2021-2022学年江苏省南京市建邺高级中学高一下学期期中考试物理试卷

建邺高中2021~2022第二学期期中考试高一物理注意事项：本卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共100分．考试时间75分钟．考生将第Ⅰ卷、第Ⅱ卷答案填涂在答题卡上，答在试卷上无效．第I卷（选择题共48分）一、单选题（本题包括12小题，每小题4分，共48分．每小题只有一个选项符合题意）1．关于物体的受力和运动，下列说法中正确的是（）A．物体做曲线运动时，它的加速度方向一定不变B．做曲线运动的物体，一定受到与速度不在同一直线上的外力作用C．物体做曲线运动时，某点的加速度方向就是通过这一点曲线的切线方向D．物体在不垂直于速度方向的合力作用下，速度大小可能一直不变2．有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（）A．图甲中，汽车通过拱桥的最高点处于超重状态B．图乙中，一圆锥摆增大θ，但保持圆锥的高度不变，则圆锥摆的角速度不变C．图丙中，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相等D．火车转弯超过规定速度行驶时，车轮对内侧轨道会有侧向挤压作用3．如图所示，有a、b、c、d四颗卫星，a未发射，在地球赤道上随地球一起转动，b为近地轨道卫星，c为地球同步卫星，d为高空探测卫星，所有卫星的运动均视为匀速圆周运动，重力加速度为g，则下列关于四颗卫星的说法正确的是（）A．a卫星的向心加速度等于重力加速度gB．b卫星与地心连线在单位时间扫过的面积等于c卫星与地心连线在单位时间扫过的面积C．b、c卫星轨道半径的三次方与运行周期平方之比相等D．a卫星的向心力小于d卫星的向心力4．如图所示，光滑斜面固定在水平面上，斜劈B上表面水平且粗糙，物块A放在B的上表面上，由静止释放后两物体一起下滑，则在物体下滑过程中（）A．物体B对A的支持力不做功B．物体B对A的摩擦力做负功C．下滑过程中A的机械能减小D．任一时刻A所受支持力与所受摩擦力的瞬时功率之和为零5．如图所示，一光滑宽阔的斜面，倾角为θ，高为h，重力加速度为g。现有一小球在A处贴着斜面以水平速度v0射出，最后从B处离开斜面，下列说法中正确的是（）A．小球的运动轨迹不是抛物线B．小球的加速度为gtanθC．小球到达B点的时间为D．A、B两点间的距离为6．如图所示为自行车皮带传动装置，主动轮O1上两轮的半径分别为3r和r，从动轮O2的半径为2r，A、B、C分别为轮缘上的三点，设皮带不打滑，则下面比例正确的是（）A．A、B、C三点加速度之比aA∶aB∶aC=6∶2∶1B．A、B、C三点加速度之比aA∶aB∶aC=3∶2∶1C．A、B、C三点角速度之比ωA∶ωB∶ωC=1∶2∶1D．A、B、C三点线速度之比vA∶vB∶vC=3∶2∶27．发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步轨道3。轨道1、2相切于Q点，2、3相切于P点，M、N为椭圆轨道短半轴的端点，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时（如图所示），以下说法正确的是（）A．在三条轨道中周期从大到小的顺序是3轨道、1轨道、2轨道B．卫星在轨道1上经过Q点时的加速度小于它在轨道2上经过Q点时的加速度C．卫星在轨道2上从M-P-N运动所需的时间等于从N-Q-M的时间D．8．质量为m的物体，由静止开始下落，由于阻力作用，下落的加速度为，在物体下落h的过程中，下列说法正确的是（）A．物体机械能减少了B．物体的动能增加了C．物体的重力势能增加了D．物体克服阻力所做的功为9．3·12植树节上同学们种下了绿色与希望。如果一位高为h的中学生绕着地面上的O点把小树扶起来，简化后如图所示，当学生以速度v向左运动时，小树与地面的夹角恰为α，则此时小树转动的角速度为（）A．B．C．D．10．如图所示，“食双星”是指在相互引力作用下绕连线上O点做匀速圆周运动的两颗恒星，彼此掩食（像月亮挡住太阳）而造成亮度发生周期性变化。在地球上通过望远镜观察这种双星，视线与双星轨道共面。观测发现恒星A的周期为T，已知两颗恒星A、B间距为d，万有引力常量为G，则可推算出双星的总质量为（）A．B．C．D．11．汽车在研发过程中都要进行性能测试，如图所示为某次测试中某型号汽车的速度与拉力大小倒数的图像。已知汽车在平直路面上由静止启动，平行于轴，反向延长过原点。已知阻力是车重的0.2倍，汽车质量为，下列说法正确的是（）A．汽车由b到c过程做匀加速直线运动B．汽车从a到b持续的时间为4sC．汽车额定功率为50kwD．汽车能够获得的的最大速度为为12m/s12．如图，相同的物块a、b用沿半径方向的细线相连放置在水平圆盘上。当圆盘绕转轴转动时，物块a、b始终相对圆盘静止。下列关于物块a所受的摩擦力随圆盘角速度的平方（ω2）的变化关系正确的是（）A．B．C．D．第II卷（非选择题共52分）二、填空题（本题包括2小题，每空2分，共16分）13．在做“探究平抛运动规律”实验时，通过描点法画出小球平抛运动轨迹，并求出平抛运动初速度。实验装置如图所示，取g=10m/s2。（1）下列说法正确的是______A．应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滑下B．斜槽轨道必须光滑C．斜槽轨道末端可以不水平D．要使描出的轨迹更好地反映真实运动，记录的点应适当多一些E．为了比较准确地描出小球运动的轨迹，应该用一条曲线把所有的点连接起来（2）图是小球做平抛运动轨迹所描点的一部分，图中方格的边长均为5cm，若取g=10m/s2，则小球运动中水平速度的大小是______m/s，小球经过B点时速度的大小是______m/s。14．某同学用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。用细线连接质量m1=480g、m2=800g的两物体，跨过光滑轻质小滑轮，在m1下端拖着的纸带通过打点计时器，让m2从高处由静止开始下落。实验中打出的一条纸带如图乙所示，O是打下的第一个点，A、B、C、D是计数点，相邻的两计数点间还有一个点未画出，已知打点计时器频率为50Hz，当地重力加速度g取10m/s2。（计算结果均保留两位小数）（1）在打下C点时两物体的速度大小vc=_________m/s．（2）从O点到C点的过程中，系统动能的增加量__________J，系统重力势能的减少量__________J。（3）从O点到C点的过程中，系统重力势能的减少量大于系统动能的增加量的可能原因是：____________；（4）若测量出O到各点的距离记为h，并计算出各点的瞬时速度v，作出v2-2gh图像如图丙所示，测得图线的斜率为，则=________。三、解答题（本题包括3小题，共36分）15．宇航员站在一星球表面上，沿水平方向以初速度v0从倾斜角为θ的固定斜面顶端P处抛出一个小球，测得经过时间t小球落在斜面上的另一点Q，已知该星球的半径为R，可视为均匀球体，万有引力常量为G，求：（1）该星球表面的重力加速度；（2）该星球的第一宇宙速度。16．小船匀速横渡一条河流，当船头垂直对岸方向航行时，在出发后10min到达对岸下游120m处；若船头保持与河岸成α角向上游航行，出发后12.5min到达正对岸。求：（1）水流的速度；（2）小船在静水中的速度、河的宽度以及船头与河岸间的夹角α。17．如图所示，粗糙水平地面与半径为R=0.5m的粗糙半圆形轨道BCD相连接，且在同一竖直平面内，O时BCD的圆心，BOD在同一竖直线上。质量为m=2kg的小物块在水平面夹37°角的恒力F=20N的作用下，由静止开始从A点开始做匀加速直线运动，当小物块运动到B点时撤去F，小物块沿半圆轨道运动恰好能通过D点，已知AB间的距离为3m，小物块与地面间的。，，求：（1）小物块运动到B点的速度大小；（2）小物块运动到B点时对圆弧轨道的压力；（3）小物块由B到D的过程中克服阻力所做的功。参考答案1．B【解析】AB．当力的方向与速度方向不在一条直线上时，物体将做曲线运动，该力可以是恒力也可以是变力。当该力是恒力时，加速度大小和方向都不变，A错误，B正确；C．物体做曲线运动时，某点的速度方向就是通过这一点曲线的切线方向，加速度方向一定不在该方向上，C错误；D．物体在不垂直于速度方向的合力作用下，可以将力分解到沿运动方向和垂直于运动方向，在沿着运动方向，存在分力，速度大小一定会发生变化，D错误。2．B【解析】A．由汽车在最高点有，可知，故汽车处于失重状态，A错误；B．圆锥摆在运动过程中，重力和拉力的合力提供向心力，由几何知识，，得，故增大，保持圆锥的高度不变，角速度不变，B正确；C．图丙中根据受力分析知两球受力情况相同，即向心力相同，由知，r越大，角速度越小，C错误；D．火车转弯超过规定速度行驶时，火车将会发生离心运动，车轮对外侧轨道会有侧向挤压作用，D错误。3．C【解析】A．对于a卫星有，所以，，A错误；B．根据牛顿第二定律得，卫星与地心连线单位时间扫过的面积为联立解得，两卫星半径不同，所以扫过的面积不同。B错误；C．根据开普勒第三定律，b、c卫星轨道半径的三次方与周期平方之比相等。C正确；D．向心力与卫星质量有关，卫星质量未知，无法判断向心力大小关系。D错误。4．D【解析】AB．把A、B看成整体，根据牛顿第二定律可知，两物体一起沿斜面以加速度向下做匀加速直线运动，对A分析，除受本身重力之外，还受物体B竖直向上的支持力，物体B水平向右的静摩擦力，由图可知，物体A的速度方向与支持力间成钝角，与摩擦力方向成锐角，根据做功公式可知，支持力做负功，摩擦力做正功，故AB错误；CD．由A下滑的加速度为可知，物体B对A的支持力和摩擦力的合力与物体A的重力垂直斜面的分力等大反向，则物体B对A的支持力和摩擦力的合力与物体A的速度方向一直垂直，则任一时刻A所受支持力与所受摩擦力的瞬时功率之和为零，二力所做的总功为零，相当于只有重力做功，则下滑过程中A的机械能守恒，故C错误，D正确。5．C【解析】A．对小球受力分析，竖直向下的重力、垂直于斜面斜向上的支持力。其合力大小为重力的下滑分力，即，方向沿斜面向下，依题意可知小球合力方向与初速度方向垂直，且为恒力。所以运动轨迹为抛物线。故A错误；B．根据牛顿第二定律，可得。故B错误；C．把小球的实际运动分解为水平方向的匀速直线运动和沿合力方向的初速度为零的匀加速直线运动，根据运动的等时性，可得，解得，故C正确；D．小球沿水平方向的位移为A、B两点间的距离为联立，可得故D错误。6．AC【解析】C．B点和C点具有相同大小的线速度，根据，知B、C两点的角速度之比等于半径之反比，所以而A点和B点具有相同的角速度，则得故C错误；D．根据，知A、B的线速度之比等于半径之比，所以B、C线速度相等，所以，故D错误；AB．根据得，故A正确，B错误。7．D【解析】A．根据开普勒第三定律，则半径（半长轴）大的周期大，轨道3半径比轨道2半长轴大，轨道2半长轴大于轨道1半径，所以在三条轨道中周期从大到小的顺序是3轨道、2轨道、1轨道，故A错误；B．根据得，知卫星在轨道1上经过Q点时的加速度等于它在轨道2上经过Q点时的加速度，故B错误；C．由开普勒第二定律知卫星在轨道2上从M­P­N运动所需的时间大于从N­Q­M的时间，故C错误；D．根据得知轨道3上的运行速率小于轨道1的运行速率，经过轨道2上点时需要加速离心，所以，经过轨道2上点时速度大于轨道1的速度，经过轨道2上点时需要减速近心，所以经过轨道2上P点时速度小于轨道3的速度，所以在三条轨道中速率最大的时刻为经过2轨道的Q点，速率最小的时刻为经过2轨道上P点，故D正确。8．A【解析】B．根据牛顿第二定律根据动能定理，物体的动能增加了，故B错误；C．物体重力做功，做正功，则物体的重力势能减少了，故C错误；A．由BC选项知，物体机械能减少了，故A正确D．根据牛顿第二定律，阻力大小为，物体克服阻力所做的功为，故D正确。9．D【解析】把人的速度分解为垂直于旗杆的速度v1和沿杆的速度v2，如图此时手握旗杆的位置到O点距离为则有10．B【解析】设A、B两天体的轨道半径分别为、，两者做圆周运动的周期相同，均为T，由于经过，对两天体，由万有引力提供向心力可得其中联立解得11．C【解析】A．由于图像斜率为定值，即，可知，发电机功率为定值以及，得，可知，不变，增大，则加速度减小，故汽车由到过程做加速度减小的变加速直线运动，故A错误；B．汽车从到牵引力不变，设为，阻力不变，汽车做匀加速直线运动，设加速度大小为，根据牛顿第二定律有，由图可知，牵引力由图可知，当速度达到最大速度时，牵引力联立并带入数据得加速度设点的速度为，汽车从到持续的时间为，故B错误；C．点时已经达到最大功率，则最大功率为，故C正确；D．汽车能够获得的最大速度为，故D错误。12．D【解析】转动过程中ab角速度相同。当圆盘角速度较小时，ab由静摩擦力充当向心力，绳子拉力为零，此过程中ab所需要的摩擦力分别为，因为，故，又因为ab与平台的最大静摩擦力相同，所以随着角速度增大，b先达到最大静摩擦力，当b达到最大静摩擦力时绳子开始出现拉力，此时对于ab有,联立可得由上述分析可知，绳子拉力出现之前图像的斜率为，绳子拉力出现之后图线的斜率为，所以绳子有拉力时图线斜率变大。13．（1）AD（2）1.52.5【解析】（1）[1]A．为使小球初速度相等，应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滑下，故A正确；B．斜槽轨道没必要必须光滑，故B错误；C．为保证初速度沿水平方向，斜槽轨道末端要保持水平，故C错误；D．要使描出的轨迹更好地反映真实运动，记录的点应适当多一些，故D正确；E．为了比较准确地描出小球运