2021-2022学年重庆市万州第二中学高一（下）期中考试物理试题（解析版）

万州二中高2021级高一下学期期中考试物理试卷第Ⅰ卷（选择题）一、单项选择题（本题共7题，每小题4分，共28分。在每个小题给出的四个选项中只有一个是正确的。）1.关于运动，下列说法正确的是（）。A.做圆周运动的物体，其所受合力方向不一定指向圆心B.恒力作用下，物体一定做直线运动C.物体的加速度减小时，其速度一定也减小D.加速度越大，速度变化越大【1题答案】【答案】A【解析】【详解】A．只有当物体做匀速圆周运动时，其所受合力方向才一定指向圆心，选项A正确；B．B。恒力作用下，物体不一定做直线运动，例如平抛运动，选项B错误；C．若加速度和速度同向，物体的加速度减小时，其速度仍在增加，选项C错误；D．加速度越大，速度变化越快，速度变化不一定越大，选项D错误。故选A。2.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.牛顿首先提出了“日心说”B.卡文迪什用扭秤实验测定了万有引力常量，涉及的物理思想方法是放大法C.开普勒发现了万有引力定律D.伽利略发现行星运行的轨道是椭圆的【2题答案】【答案】B【解析】【详解】A．哥白尼首先提出了“日心说”，A错误；B．卡文迪什测量引力常量使用的扭秤装置，利用入射光线不变时，当入射角改变时，将扭秤转动的角度通过反射光线在屏上光斑移动显示出来，采用放大法，B正确；C．牛顿发现了万有引力定律，C错误；D．开普勒发现行星运行的轨道是椭圆的，D错误；故选B。3.如图所示，山崖边的公路常被称为最险公路，一辆汽车欲安全通过此弯道公路（公路水平），下列说法不正确的是（）

A.若汽车以恒定的角速度转弯，选择内圈较为安全B.若汽车以恒定的线速度大小转弯，选择外圈较为安全C.汽车在转弯时受到重力、支持力和摩擦力作用D.汽车在转弯时受到重力、支持力、摩擦力和向心力作用【3题答案】【答案】D【解析】【详解】CD．汽车在转弯时受到重力、支持力和摩擦力作用，其中摩擦力提供向心力。故C正确，与题意不符；D错误，与题意相符；AB．汽车转弯时，径向的静摩擦力提供向心力有一个最大静摩擦力的限制，所需向心力越小，则汽车越安全。根据公式易知，汽车以恒定的角速度转弯，选择内圈时，轨道半径较小，所需向心力较小，较为安全；汽车以恒定的线速度大小转弯，选择外圈时，轨道半径较大，所需向心力较小，较为安全。故AB正确，与题意不符。故选D。4.中学生常用的学习用具修正带的结构如图所示，包括大小齿轮、压嘴座等部件。大小齿轮分别嵌合于大小轴孔中并相互咬合，半径之比为2∶1。a、b两点分别位于大小齿轮的边缘，c点位于大齿轮半径的中点。当修正带被匀速拉动进行字迹修改时（）。A.角速度 B.线速度C.转速 D.向心加速度【4题答案】【答案】AB【解析】【详解】A．a、b两点的传动是齿轮传动，两齿轮边缘的线速度大小相等，由v=ωr可知，角速度ω与半径r成反比，因为ra>rb，所以ωa<ωb；a、c两点同轴转动，ωa=ωc，所以ωb>ωc，A正确；B．因为ωb>ωc，rb=rc，所以vb>vc，B正确；C．因为ω=2πn，ωa<ωb，所以na<nb，C错误；D．因为an=ωv，ωa<ωb，va=vb，所以aa<ab，D错误。故选AB。5.一小船在静水中的速度为，它在一条河宽150m，流速为的河流中渡河，则下列说正确的是（）A.小船渡河时间不少于50sB.小船以最短时间渡河时，它沿水流方向的位移大小为120mC.小船以最短位移渡河时，相对岸边速度大小为D.小船以最短位移渡河时，时间为37.5s【5题答案】【答案】D【解析】【详解】A．当船的静水中的速度垂直河岸时渡河时间最短选项A错误；B．船以最短时间30s渡河时沿河岸的位移即它沿水流方向的位移大小为90m，选项B错误；CD．因为船的静水速度大于水流速度，所以船能垂直渡河，此时渡河位移最短。如图所示：相对岸边速度大小为渡河时间为选项C错误，D正确故选D。6.如图所示C为内壁光滑、半径为R的半圆形轨道，D为定滑轮，开始时A、B均处于静止状态，释放后，A沿圆弧轨道下滑，若已知A球下滑到最低点时的速度为v，则此时B的速度为（）

A.v B.v C.2v D.v【6题答案】【答案】D【解析】【详解】A滑到最低点时速度方向水平向左，它的两个分速度v1、v2如图所示

B球的速度与v1大小相等，由几何关系知vcos45°=vB可得vB=v1=v故选D。7.在2020年4月24日第五个中国航天日上，备受瞩目的中国首次火星探测任务命名为“天问”。“天问一号”火星探测任务要一次性完成“绕、落、巡”三大任务。火星公转轨道半径是地球公转轨道半径的，火星的半径约为地球半径的，火星的质量约为地球质量的。火星探测器在火星表面附近绕火星做匀速圆周运动（探测器可视为火星的近地卫星），探测器绕火星运行周期为。已知火星和地球均绕太阳公转的轨道可近似为圆轨道，地球和火星可看作均匀球体，则（）。A.火星的公转周期和地球的公转周期之比为B.探测器在火星表面所受火星引力与在地球表面所受地球引力之比为C.探测器环绕火星表面运行速度与环绕地球表面运行速度之比D.可知火星的平均密度为【7题答案】【答案】B【解析】【详解】A．根据开普勒第三定律可知火星的公转周期和地球的公转周期之比为A错误；B．根据万有引力公式可知探测器在火星表面所受火星引力与在地球表面所受地球引力之比为B正确；C．根据万有引力提供向心力可知解得可知探测器环绕火星表面运行速度与环绕地球表面运行速度之比为C错误；D．火星探测器在火星表面附近绕火星做匀速圆周运动（探测器可视为火星的近地卫星），探测器绕火星运行周期为，根据万有引力提供向心力可得解得火星的平均密度为联立解得D错误。故选B。二、多项选择题（本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中有多个选项正确，全部选对的得5分，选对但不全的得2分，有选错或不选得0分。）8.如图中的四种虚线轨迹，可能是人造地球卫星轨道的是（）A. B. C. D.【8题答案】【答案】ACD【解析】【详解】人造地球卫星靠地球对它的万有引力提供向心力而做匀速圆周运动，地球对卫星的万有引力指向地心，所以人造地球卫星做圆周运动的圆心是地心，故ACD正确，B错误。故选ACD。9.横截面为直角三角形的两个相同斜面如图所示紧靠在一起，固定在水平面上。A、B、C三个小球分别从左边斜面的顶点以不同的初速度向右水平抛出，小球做平抛运动，落点分别是a、b、c。比较A、B、C三个小球的飞行过程（）A.小球B飞行时间最长B.小球A加速度最大C.小球B、C做平抛运动的初速度相等D小球C速度变化最小【9题答案】【答案】AD【解析】【详解】A．三个小球做平抛运动，在竖直方向都做自由落体运动，由公式可知B球下落高度最大，则小球B飞行时间最长，A正确；B．三个小球都只受重力作用，加速度都为g，所以加速度相等，B错误；C．小球B下落时间最长，小球C下落时间最小，小球C水平位移最大，由公式可知，小球C的初速度最大，则有小球B、C做平抛运动的初速度不相等，C错误；D．由可知，小球C下落高度最小，时间最小，由可知小球C速度变化量最小，D正确。故选AD。10.如图（甲），一长为R且不可伸长的轻绳一端固定在O点，另一端系住一小球，使小球在竖直面内做圆周运动，小球经过最高点的速度大小为v，此时绳子拉力大小为F，拉力F与速度的平方的关系如图（乙）所示，以下说法正确的是（）

A.利用该装置可以得出重力加速度B.利用该装置可以得出小球的质量C.绳长不变，换小球质量更大的球做实验，图线a点的位置不变D.用质量更大的球，绳长不变做实验，得到的图线斜率不变【10题答案】【答案】BC【解析】【详解】AC．当时，此时绳子的拉力为零，物体的重力提供向心力，则有解得即则绳长不变，换小球质量更大的球做实验，图线a点的位置不变，A错误C正确；B．当时，对物体受力分析，则有解得B正确；D．小球过最高点时解得图乙的斜率用质量更大的球，绳长不变做实验，得到的图线斜率更大，D错误。故选BC。11.如图所示，由竖直轴和双臂构成的“Y”型支架可以绕竖直轴转动，双臂与竖直轴所成锐角为θ。一个质量为m的小球穿在一条臂上，到节点的距离为h，小球始终与支架保持相对静止。设支架转动的角速度为ω，则（）A.当ω=0时，臂对小球的摩擦力大小为mgsinθB.ω由零逐渐增加，臂对小球的弹力大小不变C.当时，臂对小球的摩擦力为零D.当时，臂对小球的摩擦力大小为mg【11题答案】【答案】C【解析】【详解】A.对小球受力分析，受到重力、支持力和摩擦力，处于平衡状态，故故A错误；B．对小球受力分析可知，解得故当角速度增大时，臂对小球的弹力大小变大，故B错误；C．根据B中，当摩擦力为零时，解得故C正确；D．当时，代入B中，解得故D错误。故选C。第Ⅱ卷（非选择题）三、实验题（每空2分，共14分）12.用如图所示装置研究平抛运动。钢球从斜槽上滚下，离开斜槽轨道后做平抛运动。每次都使钢球从斜槽上由静止滚下，在钢球运动轨迹的某处用带孔的卡片迎接钢球，使球恰好从孔中央通过而不碰到边缘，然后对准孔中央在白纸上记下该位置。通过多次实验，在竖直白纸上记录钢球所经过的多个位置，用平滑曲线连起来就得到钢球做平抛运动的轨迹。（1）关于本实验下列说法正确的是__。A．斜槽轨道的末端应保持水平B．每次释放钢球的初位置可以不同C．钢球与斜槽间有摩擦会使实验的误差增大（2）如图所示是实验中记录的一段轨迹，已知O点为钢球的抛出点，测得A点的坐标为（40cm，20cm），g取10m/s2，则钢球从O点到达A点的时间t=__s，钢球平抛的初速度v0=__m/s。【12题答案】【答案】①.A②.0.2③.2【解析】【详解】(1)[1]A．只有斜槽的末端保持水平，小球才具有水平初速度，其运动才是平抛运动，故A正确；B．每次释放小球的位置必须相同，以保证小球有相同的水平初速度，故B错误；C．钢球与斜槽间是否有摩擦，对实验没有影响，故C错误；故选A；(2)[2]由可得钢球从O点到达A点的时间[3]由可得钢球平抛的初速度13.某研究性学习小组在学习了圆周运动知识以后，设计了一个研究玩具小车通过凹形桥最低点和凸形桥最高点时对轨道压力大小的实验。所用器材有玩具小车、压力式托盘秤、凹形桥和凸形桥模拟器（圆弧部分的半径均为R，重力加速度为g）。(1)如图所示，将模拟器静置于托盘秤上，托盘秤的示数为。(2)将玩具小车静置于模拟器最低点时，托盘秤的示数为M，则玩具小车的质量为______________。(3)将玩具小车从模拟器右侧某一位置由静止释放，小车经过点后滑向左侧的过程中，在这五个点观察到托盘秤的示数变化情况依次是增大，减小，增大，减小，增大，从而说明玩具小车通过凹形桥最低点时对桥的压力__________（填“大于”或“小于”）玩具小车通过凸形桥最高点时对桥的压力。(4)若玩具小车通过A的速度是，则托盘秤的示数为____________；若玩具小车通过B的速度是，则托盘秤的示数为_________________。【13题答案】【答案】①.②.大于③.④.【解析】【详解】(2)[1]依题意有，所以(3)[2]玩具小车向凹形桥底端运动时，对桥的压力大于重力，向凸形桥顶部运动时，对桥的压力小于重力，所以玩具小车通过凹形桥最低点时对桥的压力大于玩具小车通过凸形桥最高点时对桥的压力；(4)[3]若玩具小车通过A的速度是，有托盘秤示数为若玩具小车通过B的速度是，有托盘秤的示数为四、计算题（本大题共3小题，共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）14.假设在半径为R的某天体上发射一颗该天体的卫星，若这颗卫星在距该天体表面高度为h的轨道做匀速圆周运动，周期为T，已知万有引力常量为G，求：（1）该天体的质量M；（2）该天体表面的重力加速度g；（3）该天体的第一宇宙速度v1。【14题答案】【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）由万有引力提供卫星做圆周运动的向心力可得解得（2）由解得（3）由解得15.金华某美丽乡村建设中制作了一个简易水轮机，如图所示，让水从水平放置的水管流出，水流轨迹与下边放置的轮子边缘相切，水冲击轮子边缘上安装的挡水板，可使轮子连续转动。当该装置工作稳定时，可近似认为水到达轮子边缘时的速度与轮子边缘的线速度相同。调整轮轴O的位置，使水流与轮边缘切点对应的半径与水平方向成θ=37°角。测得水从管口流出速度v0=3m/s，轮子半径R=0.1m。（已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2）求：(1)若不计挡水板的大小，则轮子转动角速度为多少？(2)水管出水口距轮轴O水平距离l和竖直距离h。【15题答案】【答案】(1)；(2)，【解析】【分析】【详解】(1)轮子的线速度为轮子转动角速度为(2)设水流到达轮子边缘的竖直分速度为vy，运动时间为t，水平和竖直分位移分别为x、y水管出水口距轮轴O水平距离l和竖直距离h16.一个半径为的水平转盘可以绕竖直轴转动，水平转盘中心处