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jiajiao6767 )
致远高中 2022 学年第二学期期末教学评估
高一物理
考试时间:60分钟满分 100分
1. 一辆汽车在水平公路上转弯,沿曲线由M向N行驶,速度逐渐减小,下图中分别画出了汽车转弯时所
受合力F的四种方向,你认为正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】根据曲线运动的特点可知,汽车的运动轨迹将偏向合外力的方向;将汽车所受的合外力分解,沿
着轨迹切线方向的分力应该与瞬时速度的方向相反,才能使汽车的速度逐渐减小。
故选C。
2. 质量为m、初速度为零的物体,在不同变化的合外力作用下都通过位移x .下列各种情况中合外力做
0
功最多的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】试题分析:根据公式W Fs可知图像与坐标轴围成的面积表示做功多少,故C做功最多,C正确;
考点:考查了功的计算
【名师点睛】利用数学图象处理物理问题的方法就是把物理表达式与图象结合起来,根据图象中的数据求
解.
3. 某款纯电动汽车启动后沿平直公路行驶,发动机的功率恒为P,且行驶过程中受到的阻力大小恒定。已
知汽车的质量为m,最高行驶速度v 。则下列说法正确的是( )
m
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A. 行驶过程中车受到的阻力大小为Pv
m
v 3P
B. 当速度为 m 时,汽车的加速度大小为
4 mv
m
1
C. 从启动到速度为v 的过程中,汽车牵引力所做的功为 mv2
m 2 m
D. 由题目信息可估算公路的全长为225km
【答案】B
【解析】
【详解】A.行驶过程中车受到的阻力大小为
P
f
v
m
故A错误;
v
B.当速度为 m 时,行驶过程中车的牵引力
4
P 4P
F
1 v
v m
4 m
汽车的加速度大小为
F f 3P
a
m mv
m
故B正确;
1
C.根据动能定理,从启动到速度为v 的过程中,动车合外力所做的功为 mv2 ,由于摩擦力做负功,汽
m 2 m
1
车牵引力所做的功大于 mv2 ,故C错误;
2 m
D.由于不知汽车发动机运行时间,无法估算公路的全长,故D错误。
故选B。
4. 关于摩擦力和作用力与反作用力做功的关系,下列说法正确的是( )
A 滑动摩擦力对物体可能做负功,可能做正功,也可能不做功
.
B. 静摩擦力发生在相对静止的物体之间,所以静摩擦力对物体一定不做功
C. 作用力与反作用力所做的功一定大小相等
D. 作用力做正功时,反作用力一定做负功
【答案】A
【解析】
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【详解】A.滑动摩擦力的方向与接触面的相对运动方向相反,相对接触面发生了位移,但相对地面的位
移情况不一定,故滑动摩擦力对物体可能做负功,可能做正功,也可能不做功,A正确;
B.静摩擦力发生在相对静止的物体之间,但相对地面可能是运动的,所以静摩擦力对物体可能做功,B
错误;
C.一对作用力和反作用力作用在两个物体上,大小相等方向相反,但是两物体的位移不一定相等,所以
做的功不一定大小相等,C错误;
D.作用力和反作用力是作用在两个相互作用的物体之上的;作用力和反作用力可以同时做正功;如冰面
上两个原来静止的小孩子相互推一下之后,两人同时后退,则两力做正功,D错误。
故选A。
5. 一辆额定功率为100kW、质量为2000kg的汽车,沿水平路面从静止开始行驶,它所受的阻力恒定为
2×103N。若汽车以额定功率行驶,求:
(1)当汽车的速度达到5m/s时,汽车的加速度;
(2)汽车所能达到的最大速度。
【答案】(1)9m/s2(2)50m/s
【解析】
【详解】(1)当汽车的速度达到5m/s时,汽车的牵引力
P
F 20000N
v
汽车的加速度
F f
a 9m/s2
m
(2)汽车所能达到的最大速度
P P
v 50m/s
m F f
min
6. 有一种叫“旋转飞椅”的游乐项目(如图所示)。钢绳的一端系着座椅,另一端固定在水平转盘上。转
盘可绕穿过其中心的竖直轴转动。当转盘匀速转动时,钢绳与转轴在同一竖直平面内。将游客和座椅看作
一个质点,不计钢绳的重力,以下分析正确的是( )
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A. 旋转过程中,游客和座椅受到重力、拉力和向心力
B. 根据vr 可知,坐在外侧的游客旋转的线速度更大
C. 根据F m2r可知,“飞椅”转动的角速度越大,旋转半径越小
n
D. 若“飞椅”转动的角速度变大,钢绳上的拉力大小不变
【答案】B
【解析】
【详解】A.旋转过程中,游客和座椅受到重力、拉力作用,向心力是重力和拉力的合力,故A错误;
B.根据vr 可知,坐在外侧的游客的旋转半径较大,线速度更大,故B正确;
CD.“飞椅”转动的角速度越大,“飞椅”做圆周运动所需的向心力越大,向心力由重力与拉力的合力提
供,则钢绳上的拉力变大,钢绳与竖直方向的夹角变大,旋转半径变大,故CD错误。
故选B。
7. 如图为“行星传动示意图”,中心“太阳轮”的转动轴固定,其半径为R ,周围四个“行星轮”的转动
1
轴固定,其半径均为R ,“齿圈”的半径为R ,其中R 1.5R ,A、B、C分别是“太阳轮”、“行星
2 3 1 2
轮”和“齿圈”边缘上的点,齿轮传动过程不打滑,则A点所在“太阳轮”顺时针转动时,B点所在的
“行星轮”沿________方向转动,A点与C点的线速度之比为________。
【答案】 ①. 逆时针 ②. 1:1
【解析】
【详解】[1]由图可知,A点所在“太阳轮”顺时针转动时,则B点所在的“行星轮”沿逆时针转动;
[2] A点与B点是齿轮传动,所以A与B的线速度相等,同理可知B与C的线速度相等,所以A与C的线
速度相等,即两者之比为1:1。
8. 有一种地下铁道,车站的路轨建得高些,车辆进站时要上坡,出站时要下坡,如图所示。坡高为h,车
辆的质量为m,重力加速度为g,车辆与路轨有摩擦力。进站车辆到达坡下A处时的速度为v,此时切断
电动机的电源,车辆冲上坡顶到达站台B处的速度恰好为0。车辆从A运动到B的过程中克服摩擦力做的
功为___________________,损失的机械能为____________________。
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1 1
【答案】 ①. mv2 mgh ②. mv2 mgh
2 2
【解析】
【详解】[1]设车辆从A运动到B的过程中克服摩擦力做的功为W ,根据动能定理有
f
1
0 mv2 mghW
2 f
解得
1
W mv2 mgh
f 2
[2]根据功能关系可知,损失的机械能为
1
E W mv2 mgh
f 2
9. 如图所示,用光电门传感器和力传感器研究小球经过拱桥最高点时对桥面压力F 的大小与小球速度的
N
关系。若光电门测得小球的挡光时间t,多次实验,则t越短( )
A. F 越小,且大于小球重力
N
B. F 越大,且大于小球重力
N
C. F 越小,且小于小球重力
N
D. F 越大,且小于小球重力
N
【答案】C
【解析】
【详解】小球经过拱桥最高点时,根据牛顿第二定律,有
v2
mgF =m
N r
则有
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v2
F =mgm
N r
则可知,当t越短,说明小球通过最高点的速度越大,则F 越小,且小于小球重力。
N
故选C。
10. 投飞镖是深受人们喜爱的一种娱乐活动。某同学将一枚飞镖从高于靶心的位置水平投向竖直悬挂的靶
盘,结果飞镖打在靶心的正下方,如图所示。假设飞镖运动过程中所受空气阻力不计,在其他条件不变的
情况下,为使飞镖命中靶心,该同学在下次投掷时应该采取的正确方法是( )
A. 适当减小飞镖投出时的高度
B. 适当增大飞镖投出时的初速度
C. 到离靶盘稍远些的地方投飞镖
D. 换用质量稍大些的飞镖
【答案】B
【解析】
【详解】A.适当减小飞镖投出时的高度,水平方向速度不变,到达靶心所在竖直线用时不变,下落高度
不变,则击中位置更偏下,故A错误;
B.增大初速度,水平距离不变,则飞镖击中靶子的时间减小,竖直方向上下落的高度减小,则适当增大
投飞镖的初速度,飞镖能命中靶心,故B正确;
C.水平距离增大,初速度不变,则飞镖击中靶子的时间增大,竖直方向上下落的高度增大,飞镖将打在
靶心的正下方,且更远离靶心,故C错误;
D.平抛运动的规律与飞镖的质量无关,换用质量稍小的或者稍大的飞镖,飞镖命中的位置不变,故D错
误。
故选B。
11. 滑雪运动深受人民群众的喜爱,某滑雪运动员(可视为质点)由坡道进入竖直面内的圆弧形滑道
AB,从滑道的A点滑行到最低点B的过程中,由于摩擦力的存在,运动员的速率不变,则运动员沿AB
下滑过程中( )
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A. 所受合外力始终为零 B. 所受摩擦力大小不变
C. 合外力做功一定为零 D. 机械能始终保持不变
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.运动员做匀速圆周运动,所受合外力指向圆心,故A错误;
B.因做匀速圆周运动,因此运动员所受滑动摩擦力大小和重力沿圆弧的切线方向的分力相同,即
f mgsin
角度在逐渐减小,因此摩擦力逐渐减小,故B错误;
C.由动能定理可知,合外力做功定为零,故C正确;
D.运动员动能不变,重力势能减少,所以机械能减少,故D错误。
故选C。
12. 转笔是一项用不同的方法与技巧、以手指来转动笔的休闲活动,如图所示。转笔深受广大中学生的喜
爱,其中也包含了许多的物理知识,假设某转笔高手能让笔绕其上的某一点O做匀速圆周运动,有关该同
学转笔中涉及到的物理知识,下列叙述正确的是( )
A. 笔杆上的点离O点越远,角速度越大
B. 笔杆上的点离O点越近,做圆周运动的向心加速度越大
C. 笔杆上的各点做圆周运动的向心力是由手的摩擦力提供的
D. 若该同学使用钢笔,钢笔中的墨水有可能因快速转动被甩出
【答案】D
【解析】
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【详解】A.笔杆上的各个点都做同轴转动,所以角速度是相等的,故A错误;
B.由向心加速度公式
a =ω2R
n
笔杆上的点离O点越近的,做圆周运动的向心加速度越小,故B错误;
C.笔杆上的点并不都与手接触,故各点不都与手存在摩擦,因此不应该都是由手的摩擦力提供向心力,
故C错误;
D.当转速过大时,当提供的向心力小于需要向心力,钢笔中的墨水有可能做离心运动被甩出,故D正
确。
故选D。
13. 如图所示,质量为50kg的某同学在做俯卧撑运动。运动过程中可将她的身体视为一根直棒,已知重心
在C点,C在地面上的投影O与两脚、两手连线中点间的距离OA、OB分别为0.9m和0.6m。若该同学在
1min内做了30个俯卧撑,每次肩部上升的距离均为0.4m,g取10m/s2,则她完成一次动作需克服重力做
功_______J,该同学运动的平均功率为_______W。
【答案】 ①. 120 ②. 60
【解析】
【详解】[1]她完成一次动作重心下降的高度
0.9
h 0.4m=0.24m
0.90.6
完成一次动作需克服重力做功
W mgh120J
[2]同学运动的平均功率
W 30120
P 总 W 60W
t 60
14. 滑板运动是一项惊险刺激的运动,深受青少年的喜爱。图中ABCD为滑板的运动轨道,AB和CD是
两段光滑的圆弧,水平段BC的长度L=5m。一运动员从P点以v =6m/s的初速度下滑,经BC后冲上CD
0
轨道,达到Q点时速度减为零。已知运动员连同滑板的质量m=70kg,h=2m,H=3m,g取10m/s2。求:
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(1)运动员第一次经过B点和C点的速度v 、v ;
B C
(2)滑板与BC之间的动摩擦因数μ;
(3)运动员最后静止的位置与B点之间的距离x。
【答案】(1)8.72m/s ,7.75m/s;(2)0.16;(3)3.75m
【解析】
【详解】(1)选经过BC的水平面为零势能面,P到B的过程中,机械能守恒
1 1
mv2mgh mv2
2 0 2 B
解出
v 8.72m/s
B
C到Q的过程中,机械能守恒
1
mv2 mgH
2 C
解出
v 7.75m/s
C
(2)B到C的过程中,由运动学公式
2aLv 2 v 2
C B
得到
a1.6m/s2
运动员连同滑板,受到三个力的作用,如图
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牛顿第二定律
F mg 0
N
F ma
N
解出
0.16
(3)两侧圆弧形轨道光滑,所以运动员最终停在水平轨道上。运动员在BC轨道上的往返过程中,总是在
做减速运动,加速度大小恒为1.6m/s2,设BC轨道上往返的总路程为s,由运动学公式
2as 0v 2
B
得到
s 23.75m
推理,因
s 4L3.75m23.75m
故运动员最终停下的位置离B点
x3.75m
15. 航天飞机中的物体处于完全失重状态时,其( )
A. 受到的合力为零
B. 受到的向心力为零
C. 对支持物的压力为零
D. 受地球的万有引力为零
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.处于完全失重状态物体,其向心加速度为g,而不为零,受到的合力不为零,故A错误;
BD.处于完全失重状态的物体依然受地球的引力,此力提供向心力,故BD错误;
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C.处于完全矢重状态的物体对与之接触的物体无力的作用,故C正确;
故选C。
【点睛】
16. 有a、b、c、d四颗地球卫星,a还未发射,在赤道表面上随地球一起转动,b是近地轨道卫星,c是地
球同步卫星,d是高空探测卫星,它们均做匀速圆周运动,各卫星排列位置如图所示,则( )
A. a的向心加速度等于重力加速度g B. 四颗地球卫星中b的线速度最大
π
C. c在4小时内转过的圆心角是 D. d的运动周期有可能是20小时
6
【答案】B
【解析】
【详解】设地球质量为M,质量为m的卫星绕地球做半径为r、线速度为v、周期为T的匀速圆周运动,
根据牛顿第二定律有
Mm v2 4π2
G m m r ①
r2 r T2
解得
GM
v ②
r
r
T 2πr ③
GM
B.根据②式可知
v v v
b c d
a和c的周期相同,所以角速度相同,根据vr 可知
v v
c a
所以四颗地球卫星中b的线速度最大,故B正确;
A.根据前面分析可知
v v
b a
v2
由于b是近地轨道卫星,所以其向心加速度等于重力加速度g,再根据a 可知a的向心加速度小于
r
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g,故A错误;
C.c的周期为24小时,所以它在4小时内转过的圆心角是
2πt π
T 3
故C错误;
D.根据③式可知
T T 24h
d c
故D错误。
故选B。
17. 万有引力定律中的引力常量G是由科学家卡文迪什通过___________实验测得的。引力常量G的单位用
国际单位制中的基本单位表示为___________。
m3
【答案】 ①. 扭秤 ②.
kgs2
【解析】
【详解】[1]万有引力定律中的引力常量G是由科学家卡文迪什通过扭秤实验测得的。
mm
[2]由万有引力的表达式F G 1 2 得
r2
Fr2 ar2
G
mm m
1 2
m3
故引力常量G的单位用国际单位制中的基本单位表示为 。
kgs2
18. 2021年10月,神舟十三号载人飞船成功发射,若点火不久,火箭竖直发射升空的某一瞬间,仪器显示
宇航员对座舱的压力等于他体重的3倍,则此时飞船的加速度大小为___________;飞船经多次变轨后与
空间站组合体完成交会对接,共同沿圆形轨道环绕地球运行,已知运行周期为T,地球半径为R,则空间
站离地面的高度为___________(地球表面的重力加速度为g)。
gR2T2
【答案】 ①. 2g ②. 3 R
42
【解析】
【详解】[1]仪器显示宇航员对座舱的压力等于他体重的3倍,由牛顿第三定律可知宇航员受到的支持力
F 3mg,那么宇航员受到的合外
N
F F mg 2mg
N
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故此时飞船的加速度大小
F
a 2g
m
[2]地球表面,物体重力即万有引力,所以
GMm
mg
R2
所以
GM gR2
飞船沿圆形轨道环绕地球运行,万有引力提供向心力,所以有
GMm 42
m r
r2 T2
所以飞船离地面的高度
GMT2 gR2T2
hrR 3 R 3 R
42 42
19. 已知月球绕地球公转的周期是27.3d,它到地球中心的平均距离为3.90×105km,地球半径约为
6400km。求:
(1)我国的天宫空间站轨道平均高度约为400公里,绕地球一周时间为多少小时;
(2)一颗周期等于1d的人造卫星与地球中心的平均距离。
【答案】(1)1.5h;(2)4.30×104km
【解析】
【详解】(1)根据开普勒第三定律
R3 R3
1
T2 T2
1
解得天宫空间站绕地球一周时间为
R3 (6400400)3
T 1 T 27.3d=6.29102d1.5h
1 R3 (3.9105)3
(2)根据开普勒第三定律
R3 R3
2
T2 T2
2
人造卫星与地球中心的平均距离
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T2 12
R 3 2 R 3 3.90105km=4.3104km
2 T2 27.32
20. 关于行星运动的规律,下列说法符合史实的是( )
A. 开普勒在牛顿定律的基础上,导出了行星运动的规律
B. 开普勒在天文观测数据的基础上,总结出了行星运动的规律
C. 牛顿提出了万有引力定律,开普勒测量出了万有引力常量的值
D. 牛顿在实验中测出万有引力常量G,因而被称为是能称出地球质量的人
【答案】B
【解析】
【详解】A.开普勒在第谷天文观测数据的基础上,导出了行星运动的规律,故A错误;
B.开普勒在天文观测数据的基础上,总结出了行星运动的规律,故B正确;
C.牛顿提出了万有引力定律,卡文迪许测量出了万有引力常量的值,故C错误;
D.卡文迪许在实验中测出万有引力常量G,因而被称为是能称出地球质量的人,故D错误。
故选B。
21. 在探索宇宙的过程中,我们发现了一些经典力学并不能完美解释的情况,那么关于经典力学只适用于
低速运动,不适用于高速运动,这里的“高速”是指( )
A. 声音在空气中的传播速度 B. 第一宇宙速度
C. 高铁列车允许行驶的最大速度 D. 接近真空中光的传播速度
【答案】D
【解析】
【详解】这里的“高速”是指接近真空中光的传播速度,故D正确,ABC错误。
故选D。
22. 按照宇宙大爆炸理论思想,在宇宙大爆炸的过程中,关于恒星的演化,下列说法中正确的是( )
A. 小质量恒星燃料耗尽后会收缩成密度极小的白矮星
B. 恒星燃料耗尽后外层开始膨胀,变成巨星或超巨星
C. 超巨星爆炸后外层物质会扩散到太空中成为星云,内部物质形成新的恒星
D. 星云在引力作用下不断收缩,内部温度升高引发了核反应,中子星就形成了
【答案】B
【解析】
【详解】A.小质量恒星燃料耗尽后会收缩成白矮星,但密度不是极小的,故A错误;
B.恒星燃料耗尽后外层开始膨胀,变成巨星或超巨星,故B正确;
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C.超巨星爆炸后外层物质会扩散到太空中成为星云的组成部分,而后这些星云会收缩成为一颗新的恒星,
故C错误;
D.星云在引力作用下不断收缩,内部温度升高引发了核反应,恒星就形成了,故D错误。
故选B。
23. 太阳属于中型星,再过50亿年将步入“老年时期”,渐渐演化为( )
A. 白矮星 B. 中子星 C. 超新星 D. 黑洞
【答案】A
【解析】
【详解】太阳现在正值中年,等它到了老年期,它核心区的氢差不多被消耗光了,此时引力和辐射压的平
衡被打破,太阳内部便会坍缩。这会导致其内部的温度和压力升高,此时太阳核心区外的氢也开始点火聚
变,太阳外壳将持续膨胀,成为一颗红巨星。
太阳在红巨星阶段并不会停留太久,当外壳膨胀的时候,太阳内核也在收缩,使核心区内的氦也达到聚变
条件。在这一过程中,由于聚变太过剧烈,到时候太阳将抛掉一半以上的质量,形成行星状星云,最终太
阳的核心区域将变成一颗白矮星。
故选A。
24. 2015年9月科学家探测到宇宙中距离我们13亿光年的两个黑洞合并而产生的引力波,填补了爱因斯坦
广义相对论实验验证的最后一块“拼图”。关于相对论下列说法正确的是( )
A. 经典时空观认为时间和空间是相互关联的
B. 相对于观察者运动的时钟会变慢
C. 在运动的参照系中测得的光速与其运动的速度有关
D. 同一物体的长度不随观察者所处参考系的变换而改变
【答案】B
【解析】
【详解】A.经典时空观认为时间和空间是绝对不变的,故A错误;
B.根据钟慢效应,相对论时空观认为相对于观察者运动的时钟会变慢,故B正确;
C.根据爱因斯坦的光速不变原理可知,在所有惯性参考系中光速是恒定的,故C错误;
D.根据尺缩效应,相对论时空观认为同一物体的长度会随观察者相对参考系的运动而改变,故D错误。
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故选B。
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