2021年省实验高一下期中（解析）.docx

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1、山东省实验中学20202021学年第二学期期中高一物理试题（期中检测）说明：本试卷总分值100分，分为第卷（选择题）和第II卷（非选择题）两局部，第卷为 第1页至第4页，第|卷为第4页至第6页。试题答案请用23铅笔或0.5 mm签字笔填涂到 答题卡规定位置上，书写在试题上的答案无效。考试时间90分钟。第I卷（共40分）一、单项选择题（此题包括8小题，每题3分，共24分。每题只有一个选项符合题意）.某质点从a到c沿曲线做加速运动，在b点所受合力F的方向可能的图示是（）【答案】D【解析】【详解】物体从。点运动到c做曲线运动，据轨迹可知合外力与运动方向不在一条直线上，且合外力的方向 指向弯曲一侧，A

2、8图中的广指向曲线的外侧，故AB错误；物体从。点运动到。做加速曲线运动，物体受 到的力与运动的方向之间的夹角是锐角，外力对物体做正功，物体做加速运动，故C错误，D正确.1 .下面说法正确的选项是（）A.行星绕太阳运动时，经过近日点的速度小于经过远日点的速度B. “嫦娥五号”的发射速度介于第二宇宙速度与第三宇宙速度之间C.卡文迪许利用扭秤实验测出了引力常量D.开普勒通过“月一地”检验验证了重力与地球对月亮引力是同一性质的力【答案】C【解析】【分析】【详解】A .根据开普列第二定律，行星与太阳的连线在相同时间内扫过的面积相等，行星在近日点速度大 于远日点的速度，A错误；B.因为八、4座椅同轴转动可

3、推知它们转动的角速度相等，由速度与角速度的关系，有v=cor可知A的速度比8的小，B正确；C.由向心力公式F向=24向可知FaIsj 外向对座椅进行受力分析，如下图mg拉力和重力的合力提供4、5做圆周运动的向心力，那么有F 向=mgsin6可知悬挂A的缆绳与竖直方向的夹角比B小，C错误；D .对小球进行受力分析，可知拉力为T = 荷+瑞可知悬挂A的缆绳所受的拉力比悬挂B的小，D项正确。应选BD012.科学家在银河系发现一颗类地行星，半径是地球半径的两倍，质量是地球质量的三倍。卫星。、分别 绕地球、类地行星做匀速圆周运动，它们距中心天体外表的高度均等于地球的半径。那么卫星、的A.线速度之比为1

4、： J5B.角速度之比为3：2近C.周期之比为2j5：GD.加速度之比为4 ： 3【答案】AB【解析】【详解】由万有引力提供相信力可得G生= 坐R2 RT2可得A .卫星或的线速度之比A正确；B .卫星纵的角速度之比B正确；C .卫星4、8的周期之比2冗、世上GM24(3G3MC错误；D .卫星。、的向心加速度之比GMaa = (2/?)1 = 3a. G3M 4(3R)2D错误。应选AB。第II卷(非选择题，共60分)三、填空题(此题包括2小题，共14分)13.某同学在研究平抛运动实验中采用图示装置，在斜槽轨道末端垂直斜槽轨道所在平面的右侧，放置竖 直平板，从斜槽上的固定点由静止释放小球，撞

5、击平板，利用复写纸记录小球与平板的撞击点。现使平板 分别处在相互等间距的A、B、C位置，记录下小球撞击点分别为久b、c、777777777777777777777777777777777777777777/7777777777(1)安装装置时，需保证斜槽轨道末端(2)假设4B、BC间距均为15 cm，。与反。与c间距分别为。i= 6 cm、hi= 16 cm,重力加速度为g= 10m/s2,那么小球平抛的初速度为v.m/s【答案】.保持水平.1.5【解析】【分析】【详解】(1) 1为了保证小球做平抛运动，通过调节使斜槽末端保持水平；(2) 2平抛运动水平方向匀速运动，A到B和8到C的时间相同，

6、设为人根据匀变速直线运动的规律有 =- /?! = gt2水平方向匀速运动有L = W带入数据联立解得% = L /- = 1.5m / s14.用如下图的实验装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小凡与质量八角速度/和半径，之间 的关系，转动手柄使长槽和短槽分别随变速轮塔匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对球 的压力提供了向心力，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小球所受向心力的比值。实验用球分为钢球和铝球，请回答相关问(1)在研究向心力的大小6与质量加、角速度?和半径，之间的关系时，我们主要用到了物理学中的

7、A.理想实验法 B.等效替代法C.控制变量法D.演绎法(2)图中所示是在研究向心力的大小与 的关系。A.质量”？B.角速度。C.半径厂 (3)假设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的比值为1 ： 4,运用圆周运动知识可以判断与皮带连接的变速轮塔对应的半径之比为()A.2 ： IB.l ： 4C.l ： 2D.l ： I【答案】.C.B.A【解析】【分析】【详解】(1) 1在研究向心力的大小尸与质量?、角速度。和半径，之间的关系时，需先控制某些量不 变，研究另外两个物理量的关系，该方法为控制变量法，应选C；(2) 2图中两球的质量相同，转动的半径相同，那么研究的是向心力与角速度的

8、关系，应选B；(3) 3根据吊=ws2,两球的向心力之比为I ： 4,半径和质量相等，那么转动的角速度之比为1 ： 2,因为 靠皮带传动，变速轮塔的线速度大小相等，根据尸“，知与皮带连接的变速轮塔对应的半径之比为2：1.应选A。四、计算题(此题包括4小题，共46分)15.质量加二15 kg的物体在如图甲所示的平面上运动，其相互垂直的两个分速度匕和I、随时间变化的图线如图乙所示，求：(1)物体所受的合力大小：(2)物体的初速度大小：(3)假设六0时刻物体的位置在坐标原点，求3s末物体的位置坐标。图甲图乙【答案】15N ；5nVs ； (8m, 12m)【解析】【分析】【详解】(1)由图象可知，)

9、，方向物体做匀速直线运动，而在工方向做以初速度3m/s,加速度Im4,匀减 速直线运动，根据牛顿第二定律，那么物体所受的合力大小为F = /m = 15xlN = l5N(2)由速度的合成平行四边形法那么，那么有物体的初速度的大小为v = M + . = 2 +3、= 5m/s(3)当尸4s时，在工方向上物体的位移为5A. = v/ = x4 = 8mx x 2而在y方向物体的位移为5 V = vyt = 3x4 = 12m因此片4s时物体的位置坐标为(8m, 12m)。16.如下图，在高力二20 m的水平平台上，有一个小球被细线拴在墙上，球与墙之间有一被压缩的轻弹 簧，当细线被烧断时，小球被

10、弹出并落到水平地面，小球在到达平台边缘A点时已经跟弹簧脱离，不 计一切阻力,g = 10 m/s2(1)小球在空中运动的时间是多少？(2)小球落地时速度方向与水平成6()。角，求小球被弹簧弹出时的速度大小？(3)小球落地点距A点的水平距离多大？【答案】(1) / = 2s x = l()J5m/s ； (2) % =型且m/s (3) x =m 033【解析】【分析】【详解】(1)根据竖直方向上 自由落体运动 ,12二六厂解得=2s(2)把速度分解有可得可得tan 60 =乜上=遮据tan 6003(3)由水平方向上匀速直线运动可知2()734073x = v.t =x2 =m3317.一宇航

11、员在半径为R、密度均匀的某星球外表，做如下实验，用不可伸长的长为1轻绳栓一质量为, 的小球，上端固定在。点，如下图，在最低点给小球某一初速度，使其绕。点恰好能在竖直面内做圆周 运动，最高点速度为如.引力常量为G,忽略各种阻力，求：(1)该行星的平均密度；(2)该行星的第一宇宙速度上【答案】(1)夕=1 ; (2) v =4/rGIR【解析】【详解】设行星外表的重力加速度为g,对小球最高点，有解得g=对行星外表的物体见有= 2gr2 ：故行星质量GI故行星的密度3%24 兀 GIR（2）对处于行星外表附近做匀速圆周运动的卫星如由牛顿第二定律，有7mg = tnR故第一宇宙速度为故第一宇宙速度为1

12、8.如图1所示是某游乐场的过山车，现将其简化为如图2所示的模型：倾角0=37。、L=60cm的直轨道AB与半径R= 10cm的光滑圆弧轨道BCOEF在8处平滑连接，C、尸为圆轨道最低点，。点与圆心等高.为圆轨道最高点；圆轨道在尸点与水平轨道厂G平滑连接，整条轨道宽度不计，其正视图如图3所示。现将一质量? = 50g的滑块（可视为质点）从A端由静止释放。滑块与46段的动摩擦因数 = 0.25, sin37 = 0.6, cos370 = 0.8,重力加速度 g =10m/s2（I）求滑块到达C点时轨道对滑块的支持力大小尸n ；（2）试通过计算分析滑块能否通过最高点E?（3）假设改变释放滑块的位置

13、,使滑块第一次运动到。点时速度刚好为零，求滑块从释放到它第四次返回轨道48上离8点最远时，它在A8轨道上运动的总路程s （结果保存两位有效数字）【解析】【分析】【详解】（1）滑块从A到C由动能定理得mg L sin 0 + R (1 cos 0) jurngL cos。= g mvc 。代入数据得vc = 5/52m/s滑块过。点，由牛顿第二定律有17%&一，咫=机噎l代入得Fn=3.1N(2)假设滑块能通过E点，滑块从。到E,由动能定理得-fng -2R = - mv -代入数据得vE = /L2m/s而滑块要能平安通过七点，轨道的支持力为零，有mg = m因以v1 ,那么滑块能顺利通过最高

14、点E ；(3)假设从距B点L。处释放，那么从释放到刚好运动到。点过程有吆%)sin 9+R(l - cos 3)- R- *ngk cos 6 = 0代入数据解得Lo=O.2m从释放到第一次返回最高点过程，假设在轨道A8上上滑距离为那么+ A,)cos = 0sinO + cos 夕2同理，第二次返回最高点过程，假设在斜轨上上滑距离为2,有：sin。一cos。_ 1人=一故第4次返回最高点过程，假设在斜轨上上滑距离为以，有所以第4次返回轨道AB上离B点最远时，它在AB轨道上运动的总路程s = 4 + 2Zq + 2L2 + 2Ly + L4 =% m。.56m1616B. “嫦娥五号”的发射速

15、度介于第一宇宙速度与第二宇宙速度之间，B错误；C.卡文迪许利用扭秤实验首次测出了引力常量的数值，C正确；D.牛顿通过“月一地”检验验证了重力与地球对月亮的引力是同一性质的力，D错误；应选C。3.在竖直墙壁上悬挂一镖靶，某人站在离墙壁一定距离的某处，先后将两只飞镖A、8由同一位置水平掷 出，两只飞镖落在靶上的状态如下图（侧视图），假设不计空气阻力，以下说法中正确的选项是（）A镖比8镖在空中的运动时间长A. A、8镖的位移方向相同4、B镖的速度变化方向可能不同B. A镖掷出时的初速度比B镖掷出时的初速度大【答案】D【解析】【分析】【详解】A .飞镖8下落的高度大于飞镖A下落的高度，根据Z? = g

16、g/得 YB下降的高度大，那么B镖的运动时间长，故A错误；B .两飞镖平抛的起点相同，而落点不同，那么由起点指向落点的位移方向不同，故B错误；C .因为A、8镖都做平抛运动，速度变化量 方向与加速度方向相同，均竖直向下，故C错误；D.因为水平位移相等，B镖的时间长，那么B镖的初速度小，故D正确；应选D。4.如下图，M能在水平光滑杆上自由滑动，光滑杆连架装在水平转盘上。“用绳跨过在圆心处的光滑滑 轮与另一质量为?的物体相连；当转盘以角速度3转动时，M离轴距离为几且恰能保持稳定转动。当转 盘转速增至原来的3倍，调整，使之到达新的稳定转动状态，那么滑块M做圆周运动的（）r MI1 r /w|_A.向

17、心力变为原来的3倍B.半径变为原来的?C.线速度变为原来的！1).角速度变为原来的9倍3【答案】C【解析】 【分析】【详解】A .转速增加，再次稳定，M做圆周运动的向心力仍由绳子的拉力提供，拉力仍然等于重力，所以 向心力不变，故A错误；BCD.转速增至原来的3倍，那么角速度变为原来的3倍，根据v =(orF = mcerr向心力不变，那么变为原来的根据v = cor线速度变为原来的故C正确，BD错误。3 应选C。5.轻杆一端连着质量为根的小球，另一端固定，使小球在竖直面内做半径为R的圆周运动，如下图， 重力加速度为g,以下说法正确的选项是()A.小球通过最高点时，轻杆中弹力不可以为0B.小球刚

18、好通过最高点时的速度是荷C.假设小球通过最高点时速度p 屈，那么小球此时受到轻杆的作用力为拉力I）.小球通过最低点时，受到轻杆拉力可以为咯【答案】C【解析】【分析】【详解】A .小球在圆周最高点时，向心力可以是只有重力提供，此时弹力可以为0,故A错误；B.小球通过最高点时，因为杆可以给小球支持力，所以小球的最小速度可以为0,故B错误；C .假设小球通过最高点时速度S 而，由mg + E R可得F0那么与重力同向，对小球是拉力的作用，故C正确；D.小球通过最低点时，要做完整圆周运动，必然有速度，有r - mg = m R可得F mg故D错误。应选Co6.济南某在建大桥有一螺旋引桥，可供行人上下桥

19、。假设一行人沿螺旋线自外向内运动，如下图。其走过的弧长s与时间/成正比。那么关于该行人的运动，以下说法正确的选项是（）A.行人运动的线速度越来越大B.行人运动的角速度越来越小C.行人所受的向心力大小不变I).行人所受的向心力越来越大【答案】D【解析】【分析】【详解】A .由走过的弧长s与时间成正比，可得行人的线速度大小不变，故A错；B .由v = co - r由于半径越来越小，可得行人的角速度越来越大，故B错误；CD .由L I厂r = inr可得行人所受的向心力越来越大，故D正确，C错误。应选D。7 .中国志愿者王跃参与人类历史上第一次全过程模拟从地球往返火星的试验“火星-500” 假设将来

20、人类一艘飞船从火星返回地球时，经历如下图的变轨过程，引力常量为G,以下说法正确的选项是()4mlm二二/ 轨道:。，轨道IA.A.假设轨道I贴近火星外表，测出飞船在轨道I上运动的周期，就可以推知火星的密度.飞船在轨道I上经过P点速度大于在轨道II上经过尸点的速度C.飞船在轨道I上运动到。点时的加速度大于飞船在轨道II上运动到。点时的加速度I).飞船在轨道II上运动时，在夕点的速度小于在。点的速度【答案】A【解析】【分析】【详解】A .假设轨道I贴近火星外表，测出飞船在轨道I上运动的周期T,由_M MP V-7TRy3A正确；B .飞船由轨道I变为轨道II需在尸点加速，故在轨道I上运动时，在尸点

21、的速度小于在轨道II上运动经 过P点速度，B错误；C.飞船在两轨道上尸点时到地球中心距离相同，受地球引力即GMmnui=-rGM即加速度相同，C错误；D .由开普勒第二定律可知，飞船在轨道II上运动时，在尸点的速度大于在Q点的速度，D错误。应选Ao8.“嫦娥五号”作为我国登月计划中第三期工程的“主打星”，于202()年11月24日在海南文昌航天发 射中心发射，登月后又从月球起飞，并以跳跃式返回技术”成功返回地面，完成了探月工程的重大跨越 带回月球土壤样品。“跳跃式返回技术”是指返回器在关闭发动机后进入大气层，依靠大气升力又 冲出大气层，降低速度后再次进入大气层。如下图，实线为返回器轨迹，虚线为

22、大气层的边界，地 球半径为R, d点与地心距离为九地球外表重力加速度为g,以下说法正确的选项是()A.返回器在点处于失重状态8 .返回器在c,点和e点的速率相等C.返回器在。点和c点的动能相等2D.返回器在d点的向心加速度大小等于芸R2【答案】B【解析】【分析】【详解】A .“嫦娥五号”沿”加轨迹做曲线运动，曲线运动的合力指向曲线弯曲的凹侧，即在点合力向上, 即加速度向上，因此“嫦娥五号”在点处于超重状态，A错误；B .从。点到e点，没有空气阻力，机械能守恒，那么c点速率和e点速率相等，B正确；C.嫦娥五号”从。点到c,万有弓I力不做功，由于阻力做功，那么。点速率大于c点速率，C错误； 口.在

23、4点，由万有引力提供向心力 MmG - = mar“嫦娥五号”的加速度为a = G-r根据万有引力等于重力MmG = mg联立可得D错误。应选B。二、多项选择题（此题包括4小题，每题4分，共16分。每题有多个选项符合题意，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）9 . 一条河宽80 m,船在静水中的速度为4 m/s,水流速度为3m/s,那么（）A.该船过河的最短时间为20s,实际位移是100 mB.该船过河的最短时间为16s,实际位移是80 mC.该船过河的最小位移是80 m,所用时间约为30sD.该船过河的最小位移是100 m,所用时间是20s【答案】A【解析】【分析】【详解】

24、AB .当静水速与河岸垂直，渡河时间最短.那么有d 80“t =s = 20s匕4此时的位移为x = Jd? +（匕炉 _ ,8（）2 +6（）2 m = 100mB错误，A正确；CD .由于静水速大于水流速，根据平行四边形定那么，知合速度可以与河岸垂直，当合速度与河岸垂直时，渡河的位移最小.所以最小位移等于河宽，等于80m,此时对应的渡河时间为, d 8080x/7t = /= /=s7CD错误。应选Ao10.如下图，在长为L的斜面顶端先后水平抛出同一小球，第一次小球落到斜面上距抛出点1L处，第3二次小球落到斜面底端，那么从抛出到落至斜面上（忽略空气阻力）（）A.两次小球运动时间之比A：/2

25、= 1 ： 3B.两次小球运动时间之比力：r2= 1 ： V3C.两次小球抛出时初速度之比% ： v02=| : V3D.两次小球抛出时初速度之比方 ： %2 =1 ：3【答案】BC【解析】【分析】【详解】AB.平抛运动在竖直方向做自由落体运动，根据由几何关系可得，两次小球下降高度之比1:3,那么运动时间之比A ： /2=1 ： a/3,故B正确，A错误；CD .由几何关系可得，水平位移之比为1:3 ,由得两次小球抛出时初速度之比方 : VO2= 1 ：故C正确，D错误。应选BCo11.如下图，“旋转秋千”中的两个座椅A、B质量相等，通过相同长度的轻质缆绳悬挂在旋转圆盘 上。不考虑空气阻力的影响，当旋转圆盘绕竖直的中心轴匀速转动时，以下说法正确的选项是（）B. A的线速度比8的线速度小C.悬挂4、B的缆绳与竖直方向的夹角相等D.悬挂A的缆绳所受拉力比悬挂8的缆绳所受拉力小【答案】BD【解析】【分析】【详解】A .因为4、8座椅同轴转动可推知它们转动的角速度相等，根据向心加速度公式，有a=co2r可知，A的向心加速度一定小于B的向心加速度，A错误；