2021-2022学年河南省南阳市高一（下）期中考试物理试题（解析版）

2022年春期高中一年级期中质量评估物理试题一、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1一8题只有一项符合题目要求，9一12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，）1.下列说法正确的是（）A.做匀速圆周运动的物体加速度保持不变B.做匀速圆周运动的物体速度保持不变C.做平抛运动的物体加速度保持不变D.不同的物体做平抛运动时的加速度不同【1题答案】【答案】C【解析】【详解】AB．做匀速圆周运动的物体的速度和加速度都是方向时刻在变化，大小不变，故AB错误；CD．所有做平抛运动物体都只受重力作用，加速度都为重力加速度，且保持不变，故C正确，D错误。故选C。2.以速度水平抛出一个小球，小球做平抛运动，某时刻其竖直分位移与水平分位移相等。已知重力加速度为g，则此时小球（）A.竖直分速度等于水平分速度B.做平抛运动的时间为C.竖直方向的速度大小为D.竖直方向的位移是【2题答案】【答案】B【解析】【详解】设经过ts，竖直分位移与水平分位移相等，则有解得则竖直方向的速度为竖直方向的位移为故选B。3.如图所示，为某种自行车的大齿轮、链条、小齿轮、脚踏板、后轮示意图。在骑行过程中，脚踏板和大齿轮同轴转动，小齿轮和后轮同轴转动。已知大齿轮与小齿轮的半径之比为3：1，后轮与小齿轮半径之比为10：1，当使后轮离开地面，摇动脚踏板带动后轮一起转动时，大齿轮边缘的A点与后轮边缘的C点（）A.线速度之比为10：1B.角速度之比为3：1C.向心加速度之比为10：3D.周期之比为3：1【3题答案】【答案】D【解析】【详解】由图可知，A与B具有相同的线速度，根据解得B与C具有相同的角速度，则A、C角速度之比为根据可得A、C线速度之比为根据解得根据解得故选D。4.如图所示，一辆货车利用跨过光滑定滑轮的轻质不可伸长的缆绳提升一箱货物。已知货箱的质量为m0，货物的质量为m，货车向左做匀速直线运动，在将货物提升到图示的位置时，货箱速度为v，连接货车的绳与水平方向的夹角为θ。已知重力加速度为g。下列说法正确的是（）

A.货车的速度等于B.货车的速度等于C.缆绳对货箱的拉力等于D.货箱对货物的支持力小于mg【4题答案】【答案】A【解析】【详解】AB．将货车的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向的分速度，沿绳子方向的速度等于货箱的速度，则得故A正确，B错误；CD．货车向右的运动过程中，绳子与水平方向的夹角θ减小，cosθ增大，又因为不变，所以货箱的速度增大，货箱和货物向上做加速运动，加速度方向向上，处于超重状态，缆绳对货箱的拉力货箱对货物的支持力故CD错误。故选A。5.一艘小船在静水中的速度是3m/s，河宽60m，河水流速为5m/s。下列说法正确的是（）A.小船在这条河中运动时的最大速度是4m/sB.小船在这条河中运动时的最小速度是3m/sC.小船渡过这条河的最短时间是12sD.小船渡过这条河的最小位移是100m【5题答案】【答案】D【解析】【详解】A．当静水速与水流速同向，小船速度最大，为8m/s，故A错误；B．当静水速与水流速反向，小船速度最小，为2m/s，故B错误；C.当静水速与河岸垂直时，渡河时间最短=20s故C错误；D.因船的静水速度小于水流速度，则当船的合速度垂直船在静水中的速度时，有最小渡河的位移x，设合速度为v为，如图所示

由图像可知速度矢量三角形和位移三角形相似，则有代入数据解得x=100m故D正确。故选D。6.长度为L=0.50m的轻质细杆OA，A端有一质量为m=3.0kg的小球，如图所示，小球以O点为圆心在竖直平面内做圆周运动，通过最高点时小球的速率是2.0m/s，g取10m/s2，则此时细杆OA受到（）A.6.0N的拉力 B.6.0N的压力 C.24N的拉力 D.24N的压力【6题答案】【答案】B【解析】【详解】小球运动到最高点时受到重力与轻杆的弹力，假设杆的弹力方向向上为FN，根据合力提供向心力即解得FN=6N由牛顿第三定律可知小球对杆的作用力是向下的压力，故B正确，ACD错误。故选B。7.如图所示，将完全相同的两小球A，B。分别用长m的细线悬于以m/s向右匀速运动的小车项部，细线竖直，两球分别与小车前后壁接触，g取。由于某种原因，小车突然停止运动，在小车停止运动瞬间两悬线对小球的拉力之比：为（）

A.1：1 B.2：1 C.3：1 D.4：1【7题答案】【答案】C【解析】【详解】小车突然停止运动，小球B也停止运动小车突然停止运动，小球A将做圆周运动解得所以所以A项、B项、D项错误，C项正确。故选C。8.如图所示，在竖直平面内有一曲面，曲面方程为，在y轴上有一点P，坐标为（0，6）。从P点将一可看成质点的小球水平抛出，初速度为1m/s。不计空气阻力，g取10m/s2，则小球运动到曲面上所用时间为（）A.1s B.s C.s D.s【8题答案】【答案】A【解析】【详解】小球做平抛运动，则打在曲面上时，竖直方向位移为水平位移则小球的坐标为，小球打在曲面上，则满足曲面的方程，将小球坐标代入方程解得故A正确，BCD错误。故选A。9.关于开普勒第三定律的公式，下列说法正确的是（）A.该公式是通过对太阳系行星运动的研究发现的B该公式对其它星系不适用C.研究太阳系时，式中k值与太阳的质量有关D.研究太阳系时，式中的k值与太阳及其行星的质量有关【9题答案】【答案】AC【解析】【详解】A．开普勒第三定律是通过对太阳系行星运动的研究发现的，A正确；B．该公式对其它星系一样也适用，B错误；CD．研究太阳系时，式中的k值与太阳的质量有关，D错误，C正确。故选AC。10.如图所示，三个质量均为m的小木块a、b和c（可视为质点）放在水平四盘上，a与竖直转轴OO'的距离为2L，b、c与竖直转轴OO'的距离均为L。圆盘各处的粗糙程度相同。若圆盘从静止开始绕竖直转轴OO'缓慢加速转动，下列说法正确的是（）

A.a最先相对于圆盘滑动B.b和c最先相对于圆盘滑动C.相对于圆盘开始滑动之前a受到的摩擦力最大D.相对于圆盘开始滑动之前b、c的加速度时刻相同的【10题答案】【答案】AC【解析】【详解】AB．小木块随盘转动时，小木块所受静摩擦力提供小木块做匀速圆周运动向心力，则有静摩擦力最大时小木块有最大临界角速度，即解得发生相对滑动的临界角速度可知a的转动半径较大，则a发生相对滑动的临界角速度较小，可知a先滑动，bc后滑动，故A正确，B错误；C．相对于圆盘开始滑动之前，根据可知a的转动半径较大，三个小木块的质量相同，故a受到的摩擦力最大，故C正确；D．相对于圆盘开始滑动之前，则有可得故b、c的加速度大小时刻相等，但方向不相同，故D错误。故选AC。11.发射地球同步卫星一般经过三个阶段：先将卫星发射至近地圆轨道1，然后变轨到椭圆轨道2运行，最后将卫星送入同步圆轨道3。轨道1、2相切于P点，轨道2、3相切于Q点，如图所示，以下说法正确的是（）

A.卫星沿轨道1和轨道2经过P点时的加速度相同B.卫星在轨道3上运行的速率大于7.9km/sC.卫星在轨道3上的周期小于在轨道1上的周期D.卫星在轨道3上Q点的速度大于在轨道2上Q点的速度【11题答案】【答案】AD【解析】【详解】A．根据万有引力提供向心力解得卫星沿轨道1和轨道2经过P点时的加速度相同，A正确；B．7.9km/s是第一宇宙速度，是最大环绕速度，所以卫星在轨道3上运行的速率小于7.9km/s，B错误；C．因为绕着同一地球运动，根据开普勒第三定律轨道3上的半径大于轨道1上的半径，所以卫星在轨道3上的周期大于在轨道1上的周期，C错误；D．卫星从轨道2上经过Q点时加速做离心运动才能进入轨道3，卫星在轨道3上Q点的速度大于在轨道2上Q点的速度，D正确。故选AD12.如图所示，斜面倾角为θ，位于斜面底端A正上方的小球以初速度正对斜面项点B水平抛出，小球到达斜面经过的时间为t，重力加速度为g，不计空气阻力（）A.若小球以最小位移到达斜面，则B.若小球击中斜面时速度与斜面垂直，则C.若小球能击中斜面中点，则D.若小球能击中斜面中点，则【12题答案】【答案】BD【解析】【详解】A．若小球最小位移到达斜面，则位移垂直于斜面，根据平抛规律根据位移的偏角公式联立解得故A错误；B．若小球垂直击中斜面，则速度垂直于斜面，根据几何关系知速度偏角解得故B正确；CD．若小球击中斜面中点，根据几何关系解得故D正确，C错误。故选BD。二、填空题（本题共2小题，共15分，把答案填在答题卡上对应的横线上。）13.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进行调节，直到斜槽末端的切线水平。每次让小球从同一位置由静止释放，是为了使小球每次做平抛运动的___________。（2）图乙是利用正确实验取得的数据绘制的图象。某同学记录了A、B、C三点，取A点为坐标原点，建立了如图乙所示的坐标系。运动轨迹上的这三点坐标值图中已标出，g取10m/s2，可以求出小球平抛的初速度大小为__________m/s，经过B点时竖直方向的速度大小为________m/s，小球抛出点的坐标为__________。【13题答案】【答案】①.初速度相等②.1③.4④.（-20cm，-20cm）【解析】【详解】（1）[1]每次让小球从同一位置由静止释放，是为了使小球每次做平抛运动的初速度相等。（2）[2]由题图乙可知A、B、C中相邻两点间水平距离相等，所以运动时间相等，均设为T，根据运动学公式有解得小球平抛的初速度大小为[3]小球经过B点时竖直方向上的速度大小为[4]小球从抛出点运动到B点的时间为则抛出点的横坐标为纵坐标为14.如图甲所示，在“用圆锥摆验证向心力的表达式”实验中，悬点刚好与一个竖直的刻度尺零刻度线平齐，将画着几个同心圆的白纸置于水平桌面上，圆心位于悬点的正下方。质量为m的小球沿纸上某个半径为r，的圆周运动，重力加速度为g。

（1）用秒表记录小球运动n圈的总时间为t，小球做圆周运动时需要的向心力为______________；（2）通过刻度尺测得小球轨道平面距悬点的高度为h，则小球做圆周运动时外力提供的向心力为___________；（3）改变小球做圆周运动的半径，多次实验，得到如图乙所示的关系图象，可以达到粗略验证向心力表达式的目的。该图线的斜率为___________。【14题答案】【答案】①.②.③.【解析】【详解】（1）[1]用秒表记录运动n圈的总时间为t，则小球做圆周运动周期则小球做圆周运动时需要的向心力为（2）[2]通过刻度尺测得小球运动的轨道平面距悬点的高度为h，则小球做圆周运动时外力提供的向心力表达式为（3）[3]改变小球做圆周运动的半径，多次实验，由解得则该图线的斜率表达式为三、计算题（本题共4小题，共47分。解答时请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，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）15.将一个物体以10m/s的速度水平抛出，落地时它的速度方向与水平地面的夹角为45°，不计空气阻力，g取10m/s2，求：（1）抛出点与水平地面的高度差；（2）物体在空中运动的时间。【15题答案】【答案】（1）5m；（2）1s【解析】【详解】（1）因为落地时它的速度方向与水平地面的夹角为45°，所以得落地竖直方向速度为竖直方向自由落体运动，有解得抛出点与水平地面的高度差（2）物体在空中运动的时间16.自行车比赛的场地是圆形赛道，赛道内侧低、外侧高，与水平面的夹角为θ（θ<30°），已知重力加速度为g。不考虑空气阻力。（1）某运动员骑自行车在该赛道上做匀速圆周运动，圆周的半径为r要使运动员和自行车整体所受支持力与重力的合力恰好提供向心力，自行车的速度应为多大?（2）若该运动员骑行速度为后，仍沿该赛道做匀速圆周运动，自行车和运动员的总质量为m，求赛道对自行车在沿与速度方向垂直的方向上提供的摩擦力的大小。【16题答案】【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）使运动员和自行车整体所受支持力与重力的合力恰好提供向心力，则解得（2）因为此时重力和支持力的合力不足以提供向心力，斜面对运动员和自行车施加沿斜面向下的静摩擦力，其受力分析如图所示在y轴方向在x轴方向联立解得则17.如图所示，A是地球的同步卫星，另一卫星的圆形轨道位于赤道平面内，离地面高度为。已知地球半径为，地球自转角速度为，地球表面的重力加速度为g，O为地球中心。（1）求卫星的运行周期；（2）若卫星绕行方向与地球自转方向相同，某时刻A、两卫星相距最近，则至少经过多长时间，它们再一次相距最近？【17题答案】【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）设地球质量为M，地球表面上质量为m的物体所受万有引力等于重力，即①设卫星的运行周期为TB，质量为mB，根据牛顿第二定律有②联立①②解得③（2）卫星A的周期为④设至少经过时间t卫星A、B再一