2021-2022学年新疆乌鲁木齐市第四中学高一（下）期中阶段考试物理试题（解析版）

乌鲁木齐市第四中学2021-2022学年度下学期阶段性诊断测试高一年级物理试题第I卷（选择题）一、单选题（3*8=24分）1.关于匀速圆周运动，下列说法中正确的是（）A.周期不变 B.线速度大小、方向均不变C.向心力大小、方向均不变 D.向心加速度大小、方向均不变【1题答案】【答案】A【解析】【详解】匀速圆周运动是周期、角速度不变；线速度、向心力、向心加速度大小不变，方向改变的曲线运动。故选A。2.如图所示，长为L的轻质细杆两端各固定一个小球P和Q，在离P球处有处有一光滑固定转轴O，当两球开始绕O转动，则P、Q两球（）A.角速度大小之比为2∶1 B.线速度大小之比为2∶1C.向心力大小之比2∶1 D.向心加速度大小之比为1∶2【2题答案】【答案】D【解析】【分析】【详解】A．两球共轴转动，其周期相同，根据公式有故角速度大小之比为1:1，故A错误；B．根据圆周运动中线速度与角速度关系式，有则两球线速度大小之比为1:2，故B错误；C．根据向心力表达式，有向心力大小之比为1∶2，故C错误；D．根据牛顿第二定律，有向心加速度大小之比为1∶2，故D正确。故选D。3.金星、地球和火星绕太阳的公转均可视为匀速圆周运动，它们的向心加速度大小分别为a金、a地、a火，它们沿轨道运行的速率分别为v金、v地、v火．已知它们的轨道半径R金<R地<R火，由此可以判定A.a金>a地>a火 B.a火>a地>a金C.v地>v火>v金 D.v火>v地>v金【3题答案】【答案】A【解析】【详解】AB．由万有引力提供向心力可知轨道半径越小,向心加速度越大,故知A项正确，B错误；CD．由得可知轨道半径越小,运行速率越大,故C、D都错误．4.质量为2吨的汽车，发动机牵引力的功率为30千瓦，汽车在水平路面上行驶能达到的最大速度为，若汽车所受阻力恒定，则汽车的速度为时的加速度为（）A. B. C. D.【4题答案】【答案】B【解析】【分析】【详解】汽车速度最大时，牵引力等于阻力，则有可得根据牛顿第二定律则有代入数据可得故B正确，ACD错误；故选B。5.如图所示，在一倾角为45°的斜面顶端水平抛出一小球，斜面顶端高出水平地面5m，水平地面足够长，球落地不计反弹，不计空气阻力，g取10m/s2。当分别以4m/s和8m/s的初速度抛出时，小球在空中飞行的时间分别是（）A.0.8s，1.0s B.0.8s，1.6s C.1.0s，1.6s D.1.6s，2.0s【5题答案】【答案】A【解析】【详解】设小球恰好落在斜面底端时，初速度大小为v，由题意可知，此时小球在水平方向与竖直方向发生的位移均为5m，根据平抛运动规律可得小球的运动时间为则初速度大小为可知小球会落在斜面上，小球落在斜面上时，位移方向与水平方向的夹角为45°，设运动时间为t1，有得t1=0.8s又因为v2=8m/s>v可知小球会落在地面上，则小球下落的高度为h=5m，设运动时间为t2，有h=代入数据可得t2=1.0s故选A。6.如图，有一固定且内壁光滑的半球面，球心为O，最低点为C，在其内壁上有两个质量相同的小球（可视为质点）A和B，在两个高度不同的水平面内做匀速圆周运动，A球的轨迹平面高于B球的轨迹平面。A、B两球与O点的连线与竖直线间的夹角分别为和，则（）A.A、B两球所受弹力的大小之比为3：4 B.A、B两球运动的周期之比为4：3C.A、B两球的线速度大小之比为3：8 D.A、B两球的转速之比为【6题答案】【答案】D【解析】【详解】A．根据所以A、B两球所受弹力大小之比为所以A错误；BD．根据解得所以A、B两球运动的周期之比为A、B两球的转速之比为则B错误；D正确；C．根据解得所以A、B两球运动的周期之比为所以C错误；故选D。7.在固定斜面体上放置物体B，B物体用绳子通过定滑轮与物体A相连，A穿在光滑的竖直杆上，当B以速度v0匀速沿斜面体下滑时，使物体A到达如图所示位置，绳与竖直杆的夹角为θ，连接B的绳子始终与斜面体平行，则物体A上升的速度是（）A. B. C. D.【7题答案】【答案】D【解析】【详解】将A的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向的两个分速度，如图所示

根据平行四边形定则得v0=vcosθ解得故D正确，ABC错误。故选D。8.据报道，最近在太阳系外发现了首颗“宜居”行星，其质量约为地球质量的6.4倍，一个在地球表面重量为600N的人在这个行星表面的重量将变为960N．由此可推知，该行星的半径与地球半径之比约为（）A.0.5 B.2 C.3.2 D.4【8题答案】【答案】B【解析】【详解】试题分析：设地球质量为M，半径为R，则行星质量为6.4M，半径为r，该人的质量为m．则该人在行星表面上：，该人在地球表面上：．联立两个方程式，可以得到：．故选项B正确．考点：万有引力定律的应用二、多选题（4*4=16分）9.飞船b与空间站a交会对接前绕地球做匀速圆周运动的位置如图所示，虚线为各自的轨道，则（）

A.a的周期大于b的周期B.a的加速度小于b的加速度C.a的运行速度大于b的运行速度D.a、b的运行速度大于第一宇宙速度【9题答案】【答案】AB【解析】【分析】【详解】卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，设卫星的质量为m、轨道半径为r地球质量为M，有A．周期T=飞船b的轨道半径小于空间站a的轨道半径，所以a的周期大于b的周期，故A正确；B．加速度a=飞船b轨道半径小于空间站a的轨道半径，所以a的加速度小于b的加速度，故B正确；C．线速度v=飞船b的轨道半径小于空间站a的轨道半径，所以a的运行速度小于b的运行速度，故C错误；D．第一宇宙速度是绕地球做圆周运动的最大环绕速度，所以a、b的运行速度小于第一宇宙速度，故D错误。故选AD。10.亲子游戏有益于家长与孩子之间的情感交流。如图，父亲与儿子站在水平地面玩抛球游戏，两人相向站立，各持一小球并将球水平抛出，下述抛球方式可能使两球在落地前相遇的有（）

A.父亲先将球抛出 B.儿子先将球抛出C.两人同时将球抛出 D.父亲下蹲适当高度后再与儿子同时将球抛出【10题答案】【答案】AD【解析】【详解】ABC．要想使两球在落地前相遇，则父亲扔出的球的竖直位移较大，则根据可知，时间超长，即父亲先将球抛出，选项A正确，BC错误；D．若父亲下蹲适当高度与儿子高度相同，再与儿子同时将球抛出，则两球在相同时间内下落相同的高度，则也能相遇，选项D正确。故选AD。11.如图所示，斜面倾角为，位于斜面底端正上方的小球以初速度正对斜面顶点水平抛出，小球到达斜面经过的时间为，重力加速度为，不计空气阻力，则（）A.若小球以最小位移到达斜面，则B.若小球垂直击中斜面，则C.若小球能击中斜面中点，则D.若小球能击中斜面中点，则【11题答案】【答案】ABD【解析】【详解】A．若小球最小位移到达斜面，则位移垂直于斜面，根据平抛规律，根据几何关系可知联立解得A正确；B．若小球垂直击中斜面，则速度垂直于斜面，根据几何关系解得B正确；CD．若小球击中斜面中点，根据几何关系解得D正确，C错误。故选ABD。12.如图所示，甲、乙、丙三个轮子依靠摩擦传动，相互之间不打滑，其半径分别为、、．若甲轮角速度为，则丙轮的角速度不可能为（）A. B. C. D.【12题答案】【答案】BCD【解析】【详解】由甲、乙、丙三个轮子依靠摩擦传动，相互之间不打滑知三者线速度相同，其半径分别为r1、r2、r3，则故故A错误，BCD正确。故选BCD。第II卷（非选择题）三、实验题13.在使用如图所示的向心力演示器探究向心力大小与哪些因素有关的实验中。(1)本实验采用的科学方法是______________；(2)转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动，横臂的挡板对球的压力提供了小球做匀速圆周运动的向心力，弹簧测力套筒上露出的标尺可以显示此力的大小。由图示情景可知，钢球A与铝球B的角速度关系为ωA________ωB；（选填“>”“＝”或“<”）(3)通过本实验可以得到的结论有________。A.在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比B.在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度成反比C.在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度成正比D.在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成反比【13题答案】【答案】①.控制变量法②.<③.A【解析】【分析】【详解】(1)[1]使用向心力演示器研究向心力大小与质量的关系时半径和角速度都不变，研究向心力大小与半径的关系时质量和角速度都不变，研究向心力大小与角速度的关系时半径和质量都不变，所以采用的科学方法是控制变量法；(2)[2]由图可知图中两球受到的向心力相等，转动的半径相同，由于铝的密度小，则相同体积的铝球的质量小，由向心力的公式：Fn＝mrω2，则ωA<ωB(3)[3]通过本实验可以得到的结论有，在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比，在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成正比，在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度的平方成正比。故选A。14.某实验小组通过实验研究发现：做平抛运动的小球在竖直方向上的运动规律跟自由落体的运动规律相同。于是又设计实验研究水平方向上的运动。如图所示，在靠近竖直墙壁的水平桌面上固定一斜面体，小球从斜面上某点釋放，滑到桌面上，然后从桌面边缘飞出做平抛运动。实验的操作步骤如下：A.调节桌面水平，竖直墙面上与桌面平齐的点标记为OB.把裁成长条的白纸和复写纸，平贴在O点以下的竖直墙面上C.把小球从斜面上某点由静止释放，小球从水平桌面边缘飞出，撞击在竖直墙面上，通过复写纸在白纸上留下撞痕，标记为AD.垂直竖直墙面向右移动桌子，移动的距离为xE.再次把小球从斜面上由静止释放，小球从水平桌面边缘飞出，在白纸上留下第二个撞痕，标记为BF.重复步骤D、E，得到更多的撞痕，标记为C、D……G.用米尺测量O点到每个撞痕距，，，，……（1）本实验斜面和桌面的粗糙程度对实验的精确度是否有影响？______影响（填“有”或者“没有”）（2）在同一组实验中，小球从斜面上由静止释放时需满足什么条件？_____________（3）判断水平方向小球做匀速运动的条件是______（用题设条件中的物理量表示）。【14题答案】【答案】①.没有②.从同一位置释放③.【解析】【分析】【详解】(1)[1]只要小球每次从斜面同一位置由静止释放，克服摩擦阻力做功相同，从桌面边缘飞出时的速度相等即可，故本实验斜面和桌面的粗糙程度对实验的精确度没有影响。(2)[2]在同一组实验中，小球从斜面上由静止释放时需满足从同一位置释放。(3)[3]若小球水平方向做匀速直线运动，则移动每一个x小球做平抛运动的时间差恒定，竖直方向由匀变速直线运动推论可知，相同时间位移差恒定，故竖直方向相邻两个撞痕间长度差恒定，即整理得四、解答题15.一位质量m=50kg的滑雪运动员从高度h=30m的斜坡自由滑下（初速度为零）．斜坡的倾角θ=37°，滑雪板与雪面滑动摩擦因素=0.1．则运动员滑至坡底的过程中有：（1）所受几个力所做的功各是多少？（2）合力做了多少功？（3）到达坡底时摩擦力的功率是多少？（不计空气阻力）【15题答案】【答案】（1）WG=15000J；WN=0；Wf=2000J（2）W合=13000J（3）Pf=912W【解析】【分析】【详解】（1）重力做功：

支持力不做功：WN=0摩擦力做功：（2）总功：（3）由动能定理可知：W合=mv2得v=m/s摩擦力的功率Pf=-fv=-μmgvcos37°=912W16.甲、乙两名同学在操场上用两个篮球（可视为质点）玩“空中击球”游戏，如图所示，甲同学在O点将篮球A以速度v斜向上抛出，使得篮球能够从乙同学正上方经过，乙同学选择合适时机，将篮球B从与O点等高的Q点以的初速度竖直向上抛出，篮球A经过最高点M后，在下降过程中经过P点时被正在上升的篮球B恰好击中，N位于连线上且在M点正下方，已知O、N两点距离，N、Q两点距离，P、Q两点距离，不计空气阻力，重力加速度，求：（1）篮球A抛出的初速度v；（2）篮球B延迟于篮球A多长时间抛出？【16题答案】【答案】（1）15m/s；（2）0.8s【解析】【详解】（1）设M、N间距为H，篮球A抛出的初速度为v，其水平和竖直分速度分别为vx和vy则有①②③④⑤⑥由①②③④⑤⑥可解得v=15m/s，t1=1.2s，t2=0.4s（2）B球上抛过程有解得t3=0.8或t3=1.6s（舍去）篮球B延迟于篮球A的时间17.如图所示，宇航员站在某质量分布均匀的星球表面一斜坡上P点沿水平方向以初速度v0抛出一个小球，测得小球经时间t落到斜坡上另一点Q，斜面的倾角为α，已知该星球半径为R，万有引力常量为G，求：(1)该星球表面的重力加速度；(2)该星球的密度；(3)该星球的第一宇宙速度v；(4)人造卫星绕该星球表面做匀速圆周运动的最小周期T。【17题答案】【答案】(1)；(2)；(3)；(4)【解析】【详解】(1)设该星球表现的重力加速度为g，根据平抛运动规律：水平方向x=v0t竖直方向平抛位移与水平方向夹角的正切值得(2)在星球表面有所以该星球的密度(3)由可得v=又GM=gR2所以(4)绕星球表面运行的卫星具有最小的周期，即：18.一光滑圆锥固定在水平地面上，其圆锥角为74°，圆锥底面的圆心为O′.用一根长为0.5m的轻绳一端系一质量为0.1kg的小球（可视为质点），另一端固定在