陕西省西安市西安中学2021-2022学年高一下学期期中物理试题

西安中学2021-2022 学年度第二学期期中考试 高一物理试题 （时间：90 分钟满分：100 分） 一、选择题（本大题共12 小题，每小题4 分，共48 分。其中第1 小题至第8 小题为 单项选择题，第9 小题至第12 小题为多项选择题。） 1. 如图所示，物体以恒定的速率沿圆弧AB 做曲线运动，下列对它的运动分析正确的是（ ） A. 因为它的速率恒定不变，故做匀速运动 B. 该物体受的合外力一定不等于零 C. 该物体受的合外力一定等于零 D. 它的加速度方向与速度方向有可能在同一直线上 2. 如图所示，当小车A 以恒定的速度v 向左运动时，对于B 物体，下列说法正确的是（ ） A. 匀加速上升 B. B 物体受到的拉力大于B 物体受到的重 力 C. 匀速上升 D. B 物体受到的拉力等于B 物体受到的重 力 3. 如图所示，a、b 和c 三个小球从同一竖直线上的A、B 两点水平抛出，落到同一水平面上，其 中b 和c 是从同一点抛出的，设a、b 和c 三个小球的初速度分别为 a v 、 b v 、 c v ，运动时间分别 为a t 、b t 、c t ，则（） A. a b c v v v   ，a b c t t t   B. a b c v v v   ，a b c t t t   C. a b c v v v   ，a b c t t t   D. a b c v v v   ，a b c t t t   4. 自行车转动结构的示意图如图所示，A 点为大齿轮边缘上的点、B 点为小齿轮边缘上的点，大 齿轮的半径为小齿轮半径的3 倍，假设自行车匀速前进，下列说法正确的是（ ） A. A、B 两点的 线速度大小之比为3:1 B. A、B 两点的角速度大小之比为3:1 C. A、B 两点的转速之比为1:3 D. A、B 两点的向心加速度大小之比为1:9 5. 近年来我国高速铁路发展迅速，“一带一路”倡议开启了高铁发展的新时代，现已知两轨间 宽度为L，内外轨高度差是h，重力加速度为g，如果机车要进入半径为R 的弯道，该弯道的设 计速度最为适宜的是（ ） A. 2 2 gRh L h  B. 2 2 gRh L R  C. 2 2 - gR L h h D. gRh L 6. 半球形陶罐固定在可以绕竖直轴转动的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心O 的对称轴OO′重 合．转台以一定角速度匀速转动，陶罐内有一小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止，如图所 示，此时小物块和O 点的连线与OO′之间的夹角为θ，下列说法正确的是（ ） A. 小物块一定受到三个力的作用 B. 小物块所受合力方向总指向O 点 C. 增大转台的转速，小物块可能静止在θ 角更大的位置 D. 增大转台的转速，小物块受到的摩擦力一定增大 7. 2021 年4 月，我国自主研发的空间站“天和”核心舱成功发射并入轨运行，若核心舱绕地球 的运行可视为匀速圆周运动，已知引力常量，由下列物理量能计算出地球质量的是（ ） A. 核心舱的质量和绕地半径 B. 核心舱的质量和绕地周期 C. 核心舱的绕地角速度和绕地周期 D. 核心舱的绕地线速度和绕地半径 8. 如图所示，大小相同的力F 作用在同一个物体上，物体分别沿光滑水平面、粗糙水平面、光滑 斜面、竖直方向运动一段相等的距离x，已知力F 与物体的运动方向均相同． 则上述四种情景中都相同的是( ) A. 拉力F 对物体做的功 B. 物体的动能增量 C. 物体加速度的大小 D. 物体运动的时间 9. 如图，河水由西向东流，河宽为800 m，河中各点的水流速度大小为v 水，各点到较近河岸的 距离为x，v 水与x 的关系为v 水＝ 3 400 x（m/s），让小船船头垂直河岸由南向北渡河，小船在静 水中的速度大小恒为v 船＝4 m/s，下列说法正确的是（ ） A. 小船渡河的轨迹为直线 B. 小船在河水中的最大速度是5 m/s C. 小船渡河的时间是200 s D. 小船在距南岸200 m 处的速度小于距北岸200 m 处的速度 10. 如图所示，两个质量均为m 的小木块a 和b （均可视为质点）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表示圆盘转动的角速度， 下列说法正确的是（假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）（ ） A. b 一定比a 先开始滑动 B. a 、b 所受的摩擦力始终相等 C. 2 kg l  是b 开始滑动的临界角速度 D. 当 2 3 kg l  时，a 所受摩擦力的大小为kmg 11. 图1 是我国运动员在体操世锦赛男子全能决赛中完成“单臂大同环”高难度动作时的 场景： 用一只手抓住单杠，伸展身体，以单杠为轴做圆周运动，运动员运动到最高点时，与单杠间弹 力大小为F ，运动员在最高点的速度大小为v ，其 2 F v  图像如图2 所示，g 取 2 10m/s 。不计 空气阻力以及手与单杠间的摩擦，下列说法中正确是（ ） A. 此运动员的 质量为50kg B. 此运动员的重心到单杠的距离为0.9m C. 在最高点速度为2m/s 时，运动员受单杆的弹力大小约为428N ，方向向上 D. 在最高点速度为4m/s 时，运动员受单杆的弹力大小约为428N ，方向向下 12. 大约每隔26 个月，地球与火星的距离会达到最近，即发生一次“火星冲日”现象，在此期 间可以用较小的成本将探测器送往火星。火星探测器“天问一号”就是巧妙地利用“火星冲 日”现象成功发射的。如图所示的虚线为火星探测器飞往火星的轨道示意图，若地球、火星的 公转轨道半径分别为 1 R 、 2 R ，公转周期分别为 1 T 、 2 T ，引力常量为G ，下列说法正确的是（ ） A. 探测器在飞往火星的 过程中，不需要持续的动力，但需要多次调整其飞行姿态 B. 火星的质量为 2 3 2 2 2 4 R GT  C. 1 2 2 1 TT T T  的数值大约为26 个月 D. 如果错过了2020 年7 月的最佳发射时机，下次最佳发射时机最早也需等到2022 年5 月 二、实验题（本大题共1 小题，4 个空，每空3 分，共计12 分。） 13. 2021 年9 月2 日上午，第八批在韩中国人民志愿军烈士遗骸由我空军专机护送从韩国接回辽 宁沈阳，109 位志愿军烈士英灵及1226 件相关遗物回到祖国怀抱，沈阳桃仙国际机场以“过水 门”最高礼遇迎接志愿军烈士回家，如图1 所示。小华同学从物理角度对“水门” 进行了研究，他建立坐标对照片处理后得到水在空中的轨迹如图2 所示，两水柱在最高点相遇， 已知照片与实际长度比例为1∶100，忽略空气阻力，重力加速度g 取10m/s2，水的密度 3 3 1.0 10 kg / m   ，sin37 0.6  ，cos37 0.8  。 （1）位于坐标原点的喷水口的出水方向与水平方向夹角为____________，位于 70cm x  处的 喷水口的出水方向和水平方向夹角为_________。 （2）位于坐标原点的喷水口横截面积为80cm2，则其流量为________m3/s，从喷出到两水柱在 最高点相遇的过程中，位于坐标原点的喷水口在空中形成的水柱质量为_________kg。 三、计算题（本大题共3 小题，共40.0 分，其中14 题10 分，15 题14 分，16 题16 分，解答时请写出必要的文字说明） 14. 如图，置于圆形水平转台边缘的 小物块随转台加速转动，当转速达到某一数值时，物块恰好 滑离转台开始做平抛运动．现测得转台半径R=0.5m,离水平地面的高度H=0.8m，物块平抛落地 过程水平位移的大小s=0.4m．设物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度 g=10m/s2求： (1)物块做平抛运动的初速度大小v0； (2)物块与转台间的动摩擦因数μ． 15. 双星由两颗绕着共同的重心旋转的恒星组成．对于其中一颗来说，另一颗就是其“伴星”．相 对于其他恒星来说，位置看起来非常靠近．联星一词是由弗里德里希·赫歇尔在1802 年所创．根 据他的定义，联星系统是由两个星体根据吸引力定律组成的一个系统．故宇宙中的两颗相距较 近的天体称为“双星” ，它们以两者连线的某一点为圆心做匀速圆周运动，而不至于因万有引力的作用吸引在一起， 设二者的质量分别为m1和m2二者相距为L，求： （1）双星的轨道半径的之比. （2）双星的线速度之比. （3）双星转动的角速度． 16. 在民航机场和火车站可以看到用于对行李进行安全检查的水平传送带。旅客把行李放到传送 带上时，传送带对行李的滑动摩擦力使行李开始运动，随后它们保持相对静止，行李随传送带 一起前进。若传送带匀速前进的速度为0. 4m/s，某次将一质量为20kg 的木箱轻轻地放置于传送 带上，该木箱与传送带之间的动摩擦因数为0. 4，g 取10m/s2，试求： （1）木箱做匀加速运动的时间； （2）木箱在传送带上留下的摩擦痕迹长； （3）木箱对传送带做的功。 【1 题答案】 【答案】B 【2 题答案】 【答案】B 【3 题答案】 【答案】B 【4 题答案】 【答案】C 【5 题答案】 【答案】A 【6 题答案】 【答案】C 【7 题答案】 【答案】D 【8 题答案】 【答案】A 【9 题答案】 【答案】BC 【10 题答案】 【答案】AC 【11 题答案】 【答案】BD 【12 题答案】 【答案】AC 【13 题答案】 【答案】 ①. 53 ②. 45 ③. 0.2 ④. 400 【14 题答案】 【答案】(1)1m/s (2)0.2 【详解】(1)物块做平抛运动，在竖直方向上有 2 1 2 H gt  在水平方向上有 0 s v t  联立解得： 0 2 g v s H  代入数据得v0＝1 m/s (2)物块离开转台时，最大静摩擦力提供向心力，有 2 0 m v f m R  m f N mg     联立解得： 2 0 v gR  代入数据得μ＝0.2 【15 题答案】 【答案】（1） 1 2 2 1 r m r m  （2） 1 2 2 1 v m v m  （3）   1 2 2 GL m m L    【详解】(1)双星圆周运动的向心力由万有引力提供，双星间距离为L，轨道半径分别为r1和r2， 据万有引力提供向心力有: 2 2 1 2 1 1 2 2 2 m m G m r m r L     ① 而1 2 r r L   ② 解得： 1 2 2 1 r m r m  ③ (2)由线速度和角速度的关系：v r   ④ 可得 1 1 2 2 2 1 v r m v r m   ⑤ (3)由②③两式得 2 1 1 2 m L r m m = + ⑥ 联立①⑥两式可得 1 2 2 ( ) GL m m L    ⑦ 【16 题答案】 【答案】（1）0.1s；（2）0.02m；（3）-3.2J 【详解】（1）设木箱做匀加速运动的加速度为a，由牛顿第二定律可得 F mg ma    代入数据解得 2 4m/s a  根据运动学公式 0 v v at   代入数据可得，木箱做匀加速运动的 时间为 0.1s t  （2）达到共速之前，木箱的位移为 2 1 1 0.02m 2 x at   传送带的位移为 2 0.04m x vt   则木箱在传送带上留下的摩擦痕迹长为 2 1 0.02m x x x    （3）木箱对传送带做的功为 3.2J W mg vt    