2021-2022年北京市師大附中高一（下）期中物理試題含解析-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

北京市師大附中2021-2022學(xué)年下學(xué)期高一年級期中考試物理試卷一、單選題（本題共10小題，每小題3分，共30分。在每小題列出的四個選項中，只有一個選項符合題目要求） 1. 下列物理量中屬于矢量的是（　?。?A. 功 B. 功率 C. 向心力 D. 動能【答案】C 【解析】【詳解】物理量功、功率、動能均為只有大小無方向的標(biāo)量，而向心力既有大小又有方向?qū)儆谑噶俊?故選C。 2. 關(guān)于曲線運動，下列說法中正確的是（　?。?A. 曲線運動一定是變速運動 B. 曲線運動的加速度可以一直為零 C. 曲線運動的速度大小一定在不斷地發(fā)生變化 D. 在恒力作用下，物體不能做曲線運動【答案】A 【解析】【詳解】A．曲線運動的速度方向一定變化，則曲線運動一定是變速運動，故項A正確； B．曲線運動的速度不斷變化，則加速度一定不為零，例如平拋運動，故項B錯誤； C．曲線運動的速度大小不一定發(fā)生變化，例如勻速圓周運動，故C錯誤； D．在恒力作用下，物體也能做曲線運動，例如平拋運動，故D錯誤。故選A。 3. 關(guān)于萬有引力定律，下列說法正確的是（　?。?A. 兩個物體間的萬有引力總是大小相等、方向相反，是一對平衡力 B. 公式中的G為比例系數(shù)，它的單位是N·m2·kg2 C. 萬有引力定律是牛頓在總結(jié)前人研究的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)的 D. 測出引力常量的科學(xué)家是伽利略【答案】C 【解析】【詳解】A．兩個物體間的萬有引力是一對作用力與反作用力，不是一對平衡力，A錯誤； B．萬有引力常量的單位是，B錯誤； C．萬有引力定律是牛頓在總結(jié)前人研究的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)的，C正確； D．測出引力常量的科學(xué)家是卡文迪許，D錯誤。故選C。 4. 如圖所示，飛機(jī)在高空中水平勻速飛行時投下炸彈，假設(shè)飛機(jī)每隔1s投下一顆炸彈，在連續(xù)投下10顆炸彈的過程中，不計空氣阻力，關(guān)于炸彈之間的位置關(guān)系，以下說法正確的是（　?。? A. 某時刻炸彈在空中排列為一條拋物線 B. 炸彈在豎直方向間隔的距離逐漸增大 C. 炸彈落地后彈坑的水平間距逐漸增大 D. 炸彈落地時都命中同一個目標(biāo) 【答案】B 【解析】【詳解】A．由于慣性，所有炸彈在水平方向的速度與飛機(jī)相同，做勻速直線運動，在豎直方向排列為一條直線，故A錯誤； B．炸彈在豎直方向做自由落體運動，每個相同時間的間隔距離逐漸增大，故B正確； CD．炸彈在水平方向的速度相同，則每個相同時間炸彈落地時，落地點的水平間距相同，不會命中同一個目標(biāo)，故CD錯誤。故選B。 5. 如圖所示，一個內(nèi)壁光滑的彎管處于豎直平面內(nèi)，其中管道半徑為R．現(xiàn)有一個半徑略小于彎管橫截面半徑的光滑小球在彎管里運動，當(dāng)小球通過最高點時速率為v0，則下列說法中錯誤的是（） A. 若，則小球?qū)軆?nèi)壁無壓力 B. 若，則小球?qū)軆?nèi)上壁有壓力 C. 若，則小球?qū)軆?nèi)下壁有壓力 D. 不論v0多大，小球?qū)軆?nèi)下壁都有壓力【答案】D 【解析】【詳解】A．到達(dá)管道的最高點,假設(shè)恰好與管壁無作用力.則有:小球僅受重力,由重力提供向心力,即：得所以A選項是正確的，不符合題意． B．當(dāng),則小球到達(dá)最高點時,有離心的趨勢，與內(nèi)上壁接觸,從而受到內(nèi)上壁向下的壓力，所以小球?qū)軆?nèi)上壁有壓力，故B選項是正確的，不符合題意． C．當(dāng),則小球到達(dá)最高點時, 有向心的趨勢，與內(nèi)下壁接觸,從而受到內(nèi)下壁的壓力.所以C選項是正確的，不符合題意． D．小球?qū)軆?nèi)壁的作用力,要從速度大小角度去分析.，若，則小球?qū)軆?nèi)上壁有壓力；若，則小球?qū)軆?nèi)下壁有壓力．故D不正確，符合題意． 6. 如圖所示，圖中A點是地球赤道上一點，人造衛(wèi)星B軌道在赤道平面內(nèi)，C點為同步衛(wèi)星。已知人造衛(wèi)星B的軌道半徑是地球半徑的m倍，同步衛(wèi)星C的軌道半徑是地球半徑的n倍，，由此可知（　　） A. 人造衛(wèi)星B與同步衛(wèi)星C的運行周期之比為 B. 同步衛(wèi)星C與A點的速率之比為 C. 人造衛(wèi)星B與A點的速率之比為 D. 人造衛(wèi)星B與同步衛(wèi)星C的速率之比為【答案】C 【解析】【詳解】A．衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動的向心力由萬有引力提供，有得則B與C的運行周期之比為，所以A錯誤； B．同步衛(wèi)星C與A點角速度相等，由得同步衛(wèi)星C與A點的速率之比為n:1，所以B錯誤； CD．根據(jù)萬有引力提供向心力，有得故B與C的速率之比為，又因為C與A的速率之比為n:1，所以B與A的速率之比為，C正確D錯誤。故選C。 7. 我們可以用如圖所示的實驗裝置來探究影響向心力大小的因素。關(guān)于這個實驗，下列說法正確的是（　?。? A. 探究向心力和角速度的關(guān)系時，應(yīng)將傳動皮帶套在兩塔輪半徑不同的輪盤上，將質(zhì)量相同的小球分別放在擋板B和擋板C處 B. 探究向心力和角速度的關(guān)系時，應(yīng)將傳動皮帶套在兩塔輪半徑不同的輪盤上，將質(zhì)量相同的小球分別放在擋板A和擋板B處 C. 探究向心力和半徑的關(guān)系時，應(yīng)將傳動皮帶套在兩塔輪半徑相同的輪盤上，將質(zhì)量相同的小球分別放在擋板A和擋板B處 D. 探究向心力和半徑的關(guān)系時，應(yīng)將傳動皮帶套在兩塔輪半徑相同的輪盤上，將質(zhì)量相同的小球分別放在擋板B和擋板C處【答案】D 【解析】【詳解】AB．探究向心力和角速度的關(guān)系時，應(yīng)將質(zhì)量相同的小球分別放在擋板A和擋板C處，則兩小球做圓周運動的半徑相同，傳動皮帶套在兩塔輪半徑不同的輪盤上，則角速度不同，故AB錯誤； CD．探究向心力和半徑的關(guān)系時，應(yīng)將傳動皮帶套在兩塔輪半徑相同的輪盤上，則小球做圓周運動的角速度相同，將質(zhì)量相同的小球分別放在擋板B和擋板C處，則兩球做圓周運動的半徑不同，故C錯誤，D正確。故選D。 8. 質(zhì)量為m的小球，從離水平桌面H高處由靜止下落，桌面離地高度為h。若以桌面為參考平面，小球落地時的重力勢能及機(jī)械能分別是（　?。? A. B. C. D. 【答案】D 【解析】【詳解】以桌面為參考平面，小球落地時高度為，則重力勢能為因小球自由落體的過程機(jī)械能守恒，則小球落地時的機(jī)械能等于釋放點的機(jī)械能，有故選D。 9. 如圖2所示是半徑為r的豎直光滑圓形軌道，將一玩具小車放到與軌道圓心O處于同一水平面的A點，并給小車一豎直向下的初速度，為使小車沿軌道內(nèi)側(cè)做完整的圓周運動，則在A處使小車獲得豎直向下的最小初速度應(yīng)為（） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】【詳解】當(dāng)小車恰好到達(dá)圓周的最高點時，由重力提供向心力，則有mg=m，得v＝；根據(jù)機(jī)械能守恒定律得：，解得，vA＝，故選C．點睛：本題是機(jī)械能守恒定律與向心力知識的綜合應(yīng)用．輕繩系的小球恰好到達(dá)圓周的最高點時，臨界速度為v=，是常用的臨界條件． 10. 一物體在光滑水平面上做勻速直線運動，某時刻對該物體施加一水平恒力，關(guān)于物體此后可能的運動及該力做功情況的判斷，下列說法中錯誤的是（　　） A. 物體做直線運動，該力對物體做正功 B. 物體做直線運動，該力對物體先做正功后做負(fù)功 C 物體做曲線運動，該力對物體做正功 D. 物體做曲線運動，該力對物體先做負(fù)功后做正功【答案】B 【解析】【詳解】A．如果水平恒力的方向與運動方向相同，則物體做直線運動，該力對物體做正功，所以A正確，不符題意； B．如果水平恒力的方向與運動方向相反，則物體做直線運動，該力對物體先做負(fù)功后做正功，所以B錯誤，符合題意； C．如果水平恒力的方向與運動方向夾角為銳角，則物體做曲線運動，該力對物體做正功，所以C正確，不符題意； D．如果水平恒力的方向與運動方向夾角為鈍角，則物體做曲線運動，該力對物體先做負(fù)功后做正功，所以D正確，不符題意；故選B。二、多選題（本題共4小題，每小題4分，共16分。在每小題列出的四個選項中，多于一個選項符合題目要求） 11. 小球做勻速圓周運動的過程中，以下各量發(fā)生變化的是（　?。?A. 線速度 B. 角速度 C. 向心加速度 D. 向心力【答案】ACD 【解析】【詳解】A．小球做勻速圓周運動的過程中，線速度大小不變，方向變化，是變量，故A正確； B．小球做勻速圓周運動的過程中，角速度大小方向不變，是恒量，故B錯誤； C．小球做勻速圓周運動的過程中，向心加速度大小不變，方向變化，是變量，故C正確； D．小球做勻速圓周運動的過程中，向心力大小不變，方向變化，是變量，故D正確。故選ACD。 12. 如圖，在發(fā)射地球同步衛(wèi)星的過程中，衛(wèi)星首先進(jìn)入橢圓軌道I，然后在Q點通過改變衛(wèi)星速度，讓衛(wèi)星進(jìn)入地球同步軌道II。則下列說法正確的是（　?。? A. 在軌道II上，衛(wèi)星的運行速度大于7.9km/s B. 在軌道I上，衛(wèi)星在P點的速度大于在Q點的速度 C. 衛(wèi)星在Q點通過加速由軌道I進(jìn)入軌道II D. 衛(wèi)星從軌道I經(jīng)過Q點時的加速度小于它從軌道II經(jīng)過Q點時的加速度【答案】BC 【解析】【詳解】A．第一宇宙速度7.9km/s是所有環(huán)繞地球運轉(zhuǎn)的衛(wèi)星的最大速度，則在軌道Ⅱ上，衛(wèi)星的運行速度小于7.9km/s，選項A錯誤； B．根據(jù)開普勒第二定律可知，在軌道I上，衛(wèi)星在P點的速度大于在Q點的速度，選項B正確； C．從橢圓軌道Ⅰ到同步軌道Ⅱ，衛(wèi)星在Q點是做逐漸遠(yuǎn)離圓心的運動，要實現(xiàn)這個運動必須衛(wèi)星所需向心力大于萬有引力，所以應(yīng)給衛(wèi)星加速，增加所需的向心力．所以衛(wèi)星在Q點通過加速實現(xiàn)由軌道Ⅰ進(jìn)入軌道Ⅱ，故C正確； D．衛(wèi)星在軌道I上經(jīng)過Q點時受到的萬有引力等于在軌道II上經(jīng)過Q點時受到的萬有引力，根據(jù)牛頓第二定律，衛(wèi)星在軌道I上經(jīng)過Q點加速度等于在軌道II上經(jīng)過Q點的加速度，選項D錯誤；故選BC。 13. 田徑比賽中運動員拋出的鉛球在空中運動軌跡如圖所示，A、B為軌跡上等高的兩點，鉛球可視為質(zhì)點，空氣阻力不計。則從A點運動到B點的過程中鉛球的動能、重力勢能、機(jī)械能E、重力的瞬時功率P的大小隨時間t變化的圖像中正確的是（取A、B所在平面為零勢能面）（） A. B. C. D. 【答案】BD 【解析】【詳解】AB．以初始位置為零勢能面，拋出時速度方向速度為vy，的機(jī)械能守恒，則 Ek = E - Ep = E - mgh，mgh = mg(vyt - ) 可看出Ep—t圖應(yīng)是一條開口向下的拋物線，而Ek—t圖應(yīng)是一條開口向上的拋物線，A錯誤、B正確； C．鉛球做斜上拋運動，機(jī)械能守恒，則Ek—t圖應(yīng)是一條水平的直線，C錯誤； D．速度的水平分量不變，豎直分量先減小到零，后反向增加，故根據(jù) P = mgvy = mg│v0sinθ - gt│ 重力的功率先均勻減小后均勻增加，D正確。故選BD。 14. 一輛汽車由靜止開始沿平直公路行駛，汽車所受牽引力F隨時間t變化關(guān)系圖線如圖所示。若汽車的質(zhì)量為1.2×103kg，阻力恒定，汽車發(fā)動機(jī)的最大功率恒定，則以下說法正確的是（　?。? A. 汽車發(fā)動機(jī)的最大功率為3×104W B. 汽車勻加速運動階段的加速度為2.5m/s2 C. 汽車先做勻加速運動，然后再做勻速直線運動 D. 汽車運動的最大速度是25m/s 【答案】BD 【解析】【詳解】ABC．前4s內(nèi)，汽車牽引力不變，汽車做勻加速直線運動，有， 4s后汽車牽引力減小，則加速度減小，汽車做加速度減小的加速運動，直至牽引力等于阻力時，做勻速直線運動，此時有聯(lián)立上式得在4s末汽車達(dá)到最大功率，則最大功率為故AC錯誤，B正確； D．汽車的最大速度為故D正確。故選BD。三、實驗題（本大題共2道小題，共18分） 15. 在“探究平拋運動的特點”實驗中。某同學(xué)采用如圖所示的實驗裝置，每次都將小球從斜槽的同一位置無初速釋放，并從斜槽末端水平飛出。改變水平擋板的高度，就改變了小球在板上落點的位置，從而可描繪出小球的運動軌跡。（1）研究平拋運動規(guī)律時，下述條件中有利于減小誤差的是___________； A.斜槽軌道盡量光滑 B.斜槽軌道末端保持水平 C.減小水平板每次移動的距離，獲得更多的記錄點 D.使用密度更大的小鋼珠進(jìn)行實驗（2）實驗后得到了如圖所示的小球軌跡，每小格的邊長L=5cm，實驗中記錄了小球運動途中的三個位置，如圖所示。則可知該小球做平拋運動的初速度為___________m/s。（結(jié)果保留一位小數(shù)，g取10m/s2）（3）下列圖像中，能正確反映上述實驗中y與x關(guān)系的是___________。 A. B. C. 【答案】 ①. BCD##BDC##CBD##CDB##DBC##DCB ②. 1.5 ③. C 【解析】【詳解】（1）[1]A．只要每次都將小球從斜槽的同一位置無初速釋放，小球的初速度大小就相同，不需要軌道盡量光滑，A錯誤； B．為保證小球做平拋運動，斜槽軌道末端必須保持水平，B正確； C．減小水平板每次移動的距離，獲得更多的記錄點有利于減小偶然誤差，C正確； D．使用密度更大的小鋼珠進(jìn)行實驗，空氣阻力的影響將更小，D正確。故選BCD。（2）[2]小球做平拋運動，豎直方向的分運動滿足得相鄰兩個點之間的時間間隔為水平方向分運動滿足得（3）[3]水平方向分位移滿足豎直方向分位移滿足得所以C正確。 16. 用如圖所示的實驗裝置驗證機(jī)械能守恒定律。重錘從高處由靜止開始下落，重錘上拖著的紙帶通過打點計時器，打出一系列的點，對紙帶上點跡間的距離進(jìn)行測量，可驗證機(jī)械能守恒定律。已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間。（1）為了減小實驗誤差，對體積和形狀相同的重錘，實驗時應(yīng)選擇的材質(zhì)是___________； A．木質(zhì) B．鋼質(zhì) C．泡沫 D．塑料（2）除圖中所示的裝置之外，還必須使用的器材是___________； A．直流電源、天平（含砝碼） B．直流電源、刻度尺 C．交流電源、天平（含砝碼） D．交流電源、刻度尺（3）如圖所示，根據(jù)打出的紙帶，選取紙帶上的連續(xù)的五個點A、B、C、D、E，通過測量并計算出點B距起始點O的距離為，B、C兩點間的距離為，C、D兩點間的距離為，若相鄰兩點的打點時間間隔為T，重錘質(zhì)量為m，請計算重錘從釋放到打下C點時的重力勢能減少量=___________，動能增加量=___________；（4）系統(tǒng)誤差是實驗中某些固定的原因引起的一類誤差，它具有重復(fù)性、單向性等特點。即在相同的條件下，重復(fù)測定時會重復(fù)出現(xiàn)，使測定結(jié)果總是偏高或總是偏低，其數(shù)值大小也有一定的規(guī)律。本實驗經(jīng)過多次測量發(fā)現(xiàn)，重力勢能減少量與動能增加量總存在___________（填寫“大于”、“小于”或“等于”）的關(guān)系，出現(xiàn)這一結(jié)果的原因可能是______________________。【答案】 ①. B ②. D ③. ④. ⑤. 大于 ⑥. 重錘下落時存在摩擦阻力和空氣阻力，導(dǎo)致重力勢能轉(zhuǎn)化為了動能和內(nèi)能，使得重力勢能減少量總是大于動能增加量【解析】【詳解】（1）[1]驗證機(jī)械能守恒定律，重錘下落過程受空氣阻力應(yīng)遠(yuǎn)小于重力，所以選擇體積小密度大的重錘，ACD錯誤，B正確。故選B。（2）[2]打點計時器需要交流電源，還需要刻度尺測量紙帶上計數(shù)點間距，實驗?zāi)康氖恰膀炞C機(jī)械能守恒定律”，即驗證重錘下落過程損失的重力勢能是否與重錘動能的增加量在數(shù)值上是否非常接近，可以看出，重錘質(zhì)量m不影響數(shù)據(jù)的比較，所以不需要天平，ABC錯誤， D正確。故選D。（3）[3] 由紙帶可以看出從釋放到打下C點的距離為，則重力勢能減少量（3）[4]重錘動能增加量重錘由靜止釋放，O為紙帶.上第-一個計時點，所以， C點的速度等于B到D的平均速度，有（4）[5][6]重錘在下落時存在摩擦阻力和空氣阻力，重力勢能除了轉(zhuǎn)化為動能，還會額外的轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，使得重力勢能減少量總是大于動能增加量。四、計算與論述題（本大題共4道小題，共36分） 17. 跳臺滑雪是一種勇敢者的滑雪運動，運動員穿專用滑雪板，在滑雪道上獲得一定速度后從跳臺飛出，在空中飛行一段距離后著陸?，F(xiàn)有某運動員從跳臺a處沿水平方向飛出，在斜坡b處著陸，如圖所示。將運動員視為質(zhì)點、坡面近似視為斜面，測得ab間的距離為s=40m，斜坡與水平方向的夾角為=30°，不計空氣阻力，g取10m/s2試求：（1）運動員在空中飛行的時間t；（2）運動員從a處水平飛出的速度大小。（3）試以a為原點，豎直向下為y軸正方向，水平向左為x軸正方向，寫出運動員在空中軌跡方程。【答案】（1）t=2s；（2）；（3）【解析】詳解】（1）豎直方向做自由落體運動，則有解得（2）水平方向做勻速直線運動，則有解得（3）根據(jù) 聯(lián)立解得 18. 將地球看成是質(zhì)量分布均勻的球體，設(shè)萬有引力常量為G，地球質(zhì)量為M、半徑為R、自轉(zhuǎn)周期為。（1）科考隊員在南極用彈簧測力計測量一個質(zhì)量為m的物體的重力F，測量值F是多少？（2）研究發(fā)現(xiàn)，在赤道附近測量同一物體的重力，所得結(jié)果較南極測量值偏小，說明赤道附近重力加速度值小于南極重力加速度值，試求赤道附近的重力加速度值g赤。（3）2024年國際空間站退役時，中國將成為全球唯一擁有空間站的國家。中國空間站在距離地面高度約為400~450km的軌道上繞地球運轉(zhuǎn)，將此高度記為H并將空間站的軌道近似視為圓形的，試求中國空間站的運行速度v和周期T。【答案】（1）；（2）；（3），【解析】【詳解】（1）物體受到重力由地球萬有引力提供，有故測量值為（2）在赤道附近的重物，萬有引力為重力和自轉(zhuǎn)向心力的合力，有得（3）空間站繞地球做勻速圓周運動的向心力由萬有引力提供，有得運行周期滿足得 19. 動摩擦因數(shù)為μ的粗糙水平面AB與豎直面內(nèi)的粗糙半圓形導(dǎo)軌在B點相接，導(dǎo)軌半徑為R。一個質(zhì)量為m的物體將彈簧壓縮至A點后由靜止釋放，在彈力作用下物體獲得某一向右速度后脫離彈簧，已知它經(jīng)過B點的速度為，之后沿半圓形導(dǎo)軌運動，恰好通過C點，又恰好落回A點。重力加速度為g。求：（1）物體經(jīng)過半圓軌道上的B點時，對軌道的壓力大小F；（2）物體沿半圓形導(dǎo)軌運動過程中阻力所做的功W；（3）求彈簧壓縮至A點時的彈性勢能。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【詳解】（1）根據(jù)牛頓第二定律得根據(jù)牛頓第三定律，物體對軌道的壓力大小為（2）物塊恰好通過C點，有物體從B到C的過程中，根據(jù)動能定理阻力所做的功為（3）物體在C點開始做平拋運動，設(shè)A、B間距為x 水平方向豎直方向物塊從A到B的過程中，根據(jù)功能關(guān)系解得 20. 我國的橋隧技術(shù)處于世界領(lǐng)先水平，但我國幅員遼闊，地形地勢多樣，因此在中西部的高原、山地、丘陵地區(qū)，盤山公路依舊是翻山越嶺的無奈選擇。盤山公路常依山而建，一邊是懸崖峭壁，一邊可能就是萬丈深淵，彎多路險，給行車帶來很大安全隱患。如圖所示是一種常見的盤山公路彎道設(shè)計方案，在彎道處使路面向山體一側(cè)傾斜，這樣可在一定程度上減小行車安全隱患。圖中彎道路面的縱截面可視為夾角=15°的斜面，車輛轉(zhuǎn)彎時行駛的軌跡可視為半徑R=30m的水平圓弧，車輛可視為質(zhì)點。sin15°=0.26，cos15°=0.97，g取10m/s2。問：（1）當(dāng)一輛汽車在該彎道路面上勻速轉(zhuǎn)彎行駛時，若汽車不受側(cè)向的摩擦力作用，其速度應(yīng)為多大？（結(jié)果保留1位有效數(shù)字）（2）若一輛汽車以較大速度通過該彎道，仍沿路面做勻速圓周運動，汽車總質(zhì)量為m，小張同學(xué)用關(guān)系式來求此時汽車所受摩擦力f的大小。你認(rèn)為這種做法是否正確？若不正確，請列出正確的關(guān)系式或方程組（不必求解結(jié)果）。（3）橡膠輪胎與地面間的動摩擦因數(shù)μ約為0.7，試計算汽車在該彎道上安全行駛不發(fā)生側(cè)滑的最大速度。（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）【答案】（1）；（2）不正確，，；（3）【解析】【詳解】（1）根據(jù)牛頓第二定律解得（2）不正確。豎直方向水平方向聯(lián)立可求得摩擦力的大小和方向。（3）當(dāng)摩擦力達(dá)到最大靜摩擦力時，即代入（2）問方程，可求最大速度大小為

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