甘肃省定西市2021-2022学年高一物理下学期统一检测试题（解析版）

甘肃省定西市2021-2022学年高一物理下学期统一检测试题考生注意：1.本试卷满分100分，考试时间75分钟。2.答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。3.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。4.本卷命题范围：新人教版必修第二册第五、六、七章。一、选择题（本题共10小题，共46分，在每小题给出的四个选项中，第17题只有一项符合题目要求，每小题4分，第810题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）1. 人类文明的进程离不开科学家们的不断探索，关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是（）A. 卡文迪许用实验测出了万有引力常量G的数值B. 牛顿发现了万有引力定律，并测出了地球的质量C. 开普勒发现了行星运动定律，从而提出了“日心说”D. 第谷通过长期的观测，积累了大量的天文资料，指出行星绕太阳的运动轨迹是椭圆【答案】A【解析】【详解】A卡文迪许用扭称实验巧妙地测出了万有引力常量G的数值，故A正确；B牛顿发现了万有引力定律，测出了万有引力常量而成为第一个计算出地球质量的人是卡文迪许，故B错误；C开普勒发现了行星运动定律，提出了“日心说”的是哥白尼，故C错误；D第谷通过长期的观测，积累了大量的天文资料，但指出行星绕太阳的运动轨迹是椭圆的是开普勒，故D错误。故选A。2. 2021中国航展，海陆空高精尖装备齐亮相。表演中，翼龙无人机先沿直线Qa水平运动，再沿曲线ab运动，最后沿陡直线bc直入云霄，设飞行路径在同一竖直面内，关于无人机沿曲线ab飞行，下列说法正确的是（）A. 竖直分速度可能不变B. 水平分速度可能不变C. 所受合力大小可能为零D. 所受合力方向可能竖直向下【答案】B【解析】【详解】AB无人机在 ab飞行的速度不一定增大，水平分速度可能变化也可能不变，而竖直分速度在a点时为零，而在b点时不为零，则竖直分速度一定变化，故A错误，B正确；C无人机在 ab飞行，做曲线运动，由物体做曲线运动条件知无人机受合外力一定不为零，故C错误；D由物体做曲线运动所受合外力总是指向轨迹弯曲的凹侧，故无人机在 ab飞行所受合外力不可能竖直向下，故D错误。故选B。3. 如图所示，在水平地面上做匀速直线运动的汽车，通过定滑轮用细绳吊起一个物体，若汽车在某时刻的速度大小为，物体的速度为，此时汽车端的细绳与水平方向的夹角为，已知sin37=0.6，cos37=0.8，下列说法正确的是（）A. 此时物体做匀速运动，且B. 此时物体做减速运动，且C. 此时物体做加速运动，且D. 此时物体做减速运动，且【答案】C【解析】【详解】汽车在水平地面上做匀速直线运动，根据绳连接的关联速度的关系可知汽车向右运动过程中，角不断减小，则物体的速度为不断增大，当时，则有故此时物体做加速运动，且，C正确，ABD错误。故选C。4. 2021年12月9日，中国空间站上的航天员们进行了第一次太空授课，丰富有题的物理实验使得“天宫课堂”深受广少年朋友喜爱神舟三号在远地点高度约394.9km，近地点高度约384km的轨道上运行，已知同步卫星离地高度为36000km，则关于神舟十三号载人飞船，下列说法正确的是（）A. 飞船内宇航员不受重力作用B. 飞船绕地球飞行周期小于24hC. 飞船发射速度大于11.2km/sD. 飞船绕地球飞行速度大于7.9km/s【答案】B【解析】【详解】A飞船内宇航员仍受地球引力作用，即仍受重力作用，选项A错误；B根据可得飞船的运动半径远小于同步卫星的轨道半径，可知飞船绕地球飞行周期小于24h，选项B正确；C飞船发射速度大于7.9km/s，小于11.2km/s，选项C错误；D根据可得则飞船绕地球飞行速度小于第一宇宙速度7.9km/s，选项D错误。故选B。5. 如图所示，质量分别为m和2m的两小球A、B固定在轻质细杆上，在光滑的水平面上以相同的角速度绕杆的一端做匀速圆周运动，已知OB=AB，则细杆上AB、OB段产生的拉力之比为（）A. 1:1B. 2:1C. 1:2D. 1:3【答案】C【解析】【详解】设OA=2r，则OB=r，角速度为，则根据牛顿第二定律，对A球对B球联立以上两式得故选C。6. 质量为m=0.5kg的物体以初速度水平抛出，重力加速度g取10m/s2，当瞬时速度大小为时，下列说法正确的是（）A. 运动时间为0.1sB. 运动的竖直位移大小为0.4mC. 竖直分位移大小等于水平分位移大小D. 此过程速度的变化量大小为2m/s【答案】D【解析】【详解】AB当瞬时速度大小为时，竖直分速度为由竖直方向运动规律得，运动时间为运动的竖直位移大小故AB错误；C水平分位移大小为竖直分位移大小不等于水平分位移大小，故C错误；D速度的变化量大小为故D正确。故选D。7. 如图所示，某儿童玩具内部采用齿轮传动，有小、中、大三个齿轮，A点和B点分别为小齿轮和大齿轮边缘的点，已知大齿轮半径是小齿轮半径4倍，下列说法正确的是（）A. A、B两点的角速度大小之比为4：1，A、B两点的向心加速度大小之比为4：1B. A、B两点的角速度大小之比为1：1，A、B两点的向心加速度大小之比为1：4C. A、B两点的角速度大小之比为4：1，A、B两点的向心加速度大小之比为1：4D. A、B两点的角速度大小之比为1：1，A、B两点的向心加速度大小之比为4：1【答案】A【解析】【详解】由题意可知大齿轮与小齿轮线速度相等，根据可知A、B两点的角速度大小之比是4：1，根据可知A、B两点的向心加速度大小之比是4：1，故A正确，CBD错误。故选A。8. 削面是西北人喜欢的面食之一，全凭刀削得名。如图所示，将一锅水烧开，将一块面团放在锅旁边较高处，用一刀片飞快地削下一片片很薄的面片儿，面片便水平飞向锅里，若面团到锅的上沿的竖直距离为0.45m，面团离锅上沿最近的水平距离为0.3m，锅的直径为0.6m。运动中忽略空气阻力，重力加速度g取10m/s，要使削出的面片落人锅中，则面片的水平初速度可能是（）A. 1.2m/sB. 2.4m/sC. 3.6m/sD. 4.8m/s【答案】AB【解析】【详解】依题意，知面片做平抛运动，根据得要使削出的面片落入锅中，则面片平抛运动的水平位移需要满足根据知，面片初速度的范围为故选AB9. 如图所示，发射同步卫星时，先将卫星发射至近地轨道1，然后经点火使其在椭圆轨道2上运行，最后再次点火将卫星送人同步轨道3。轨道1、2相切于A点，轨道2、3相切于B点，则当卫星分别在1、2、3轨道正常运行时，下列说法正确的是（）A. 卫星在轨道1上的速率小于在轨道3上的速率B. 卫星在轨道1上的周期小于在轨道3上的周期C. 卫星在轨道2上运行时，经过A点时的速率大于经过B点时的速率D. 卫星在轨道1上运行时经过A点的加速度小于在轨道2上运行时经过A点的加速度【答案】BC【解析】【详解】A根据卫星受到的万有引力提供向心力，即可知环绕速度为可知卫星的轨道半径越小，运行速率越大，则卫星在轨道1上的速率大于在轨道3上的速率，故A错误；B根据开普勒第三定律知，卫星的轨道半径越大，则周期也越大，故卫星在轨道1上的周期小于在轨道3上的周期，故B正确；C根据开普勒第二定律知，卫星在轨道2上运行时，从A点向B点运动时，卫星到地心的连线的距离越来越远，故卫星的速度逐渐减小，经过A点时的速率大于经过B点时的速率，故C正确；D根据牛顿第二定律得得卫星经过同一点时r相同，M也相同，所以加速度相同，故D错误。故选BC。10. 有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（）A. 图a中，汽车通过拱桥的最高点处于失重状态B. 图b中，在光滑固定圆锥筒的水平面内做匀速圆周运动的小球，受重力、弹力和向心力C. 图c中，小球绕轻质细杆一端O点在竖直面内做圆周运动，到达最高点时速度可能为零D. 图d中，火车以某速度经过外轨高于内轨的弯道时，车轮可能对内、外轨均无侧向压力【答案】ACD【解析】【详解】A图a中，汽车通过拱桥的最高点时，加速度向下，处于失重状态，选项A正确；B图b中，在光滑固定圆锥筒的水平面内做匀速圆周运动的小球，受重力、弹力作用，两个力的合力充当向心力，选项B错误；C图c中，小球绕轻质细杆一端O点在竖直面内做圆周运动，到达最高点时速度可能为零，选项C正确；D图d中，火车以某速度经过外轨高于内轨的弯道时，若速度满足则此时重力和轨道支持力的合力充当火车做圆周运动的向心力，此时车轮对内、外轨均无侧向压力，选项D正确。故选ACD。二、实验题（本题共2小题，共16分）11. 如图所示，为研究平抛运动的装置图。弯曲轨道AB固定在水平桌面上，在离轨道边缘B不远处有一可移动的竖直平面abcd，平面中心竖直线标有刻度，0刻度线与桌面边缘平齐。以边缘B正下方的O点为原点建立水平x轴。实验时，将竖直平面移动到x处，从固定立柱处由静止释放体积很小的钢珠，钢珠从B点离开后击中中心竖直线某点，记录刻度值y；改变x，重复实验。（1）下列操作，有利于减小误差的是_。A.弯曲轨道尽量光滑 B.弯曲轨道边缘保持水平C.使用相同体积的小铝珠 D.保持竖直平面abcd与水平面垂直（2）若某次将钢珠从固定立柱处由静止释放，记录钢珠击中中心竖直线的刻度为y；将竖直平面向远离B方向平移20.00cm，再次将钢珠从固定立柱处由静止释放，记录钢珠击中中心竖直线的刻度为；将竖直平面再向远离B方向平移20.00cm，让钢珠从固定立柱处由静止释放，记录钢珠击中中心竖直线的刻度为。重力加速度g取，则小钢珠平抛的初速度_m/s。（保留两位有效数字）（3）下列各图，能正确反映y与x的关系的是_。A. B. C. D.【答案】 . BD#DB . 2.0 . A【解析】【详解】（1）1A本实验只需要保证每次小球平抛的初速度相同即可，轨道光滑对减小实验误差没有帮助，故A错误；B弯曲轨道边缘保持水平，能保证小球离开轨道后做平抛运动，故对减小误差有帮助，故B正确；C小铝珠的密度小于小钢珠的密度，使用相同体积小铝珠，增大了误差，故C错误；D保持竖直平面与水平面垂直，刻度值才表示竖直位移，故对减小误差有帮助，故D正确；（2）2根据平抛运动的规律竖直方向联立解得（3）3由平抛运动规律可得联立可得可知与成正比，故A正确，BCD错误。12. （1）某物理小组的同学设计了一个测量玩具小车通过凹形桥模拟器最低点时的速度的实验。所用器材有：玩具小车、压力式托盘秤、凹形桥模拟器（圆弧部分的半径为R=0.10m）。完成下列填空：将凹形桥模拟器静置于托盘秤上，如图甲所示，托盘秤的示数为1.00kg将玩具小车静置于凹形桥模拟器最低点时，托盘秤的示数如图乙所示，该示数为_kg；将小车从凹形桥模拟器某一位置释放，小车经过最低点后滑向另一侧，此过程中托盘秤最大示数为m；多次从同一位置释放小车，记录各次的m值如下表所示；序号12345m（kg）1.801.751.851.751.85根据以上数据，可求出小车经过凹形桥最低点时对桥的压力大小为_N（保留三位有效数字）；小车通过最低点时的速度大小为_m/s。（重力加速度g取10m/s2，计算结果可保留根号）（2）一艘宇宙飞船飞近某一新发现的行星，并进入靠近该行星表面的圆形轨道绕行数圈后，着陆在行星上，宇宙飞船上备有以下实验仪器：A.弹簧测力计一个 B.精确秒表一只C.天平一台（附砝码一套） D.物体一个为测定该行星的密度，字航员在绕行中进行了一次测量，依据测量数据可以求出密度。绕行时所测物理量为_（限用文字说明和相应符号表示）密度=_（万有引力常量为G）【答案】 . 1.50 . 8.00 . . 宇宙飞船的绕行周期 . 【解析】【详解】（1）1托盘秤的读数为1.50kg2根据表格中的数据，可知小车经过凹形桥最低点时，托盘秤示数的平均值为故小车对桥的压力大小为3小车通过最低点时，满足其中FN=F=8.00N，m=1.50-1.00kg=0.50kg，代入可得（2）45宇宙飞船在靠近行星表面的圆形轨道上运行时满足由密度公式可知联立以上两式，可得故绕行时所测物理量为宇宙飞船的绕行周期T，该行星的密度为三、计算题（本题共3小题，共38分、作答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演量步骤，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，在光滑水平面上竖直固定一半径为R=0.4m的半圆槽轨道，其底端恰与水平面相切。质量为m=0.5kg的小球以大小为的初速度经半圆槽轨道最低点B滚上半圆槽，小球恰好能通过最高点C后落回到水平面上的A点。不计空气阻力，重力加速度g取10m/s（1）小球通过B点时对半圆槽的压力大小；（2）A、B两点间的距离。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）在点的速度为，根据牛顿第二定律得解得根据牛顿第三定律可知，小球通过点时对半圆槽的压力大小为（2）小球刚好到达点，则有重力等于向心力解得小球从点飞出后做平抛运动，竖直方向有解得水平方向上为匀速直线运动，所以间的距离为14. 2021年12月14日，我国成功将天链二号02卫星送入预定轨道，发射任务取得圆满成功。假设该卫星绕地球做匀速圆周运动，离地球表面的高度等于地球的半径R。已知地球表面处的重力加速度大小为g，引力常量为G，忽略地球的自转，求：（1）地球的密度；（2）卫星绕地球转动的线速度；（3）卫星所在处的重力加速度大小。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）在地球表面处物体受到的重力等于万有引力，则解得地球质量地球的体积地球的密度（2）根据万有引力提供向心力，有联立可得卫星绕地球转动的线速度（3）在轨道半径处，仍有万有引力等于重力，即联立解得卫星所在处的重力加速度大小15. 如图所示AB为一竖直面内半径0.4m的四分之一光滑圆弧轨道，与水平滑道BC相切于B点。BC长为L=1.5m动摩擦因数=0.1。C点下方h=0.8m处放置一水平圆盘，圆心O与C点在同一竖直线上，其半径OE上某点固定一小桶（可视为质点），DE在BC正下方。一质量m=0.5kg的物块（可视为质点）从圆轨道上某点滑下，当物块经过B点时，圆盘开始从图示位置绕通过圆心O的竖直轴匀速转动。物块通过圆弧轨道上B点时受到轨道的支持力大小为10N，物块由C点水平抛出后恰好落入小桶内。重力加速度g取10m/s2。求：（1）物块通过C点的速度；（2）小桶到圆心O的距离；（3）圆盘转动的转速n应满足的条件。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】详解】解：（1）物块到达B点时，由牛顿第二定律可得解得解法一：从B到C由牛顿第二定律可得解得由运动学公式得解得解法二：从B到C由动能定理有解得（2）物块从C点做平抛运动，设所用时间为，竖直方向有解得则物块水平位移为即小桶到圆心O的距离为（3）物块由B到C点的时间为，由速度公式可得解得物块从B运动到小桶的总时间为圆盘转动的转速n应满足条件解得15