2021-2022学年辽宁省沈阳市重点高中联合体高一（下）期中物理试卷（含解析）

2021-2022学年辽宁省沈阳市重点高中联合体高一（下）期中物理试卷
注意事项:
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在试卷上无效。
3.考试结束后，本试卷和答题卡一并交回。
第I卷（选择题）
一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）
下列说法正确的是( )
A. 做曲线运动的物体，在各位置的加速度一定沿轨迹在该点的切线方向
B. 物体做曲线运动时，其速度大小一定时刻在发生变化
C. 两个直线运动的合运动可能是曲线运动
D. 合运动的速度一定比分运动的速度大
人用绳子通过定滑轮拉物体，穿在光滑的竖直杆上，当以速度匀速地拉绳使物体到达如图所示位置时，绳与竖直杆的夹角为，则物体实际运动的速度是( )
A. B. C. D.
关于做匀速圆周运动的物体，下列说法正确的是( )
A. 匀速圆周运动是变加速曲线运动
B. 因为在相等的时间内通过的圆弧长度相等，所以线速度恒定
C. 如果物体在内转过角，则角速度为
D. 若半径一定，则线速度与角速度成反比
某军区某旅展开的实兵实弹演练中，某火箭炮在山坡上以初速水平发射炮弹，所有炮弹均落在山坡上，炮弹运动简化为平抛运动，如图所示，则下列选项说法正确的是( )
A. 若将炮弹初速度减为，炮弹落在斜面上速度方向与斜面夹角不变
B. 若将炮弹初速度减为，炮弹落在斜面上速度方向与斜面夹角变小
C. 若将炮弹初速度减为，炮弹落在斜面上的速度方向与斜面夹角变大
D. 若将炮弹初速度减为，炮弹位移变为原来的
关于万有引力定律，下列说法正确的是( )
A. 牛顿提出了万有引力定律，并测定了引力常量的数值
B. 万有引力定律只适用于天体之间
C. 万有引力的发现，揭示了自然界一种基本相互作用的规律
D. 地球绕太阳在椭圆轨道上运行，在近日点和远日点受到太阳的万有引力大小是相同的
有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是( )
A. 如图，汽车通过拱桥的最高点处于超重状态
B. 如图所示是一圆锥摆，增大，但保持圆锥的高不变，则圆锥摆的角速度变大
C. 如图，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的、位置先后分别做匀速度圆周运动，则在、两位置小球的角速度及所受筒壁的支持力大小相等
D. 如图，火车转弯超过规定速度行驶时，外轨对轮缘会有挤压作用
质量为的铅球从离地高处无初速度释放，到达地面时速度为。若重力加速度取，则( )
A. 铅球释放时相对地面具有的重力势能是
B. 铅球落地时具有的动能为
C. 铅球整个下落过程重力做功
D. 铅球整个下落过程合外力做功
二、多选题（本大题共3小题，共18.0分）
在水平面上固定两个相互紧靠的三角形斜面，将、、三个小球从左边斜面的顶点以不同的初速度向右水平抛出，落在斜面上时其落点如图所示，小球落点距水平面的高度最低。下列判断正确的是( )
A. 小球的初速度最大 B. 小球的飞行时间最长
C. 小球的飞行过程速度变化最慢 D. 小球的速度与水平方向的夹角最大
为了探测星球，载着登陆舱的探测飞船在以该星球中心为圆心，半径为的圆轨道上运动，周期为总质量为随后登陆舱脱离飞船，变轨到离星球更近的半径为的圆轨道上运动，此时登陆舱的质量为则( )
A. 星球的质量为
B. 星球表面的重力加速度为
C. 登陆舱在与轨道上运动时的速度大小之比为
D. 登陆舱在半径为轨道上做圆周运动的周期为
质量为的物体沿水平面向右做直线运动，时刻受到一个水平向左的恒力的作用，如图甲所示，取水平向右为正方向，此物体的图像如图乙所示，取，则( )
A. 物体与水平面间的动摩擦因数为 B. 内恒力对物体做功为
C. 末物体在计时起点位置左侧处 D. 内物体克服摩擦力做功为
第II卷（非选择题）
三、实验题（本大题共2小题，共14.0分）
在“研究平抛物体的运动”的实验中：
为减小空气阻力对小球的影响，选择小球时，应选择下列的______
A.实心小铁球 空心小铁球
C.实心小木球 以上三种球都可以
高一某班某同学为了更精确的描绘出物体做平抛运动的轨迹，使用频闪照相机每隔相等时间拍一次照片拍摄小球在空中的位置。如图所示为一小球做平抛运动的闪光照相照片的一部分，图中背景方格的边长表示实际长度，如果取，那么：
照相机的闪光周期______；
小球做平抛运动的水平初速度大小是______；
某小组的同学设计了一个研究汽车通过凹形桥最低点时的速度与其对桥面压力关系的实验装置。所用器材有小钢球、压力式托盘秤、凹形桥模拟器圆弧部分的半径。完成下列填空：
将凹形桥模拟器静置于托盘秤上，如图甲所示，托盘秤的示数为。
将小钢球静置于凹形桥模拟器最低点时，托盘秤的示数如图乙所示，则该小钢球的重力为______重力加速度取。
将小钢球从凹形桥模拟器某一位置释放，小钢球经过最低点后滑向另一侧，此过程中托盘秤的最大示数为；多次从同一位置释放小钢球，记录各次的值如表所示：
序号
根据以上数据，可求出小钢球经过凹形桥最低点时对桥的压力为______重力加速度取；小钢球通过最低点时的速度大小为______；小钢球处于______选填“超重”或“失重”状态。
四、计算题（本大题共3小题，共40.0分）
汽车试车场中有一个检测汽车在极限状态下的车速的试车道，试车道呈锥面漏斗状，如图所示． 测试的汽车质量，车道转弯半径，路面倾斜角，路面与车胎的动摩擦因数为，设路面与车胎的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取求
若汽车恰好不受路面摩擦力，则其速度应为多大？
汽车在该车道上所能允许的最小车速．
如图所示，竖直平面内的半圆形轨道下端与水平面相切，、分别为半圆形轨道的最低点和最高点。小滑块可视为质点沿水平面向左滑动，经过点时的速度。已知半圆形轨道光滑，半径，滑块与水平面间的动摩擦因数，、两点间的距离。取重力加速度求：
滑块运动到点时速度的大小；
滑块从点水平飞出后，落地点与点间的距离。
从某高处以的初速度、与水平方向成角斜向上抛出一石子，落地时石子的速度方向和水平线的夹角为，忽略空气阻力，取求：
石子在空中运动的时间；
石子的水平射程；
石子抛出后，相对于抛出点能到达的最大高度；
抛出点离地面的高度。
答案和解析
1.【答案】
【解析】解：、做曲线运动的物体，在各位置的速度一定沿轨迹在该点的切线方向，而加速度一定不能沿轨迹在该点的切线方向．故A错误．
、物体做曲线运动时，其速度大小可以不变化，如匀速圆周运动．故B错误．
、两个直线运动的合运动不一定是直线运动，比如平抛运动．故C正确．
、根据矢量合成的特点可知，合运动的速度不一定比分运动的速度大．故D错误．
故选：
曲线运动的速度方向沿轨迹切线方向，不停的改变，一定具有加速度．变速运动可以是直线运动，也可以是曲线运动．平抛运动的加速度不变．
当合速度的方向与合加速度的方向在同一条直线上，合运动是直线运动，不在同一条直线上，合运动是曲线运动．
解决本题的关键知道平抛运动是匀变速曲线运动，知道曲线运动的速度方向，以及方向在改变，一定具有加速度．
2.【答案】
【解析】解：将的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，如图所示，拉绳子的速度等于沿绳子方向的分速度，
根据平行四边形定则得，实际速度，故ABC错误，D正确。
故选：。
将的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，根据平行四边形定则求出的实际运动的速度。
解决本题的关键知道速度的合成与分解遵循平行四边形定则，注意会画出正确的速度的分解图。
3.【答案】
【解析】解：、匀速圆周运动的加速度为向心加速度，方向指向圆心，方向不断变化，所以匀速圆周运动是变加速曲线运动，故A正确；
B、匀速圆周运动的线速度大小不变，方向时刻改变，故匀速圆周运动为变速运动，故B错误；
C、如果物体在内转过角，即转过的角度，根据角速度的定义，可得角速度为：，故C错误；
D、若半径一定，由公式，则线速度与角速度成正比，故D错误。
故选：。
匀速圆周运动的加速度方向始终指向圆心，加速度是变化的，是变加速运动；匀速圆周运动的线速度大小不变，方向变化，是变速运动；根据角速度的定义求解；根据公式判断；
本题考查了匀速圆周运动的特点，知道匀速圆周运动的线速度大小不变，方向时刻改变，加速度的大小不变，方向始终指向圆心，方向时刻改变，关键是明确矢量变化与标量变化的区别，掌握圆周运动角速度的公式的应用。
4.【答案】
【解析】解：、炮弹的运动可抽象为物体在斜坡上的平抛运动。设水平位移，竖直位移为，结合几何关系，有：
水平方向上：
竖直方向上：
联立可得：，
落在斜面上时竖直方向的分速度：
所以炮弹落在斜面上速度方向与斜面夹角的正切值：，与初速度的大小无关。则如果将炮弹初速度减为，炮弹落在斜面上速度方向与斜面夹角不变。故A正确，BC错误；
D、炮弹沿斜面方向的位移：，即与成正比，将炮弹初速度减为，炮弹位移变为原来的，故D错误。
故选：。
根据平抛运动规律：水平方向上匀速直线运动，竖直方向上自由落体运动列式联立可求解。
本题考查平抛运动规律的应用，能够灵活利用公式求得及的表达式，从而可求解。
5.【答案】
【解析】A、牛顿提出了万有引力定律，而引力常量是由卡文迪许测定的，故A错误；
、万有引力定律适用于宇宙万物任意两个物体之间，是自然界一种基本相互作用的规律，故B错误，C正确；
D、根据万有引力公式可知，在近日点的距离比远日点的距离小，所以在近日点万有引力大，故D错误。
故选：。
6.【答案】
【解析】解：、汽车过凸桥最高点时，加速度的方向向下，处于失重状态，故A错误。
B、小球受到重力和绳的拉力作用，二者合力提供向心力。
向心力大小为：，小球做圆周运动的半径为：
由牛顿第二定律得：
由可得角速度：，可知保持圆锥摆的高度不变，则角速度不变，故B错误。
C、小球靠重力和支持力的合力提供向心力，重力不变，根据平行四边形定则知，支持力相等，向心力相等，故C错误。
D、火车转弯超过规定速度行驶时，重力和支持力的合力不够提供向心力，外轨受到挤压，故D正确。
故选：。
分析每种模型中物体的受力情况，根据合力提供向心力求出相关的物理量，进行分析即可．
此题考查圆周运动常见的模型，每一种模型都要注意受力分析找到向心力，结合牛顿第二定律分析判断，难度不大．
7.【答案】
【解析】解：、铅球开始时相对于地面得高度是，则重力势能：故A错误；
B、到达地面时的动能：故B错误；
C、铅球下落得过程中重力做的功：故C正确；
D、根据动能定理可知，整个过程中合外力做的功等于动能的增加，则：，故D错误
故选：。
根据重力势能的公式求出重力势能；重力做功只与初末位置有关，与运动过程无关，即可求得重力做的功，根据动能定理求出合外力的功。
熟练应用功的计算公式即可，注意重力做功只与初末位置有关，能熟练利用动能定理求合外力的功。
8.【答案】
【解析】解：、三个小球做的都是平抛运动，从图中可以发现落在点的小球下落的高度最小，由得：，所以小球飞行时间最短，由得：，知小球的水平位移最大，飞行时间最短，则小球的初速度最大，故A正确，B错误；
C、所有小球做的是平抛运动，加速度为，速度变化快慢相等，故C错误；
D、设速度的偏向角为，则，可知小球的运动时间最长，初速度最小，则小球的速度偏向角最大，故D正确。
故选：。
三个小球做的都是平抛运动，平抛运动可以分解为水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的自由落体运动，物体运动的时间是由竖直方向上下落的高度决定的。根据平抛运动的规律列式进行分析。
解决本题的关键是要掌握平抛运动的研究方法为运动的分解，知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，根据运动学公式列式分析此类问题。
9.【答案】
【解析】解：、研究飞船绕星球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式：
得出：，故A正确。
B、根据圆周运动知识，只能表示在半径为的圆轨道上向心加速度，而不等于星球表面的重力加速度，故B错误。
C、研究登陆舱绕星球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力有：
在半径为的圆轨道上运动：得出：，表达式里为中心体星球的质量，为运动的轨道半径。
所以登陆舱在与轨道上运动时的速度大小之比为，故C错误。
D、研究登陆舱绕星球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式：
在半径为的圆轨道上运动：得出：表达式里为中心体星球的质量，为运动的轨道半径。所以登陆舱在与轨道上运动时的周期大小之比为：，所以，故D正确。
故选：。
研究飞船绕星球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式求出中心体的质量．
研究登陆舱绕星球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式表示出线速度和周期．再通过不同的轨道半径进行比较．
求一个物理量之比，我们应该把这个物理量先用已知的物理量表示出来，再进行之比．
向心力的公式选取要根据题目提供的已知物理量或所求解的物理量选取应用．
10.【答案】
【解析】解：、设物体向右做匀减速直线运动的加速度为，则由图得：
加速度大小为：，方向与初速度方向相反，设物体向左做匀加速直线运动的加速度为，则由图得：
加速度大小为：，方向与初速度方向相反，
根据牛顿第二定律，有：，，得：，，故A正确。
C、根据图与横轴所围的面积表示位移得：内位移为：，则知末物体恰在起点左侧处，故C正确。
B、内物体的平均速度为：，故B错误；
D、内克服摩擦力做功为：，故D正确；
故选：。
由图分别求得由力和没有力作用时的加速度，对两段时间分别运用牛顿第二定律列式后联立求解；末物体离起点的距离应为图与横轴所围的上下两块面积之差，应用平均速度公式求出平均速度；根据功的公式求出克服摩擦力做功。
本题关键先根据运动情况求解加速度，确定受力情况后求解出动摩擦因数，根据图与横轴所围的面积表示位移求解位移。要注意滑动摩擦力与路程有关。
11.【答案】
【解析】解：为了减小空气阻力对小球的影响，要选择体积较小质量较大的小球，故选实心小铁球，故A正确。
故选：。
在竖直方向上，根据得：
。
小球平抛运动的初速度大小为：
。
故答案为：；
； 。
小球要做平抛运动，则要减小阻力的影响，在小球选择方面要注意选择体积小、质量大的小球；
根据竖直方向上连续相等时间内的位移之差是一恒量求出相等的时间间隔，从而得出照相机的闪光周期；
根据水平位移和时间求出初速度的大小。
本题考查了实验器材的选择原理，要减小空气阻力的影响；
解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式和推论灵活求解，难度不大。
12.【答案】 超重
【解析】解：托盘秤的示数是，则小钢球的质量是，小钢球的重力是；
将组实验数据取平均值为，则小钢球对桥的压力，
根据，可得；小钢球对桥的压力大于自身重力，处于超重状态。
故答案为：；
；；超重。
托盘天平的量程为，最小分度为，注意估读到最小分度的下一位；根据表格知最低点小车和凹形桥模拟器对秤的最大压力求出平均值，然后根据牛顿第二定律和向心力公式求解。
本题考查了牛顿第二定律、圆周运动的公式的应用和天平的读数问题。
13.【答案】解：汽车恰好不受路面摩擦力时，由重力和支持力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律得：
解得：
当车道对车的摩擦力沿车道向上且等于最大静摩擦力时，车速最小，根据牛顿第二定律得：
解得：
答：若汽车恰好不受路面摩擦力，则其速度应为；
汽车在该车道上所能允许的最小车速为．
【解析】汽车恰好不受路面摩擦力时，由重力和支持力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律求解速度；
当车道对车的摩擦力沿车道向上且等于最大静摩擦力时，车速最小，根据牛顿第二定律求解最小速度．
熟记摩擦力公式和向心力公式是解决本题的关键，分析向心力是由哪些力提供的．通常这样找向心力：沿半径方向的所有力的合力提供该物体做圆周运动的向心力．
14.【答案】解：滑块从运动到的过程中，
根据动能定理：，
代入数据计算得出：；
小滑块从到过程，应用动能定理 ，
解得：；
滑块从水平飞出后做平抛运动，设飞行时间为，
则水平方向：，
竖直方向：，
联立并代入数据计算得出：。
【解析】本题主要考查动能定理的应用以及平抛运动，竖直面圆周运动的处理方法，基础题目。
15.【答案】解：如图所示：
石子落地时的速度方向和水平线的夹角为，则
即
取竖直向上为正方向，落地时竖直方向的速度向下，则
得
．
石子在水平方向上做匀速直线运动
当石子速度的竖直分量减为时，到达最大高度处
．
由
得
抛出点离地面的高度
．
答：石子在空中运动的时间为；
石子的水平射程为；
石子抛出后，相对于抛出点能到达的最大高度为；
抛出点离地面的高度为。
【解析】有斜抛运动，对速度正交分解，求解竖直分量，结合竖直上抛，求解时间及竖直方向位移，水平方向做匀速直线运动，求解水平方向位移。
本题考查斜抛运动，学生需结合正交分解综合解题。
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