复兴高级中学2021-2022学年第二学期高一物理期中试卷(含答案).docx

上海市复兴高级中学 2021 学年第二学期 期中线上自测
高一年级物理试卷
一、选择题（共40分。1－8题，每小题 3 分；9－12题，每小题4分。每小题只有一个正确答案）
1．下列各种运动中，属于匀变速运动的是（ ）
A．平抛运动 B．匀速直线运动 C．匀速圆周运动 D．加速圆周运动
2．功的单位是焦耳（J），焦耳与基本单位米（m）、千克（kg）、秒（s）之间的关系正确的是（ ）
A．1J＝1kg·m2 /s2 B．1J＝1kg·m/s2 C．1J＝1kg·m2 / s D．1J＝1kg·m / s
3．物体在做平抛运动时，描述物体在竖直方向上的速度 vy（设竖直向下为正方向）随时间 t 变化的图像是（ ）

4．如图所示，A、B 为小区门口自动升降杆上的两点，A 在杆的顶端，B 在杆的中点处。杆从水平位置匀速转至竖直位置的过程，下列判断正确的是（ ）
A．A、B 两点线速度大小之比 1:2
B．A、B 两点角速度大小之比 1:1
C．A、B 两点向心加速度大小之比 1:2
D．A、B 两点向心加速度的方向不同
5．如图所示，一人的重力为 G，他随自动扶梯加速上行，扶梯对人的作用力为 F，则以下判断正确的是（ ）
A．F=G，F 对人做正功
B．F=G，F 对人做负功
C．F>G，F 对人做正功
D．F<G，F 对人做负功

6．人造地球卫星的天线偶然折断，天线将做（ ）
A．自由落体运动 B．平抛运动
C．远离地球飞向太空 D．继续和卫星一起沿轨道运动
7．我国高铁技术处于世界领先水平，它是由动车和拖车组合而成，提供动力的车厢叫动车，不提供动力的车厢叫拖车。假设动车组各车厢质量均相等，动车的额定功率都相同，动车组在水平直轨道上运行过程中阻力与车重成正比。某列动车组由8节车厢组成，其中第1、5节车厢为动车，其余为拖车，则该列车组（ ）
A．启动时乘客受到车厢作用力的方向与车运动的方向相反
B．做匀加速运动时，第4、5节与第6、7节车厢间的作用力之比为2:1
C．进站时从关闭发动机到停下来滑行的距离与关闭发动机时的速度成正比
D．与改为4节动车带4节拖车的动车组最大速度之比为1:2
8．一汽车启动后沿水平公路匀加速行驶，速度达到 vm 后关闭发动机，滑行一段时间后停止运动，其 v－t 图像如图所示。设行驶中发动机的牵引力大小为 F，摩擦阻力大小为f，牵引力所做的功为 W1，克服摩擦阻力所做的功为 W2，则（ ）
A．F:f＝2:1
B．F:f＝3:1
C．W1:W2＝4:1
D．W1:W2＝1:1
9．在高速公路的拐弯处，通常路面都是外高内低。如图所示，在某路段汽车向左拐弯，司机左侧的路面比右侧的路面低一些。汽车的运动可认为是做半径为 R 的圆周运动。设内外路面高度差为 h，路基的水平宽度为 d，路面的宽度为 L。已知重力加速度为 g。要使车轮与路面之间的横向摩擦力（即垂直于前进方向）等于零，则汽车转弯时的车速应等于（ ）
A．gRℎL
B．gRℎd
C．gRLℎ
D．gRdℎ

10．如图所示，汽车在炎热的夏天沿不平的曲面行驶，其中最不容易发生爆胎的点是（假定汽车运动速率 va=vc，vb=vd）（ ）
A．a 点
B．b 点
C．c 点
D．d 点
11．2020 年 2 月 15 日，北斗导航系统第 41 颗卫星（地球同步卫星，离地高度约36000km）、第 49 颗卫星（倾斜地球同步轨道卫星）、第 50、51 颗卫星（中圆地球轨道卫星，离地高度约 20000km）已完成在轨测试，正式入网工作，推进了中国 2020 年建成覆盖全球的北斗卫星导航系统计划顺利实施。下列说法正确的是（ ）
A．中圆地球轨道卫星周期大于 24 小时
B．地球同步卫星的发射速度小于第一宇宙速度
C．倾斜地球同步轨道卫星不会静止在北京上空
D．中圆地球轨道卫星比地球同步卫星线速度小
12．质量为10kg的物体，在沿 x 轴方向的合外力F作用下做直线运动，合外力随坐标 x的变化情况如图所示。物体在x＝0处，速度为1m/s，一切摩擦不计，则物体运动到x＝16m 处时，速度大小为（ ）
A．22m/s
B．3m/s
C．4m/s
D．17m/s

二、填空题（每空 2 分，共 20 分）
13．万有引力定律是由物理学家牛顿发现的，1798 年英国物理学家利用 实验，成功地测出了 的数值，证明了万有引力定律的正确。

14．小利同学设计了如图所示装置来探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验，在甲、乙、丙三次实验中，让铁球从同一斜面上某处由静止开始向下运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，铁球与纸盒在水平面上共同移动一段距离后静止。

要探究动能大小与物体质量的关系应按照 两图进行实验；该实验是通过观察 来比较铁球动能的大小，从而得出结论的。

15．如图，高速公路上汽车保持速率不变通过路面abcd，其中 ab 段为平直上坡路面，bc 段为水平路面，cd 段为平直下坡路面。不考虑整个过程中空气阻力和摩擦阻力的大小变化，则汽车的输出功率最大的区域是 ，最小的区域是 。（均选填“ab”、“bc”、“cd”）

16．已知地球半径 R＝6.37×103km，假设地球是一个标准的圆球体，位于北纬 30° 附近的某地有一质点 A，其随地球自转的线速度为 m/s，A 的向心加速度方向沿 方向（选填“AO”、“AB”、“AC”）

17．如图所示，半径为 R 的圆盘绕垂直于盘面的中心轴匀速转动，其正上方 h 处沿 OB 方向水平抛出一小球，要使球恰好与盘只碰一次，且落点为 B，则小球的初速度 v0 大小为 ；圆盘转动的角速度 ω 为 。

三、综合题（共 40 分，18 题 7 分，19 题 6 分，20 题 7 分，21 题 10 分，22 题 10 分）
注意：在列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中，要求给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。
18．2022 年 3 月 23 日下午，“天宫课堂”第二课在中国空间站开讲，王亚平做了太空抛物实验，奥运顶流“冰墩墩”在空间站上被航天员抛出后，并没有像在地面上那样做曲线运动，而是水平飞出去了。

请根据此实验回答以下问题：
（1）（多选题）关于冰墩墩被水平抛出后，做水平运动的原因，以下解释中正确的是（ ）
A．冰墩墩在空间站内不受力的作用
B．冰墩墩水平方向不受外力作用
C．冰墩墩处于完全失重的状态
D．冰墩墩随空间站绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力
（2）历史上，牛顿曾提出：若在地球表面的高山上来做平抛实验，把物体抛出，它将落向地面；如果将物体抛出的速度变大，它将会落向更远的地方。如果抛出的速度足够大，它有可能不落回地面，而是绕地球运转。
已知地球半径为 6.37×103km，小伟同学用如下方法推导这一速度：
v=2πRT=2×π×6.37×10624×3600m/s=0.463×103m/s
（单选题）其结果与正确值相差很远，这是由于他在近似处理中，错误的假设是（ ）
A．卫星的轨道是圆的
B．卫星的轨道半径等于地球半径
C．卫星的周期等于地球自转的周期
D．卫星的向心力等于它在地球上受到的地球引力
（3）已知地球表面重力加速度 g＝9.8 m/s2，请你利用已学习的物理知识求出正确的“足够大的速度”为 km/s。（保留 3 位有效数字）

19．图示装置用于探究物体的向心力大小与哪些因素有关。

（1）本实验采用的科学方法是（ ）
A．控制变量法 B．累积法 C．微元法 D．放大法
（2）通过本实验可以得到的结果是（ ）
A．在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度的大小成正比
B．在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与线速度的大小成正比
C．在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比
D．在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成反比
（3）若皮带套的两个塔轮的半径分别为 RA 和 RB。某次实验让 RA＝2RB，则 A、B 两球的角速度之比为__________。

20．

（1）用图 1 的装置研究小球平抛运动的性质，下列实验操作合理的是（ ）（多选题）
A．斜槽末端必须水平，以保证平抛初速度水平
B．必须用相同的初速度使小球从斜槽某一高度滚下
C．必须每次都在斜槽的同一位置由静止释放小球
D．将木板校准到竖直方向，并使木板平面与小球下落的竖直平面平行
（2）在此实验中，小球与斜槽间有摩擦______（选填“会”或“不会”）使实验的误差增大；如果从斜槽末端点到小球落地点的高度差相同，小球每次从斜槽滚下的初始位置不同，那么小球每次在空中运动的时间______（选填“相同”或“不同”）
（3）小佳同学利用数码相机的连拍功能研究平抛运动，某次实验时，她记下了小球的三个位置 A、B 和 C，如图 2 所示，闪光间隔时间为 1/30s，在实验中用光电门传感器测出小球抛出时的初速度为 0.492m/s。则该地的重力加速度为__________m/s2。（已知背景方格纸均为正方格）

21．惊险刺激的“时空之旅”飞车表演中，杂技演员驾驶摩托车在一个大球内绕大球的竖直直径在水平面内飞速旋转，如图所示，已知大球的半径 R＝3m，演员与摩托车的总质量 m＝150kg，摩托车做匀速圆周运动的轨迹的纬度值，即图中的夹角 θ＝37°，（g 取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8），试求：
（1）若摩托车与球壁间没有摩擦，则此时摩托车对球壁的压力为多大？摩托车的线速度为多大？
（2）当杂技演员驾驶摩托车的速度增大，有同学认为摩托车做圆周运动的轨迹纬度值 θ 将减小。请判断该同学的结论是否正确，并说明判断的理由。

22．某品牌新能源汽车介绍：近6米的超长车身，车顶集成的太阳能芯片面积达到了6 平方米左右，整车质量仅700千克。
（1）设该新能源汽车发动机最大输出功率为30KW，在实验路段上行驶时所受总阻力约为车和驾驶员总重的0.1倍。试估算50kg的工程师驾驶这种汽车在实验路段上行驶的最高车速；
（2）工程师在上述实验路段上以某种方式行驶，通过计算机采集实验数据，绘出了汽车牵引力F与车速倒数 v−1 间的关系图线ABC，如图2所示，线段AB平行于横轴，线段BC延长线过坐标原点。请根据图线ABC判断汽车做什么运动，并求B点时发动机的输出功率；
（3）已知太阳辐射的总功率P0＝4 × 1026W，太阳到地球的距离r＝1.5 × 1011，太阳光传播到达地面的过程中大约有34% 的能量损失。目前，制作太阳能电池的最好的材料为砷化镓，其将光能转化为电能的效率可达到31.6%。试通过计算分析，这种汽车只采用纯太阳能驱动，且能保持最大输出功率30KW不变的可行性。