2021-2022学年云南省保山市昌宁县高一（下）期中物理试题（解析版）

昌宁县2021~2022学年下学期高一年级期中考物理试卷第Ⅰ卷（选择题，共40分）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，每小题4分，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）1.在物理学建立、发展的过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步．关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是：A.卡文迪许发现了万有引力定律B.开普勒在第谷观测数据的基础上提出了开普勒行星运动定律C.牛顿通过理想斜面实验得出力不是维持物体运动的原因D.笛卡尔用扭秤实验测出了万有引力常量【答案】B【解析】【详解】卡文迪许通过扭秤实验测得了引力常量，牛顿发现了万有引力定律，AD错误；开普勒在第谷观测数据的基础上提出了开普勒行星运动定律，B正确；伽利略通过理想斜面实验得出力不是维持物体运动的原因，C错误．2.河宽420m，船在静水中速度为5m/s，水流速度是3m/s，则船过河的最短时间：A.140s B.105s C.84s D.53s【答案】C【解析】【详解】船在静水中速度垂直于河岸时渡河时间最短，时间为，故C正确，ABD错误．3.汽车以10m/s的速度驶过圆弧形桥的最高点时，汽车对桥面的压力是车重的0.9倍，此桥面的圆弧半径为r。如果车速加倍，在最高点时汽车对桥面的压力将变为车重的A.0.5倍 B.0.6倍 C.0.7倍 D.0.8倍【答案】B【解析】【详解】根据可得：当汽车的速度为10m/s时：当车速加倍时：联立解得：k=0.6A．0.5倍，与结论不相符，选项A错误；B．0.6倍，与结论相符，选项B正确；C．0.7倍，与结论不相符，选项C错误；D．0.8倍，与结论不相符，选项D错误；4.如图所示，小球的质量为，悬线的长为，初始时小球（可视为质点）静止于A点。现把小球缓慢拉至处，悬线始终绷紧，悬线扫过的角度，重力加速度大小为，以点所在的水平面为零势能面，关于这一过程，下列说法正确的是（）

A.小球的重力势能逐渐减小B.小球的重力势能增加量为C.小球在处的重力势能为D.小球在处的重力势能为【答案】B【解析】【分析】【详解】A．小球的重力势能逐渐增大，所以A错误；B．小球的重力势能增加量为所以B正确；C．小球在处的重力势能为，所以C错误；D．小球在处的重力势能为，所以D错误；故选B。5.如图，质量为1kg的物体沿倾角为30°的粗糙斜面匀速下滑，斜面静止不动，。下列说法正确的是（）A.物体受4个力作用 B.物体对斜面的作用力大小为10NC.地面对斜面的摩擦力水平向右 D.地面对斜面的摩擦力水平向左【答案】B【解析】【详解】A．物体受重力，斜面的支持力和摩擦力共3个力作用，故A错误；B．物体匀速下滑，处于平衡状态，根据力的平衡可知斜面对物体的作用力与物体的重力等大反向，大小为10N，故B正确；CD．对物体、斜面体的整体进行分析，水平方向受力为零，因此地面对斜面无摩擦力作用，故C、D错误。故选B。6.如图所示，在倾斜的直杆上套一个质量为m的圆环，圆环通过轻绳悬挂着一个质量为M的物体，在圆环沿滑杆向下滑动的过程中，悬挂物体的轻绳始终处于竖直方向。则该过程中（重力加速度为g）（）

A.轻绳的拉力等于Mg B.物体做加速运动C.物体做减速运动 D.环受三个力作用【答案】A【解析】【详解】ABC．假设小环和物体一起沿滑杆向下做加速运动，加速度应沿滑杆向下，但物体仅受到重力和轻绳的拉力，不可能有沿滑杆方向的合力，即不可能产生沿滑杆方向的加速度，所以物体和圆环做的一定是匀速直线运动。对物体分析，由平衡条件可知，悬绳对物体的拉力与物体的重力平衡，故A正确，BC错误；D．对圆环分析，由平衡条件可知受到重力、轻绳拉力、直杆的支持力、直杆的摩擦力四个力的作用，故D错误。故选A。7.“套圈圈”是老少皆宜的游戏。如图所示，大人和小孩在同一竖直线上的不同高度处分别以不同水平速度抛出圆环，恰好同时套中水平地面上的同一目标。忽略一切空气阻力，则（）

A.小孩先抛出圆环B.大人抛出圆环时的速度较大C.小孩抛出的圆环落地时速度方向与水平地面的夹角较小D.大人抛出的圆环速度变化较慢【答案】C【解析】【详解】A．由可知环在空中运动时间由题意知，两人恰好同时套中水平地面上的同一目标，所以应该是大人先抛出圆环，故A错误；B．由题可知，两环的水平位移相等，由知即大人抛出圆环时的速度较小，故B错误；C．因为圆环落地时速度方向与水平地面的夹角满足因为所以即即小孩抛出的圆环落地时速度方向与水平地面的夹角较小，故C正确；D．因为圆环抛出后均做平抛运动，加速度均为g，所以两个圆环速度变化的快慢相同，故D错误。故选C。8.如图所示，粗糙水平转盘上，质量相等的A、B两个物块（均可视为质点）叠放在一起，随转盘一起做匀速圆周运动，它们到转轴的距离均为r。A、B之间的动摩擦因数为，B与转盘之间的动摩擦因数为，各接触面之间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。则下列说法正确的是（）A.在随转盘做匀速圆周运动过程中，物块A所需要的向心力由重力和B对它的支持力提供B.A、B均未发生滑动时，A、B之间的摩擦力和B与转盘之间的摩擦力大小相等C.若，随着转盘角速度的增加，A先相对B发生滑动D.若，为保证A、B均不发生滑动，转盘转动的角速度最大为【答案】D【解析】【详解】A．物块A所需要向心力由B对A的静摩擦力提供，A错误；B．对A由向心力公式有对A、B整体分析有对比可知B错误；C．当A、B整体刚好和转盘发生相对滑动时，有解得此时A需要的向心力为如果即，则B先相对转盘发生滑动；如果即，则A先相对B发生滑动，C错误；D．由C选项分析可知时，A先相对B发生滑动，则为保证A、B均不发生滑动，转盘的最大角速度满足解得D正确。故选D。9.如图所示，小球（可视为质点）在竖直面光滑圆轨道内做圆周运动，轨道半径为1m，小球质量为1kg，小球通过轨道最低点的速度为6m/s，通过轨道最高点的速度为2m/s，g取，则小球通过最低点和最高点时，内外轨道对小球的作用力为（）A.在最高点时，方向竖直向下，大小为4N B.在最高点时，方向竖直向上，大小为6NC.在最低点时，方向竖直向上，大小为36N D.在最低点时，方向竖直向上，大小为46N【答案】BD【解析】【详解】AB．在最高点时向心力为因此在最高点时小球对内轨道有压力，根据牛顿第三定律可得内轨道对小球的支持力为方向竖直向上，故A错误，B正确；CD．在最低点时向心力为在最低点时的向心力由外轨道对小球的支持力提供，此时外轨道对小球的支持力为方向竖直向上，故C错误，D正确。故选BD。10.水平桌面上一质量为3kg的物体，在水平拉力F的作用下，从静止开始运动2s后撤去外力，其图像如图所示，下列说法正确的是（）A.在0~2s内，合外力做的功为6JB.在0~2s内，拉力大小是阻力大小的2倍C.在时，拉力的瞬时功率为4.5WD.在0~6s内，摩擦力做功为9J【答案】AC【解析】【分析】【详解】A．在0～2s内，根据动能定理得，合外力做的功W合=故A正确；B．2-6s内物体的加速度物体受到的摩擦力大小f=ma2=1.5N0-2s内物体的加速度则F-f=ma1解得F=4.5N在0~2s内，拉力大小是阻力大小的3倍，选项B错误；C．在t=1s时，拉力的瞬时功率为故C正确；D．在0～6s内，物体的位移所以在0～6s内，摩擦力做的功为W=-fs=-9J故D错误。故选AC。11.“天问一号”探测器负责执行中国第一次自主火星探测任务，于2020年7月23日在文昌航天发射场发射升空，2021年2月24日6时29分，成功实施近火制动，进入火星停泊轨道。假设“天问一号”在火星停泊轨道上做匀速圆周运动，轨道半径为r，运行周期为T。已知火星的半径为R，自转周期为T0，引力常量为G。则火星的（）A.极地表面的重力加速度为 B.密度为C.同步卫星的轨道半径为 D.第一宇宙速度为【答案】AC【解析】【分析】【详解】A．探测器绕火星做圆周运动，有，解得A正确；B．根据，，解得B错误；C．同步卫星的周期等于火星的自转周期，解得C正确；D．根据，解得D错误；故选AC。12.质量为M的木块穿在光滑水平细杆上，木块下方用轻质细线悬挂一质量为m的小球。用水平向右的恒力拉小球，小球和木块一起向右匀加速运动，加速大小为，此时细线与竖直方向成角，如图甲所示。若保持该恒力大小不变，方向改为向左拉木块，小球和木块一起向左匀加速运动，加速度大小为，此时细线与竖直方向成角，如图乙所示。若，则下列关系式正确的是（）

A B. C. D.【答案】BC【解析】【详解】A．对甲图中的木块和小球当整体来考虑，根据牛顿第二定律，有解得再对乙图中木块和小球当整体来考虑，根据牛顿第二定律，有解得所以，故A错误，B正确；C．对甲图中木块，根据牛顿第二定律，有小球在竖直方向受力平衡，有解得对乙图中小球，根据牛顿第二定律，有解得因为、，所以，故C正确，D错误。故选BC。第Ⅱ卷（非选择题，共60分）二、填空、实验题（本大题共2小题，共18分）13.图甲为验证牛顿第二定律的实验装置示意图，连接在小车后面的纸带穿过电火花打点计时器，将小车和挂在竖直面内的拉力传感器用一条柔软的轻绳通过光滑的定滑轮和轻质动滑轮连接起来。（1）要使绳子的拉力就是小车所受的合外力，在实验中，需要对实验装置进行调整。第一步：要使绳子的拉力沿着长木板方向，需要进行的操作是____________________；第二步：平衡摩擦力，需要进行的操作是____________________。（用文字简要概述）（2）实验中得到一条纸带的一部分如图乙所示，相邻计数点间的距离已在图中标出，相邻两计数点间还有4个计时点未画出，已知打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz。根据图中数据计算出加速度的大小为______（计算结果保留2位有效数字）。（3）某次实验中根据测量数据作出如图丙所示的a－F图像，该小组同学做实验时存在的问题是____________________。【答案】①.调整定滑轮的高度，使拴小车的细绳与长木板平行②.在长木板的右端下方垫上一小木块，取下钩码（包括动滑轮），将小车靠近打点计时器，轻推小车，小车沿长木板运动；反复调整长木板的倾角进行实验，直到小车能够匀速运动③.2.2④.没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够【解析】【详解】（1）[1]要使绳子的拉力就是小车所受的合外力，在实验中，需要对实验装置进行调整。第一步：要使绳子的拉力沿着长木板方向，需要进行的操作是：调整定滑轮的高度，使拴小车的细绳与长木板平行。[2]第二步：平衡摩擦力，需要进行的操作是：在长木板的右端下方垫上一小木块，取下钩码（包括动滑轮），将小车靠近打点计时器，轻推小车，小车沿长木板运动；反复调整长木板的倾角进行实验，直到小车能够匀速运动。（2）[3]由题意可知，两计数点间时间间隔为0.1s，由逐差法可得，小车的加速度大小为（3）[4]由图可知，拉力增大到一定值后才有加速度，可知该小组同学做实验时存在的问题是：没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够。14.图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图。

（1）实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线___________每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛___________。（2）图乙是正确实验取得的数据，其中O为抛出点，则此小球做平抛运动的初速度为___________m/s（g取9.8m/s2）。（3）在另次实验中将白纸换成方格纸，每个格子的边长L=5cm，通过实验，记录了小球在运动途中的三个位置，如图丙所示，则该小球做平抛运动的初速度为___________m/s，B点的竖直分速度为___________m/s。（g取10m/s2）【答案】①.水平②.初速度相同③.1.6④.1.5⑤.2.0【解析】【详解】（1）[1]斜槽末端切线要调至水平，以保证物体水平抛出。[2]每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛的初速度相同。（2）[3]竖直方向有解得水平方向有（3）[4]竖直方向有，解得水平方向有[5]B点的竖直分速度三、计算题（本大题共3小题，共42分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后结果的不能得分）15.一质量为的汽车在水平公路上行驶，当汽车经过半径为100m的弯道时，汽车的速度为36km/h。求：（1）路面对轮胎的径向静摩擦力为多大？（2）若路面对轮胎的径向最大静摩擦力为，为保障汽车不发生侧滑，汽车转弯的速度不能超过多少？（3）为防止汽车侧滑，可以在弯道处让路面倾斜，假设某弯道路面倾角为27°，弯道半径为80m，汽车速度为多大时，路面对轮胎摩擦力恰好为零？（g取，）【答案】（1）1000N；（2）；（3）【解析】【详解】（1）由题意知由静摩擦力提供向心力得解得（2）由题意得解得（3）当路面对轮胎的摩擦力恰好为零时，由重力和路面支持力的合力提供向心力解得16.2022年2月4日，第24届冬季奥林匹克运动会在北京开幕，至此，北京成为全世界唯一一个既举办过夏季奥运会又举办过冬季奥运会的城市。如图所示，跳台滑雪项目中一位运动员由斜坡顶端A点沿水平方向飞出的速度，落点在斜坡上的B点，斜坡倾角取37°，斜坡可以看成一斜面，不计空气阻力。g取，，。求：（1）运动员在空中飞行的时间；（2）A、B间的距离；（3）运动员在落点B时的运动方向与斜面的夹角的正切值。【答案】（1）3s；（2）75m；（3）【解析】【详解】（1）运动员由A点到B点做平抛运动，水平方向有竖直方向有又联立解得运动员在空中的飞行时间为（2）由位移偏角公式可得解得A、B间的距离为（3）运动员在落点B时，沿斜面和垂直斜