2021-2022 学年第二学期高一年级中期考试物理试题
考试时间：100 分钟 分值：100 分
一、选择题（共 16 小题，1-12 单选题；13-16 多选题，多选、错选不给分，少选给 2 分；每小题 3 分，共 48 分）
甲、乙两物体分别做匀速圆周运动，如果它们转动的半径之比为 1∶5，线速度之比为 3∶2，则下列说法正确的是 ( )
A．甲、乙两物体的角速度之比是 2∶15 B．甲、乙两物体的角速度之比是 10∶3 C．甲、乙两物体的周期之比是 2∶15 D．甲、乙两物体的周期之比是 10∶3
如图所示，细绳的一端固定，另一端系一小球，让小球在光滑水平面内做匀速圆周运动，关于小球运动到 P点时的加速度方向，下列图中可能的 是 ( )
如图，坐在雪橇上的人与雪橇的总质量为 m，在与水平面成θ角的恒定拉力 F作用下，沿水平地面向右移动了一段距离 l.已知雪橇与地面间的动摩擦因数为μ，下列说法中关于雪橇受力
做功情况正确的是 ( )
A．支持力做功为mgl B．重力做功为 mgl
C．拉力做功为 Flcos θ D．滑动摩擦力做功为－μmgl
(
黄陵中学教学资源
中期考试题；
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高一年级物理学科
)
火车以某一速度 v通过某弯道时，内、外轨道均不受侧压力作用，下面分析正确的是( )
v2
轨道半径 R＝
g
若火车速度大于 v时，外轨将受到侧压力作用，其方向平行于轨道平面向外
若火车速度小于 v时，外轨将受到侧压力作用，其方向平行于轨道平面向内
当火车质量改变时，安全速率也将改变
一个 100 g 的球从 1.8 m 的高处落到一个水平板上又弹回到 1.25 m 的高度，则整个过程中重力对球所做的功及球的重力势能的变化是(g＝10 m/s2)( )
A．重力做功为 1.8 J B．重力做了 0.55 J 的负功C．物体的重力势能一定减少 0.55 J
D．物体的重力势能一定增加 1.25 J
游客乘坐过山车，在圆弧轨道最低点处获得的向心加速度达 20 m/s2，
g取 10 m/s2，那么此位置的座椅对游客的作用力相当于游客重力的( )
倍 B．2 倍 C．3 倍 D．4 倍
质量为 2 kg 的物体做自由落体运动，经过 2 s 落地．取 g＝10 m/s2. 关于重力做功的功率，下列说法正确的是 ( )
下落过程中重力的平均功率是 400 W
下落过程中重力的平均功率是 100 W
落地前的瞬间重力的瞬时功率是 200 W
落地前的瞬间重力的瞬时功率是 400 W
解放前后，机械化生产水平较低，人们经常通过“驴拉磨”的方式把粮食颗粒加工成粗面来食用，如图所示，假设驴
拉磨的力 F总是与圆周轨迹的切线共线，运动的半径为 R，则驴拉磨转动一周所做的功为( )
A．0 B．2πFR
C．FR D．无法判断
如图所示的几个运动过程中，物体的弹性势能增加的是 ( )
A．如图甲，撑杆跳高的运动员上升过程中，杆的弹性势能B．如图乙，人拉长弹簧过程中，弹簧的弹性势能
C．如图丙，模型飞机用橡皮筋发射出去的过程中，橡皮筋的弹性势能D．如图丁，小球被弹簧向上弹起的过程中，弹簧的弹性势能
甲、乙两辆汽车的质量之比 m1∶m2＝2∶1，它们刹车时的初动能相同，若它们与水平地面之间的动摩擦因数相同，则它们滑行的距离之比 s1∶s2 等于( )
A．1∶2 B．1∶1 C．1∶4 D．4∶1
半径为R 的光滑半圆球固定在水平面上(如图所示)，顶部有一小物体A，今给它一个水平初速度v0＝ Rg，则物体将( )
沿球面下滑至M 点
沿球面下滑至某一点 N，便离开球面做斜下抛运动
沿半径大于R 的新圆弧轨道做圆周运动D．立即离开半圆球做平抛运动
如图，物体从某一高度自由下落到竖直立于地面的轻质弹簧上．在 a点时物体开始与弹簧接触，到 b点时物体速度为零．则从 a到 b的过程中，物体( )
A．动能一直减小 B．重力势能一直减小
C．所受合外力先增大后减小 D．动能和重力势能之和不变13．下列物体中，机械能守恒的是 ( )
A．做平抛运动的物体 B．被匀速吊起的集装箱C．光滑曲面上自由运动的物体
D．物体以
4
g的加速度竖直向上做匀减速运动5
如图所示，一根长为L 的轻绳，一端固定在天花板上的O 点，另一端系一小球，小球在水平面内做匀速圆周运动，重力加速度为 g，绳与竖直方向的夹角为θ，则（ ）
A．小球受重力、绳的拉力和向心力三个力的作用B．小球转动的角速度为
若增大小球转动的角速度，绳与竖直方向的夹角将增大
若增大小球转动的线速度，绳与竖直方向的夹角将减小
如图所示，小球 m在竖直放置的光滑的圆形管道内做圆周运动，下列说法正确的是( )
小球通过最高点时的最小速度是 Rg
小球通过最高点时的最小速度为零
小球在水平线 ab以下的管道中运动时外侧管壁对小球一定无作用力
小球在水平线 ab以下的管道中运动时外侧管壁对小球一定有作用力16.如图所示，两个质量均为 m 的小木块 a 和 b（可视为质点）放在水平圆盘上，a 与转轴 OO′的距离为l，b 与转轴的距离为 2l.木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k 倍，重力加速度大小为 g，若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，用ω表示圆盘转动的角速度．下列说法正确的是 （ ）
(
O
a
b
O'
)A．b 一定比a 先开始滑动B．a、b 所受的摩擦力始终相等
(
kg
2
l
) 是b 开始滑动的临界角速度
(
2
kg
3
l
)当 时，a 所受摩擦力的大小为kmg
二、填空题（两小题，共 12 分）
17.（6 分）如图所示，是一个研究向心力与哪些因素有关的 DIS 实验装置的示意图，其中做圆周运动的圆柱体的质量
为 m，放置在未画出的圆盘上，圆周轨道的半
径为 r，力传感器测定的是向心力，光电传感器测定的是圆柱体的线速度，
(
v
/m s
－1
1
1.5
2
2.5
3
F
/N
0.88
2
3.5
5.5
7.9
)以下是保持圆柱体质量和圆周运动轨道半径不变的条件下，根据某组实验所得数据作出的 F-v，F-v2，F-v3，三个图像：研究图像后，可得 出向心力 F和圆柱体速度 v的关系是 ，
为了研究 F和 r成反比的关系，实验时除了保持圆柱体质量不变外， 还应保持物理量 不变，
根据你已经学习过的向心力公式以及上面的图线可以推算出，本实验中圆柱体的质量是 kg。
18．(6 分)某同学为探究“恒力做功与物体动能改变的关系”，设计了如下实验，他的操作步骤是：
图 7
①摆好实验装置如图 7.
②将质量为 200 g 的小车拉到打点计时器附近，并按住小车．
③在质量为 10 g、30 g、50 g 的三种钩码中，他挑选了一个质量为 50 g 的钩码挂在拉线 P上．
④释放小车，打开打点计时器的电源，打出一条纸带．
在多次重复实验得到的纸带中取出较为满意的一条，经测量、计算，
得到如下数据：
①第一个点到第 N个点的距离为 40.0 cm.②打下第 N点时小车的速度大小为 1.00 m/s.
该同学将钩码的重力当作小车所受的拉力，算出拉力对小车做的功为
J，小车动能的增量为 J.
此次实验探究结果，他没能得到“恒力对物体做的功，等于物体动能的增量”，且误差很大，显然，在实验探究过程中忽视了各种产生误差的因素．请你根据该同学的实验操作过程帮助分析一下，造成较大误差的主要原因是(至少说出两种可能)：
三、计算题（3 小题，共 40 分）
19.(10 分) 如图所示，一固定的楔形木块， 其斜面的倾角θ=30°，另一边与地面垂直， 顶上有一定滑轮。一柔软的细线跨过定滑轮， 两端分别与物块 A和 B连结，A的质量为 4m，
B的质量为 m，开始时将 B按在地面上不动，然后放开手，让 A沿斜面下滑而 B上升。物块 A与斜面间无摩擦。设当 A沿斜面下滑 S 距离后，细线突然断了。求物块 B上升离地的最大高度 H.
20．（15 分）如图所示，用细圆管组成的光滑轨道 AB部分平直，BC部分是处于竖直平面内半径为 R的半圆，圆管截面半径 r R.有一质量为 m 半径比r略小的光滑小球以水平初速度v0 射入圆管．
若要小球能从 C端出来，初速度 v0 需多大？
在小球从 C端出来的瞬间，管壁对小球的压力为
1
mg，那么小球的初 2
速度 v0 应为多少？
(
0
)21.（15 分）一辆质量为 2.0×103 kg 的汽车以额定功率 P＝6.0×104 W在水平公路上行驶，汽车受到的阻力为一定值，在某时刻汽车的速度为v＝20 m/s，加速度为 a＝0.50 m/s2，求(g取 10 m/s2)：
1 1
汽车所能达到的最大速度 vm 是多大？
(
2
)若汽车从静止开始做匀加速直线运动(不是额定功率行驶)，加速度大小为 a＝1.0 m/s2，则这一过程能维持多长时间？黄陵县中学2021-2022学年高一下学期期中考试
物理答案
选择题（共16小题，1-12单选题；13-16多选题，多选、错选不给分，少选给2分；每小题3分，共48分）
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
C B C B C C D B B A D B AC BC BD AC
二、填空题（两小题，共12分）
17.（6分）（1）F与v的平方成正比 （2分）
（2）线速度 （2分）
（3）8.75 （2分）
18.(6分)(1)0.196（2分） 0.1 （2分）
(2)①小车质量没有远大于钩码质量； （1分）
②没有平衡摩擦力； （1分）
③错误操作：先放小车，后开电源 （1分）
（说明：答对任意两种情况给2分）
（10分）解：
20.(15分)答案 (1)v0≥2 (2)或
解析 (1)选AB所在平面为参考平面，从A至C的过程中，根据机械能守恒定律：mv＝2mgR＋mv①
在最高点C小球速度满足vC≥0②
由①②得v0≥2.③
(2)小球在C处受重力mg和细管竖直方向的作用力FN，根据牛顿第二定律，得：
mg＋FN＝，③
由①③解得FN＝－5mg，④
讨论④式，即得解：
a．当小球受到向下的压力时，
FN＝mg，v0＝.
b．当小球受到向上的压力时，
FN＝－mg，v0＝ .
21.(15分)答案 (1)30 m/s (2)15 s
解析 (1)汽车以额定功率P0行驶，速度为v1时，有
F1－F阻＝ma1①
P0＝F1v1②
联立①②解得F阻＝－ma1③
当牵引力减小到与阻力平衡时，速度达到最大值，有
vm＝④
将数据代入③，④中，解得F阻＝2.0×103 N，vm＝30 m/s.
(2)汽车由静止启动后，随着速度的增大，牵引力的功率逐渐变大，当功率达到额定功率时，机车达到匀加速直线运动所能达到的最大速度v2，设此过程中机车的牵引力为F2，由牛顿第二定律得
F2－F阻＝ma2⑤
又P0＝F2v2⑥
v2＝a2t⑦
联立解得v2＝15 m/s，t＝15 s.
