2021-2022学年山东省临沂市兰山区高一（下）期中教学质量检测物理试题（解析版）

2021-2022学年度第二学期期中教学质量检测高一物理试题注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上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、写在本试卷上无效。3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。一、选择题：本大题共12小题，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，每小题3分；第9～12题有多项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全得2分，有选错得0分。1.关于曲线运动，下列说法正确的是（）A.曲线运动的加速度可能为零B.物体恒力作用下不可能做曲线运动C.相同时间内速度变化量一定不相等D.所有做曲线运动的物体，所受合外力方向与速度方向肯定不在一条直线上【答案】D【解析】【详解】A．做曲线运动的物体，其速度方向一定改变，所以曲线运动一定是变速运动，加速度不可能为零，A错误；B．物体在恒力作用下可能做曲线运动，比如平抛运动，B错误；C．曲线运动在相同时间内速度变化量可能相等，比如平抛运动，C错误；D．物体做曲线运动的条件是所受合外力方向与速度方向不在同一条直线上，D正确。故选D。2.关于圆周运动，下列说法正确的是（）A.做圆周运动的物体所受合力总是与速度方向垂直B.做匀速圆周运动的物体，所受合力是恒定的C.做匀速圆周运动的物体，其加速度一定时刻指向圆心D.物体在恒力作用下可能做圆周运动【答案】C【解析】【详解】A．做变速圆周运动的物体所受合力不指向圆心，与速度方向不垂直，A错误；B．做匀速圆周运动的物体，其所受合外力提供向心力，所受合外力大小不变且指向圆心，方向时刻发生变化，B错误；C．做匀速圆周运动的物体，其所受合外力提供向心力，合外力一定时刻指向圆心，所以加速度也一定时刻指向圆心，C正确；D．物体在恒力作用下，加速度恒定，不可能做圆周运动，D错误。故选C。3.水星和地球都绕太阳做圆周运动，水星和地球比较，下列说法正确的是（）A.地球的线速度大 B.地球的角速度大C.地球的周期大 D.地球的向心加速度大【答案】C【解析】【详解】A．根据可得地球轨道半径大，线速度小，A错误；B．根据可得地球轨道半径大，角速度小，B错误；C．根据可得地球轨道半径大，周期大，C正确；D．根据可得地球轨道半径大，向心加速度小，D错误。故选C。4.一小船渡河，河宽，水流速度，船在静水中的速度为，则（）A.小船渡河的最短时间为25sB.小船最短时间渡河时，小船的位移为100mC.小船渡河的最短位移为100mD.小船最短位移渡河时，渡河的时间为25s【答案】A【解析】【详解】A．若让小船渡河时间最短，船头始终正对河岸即可，渡河时间为A正确；B．小船渡河时间最短时，船沿水流方向运动的距离为则小船的位移为B错误；CD．要使渡河位移最小，由于船的合速度不能垂直于河岸，当船的合速度方向与河岸之间的夹角最大时，渡河位移最小，设船头与河岸上游夹角为θ，有所以此时合速度方向与河岸之间的夹角为则船的最小位移为合速度大小为则渡河时间为CD错误。故选A。5.海王星的质量是地球的17倍，它的半径是地球的4倍，地球表面的重力加速度为g，地球的第一宇宙速度为v，则（）A.海王星表面的重力加速度为 B.海王星表面的重力加速度为C.海王星的第一宇宙速度为 D.海王星的第一宇宙速度为【答案】B【解析】【详解】AB．设地球的质量为M地，半径为R地，海王星的质量为M海，半径为R海，则有

可得故A错误，B正确；CD．设海王星的第一宇宙速度为v海，则有

可得即CD错误。故选B。6.我国天文学家通过“天眼”在武仙座球状星团中发现一个脉冲双星系统。如图所示，由恒星A与恒星B组成的双星系统绕其连线上的O点各自做匀速圆周运动，若恒星A的质量为m，恒星B的质量为2m，则（）

A.恒星A恒星B的轨道半径之比为2：1B.恒星A恒星B角速度之比为2：1C.恒星A恒星B的线速度大小之比为1：2D.恒星A恒星B的向心力大小之比为2：1【答案】A【解析】【详解】AB．两颗恒星在相等的时间内转过的角度相同，即设两恒星之间距离为L，则有可得A正确，B错误；C．二者线速度大小之比为C错误；D．两恒星的向心力大小相等，均为，D错误。故选A。7.如图所示为一半圆形的坑，其中坑边缘两点A、B与圆心O等高且在同一竖直平面内，在圆边缘A点将一小球以速度水平抛出，小球落到C点，运动时间为，第二次从A点以速度水平抛出，小球落到D点，运动时间为，不计空气阻力，则（）

A.B.C.小球落到D点时，速度方向可能垂直圆弧D.小球落到C点时，速度方向与竖直方向夹角为【答案】A【解析】【详解】AB．连接AC和AD，如图

设AC和AD的在竖直方向上的长度分别为hAC和hAD，根据图像可知且有，可得设AC和AD的水平方向上的长度分别为xAC和xAD，则有，，可得A正确，B错误；C．连接OD，如图所示

设则有，可得若速度方向垂直圆弧，则速度方向与水平方向的夹角也为θ，则有则有整理得即这说明小球从A点抛出后速度方向没有发生过改变，显然这时不可能的，所以小球落到D点时，速度方向不可能垂直圆弧，C错误；D．小球落到C点时，设小球的位移偏转角为α，即AC与水平方向的夹角为α，则有可得根据平抛运动规律，设小球的速度偏转角为β，即小球落到C点时速度方向与水平方向的夹角为β，满足说明β一定大于45°，则速度与水平方向的夹角一定小于45°，D错误。故选A。8.游乐场的悬空旋转椅结构如图甲所示，一个游客通过长的轻绳悬挂在半径的水平圆形转盘的边缘。整个装置可绕通过转盘圆心的竖直杆匀速转动，简化力学结构如图乙、已知，，重力加速度，不考虑空气阻力。当轻绳与竖直方向夹角时，旋转椅的线速度大小为（）A.5m/s B. C.10m/s D.【答案】B【解析】【详解】游客所受重力和轻绳的拉力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律有解得故选B。9.如图所示，A、B两个物体放在旋转圆台上，动摩擦因数均为，已知A的质量为2m，B的质量为m，A离轴的距离为r，B离轴的距离为2r，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则当圆台旋转时（）A.B的向心力大 B.B的向心加速度大C.B受的摩擦力小 D.当圆台转速增加时，B比A先滑动【答案】BD【解析】【详解】A．对A有对B有则二者的向心力一样大，A错误；B．根据，可知B的向心加速度大，B正确；C．物体所受摩擦力提供向心力，二者向心力一样大，则二者所受摩擦力一样大，C错误；D．对A有则物体A的临界速度为对B有则物体B的临界速度为所以当圆台转速增加时，B比A先滑动，D正确。故选BD。10.2022年11月下旬，“神舟十五号”发射升空并完成对接后，“天宫”空间站将呈现6舱盛况，包含“天和”核心舱、“问天”实验舱、“梦天”实验舱，“天舟五号”货运飞船、“神舟十四号”载人飞船、“神舟十五号”。组合体总质量将达到97.4吨，呈现100吨级空间站的盛况！空间站离地面高度为400km，则（）A.空间站的线速度小于7.9km/sB.空间站的加速度小于地球表面的重力加速度C.空间站的线速度小于地球赤道上物体随地球自转的线速度D.空间站的加速度小于地球赤道上物体随地球自转的加速度【答案】AB【解析】【详解】A．假定地球质量为M，卫星轨道半径为r，引力常数为G，空间站质量为m，则有则有可知轨道半径越大，运行速度越小，而7.9km/s是轨道半径为地球半径时的速度，空间站的半径大于地球半径，则空间站的速度小于7.9km/s，故A正确；B．依题意有空间站的加速度为因为地球表面的加速度为所以空间站的加速度小于地球表面的重力加速度，故B正确；C．据前面分析，空间站的运行速度为轨道半径越大，运行速度越小，因同步卫星的半径大于空间站的半径，则空间站的速度大于同步卫星的速度；根据，可知而同步卫星的速度大于地球赤道上物体随地球自转的线速度，所以空间站的线速度大于地球赤道上物体随地球自转的线速度，故C错误；D．据前面分析，空间站的运行加速度为轨道半径越大，加速度越小，可知空间站的加速度大于同步卫星的加速度，根据，可知同步卫星的加速度大于地球赤道上物体随地球自转的加速度，则空间站的加速度大于地球赤道上物体随地球自转的加速度，故D错误。故选AB。11.如图所示，一长为3L的轻杆两端固定质量均为m的小球A、B，轻杆随转轴在竖直平面内做角速度为的匀速圆周运动，，O、A之间距离为L，O、B之间距离为2L，重力加速度为g，当小球A运动到最高点、小球B运动到最低点时，此时（）

A.小球A、B的线速度大小之比为2：1 B.小球A、B的向心力大小之比为2：1C.小球A对杆的作用力大小为mg D.小球A对杆的作用力方向竖直向上【答案】CD【解析】【详解】A．两小球线速度大小之比为A错误；B．两小球的向心力大小之比为B错误；CD．设向下为正方向，且假设杆对小球A作用力方向竖直向下，大小设为T，则有解得说明杆对小球A作用力方向是竖直向下的，且大小为mg，根据牛顿第三定律可知，小球A对杆的作用力大小为mg，且小球A对杆的作用力方向竖直向上，CD正确。故选CD。12.如图所示，质量为m的带孔小球穿过竖直固定的光滑杆，质量也为m的物块用轻绳跨过光滑的轻质定滑轮与小球连接，小球位于O点时连接小球的轻绳水平，现把小球拉至A点静止释放，小球运动到最低点B时速度为零，在小球从A点运动到B点的过程中，下列说法正确的是（）A.小球运动到O点时速度最大B.小球运动到O点时，物块的速度为零C.小球从A点运动到O点的过程中，小球处于失重状态D.小球从A点运动到O点的过程中，物块处于超重状态【答案】BC【解析】【详解】A．小球运动到O点时，小球受向下的重力，水平方向上受力平衡，则在O点时小球有与速度方向同向的加速度，故要接着加速，所以小球运动到O点时速度并没达到最大，A错误；B．物块的速度与绳子的速度相同，在O点时绳子与小球运动方向垂直，因此此时绳子上没有小球的分速度，故绳子的速度为0，物块的速度也为0，B正确；C．小球从A点运动到O点的过程中，小球所受合力向下，小球加速度方向向下，小球处于失重状态，C正确；D．小球从A点运动到O点的过程中，物块的速度从0到0，则物块会经历一个先加速后减速的过程，加速度方向先向下后向上，物块先失重后超重，D错误。故选BC。二、实验题：本题共2小题，共14分。把答案写在答题卡中指定答题处，不要求写出演算过程。）13.关于“研究平抛运动”的实验，请回答以下问题：（1）实验中，下列说法正确的是（）A．应使小球每次从斜槽上相同的位置静止释放B．斜槽轨道必须光滑C．斜槽轨道末端可以不水平D．建立坐标系时，以斜槽末端端口位置为坐标原点（2）某同学在做实验时，忘了记下小球抛出点的位置O，只记录了竖直方向，如图所示。y轴沿竖直方向，x轴与y轴垂直，A为小球运动一段时间后的位置。g取10，根据图像，可求得小球做平抛运动的初速度为______m/s；小球运动到B点时的速度大小为______m/s；小球抛出点的位置O的坐标为______。

【答案】①.A②.2③.④.（-5cm，-20cm）【解析】【详解】（1）[1]A．为保证小球抛出的初速度相同，应使小球每次从斜槽上相同的位置静止释放，故A正确；B．保证小球抛出的初速度相同即可，斜槽轨道光滑与否对实验误差没有影响，故B错误；C．为保证小球抛出的初速度水平，斜槽轨道末端必须水平，故C错误；D．建立坐标系时，以斜槽末端端口上方R（R为小球半径）处位置为坐标原点，故D错误。故选A。（2）[2]小球竖直方向做自由落体运动，根据解得小球做平抛运动的初速度[3]小球运动到B点时的竖直速度为小球运动到B点时的速度大小为[4]小球由抛出到B的时间为下落到B时，竖直方向下落的距离为则抛出点的纵坐标为抛出点的横坐标为小球抛出点的位置O的坐标为（-5cm，-20cm）。14.如图所示是向心力演示仪的示意图，匀速转动手柄1，可使变速塔轮2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动，槽内的小球就做匀速圆周运动。使小球做匀速圆周运动的向心力由横臂6的挡板对小球的压力提供。球对挡板的反作用力使弹簧测力套筒7下降，标尺8露出的红白相间的标记，向心力大小关系可由标尺露出的等分格的格数判断。要探究向心力与角速度的关系，应保证两球的质量和运动半径相同，使两球的角速度不同。某次实验皮带套的左右两个塔轮的半径分别为，则A、B两球的角速度之比为______，左右标尺露出的等分格的格数之比为______。【答案】①.1:2②.1:4【解析】【详解】[1]因为同皮带传动，边缘线速度相等，根据，左右两个塔轮的半径分别为，则A、B两球的角速度之比为[2]两球的质量和运动半径相同，角速度之比为1:2，则可以观察到左右标尺露出的等分格的格数之比为1:4。三、计算题：本题共4小题，共46分。解答应写出必要的文字说明、方程式和主要的演算步骤。15.质量为30kg的小孩坐在秋千上，小孩离系绳子的横梁3m。秋千摆到最低点时小孩运动速度的大小是5m/s，秋千摆到最高点时绳子与竖直方向的夹角为，重力加速度，求：（1）秋千摆到最低点时，小孩对秋千的压力；（2）秋千摆到最高点时，小孩对秋千的压力。【答案】（1）550N，方向竖直向下；（2）150N，与竖直方向成角向下【解析】【详解】（1）秋千摆到最低点时，设秋千对小孩的支持力为N，则有解得根据牛顿第三定律可知，秋千摆到最低点时，小孩对秋千的压力为550N，方向竖直向下；（2）当秋千摆到最高点时，秋千对小孩的支持力沿绳方向，则有解得根据牛顿第三定律可知，秋千摆到最高点时，小孩对秋千的压力为150N，方向与竖直方向成角向下。16.国家航天局欲测量一星球的质量和密度，发射一颗卫星使其绕该星球表面做匀速圆周运动，其轨道半径近似等于该星球半径，卫星自带传感器，测得卫星环绕运动的线速度大小为v，环绕周期为T，已知引力常量为G，不计阻力。试根据题中所提供的条件和测量结果，求：（1）该星球表面的“重力”加速度g的大小；（2）该星球的质量M和密度。【答案】（1）；（2），【解析】【详解】（1）卫星轨道半径近似等于该星球半径，设为R，则对星球表面物体，有可得对卫星，有，联立可得故该星球表面的“重力”加速度g的大小为。（2）根据对上问分析，可得且有即可得则该星球密度为故该星球的质量和密度为和。17.2022年北京冬奥会于2022年2月4日开幕，2月20日闭幕。中国代表队取得了9金4银2铜的好成绩。跳台滑雪是冬奥会项目，运动员穿专用滑雪板，在滑雪道上获得一定速度后从跳台飞出，在空中飞行一段距离后着陆。如图所