可知，小球从A到B的时间和从B到C的时间假设A是抛出点，设小球从A到B的时间和从B到C的时间均为，竖直方向上，根据可得，则应有由图乙可知，实际上则假设不成立，即A点不是抛出点。（3）[4][5]竖直方向上，根据逐差法有水平方向上有又有解得，小球运动到B点，竖直分速度为小球运动到B点的速度为三、计算题（14题12分，15题14分，16题12分，共38分）14.小明将铅球以初速度v0=10m/s水平抛出，铅球落地时的速度方向与水平方向成=45°角，不计空气阻力，重力加速度为g=10m/s2。则：（1）铅球的运动时间；（2）铅球的水平位移；（3）铅球的抛出点离地面的高度。【答案】(1)1s；(2)10m；(3)5m【解析】【分析】【详解】(1)铅球落地时的速度方向与水平方向夹角满足落地时的竖直分速度为vy=v0tan45°=10m/s运动时间为(2)水平位移为x=v0t=10m(3)抛出点离地面的高度为15.如图所示，一个人用一根长1m