2022年高一下学期期中物理模拟试卷含解析

2022年高一下学期期中物理模拟试卷含解析一、选择题（本题共12小题，每小题5分，共60分在每小题给出的四个选项中，第18题只有一项符合题目要求，第912题有多项符合题目要求全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）1如图所示，水平桌面上一小钢球沿直线运动若在钢球运动的正前方A处或旁边B处放一块磁铁，下列关于小球运动的说法正确的是（）A磁铁放在A处时，小球做匀速直线运动B磁铁放在A处时，小球做匀加速直线运动C磁铁放在B处时，小球做匀速圆周运动D磁铁放在B处时小球做变加速曲线运动2宇宙飞船以速度v在半径为r的圆形轨道上运行，在飞船内的舱顶用线挂着一质量为m的仪器，则仪器对线的拉力大小为（g为地球表面重力加速度）（）Amg+BmgCmgD03有一个质量为2kg的质点在xy平面上运动，在x方向的速度图象和y方向的位移图象分别如图甲、乙所示，下列说法正确的是（）A质点所受的合外力的大小为3NB质点的初速度的大小为3m/sC质点做匀变速直线运动D质点初速度的方向与合外力的方向垂直4已知万有引力常量G，在下列给出的情景中，能根据测量数据求出月球密度的是（）A在月球表面使一个小球做自由落体运动，测出落下的高度H和时间tB发射一颗贴近月球表面绕月球做匀速圆周运动的飞船，测出飞船运行的周期TC观察月球绕地球的圆周运动，测出月球的直径D和月球绕地球运行的周期TD发射一颗绕月球做匀速圆周运动的卫星，测出卫星离月球表面的高度H和卫星的周期T5我国发射“神舟”六号飞船时，先将飞船发送到一个椭圆轨道上，其近地点M距地面200km，远地点N距地面340km进入该轨道正常运行时，通过M、N点时的速率分别是v1和v2当某次飞船通过N点时，地面指挥部发出指令，点燃飞船上的发动机，使飞船在短时间内加速后进入离地面340km的圆形轨道，开始绕地球做匀速圆周运动，这时飞船的速率为v3比较飞船在M、N、P三点正常运行时（不包括点火加速阶段）的速率大小和加速度大小，下列结论正确的是（）Av1v3v2，a1a3a2Bv1v2v3，a1a2=a3Cv1v3v2，a1a2=a3Dv1v2=v3，a1a2a36随着我国登月计划的实施，我国宇航员登上月球已不是梦想；假如我国宇航员登上月球并在月球表面附近以初速度v0竖直向上抛出一个小球，经时间t后回到出发点已知月球的半径为R，万有引力常量为G，则下列说法正确的是（）A月球表面的重力加速度为B月球的质量为C宇航员在月球表面获得的速度就可能离开月球表面围绕月球做圆周运动D宇航员在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动的绕行周期为7一滑块在水平地面上沿直线滑行，t=0时其速度为1m/s从此刻开始滑块运动方向上再施加一水平面作用F，力F和滑块的速度v随时间的变化规律分别如图a和图b所示设在第1秒内、第2秒内、第3秒内力F对滑块做的功分别为W1、W2、W3，则以下关系正确的是（）AW1=W2=W3BW1W2W3CW1W3W2DW1=W2W38如图所示，在匀速转动的水平圆盘上，沿半径方向放着用细线相连的质量相等的两个物体A和B，它们与盘间的摩擦因数相同，当圆盘转动到两个物体刚好还未发生滑动时，烧断细线，两个物体的运动情况是（）A两物体沿切向方向滑动B两物体均沿半径方向滑动，离圆盘圆心越来越远C两物体仍随圆盘一起做圆周运动，不发生滑动D物体B仍随圆盘一起做匀速圆周运动，物体A发生滑动，离圆盘圆心越来越远9平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动，在同一坐标系中作出两分运动的vt图线，如图所示则以下说法正确的是（）A图线1表示水平分运动的vt图线B图线2表示竖直分运动的vt图线Ct1时刻物体的速度方向与初速度方向夹角为45D若图线2倾角为，当地重力加速度为g，则一定有tan=g10关于平抛运动，下列说法正确的是（）A由t=可可知，物体平抛的初速度越大，飞行时间越短B由t=可知，物体下落的高度越大，飞行时间越长C任意连续相等的时间内，物体下落高度之比为1：3：5D任意连续相等的时间内，物体运动速度的改变量相等11一物体在两个力F1、F2的共同作用下发生了一段位移，做功分别为W1=6J、W2=6J，下列说法正确的是（）A这两个力一定大小相等、方向相反BF1是动力，F2是阻力C这两个力做的总功为0DF1比F2做的功多12如图所示，小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，管道内侧壁半径为R，小球半径为r，则下列说法中正确的是（）A小球通过最高点时的最小速度vmin=B小球通过最高点时的最小速度vmin=0C小球在水平线ab以下的管道中运动时，内侧管壁对小球一定无作用力D小球在水平线ab以上的管道中运动时，外侧管壁对小球一定有作用力二、计算题（本题3小题，共40分.解答时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）13如图所示，两绳系一质量为0.1kg的小球，两绳的另一端分别固定于轴的A、B两处，上面绳长2m，两绳拉直时与轴的夹角分别为30和45，问球的角速度在什么范围内两绳始终有张力？（g取10m/s2）14质量为M的拖拉机拉着耙来耙地，由静止开始做匀加速直线运动，在时间t内前进的距离为s耙地时，拖拉机受到的牵引力恒为F，受到地面的阻力为自重的k倍，耙所受阻力恒定，连接杆质量不计且与水平面的夹角保持不变求：（1）拖拉机的加速度大小（2）拖拉机对连接杆的拉力大小（3）时间t内拖拉机对耙做的功15如图所示，宇航员站在某质量分布均匀的星球表面一斜坡上的P点沿水平方向以初速度0抛出一个小球，测得小球经时间t落到斜坡上另一点Q，斜面的倾角为，已知该星球半径为R，万有引力常量为G，求：（1）该星球表面的重力加速度g；（2）该星球的第一宇宙速度；（3）人造卫星在该星球表面做匀速圆周运动的最小周期Txx学年山东省德州市武城二中高一（下）期中物理模拟试卷参考答案与试题解析一、选择题（本题共12小题，每小题5分，共60分在每小题给出的四个选项中，第18题只有一项符合题目要求，第912题有多项符合题目要求全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）1如图所示，水平桌面上一小钢球沿直线运动若在钢球运动的正前方A处或旁边B处放一块磁铁，下列关于小球运动的说法正确的是（）A磁铁放在A处时，小球做匀速直线运动B磁铁放在A处时，小球做匀加速直线运动C磁铁放在B处时，小球做匀速圆周运动D磁铁放在B处时小球做变加速曲线运动【考点】物体做曲线运动的条件【分析】物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上【解答】解：A、磁铁放在A处时，合力向前，加速度向前，物体加速运动，故A错误；B、磁铁放在A处时，合力向前，加速度向前，物体加速运动，但磁力大小与距离有关，故加速度是变化的，不是匀加速运动，故B错误；C、磁铁放在B处时，合力与速度不共线，故小钢球向右侧偏转，但不是圆周运动，故C错误；D、磁铁放在B处时，合力与速度不共线，故小钢球向右侧偏转；磁力大小与距离有关，故加速度是变化的；故小球做变加速曲线运动，故D正确；故选D2宇宙飞船以速度v在半径为r的圆形轨道上运行，在飞船内的舱顶用线挂着一质量为m的仪器，则仪器对线的拉力大小为（g为地球表面重力加速度）（）Amg+BmgCmgD0【考点】超重和失重；向心力【分析】根据万有引力等于重力、万有引力提供向心力求出宇宙飞船的向心加速度飞船里面的物体处于完全失重状态【解答】解：宇宙飞船内的物体处于完全失重状态，因此仪器对绳子的拉力为零所以选项D正确，ABC错误故选：D3有一个质量为2kg的质点在xy平面上运动，在x方向的速度图象和y方向的位移图象分别如图甲、乙所示，下列说法正确的是（）A质点所受的合外力的大小为3NB质点的初速度的大小为3m/sC质点做匀变速直线运动D质点初速度的方向与合外力的方向垂直【考点】牛顿第二定律；匀变速直线运动的速度与时间的关系；匀变速直线运动的图像【分析】从图象可知，在x方向上做初速度为3m/s，加速度为1.5m/s2的匀加速直线运动，在y方向上做速度为4m/s的匀速直线运动【解答】解：A、由图知物体的加速度a=1.5m/s2，根据牛顿第二定律：F=ma=21.5=3N，A正确；B、由图知，在x方向上做初速度为3m/s，在y方向上初速度为4m/s，根据运动的合成，则质点的初速度的大小为v=5m/s，故B错误；C、质点做匀变速曲线运动，C错误；D、质点合外力的方向沿x方向，初速度方向与x方向的夹角正切值为：tan=，=53，不垂直，D错误；故选：A4已知万有引力常量G，在下列给出的情景中，能根据测量数据求出月球密度的是（）A在月球表面使一个小球做自由落体运动，测出落下的高度H和时间tB发射一颗贴近月球表面绕月球做匀速圆周运动的飞船，测出飞船运行的周期TC观察月球绕地球的圆周运动，测出月球的直径D和月球绕地球运行的周期TD发射一颗绕月球做匀速圆周运动的卫星，测出卫星离月球表面的高度H和卫星的周期T【考点】万有引力定律及其应用【分析】（1）月球的密度，要计算密度就要知道月球的质量和月球的半径；（2）根据天体运动中万有引力提供向心力的公式只能求出中心天体的质量，不能算出环绕天体的质量；（3）根据公式和已知条件去计算月球的质量和半径，如能求得质量和半径即可求得密度【解答】解：设月球的质量为M，半径为r，则火星的密度，A在月球表面使一个小球做自由落体运动，测出下落的高度H和时间t，根据H=，可知算出月球的重力加速度，根据=mg，可以算得月球的质量，但不知道月球的半径，故无法算出密度，故A错误；B根据得：，V=，所以，已知T就可算出密度，故B正确；C观察月球绕地球的圆周运动，只能算出地球的质量，无法算出月球质量，也就无法算出月球密度，故C错误；D测出卫星离月球表面的高度H和卫星的周期T，但是不知道月球的半径，故无法算出密度，故D错误故选：B5我国发射“神舟”六号飞船时，先将飞船发送到一个椭圆轨道上，其近地点M距地面200km，远地点N距地面340km进入该轨道正常运行时，通过M、N点时的速率分别是v1和v2当某次飞船通过N点时，地面指挥部发出指令，点燃飞船上的发动机，使飞船在短时间内加速后进入离地面340km的圆形轨道，开始绕地球做匀速圆周运动，这时飞船的速率为v3比较飞船在M、N、P三点正常运行时（不包括点火加速阶段）的速率大小和加速度大小，下列结论正确的是（）Av1v3v2，a1a3a2Bv1v2v3，a1a2=a3Cv1v3v2，a1a2=a3Dv1v2=v3，a1a2a3【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系【分析】研究卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式表示出所要比较的物理量即可解题【解答】解：根据万有引力提供向心力，即G=ma 得：a=，由图可知r1r2=r3，所以a1a2=a3；当某次飞船通过N点时，地面指挥部发出指令，点燃飞船上的发动机，使飞船在短时间内加速后进入离地面340km的圆形轨道，所以v3v2，根据G=m得；v=又因为r1r3，所以v1v3故v1v3v2故选：C6随着我国登月计划的实施，我国宇航员登上月球已不是梦想；假如我国宇航员登上月球并在月球表面附近以初速度v0竖直向上抛出一个小球，经时间t后回到出发点已知月球的半径为R，万有引力常量为G，则下列说法正确的是（）A月球表面的重力加速度为B月球的质量为C宇航员在月球表面获得的速度就可能离开月球表面围绕月球做圆周运动D宇航员在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动的绕行周期为【考点】万有引力定律及其应用【分析】（1）小球在月球表面做竖直上抛运动，由t=求出月球表面的重力加速度，物体在月球表面上时，由重力等于地月球的万有引力求出月球的质量（2）宇航员离开月球表面围绕月球做圆周运动至少应获得的速度大小即月球的第一宇宙速度大小（3）宇航员乘坐飞船在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动，根据重力提供向心力求得绕行周期【解答】解：A、小球在月球表面做竖直上抛运动，根据匀变速运动规律得：t= 解得：g月=，故A错误；B、物体在月球表面上时，由重力等于地月球的万有引力得：，解得：M=，故B正确；C、宇航员离开月球表面围绕月球做圆周运动至少应获得的速度大小即月球的第一宇宙速度大小所以解得：v=，故C错误；D、宇航员乘坐飞船在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动，根据重力提供向心力得：mg月=m=m解得：T=，故D错误故选B7一滑块在水平地面上沿直线滑行，t=0时其速度为1m/s从此刻开始滑块运动方向上再施加一水平面作用F，力F和滑块的速度v随时间的变化规律分别如图a和图b所示设在第1秒内、第2秒内、第3秒内力F对滑块做的功分别为W1、W2、W3，则以下关系正确的是（）AW1=W2=W3BW1W2W3CW1W3W2DW1=W2W3【考点】功的计算；匀变速直线运动的图像【分析】根据功的公式W=FL可知，知道F的大小，再求得各自时间段内物体的位移即可求得力F做功的多少【解答】解：由速度图象可知，第1s、2s、3s内的位移分别为0.5m、0.5m、1m，由Ft图象及功的公式w=Fscos可求知：W1=0.5J，W2=1.5J，W3=2J故本题中ACD错，B正确故选：B8如图所示，在匀速转动的水平圆盘上，沿半径方向放着用细线相连的质量相等的两个物体A和B，它们与盘间的摩擦因数相同，当圆盘转动到两个物体刚好还未发生滑动时，烧断细线，两个物体的运动情况是（）A两物体沿切向方向滑动B两物体均沿半径方向滑动，离圆盘圆心越来越远C两物体仍随圆盘一起做圆周运动，不发生滑动D物体B仍随圆盘一起做匀速圆周运动，物体A发生滑动，离圆盘圆心越来越远【考点】向心力；牛顿第二定律【分析】对AB两个物体进行受力分析，找出向心力的来源，即可判断烧断细线后AB的运动情况【解答】解：当圆盘转速加快到两物体刚要发生滑动时，A物体靠细线的拉力与圆盘的最大静摩擦力的合力提供向心力做匀速圆周运动，所以烧断细线后，A所受最大静摩擦力不足以提供其做圆周运动所需要的向心力，A要发生相对滑动，离圆盘圆心越来越远，但是B所需要的向心力小于B的最大静摩擦力，所以B仍保持相对圆盘静止状态，故A、B、C选项错误，D选项正确故选D9平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动，在同一坐标系中作出两分运动的vt图线，如图所示则以下说法正确的是（）A图线1表示水平分运动的vt图线B图线2表示竖直分运动的vt图线Ct1时刻物体的速度方向与初速度方向夹角为45D若图线2倾角为，当地重力加速度为g，则一定有tan=g【考点】匀变速直线运动的图像【分析】AB、平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，根据速度图线可知运动情况C、t1时刻可知水平分速度和竖直分速度相等，通过分速度关系可知速度方向与初速度方向的夹角D、速度时间图象的斜率表示加速度，若图线2倾角为，则tan=a，因为存在空气阻力，所以a小于g【解答】解：A、图1是匀速直线运动，表示水平方向的运动，故A正确； B、图线2是初速度为0的匀加速直线运动，所以图线2表示的是竖直分运动故B正确 C、t1时刻可知水平分速度和竖直分速度相等，则速度与初速度方向的夹角为45故C正确 D、速度时间图象的斜率表示加速度，若图线2倾角为，则tan=a，因为存在空气阻力，所以a小于g，故D错误故选ABC10关于平抛运动，下列说法正确的是（）A由t=可可知，物体平抛的初速度越大，飞行时间越短B由t=可知，物体下落的高度越大，飞行时间越长C任意连续相等的时间内，物体下落高度之比为1：3：5D任意连续相等的时间内，物体运动速度的改变量相等【考点】平抛运动【分析】平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动根据两个方向上的运动规律抓住等时性进行分析【解答】解：A、平抛运动的时间由高度决定，根据h=知，高度越大，时间越长故A错误，B正确C、竖直方向上做自由落体运动，从开始下降连续相等时间内的位移之比为1：3：5不是任意连续相等时间内故C错误D、因为平抛运动的加速度不变，则任意相等时间内速度的变化量相等故D正确故选BD11一物体在两个力F1、F2的共同作用下发生了一段位移，做功分别为W1=6J、W2=6J，下列说法正确的是（）A这两个力一定大小相等、方向相反BF1是动力，F2是阻力C这两个力做的总功为0DF1比F2做的功多【考点】功的计算【分析】功是标量，几个力对物体做的总功，就等于各个力单独对物体做功的代数和，功的正负表示是动力做功还是阻力做功【解答】解：A、根据恒力做功公式W=Fxcos可知，做功一正一负，不能说明两个力的方向相反，还跟角度有关，故A错误；B、功是标量，功的正负表示是动力做功还是阻力做功，所以F1是动力，F2是阻力，故B正确；C、W合=W1+W2=66=0，故C正确；D、F1比F2做的功一样多，故D错误故选BC12如图所示，小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，管道内侧壁半径为R，小球半径为r，则下列说法中正确的是（）A小球通过最高点时的最小速度vmin=B小球通过最高点时的最小速度vmin=0C小球在水平线ab以下的管道中运动时，内侧管壁对小球一定无作用力D小球在水平线ab以上的管道中运动时，外侧管壁对小球一定有作用力【考点】向心力【分析】因轨道是用圆管做成的，内壁可以提供沿半径向外的支持力，所以小球不会脱离圆形轨道，小球到达最高点时可以速度为零，由此可判知选项AB的错误小球在水平线ab以下的管道中运动时，分析其受力特点，结合向心力力的方向，可知小球是与外壁相互挤压的，从而可知选项选项C的正误小球在水平线ab以上的管道中运动时，因内壁可以提供支持力，分析其受力特点，结合向心力力的方向，可知小球可能与内壁相互挤压的，从而可知选项选项D的正误【解答】解：AB、因是在圆形管道内做圆周运动，所以在最高点时，内壁可以给小球沿半径向外的支持力，所以小球通过最高点时的最小速度可以为零所以选项A错误，B正确C、小球在水平线ab以下的管道中运动时，竖直向下的重力沿半径方向的分力沿半径方向向外，小球的向心力是沿半径向圆心的，小球与外壁一定会相互挤压，所以小球一定会受到外壁的作用力，内壁管壁对小球一定无作用力，所以选项C正确D、小球在水平线ab以上的管道中运动时，当速度较小时，重力沿半径方向上的分力大于或等于小球做圆周运动需要的向心力，此时小球与外壁不存在相互挤压，外侧管壁对小球没有作用力，选项D错误故选：BC二、计算题（本题3小题，共40分.解答时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）13如图所示，两绳系一质量为0.1kg的小球，两绳的另一端分别固定于轴的A、B两处，上面绳长2m，两绳拉直时与轴的夹角分别为30和45，问球的角速度在什么范围内两绳始终有张力？（g取10m/s2）【考点】向心力；线速度、角速度和周期、转速【分析】当上绳绷紧，下绳恰好伸直但无张力时，由上绳子的拉力和重力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律列式求解出最小角速度；当下绳绷紧，上绳恰好伸直但无张力时，由下绳子的拉力和重力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律列式求解出最大角速度；即可求得角速度的范围【解答】解：当上绳绷紧，下绳恰好伸直但无张力时，小球受力如下图由牛顿第二定律得：mgtan30=m12r；又有：r=Lsin30解得：1=rad/s；当下绳绷紧，上绳恰好伸直无张力时，小球受力如下图由牛顿第二定律得：mgtan45=m22r；解得：2=rad/s；故当rad/srad/s 时，两绳始终有张力答：球的角速度在rad/srad/s 时，两绳始终有张力14质量为M的拖拉机拉着耙来耙地，由静止开始做匀加速直线运动，在时间t内前进的距离为s耙地时，拖拉机受到的牵引力恒为F，受到地面的阻力为自重的k倍，耙所受阻力恒定，连接杆质量不计且与水平面的夹角保持不变求：（1）拖拉机的加速度大小（2）拖拉机对连接杆的拉力大小（3）时间t内拖拉机对耙做的功【考点】牛顿第二定律；牛顿第三定律；功的计算【分析】由静止开始做匀加速直线运动，已知时间t和前进的距离s可根据运动学公式求解加速度要求拖拉机对连接杆的拉力大小，就要研究拖拉机，对拖拉机受力分析，列出牛顿第二定律等式解决问题拖拉机对连接杆的拉力大小恒定，可以运用功的定义式求解【解答】解：（1）拖拉机在时间t内匀加速前进s，根据位移公式，x=at2=s 解得：a= （2）设连接杆对拖拉机的拉力为T，对拖拉机受力分析：由牛顿第二定律得，FkMgTcos=Ma 由联立得T= 根据牛顿第三定律知，拖拉机对连接杆的拉力大小为T=T= （3）拖拉机对耙所做的功就是通过连接杆的拉力对耙做功故拖拉机对耙做的功，W=Tscos 由两式得w=s J答：（1）拖拉机的加速度大小是（2）拖拉机对连接杆的拉力大小是（3）时间t内拖拉机对耙做的功是s J15如图所示，宇航员站在某质量分布均匀的星球表面一斜坡上的P点沿水平方向以初速度0抛出一个小球，测得小球经时间t落到斜坡上另一点Q，斜面的倾角为，已知该星球半径为R，万有引力常量为G，求：（1）该星球表面的重力加速度g；（2）该星球的第一宇宙速度；（3）人造卫星在该星球表面做匀速圆周运动的最小周期T【考点】万有引力定律及其应用；平抛运动【分析】（1）小球做平抛运动，水平位移x=0t，竖直位移，再根据几何关系即可求得该星球表面的重力加速度g；（2）该星球的近地卫星的向心力由万有引力提供，该星球表面物体所受重力等于万有引力，联立方程即可求出该星球的第一宇宙速度；（3）人造卫星的向心力由万有引力提供，当运动半径即为该星球半径时，周期最小【解答】解：（1）小球做平抛运动，水平位移x=0t，竖直位移由位移关系得：，（2）该星球的近地卫星的向心力由万有引力提供该星球表面物体所受重力等于万有引力，由得（3）人造卫星的向心力由万有引力提供当r=R时，T最小，答：（1）该星球表面的重力加速度g为；（2）该星球的第一宇宙速度为；（3）人造卫星在该星球表面做匀速圆周运动的最小周期T为xx年8月15日