精品解析：云南省昆明市第一中学2021-2022学年高一（下）期中物理试题（原卷版）

昆明第一中学2021-2022 学年度下学期中考试高一物理 命题：纳仲明 审题：李兴荣 总分：100 分时间：120 分钟 第Ⅰ卷（选择题 共48 分） 一、选择题（本题共有16 题，每小题3 分，共48 分。其中1-8 小题只有一个选项正确， 9-16 小题有多个选项正确，全部选对的得4 分，选不全的得2 分，有错选或不答的得0 分； 把正确选项前的字母填在答题卡的相应位置。） 1. 一质点做匀速圆周运动，其线速度大小为4m/s，转动周期为2s，则下列说法正确的是（ ） A. 角速度为0.5rad/s B. 转速为1r/s C. 2s 内质点位移为8m D. 运动轨迹的半径约为1.27m 2. 电动自行车以其时尚、方便、快捷深受广大中学生的喜爱。但由电动自行车引发的交通事故也在逐年增 多。学习交通安全常识、自觉遵守交通法规是确保学生交通安全的重要举措之一。按规定电动自行车在城 区限速 。某同学骑自行车在水平公路上以恒定速率v 转弯，已知人和车的总质量为m，转弯的路 径近似看成一段圆弧，圆弧半径为R，人和车作为一个整体转弯时需要的向心力为（ ） A. B. C. D. 3. 如图所示，某变速箱中有甲、乙、丙三个齿轮，其半径分别为r1、r2、r3，若甲轮匀速转动的角速度为 ω，三个轮相互不打滑，则丙轮边缘上各点的向心加速度大小为( ) A. B. C. D. 4. 如图，按照狭义相对论的观点，火箭B 是“追赶”光的；火箭A 是“迎着”光飞行的。若火箭相对地面 的速度均为v，则两火箭上的观察者测出的光速分别为（ ） A. c＋v，c-v B. c，c C. c-v，c＋v D. 无法确定 5. 下列说法错误的是（ ） A. 托勒密提出“日心说”，揭开了近代自然科学革命的序幕 B. 开普勒得出行星与太阳的连线在相同的时间扫过的面积相等 C. 牛顿万有引力定律揭示了自然界物体之间普遍存在着一种基本相互作用：引力作用 D. 卡文迪许用实验的方法测出了引力常数 6. 如图所示，a 是地球赤道上的一点，t＝0 时刻在a 的正上空有b、c、d 三颗轨道均位于赤道平面的地球 卫星，这些卫星绕地球做匀速圆周运动的运行方向均与地球自转方向(顺时针转动)相同，其中c 是地球同 步卫星．设卫星b 绕地球运行的周期为T，则在 时刻这些卫星相对a 的位置最接近实际的是( ) A. B. C. D. 7. 1970 年成功发射的“东方红一号”是我国第一颗人造地球卫星，该卫星至今仍沿椭圆轨道绕地球运动， 如图所示，设卫星在近地点、远地点的速度分别为v1、v2，近地点到地心的距离为r，地球质量为M ，引力常量为G，则（ ） A. B. C. D. 8. 如图，小车向右做匀加速直线运动，人站在车厢里向前推车并与车保持相对静止，则下列说法正确的是 （ ） A. 人对车厢做正功 B. 人对车厢做负功 C. 摩擦力对人做负功 D. 人对车厢不做功 9. 昆明“小西门”周围是我市的传统商业区，人流量、车流量特别大。为了缓解交通压力，修建了“龟 背”立交桥。如图所示，桥面是半径为R 的圆弧形的立交桥AB 横跨在水平路面上，跨度为L，桥高为h。 一辆质量为m 的小汽车，在A 端以速度 冲上该立交桥，小汽车到达桥顶时的速度大小为 ，若小汽车 在上桥过程中，始终未脱离桥面，则（ ） A. 小汽车通过桥顶时处于失重状态 B. 小汽车到达桥顶时的速度有可能大于 C. 小汽车到达桥顶时对桥面的压力有可能为零 D. 小汽车上到桥顶时受到桥面的支持力大小为 10. 高铁项目的建设加速了国民经济了发展，铁路转弯处的弯道半径r 是根据高速列车的速度决定的。弯道 处要求外轨比内轨高，其内外轨高度差h 的设计与r 和速率v 有关。下列说法正确的是（ ） A. r 一定的情况下，预设列车速度越大，设计的内外轨高度差h 就应该越小 B. h 一定的情况下，预设列车速度越大，设计的转弯半径r 就应该越大 C. r、h 一定，高速列车在弯道处行驶时，速度越小越安全 D. 高速列车在弯道处行驶时，速度太小或太大会对都会对轨道产生很大的 侧向压力 11. 未来的星际航行中，宇航员长期处于零重力状态，为缓解这种状态带来的不适，有人设想在未来的航 天器上加装一段圆柱形“旋转舱”，如图所示。当旋转舱绕其轴线匀速旋转时，宇航员站在旋转舱内圆柱形 侧壁上，可以受到与他站在地球表面时相同大小的支持力。为达到上述目的，下列说法正确的是（ ） A. 旋转舱的半径越大，转动的角速度就应越大 B. 旋转舱的半径越大，转动的角速度就应越小 C. 宇航员质量越大，旋转舱的角速度就应越大 D. 宇航员质量的大小不影响旋转舱的角速度 12. 甲、乙两颗人造卫星质量相等，均绕地球做圆周运动，甲的轨道半径是乙的2 倍。下列应用公式进行的 推论正确的有（ ） A. 由 可知，甲的速度是乙的 倍 B. 由 可知，甲的向心加速度是乙的2 倍 C. 由 可知，甲的向心力是乙的 D. 由 可知，甲的周期是乙的 倍 13. 2012 年6 曰18 日，神舟九号飞船与天宫一号目标飞行器在离地面343km 的近圆轨道上成功进行了我国 首次载人空间交会对接．对接轨道所处的空间存在极其稀薄的大气，下面说法正确的是 A. 为实现对接，两者运行速度的 大小都应介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间 B. 如不加干预，在运行一段时间后，天宫一号的动能可能会增加 C. 如不加干预，天宫一号的轨道高度将缓慢降低 D. 航天员在 天宫一号中处于失重状态，说明航天员不受地球引力作用 14. “北斗卫星导航系统”是我国自行研制开发的三维卫星定位与通信系统（CNSS），该系统包括5 颗同步卫星和30 颗一般轨道卫星。关于这些卫星，以下说法正确的是（ ） A. 5 颗同步卫星的轨道距地高度不同 B. 5 颗同步卫星的运行轨道不一定在同一平面内 C. 导航系统所有卫星的运行速度一定小于第一宇宙速度 D. 导航系统所有卫星中，运行轨道半径越大，运行周期越大 15. 执行探月工程任务的“嫦娥四号”中继卫星“鹊桥”成功实施了近月制动，进入月球至地月拉格朗日 转移轨道。“鹊桥”在拉格朗日点 、 、 、 、 时，均可以在月球与地球的共同引力作用下， 几乎不消耗燃料而保持与月球同步绕地球做圆周运动。则关于“鹊桥”在这几个可能的拉格朗日点上运动 状态的说法中，正确的是（ ） A. 和 到地球中心的距离相等 B. “鹊桥”位于 点时，绕地球运动的周期和月球的公转周期相等 C. “鹊桥”在 点所受月球和地球引力的合力比在其余四个点都要大 D. “鹊桥”位于 点时，“鹊桥”绕地球运动的向心加速度等于月球绕地球运动的向心加速度 16. 在2021 年昆一中“冬季运动会”的铅球项目比赛中，一名高一年级的参赛同学投掷铅球，如图所示。 他以12m/s 的初速度斜向上抛出一重为50N 的铅球，铅球速度与水平方向的夹角为30°，铅球出手时距地 面高度为1.8 米（不计空气阻力，取 ， ）。则（ ） A. 铅球从抛出点到最高点的竖直高度为1.8m B. 铅球全程所用时间约为0.85s C. 铅球运动过程中重力的平均功率为62.1W D. 铅球落地前瞬间重力的 瞬时功率约为150W 第Ⅱ卷（非选择题 共52 分） 二、实验题（本题包含17、18 两个小题，每空2 分，共16 分，把答案填在答题卡的相应 位置） 17. 用如图所示的 装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小F 与质量m、角速度ω 和半径r 之间的关系。 两个变速塔轮通过皮带连接，转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的钢球就做匀速圆周 运动。横臂的挡板对钢球的压力提供向心力，钢球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒 下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个钢球所受向心力的比值。如图所示是探究过 程中某次实验时装置的状态。 （1）在探究向心力的大小F 与质量m 关系时，要保持不变的是__________（填选项前的字母） A. 和r B. 和m C.m 和r D.m 和F （2）图中所示是在探究向心力的大小F 与__________的关系（填选项前的字母） A.质量m B.半径r C.角速度 （3）若图中标尺上红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力之比为1：9，则与皮带连接的两个变速 塔轮的半径之比为__________。 18. 如图1 所示，用质量为m 的重物通过滑轮牵引小车，使它在长木板小车纸带打点计时器上运动，打点 计时器在纸带上记录小车的运动情况。利用该装置“探究功与速度变化的关系”。 （1）实验中，平衡摩擦力和其他阻力，接通交流电源后，再释放小车，打点计时器在纸带上打下一系列 点，将打下的第一个点标为O。在纸带上依次取A、B、C……若干个计数点。已知相邻计数点间的时间间 隔为T。测得A、B、C……各点到O 点的距离为 ， ， ……如图2 所示。 实验中，重物质量远小于小车质量，可认为小车所受的拉力大小为mg。从打O 点到打B 点的过程中，拉 力对小车做的功W___________，打B 点时小车的速度v=___________。 （2）以 为纵坐标，W 为横坐标，利用实验数据作出如图3 所示的 图像。由此图像可得 随W 变化的表达式为___________。根据功与能的关系，动能的表达式中可能包含 这个因子；分析实验结果 的单位关系，与图线斜率有关的物理量应是___________。 （3）假设已经完全消除了摩擦力和其他阻力的影响，若重物质量不满足远小于小车质量的条件，则从理 论上分析，图4 中正确反映 关系的是___________。 三、计算题（本题有4 个小题，共36 分，19 题6 分，20 题8 分，21 题10 分，22 题 12 分。解答时要写出必要的文字说明、物理公式和主要的演算步骤。只写出答案的不给分， 有数值计算的要注明单位。） 19. 在某个半径为 的行星表面，对于一个质量 kg 的砝码，用弹簧称量，其重力的大小 ．若忽略该星球的自转，请您计算该星球的第一宇宙速度 是多大？ 20. 如图所示，水平转台上有一质量为m 的小物块，用长为L 的细绳连接在通过转台中心的竖直转轴上， 细线与转轴间的夹角为θ；系统静止时，细线绷直但绳中张力为零，物块与转台间动摩擦因数为μ，设最 大静摩擦力等于滑动摩擦力。当物块随转台由静止开始缓慢加速转动且未离开转台的过程中求： （1）至转台对物块的支持力为零时，物块的角速度大小； （2）至转台对物块的支持力为零时，转台对物块做的功。 21. 引力波探测于2017 年获得诺贝尔物理学奖。双星的运动是产生引力波的来源之一，假设宇宙中有一双 星系统由P、Q 两颗星体组成，这两颗星绕它们连线的某一点在二者万有引力作用下做匀速圆周运动，测 得P 星的周期为T，P、Q 两颗星的距离为l，P、Q 两颗星的轨道半径之差为△r（P 星的轨道半径大于Q 星 的轨道半径），引力常量为G，求： (1)Q、P 两颗星的线速度之差△v； (2)Q、P 两颗星的质量之差△m。 22. 如图甲所示，在水平路段AB 上有一质量为2×103 kg 的汽车，正以10 m/s 的速度向右匀速运动，汽车前方的水平路段BC 较粗糙，汽车通过整个ABC 路段的v－t 图像如图乙所示 （在t＝15 s 处水平虚线与曲线相切），运动过程中汽车发动机的输出功率保持20 kW 不变，假设汽车在两 个路段上受到的阻力（含地面摩擦力和空气阻力等）各自有恒定的大小。求： （1）汽车在AB 路段上运动时所受的阻力Ff1； （2）汽车刚好到达B 点时的加速度a； （3）BC 路段的长度。