四川省遂宁市第二高级中学校2021-2022学年高一下学期半期考试物理试卷（Word版含答案）

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遂宁二中高 2021 级 2021-2022 学年第二学期半期考试物理试题
考试时间：90 分钟 总分：100 分
注意事项：
答题前在答题卡上填写好自己的姓名、班级、考号等信息
请将答案正确填写在答题卡上
一、选择题（本题共 12 小题，每小题 4 分，共 48 分。在每小题给出的四个选项中，
第 1-8 小题只有一个选项符合题目要求，第 9-12 小题有多个选项符合题目要求。全部
选对的得 4 分，选对但不全的得2 分，有选错的得 0 分。）
下列说法中正确的是（ ） A．物体在变力作用下一定做曲线运动 B．物体在恒力作用下不可能做曲线运动 C．做曲线运动的物体，其速度的方向一定是变化的D．做曲线运动的物体，其加速度的方向一定是变化的
如图，身高不同的甲、乙两人站在同一位置，同时向正前方水平地面上的玩具水平抛出圆环，圆环恰好都套中玩具。若圆环离手后的运
动可视为平抛运动，环的初速度分别为 v1 与 v2，可判断（ ）
A．甲先套住玩具 B．两人同时套住玩具C．v1>v2
D．v1一小船渡河，河宽 90m，水流速度为 3m/s，小船在静水中的速度为4m/s，则（ ）
A．小船渡河时间最短为 18s B．小船能垂直到达正对岸 C．小船渡河的实际速度一定为 5m/s
D．小船船头始终垂直于河岸渡河，若渡河过程中水流速度变大，则渡河时间将变长
如图一汽车过拱形桥，汽车质量为2 104 kg ，拱形桥的半径为 100m，当汽车行驶到
拱桥的最高点时速度为 10m/s，汽车对桥的压力大小占自身重力的百分数为（重力加速度 g 取10m/s2 ）（ ）
A．10% B．110% C．100% D．90%.
宇宙中存在质量相等的四颗星组成的四星系统，这些系统一般离其 他恒星较远，通常可忽略其他星体对它们的引力作用；四颗星稳定地分布正方形的四个顶点上运动，它们都绕正方形中心做圆周运动，如题图所示，若每个星体的质量均为 m，引力常量为 G，正方形的边长为 a，则每个星体所受万有引力为（ ）
(
试卷第
1
页，总
4
页
)
(
(2 2

1)
Gm
2
) (
( 2

1)
Gm
2
)A． B．
2a2 a2
2Gm2
a2
a2
(
2
Gm
2
)设宇宙中有一自转角速度为 ，半径为 R、质量分布均匀的小行星。在小行星上用
弹簧测力计称量某一质量为 m 的物块，在极点处弹簧测力计的示数为 F，此处重力加
速度大小为 g ；在赤道处弹簧测力计的示数为 3 F ，此处重力加速度大小为g ，则下列
1 4 2
关系式正确的是（ ）
g
2 g1
F mg1
F m 2 R
3 F m 2 R
4
以一定的初速度竖直向上抛出一个质量为 m 的小球，小球上升的最大高度为 h。空气阻力大小恒为 f，则从抛出点到返回至抛出点的过程中，下列说法正确的是（ ） A．空气阻力对小球做的功为零，重力对小球做的功也为零
B．空气阻力对小球做的功为零，重力对小球做的功为 2mgh C．空气阻力对小球做的功为－2fh，重力对小球做的功为零D．空气阻力对小球做的功为-fh，重力对小球做的功为 mgh
如图所示，一小物块（看做质点）放在水平转盘上，用一根 长为 l 轻绳沿半径方向与转轴相连，绳与盘面平行，物块与盘面的
(
2

g
l
)动摩擦因数为 ，当物块与盘以角速度 转动时，小物块所受力的个数为（ ）
A．4 B．3 C．2 D．1
下列说法正确的是（ ）
A．德国天文学家开普勒研究丹麦天文学家第谷的行星观测记录发现了行星的运动规律B．所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳位于椭圆的中心
C．在相同的时间内地球和太阳的连线扫过的面积与金星和太阳的连线扫过的面积相等D．地球公转轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值等于金星公转轨道的半长轴三次方跟公转周期的二次方的比值
10．2021 年 12 月 9 日下午，“天宫课堂”第一课在太空“教室”——中国空间站正
式开讲并直播，王亚平航天员说到，在空间站每天可以看到 16 次日出。若中国空间站的轨道离地球表面高度为 h，绕地球周期为 T。地球半径为 R，引力常量为 G，则（ ）
地球密度为 3π
GT 2
地球质量为 M
4π2 (R h)3 GT 2
空间站的加速度比同步卫星的加速度大D．空间站运行的线速度大于7.9km/s
如图所示，一飞行器围绕地球沿半径为 r 的圆轨道1 运动。经 P 点时，启动推进器短时间内向前喷气使其变轨，2、3 是与轨道 1 相切于 P 点的可能轨道。则飞行器（ ） A．变轨后将沿轨道 2 运动
B．相对于变轨前运动周期变小 C．变轨前、后在两轨道上经 P 点的速度大小相等D．变轨前、后在两轨道上经 P 点的加速度大小相等
额定功率为100kW 的汽车，在平直公路上行驶的最大速度为20m / s ，汽车的质量
m 2 103 kg ，如果汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度大小为2.5m / s2 ，运动过程中阻力不变，则下列说法正确的是（ ）
A．汽车所受的恒定阻力为5000N B．匀加速阶段汽车的牵引力为5000N
C．匀加速所能持续的时间为4s D．汽车匀加速阶段的最大速度为12m / s
二、实验题（每空 2 分，共10 分）
某小组用图 1 所示实验装置来描绘钢球平抛的轨迹，M 是斜槽，N 是水平放置的可以上下调节的倾斜挡板，实验前先将一张白纸和复写纸固定在装置的背板上并保持背板竖直。
调整斜槽 M 使斜槽末端水平
使钢球从斜槽某一位置滚下，钢球落到挡板后挤压挡板，在白纸上留下痕迹。通过多次实验，在白纸上记录钢球所经过的多个位置。
回答以下问题：
①本实验中，__ （选填“需要”或“不需要”）记住钢球开始滚下时在斜槽上的位置；
②小球滚下时，_ _（选填“需要”或“不需要”）小球从静止滚下。
③本次实验中是否要求斜槽越光滑越好_ （选填“需要”或者“不需要”）
④做完实验后某同学以钢球平抛初始位置为坐标原点建立坐标系画出钢球的轨迹如图2，若已知重力加速度为 g，测出 A 点的坐标为（x，y），则钢球平抛时的初速度 v= （用题目给出符号表示）
⑤做完实验后另一同学没有得到钢球平抛初始位置，他画出的轨迹图的坐标原点不是平抛初始位置，如图 3 所示，他测出了轨迹中两点的坐标 B x1, y1 ，C 2x1 , y2 ，若已知重力加速度为 g，则平抛的初速度 v=_ （用题目给出的符号表示）。
三、解答题（本题共 4 小题，共 42 分。按要求作答，应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数字计算的题，答案中必须明确写出数据值和单位。）
14．(8 分)如图所示，长为 3L 的不可伸长的轻绳，穿过一长为 L 的竖直轻质细管， 两端拴着质量分别为 m、2m 的小球 A 和小物块B，开始时B 先放在细管正下方的水平地面上。手握细管轻轻摇动一段时间后，B 对地面的压力恰好
为零，A 在水平面内做匀速圆周运动。已知重力加速度为 g， 不计一切摩擦。求此时：
绳与竖直方向夹角 θ；
小球A 线速度大小。
15．(9 分)中国载人航天喜讯不段，太空技术取得了飞跃的发展。太空旅行将逐渐成为可能，未来有一天，你乘坐宇宙飞船来到某星球。该星球的密度与地球密度相同， 在星球表面上用测力计测得质量为 m 的小球重力为 F，然后以某一初速度竖直向上抛出该小球，小球上升的最大高度为 h。不计小球受到的空气阻力，忽略地球和星球的自转影响，地球表面的重力加速度为 g，地球半径为 R，求：
小球被抛出的初速度大小；
该星球的半径。
16．(12 分)如图，某同学用与水平方向成37 角斜向上的拉力 F 拉动箱子由静止开始向右滑动，已知物体质量10kg ，拉力F 为50N ，箱子和地面间的滑动摩擦因数为0.4 ， 取sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m / s2 。求：
t 5s 时箱子的瞬时速度和5s 内箱子的位移；
5s 内拉力 F 做的功和摩擦力 f 对箱子做的功；
前5 秒内拉力的平均功率和第5 秒末拉力的瞬时功率。
17．(13 分)如图所示，一个可视为质点的质量为 2 kg 的木块从 P 点以初速度 v0=5 m/s 向右运动，木块与水平面间的动摩擦因数 μ=0.4，木块运动到 M 点后水平抛出， 恰好沿圆弧轨道 AB 的 A 点的切线方向进入圆弧（不计空气阻力）。已知圆弧的半径R=0.5 m，半径 OA 与竖直半径 OB 间的夹角 θ=53°，木块到达 A 点时的速度 vA=5 m/s，取sin53°=0.8，cos 53°=0.6，g=10 m/s2。求：
（1）P 到 M 的距离 l；
M、A 间的距离 s；
木块在A 点对轨道的压力的大小。
遂宁二中高 2021 级 2021-2022 学年第二学期半期考试物理答案
一、选择题（本题共 12 小题，每小题 4 分，共 48 分。在每小题给出的四个选项中，
第 1-8 小题只有一个选项符合题目要求，第 9-12 小题有多个选项符合题目要求。全部
选对的得 4 分，选对但不全的得2 分，有选错的得 0 分。）
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
答案 C D B D A B C A AD BC BD AC
13．（每空 2 分，共 10 分）
(
g
2
y
) (
g
y
2

2
y
1
)需要 需要 不需要 x x1
(
3
gL
2
)14．（8 分）答案：（1）60°；（2）
解析：（1）对物块 B，根据平衡条件
F 2mg 1 分
对小球 A，竖直方向上，根据平衡条件
F cos mg 2 分
(
答案第
1
页，总
4
页
)
联立解得
60 1 分
（2）根据几何关系可知，小球A 做圆周运动的半径为
r L sin
对小球 A，水平方向上，根据牛顿第二定律
3 L 1 分
2
(
2
)F sin m v
r
------------------------------------------------2 分
联立解得
15．（9 分）答案：（1） v0
v 1 分
(
3
gL
2
) (
2
Fh
m
) ；（2） F R mg
解析：（1）由题意知，星球表面的重力加速度
设小球抛出时的初速度为v0 ，则
g F 2 分
1 m
(
0
1
)v2 2g h 1 分
(
2
Fh
m
)解得
v0 1 分
（2）设星球的半径为 R1 ，质量为 M1 ，地球半径为 R，质量为 M，根据题意该星球的密度
与地球密度相同，有
M1
4 R3
M
4 R3 2 分
在地球和星球的表面，有
3 1 3
G M1m mg 1 分
(
R
)2 1
1
联立解得
G Mm mg 1 分
R2
(
F
)R1 mg
R 1 分
16．（12 分）答案：（1） 6m / s ，15m ；（2） 600J ， 420J ；（3）120W ， 240W
解析：（1）竖直方向根据受力平衡可得
mg N F sin 37 1 分
f N 1 分
根据牛顿第二定律可得
F cos 37 f ma 1 分
解得
t 5s 时箱子的瞬时速度为
箱子在5s 内箱子的位移为
a 1.2m / s2
v at 6m / s 1 分
5s 内拉力 F 做的功为
x 1 at 2 15m 1 分
2
WF Fx cos 37 600J 2 分
5s 内摩擦力 f 对箱子做的功为
Wf fx 420J 1 分
前5 秒内拉力的平均功率为
第5 秒末拉力的瞬时功率为
P WF 120W 2 分
t
P Fv cos 37 240W 2 分
17．（13 分）（1）2 m；（2）s= 2 13
5
m；（3）112 N
解析：（1）由题意可得，M 点的速度为
v=vAcos θ=3 m/s 1 分
木块在水平面上滑行时的加速度大小
a=μg=4 m/s2 1 分
P 到 M 的距离
(
0
)v2 v2
l
2a
2m 2 分
由题图可知，木块运动至 A 点时竖直方向的分速度为
vy=vAsin θ=4m/s 1 分
设 M 点与 A 点的水平距离为 x，竖直高度为 h，有
vy=gt 1 分
(
y
)v 2=2gh 1 分
x=vt 1 分
(
h
2

x
2
)s
解得
s 2 13 m 1 分
5
设木块到达 A 点时，轨道对木块的支持力为 FN，根据牛顿第二定律可得
v2
FN-mgcosθ=m A 2 分
R
解得
FN=112 N 1 分
由牛顿第三定律可知，木块对轨道的压力大小
FN′=FN=112 N 1 分