2021-2022学年上海市长宁区延安中学高一（下）质检物理试卷(含答案解析)

2021-2022学年上海市长宁区延安中学高一（下）质检物理试卷

1.  下列物理量中属于标量且是状态量的是(    )

A. 动能 B. 速度 C. 加速度 D. 功

2.  关于运动的性质，以下说法中正确的是(    )

A. 曲线运动一定是变加速运动
B. 变速运动一定是曲线运动
C. 做曲线运动的物体某段时间内的位移可能为零
D. 加速度不变的运动一定是直线运动

3.  向心加速度描述的是做圆周运动的物体(    )

A. 向心力变化的快慢 B. 线速度方向变化的快慢
C. 线速度大小变化的快慢 D. 转动角度变化的快慢

4.  奥运会比赛项目撑杆跳高如图所示，下列说法不正确的是(    )

A. 加速助跑过程中，运动员的动能增加
B. 起跳上升过程中，运动员的重力势能增加
C. 起跳上升过程中，人的机械能守恒
D. 起跳上升过程中，杆的弹性势能先增加后减少
 

5.  关于各类恒力做功问题，下列说法正确的是(    )

A. 滑动摩擦力对物体可能做负功，也可能做正功，但不可能不做功
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. 一对作用力与反作用力所做的功一定大小相等，正负相反
D. 一对相互作用的滑动摩擦力做功代数和一定不为零，且为负值
 

6.  已知地球半径为R，地球质量为m，太阳与地球中心间距为r，地球表面的重力加速度为g，地球绕太阳公转的周期为T，则太阳的质量为(    )

A.
B.
C.
D.

7.  如图所示，圆锥形转轮a与圆盘形转轮b均可绕其中轴图中虚线表示转动，两转轮在M点接触且无相对滑动。若将接触位置由M点移到N点，保持a轮转动的角速度不变，则b轮的(    )

A. 角速度不变，边缘线速度变大 B. 角速度变大，边缘线速度变大
C. 角速度变大，边缘线速度不变 D. 角速度变小，边缘线速度不变

8.  如图，取一块较厚的板，置于水平面上。先按图甲所示分割成A、B两部分，并分开适当距离，在两部分间形成曲线轨道，最后按图乙所示将其分割成序号为1、2……6的六块板。现让小球以一定的初速度进入轨道，沿曲线轨道运动。若取走某些板后，小球仍能沿原曲线运动，可取走(    )

A. 1、3、5 B. 2、4、6 C. 1、4、5 D. 2、3、6

9.  如图，相同质量的物体由静止起从底边长相等、倾角不同的斜面顶端下滑到底面，则(    )

A. 若物体与斜面间动摩擦因数相同，物体到达底面时动能相同
B. 若物体与斜面间动摩擦因数相同，物体损失的机械能也相同
C. 若物体到达底面时动能相同，物体与不同斜面间动摩擦因数相同
D. 若物体到达底面时动能相同，物体与倾角小的斜面间动摩擦因数较大
 

10.  两根长度不同的细线下面分别悬挂两个小球，细线上端固定在同一点，若两个小球以相同的角速度绕共同的竖直轴在水平面内做匀速圆周运动，则两个小球在运动过程中，相对位置关系示意图正确的是图中的(    )

A.  B.
C.  D.

11.  如图所示，分别用力、、将质量为m的物体，由静止沿同一光滑斜面以相同的加速度，从斜面底端拉到斜面的顶端。在此过程中，力、、的平均功率关系为(    )
 

A.  B.  C.  D.

12.  某人在竖直方向上高度不同的M、N两点先后水平抛出质量相同的两个小石块，两个小石块均经过地面上方的O点，运动轨迹如图所示，不计空气阻力。下列说法正确的是(    )

A. 在M点抛出的小石块飞行过程中加速度更大
B. 在N点抛出小石块时对小石块做的功较大
C. 在M点抛出的小石块飞行的时间更长
D. 在N点抛出的小石块着地时所受重力的瞬时功率较大

13.  速度、加速度、功率这一类的物理______定义法，其中功率是描述______的物理量。

14.  如图所示，旋转木马被水平钢杆拴住绕转台的中心轴做匀速圆周运动，若相对两个木马间的杆长为6m，木马质量为30kg，骑木马的儿童质量为40kg，当木马旋转的速度为时，周期是______ s，儿童受到的向心力大小是______ N。

15.  一质量为m的物体从倾角为的固定长直斜面顶端由静止开始下滑，已知斜面与物体间的动摩擦因数与物体离开斜面顶端距离x之间满足为已知量，则物体刚下滑时加速度大小为______，从开始下滑到速度达到最大这一过程中摩擦力做功为______。重力加速度为

16.  在星球P和星球Q的表面，以相同的初速度竖直上抛一小球，小球在空中运动时的图像分别如图所示。假设两星球均为质量均匀分布的球体，星球P的半径是星球Q半径的3倍，则星球Q和星球P的质量之比为______，星球Q和星球P的近地卫星周期之比为______。

17.  质量为400kg的赛车在平直赛道上以恒定功率加速，受到的阻力不变，其加速度a和速度的倒数的关系如图所示，则赛车的输出功率为______ kW，赛车所受阻力大小为______ N。

18.  某兴趣小组用如图1所示的传感器装置，探究做匀速圆周运动的物体所受向心力的大小与物体的质量、轨道半径及角速度之间的关系。

本实验应采用的方法为______。
小组同学为了探究向心力跟角速度的关系，需要控制______和______两个变量保持不变，实验中，挡光片每经过光电门一次，通过力传感器和光电门就同时获得一组向心力F和角速度的数据。
小组同学先让一个砝码做半径r为的水平面匀速圆周运动，得到图甲中①图线。然后保持砝码质量不变，再将运动的半径r分别调整为、、、，在同一坐标系中又分别得到图甲中②、③、④、⑤四条图线。
对①图线的数据进行处理，获得了图像，如图乙所示，该图像是一条过原点的直线，则图像横坐标x代表的是______。
对5条图线进行比较分析，可以得出m一定时，的结论。请你简要说明得到结论的方法______。

19.  如图所示，半径为的半球形陶罐，固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心O的对称轴重合。转台静止不转动时，将一质量为、可视为质点的小物块放入陶罐内，小物块恰能静止于陶罐内壁的A点，且A点与陶罐球心O的连线与对称轴成角。最大静摩擦力等于滑动摩擦力则：
物块与陶罐内壁之间的动摩擦因数为多少？
当转台绕转轴匀速转动时，若物块在陶罐中的A点与陶罐一起转动且所受的摩擦力恰好为0，则转台转动的角速度为多少？

20.  如图，一质量小球以水平初速度从A点离开高的平台，并从B点沿圆弧切线进入竖直光滑圆弧轨道，然后经D点沿倾角的固定斜面向上运动至最高点E。已知圆弧轨道的半径为1m，小球在B、D两圆弧的端点处均无速度损失。圆弧最低点C离水平地面距离。已知球与斜面间的滑动摩擦因数为，，，，不计空气阻力。试求小球：
到达B点时的速度；
通过圆弧轨道最底点C时向心加速度；
沿斜面上滑时的加速度大小和DE的长度。

答案和解析

1.【答案】A 

【解析】解：A、动能只有大小，没有方向，是标量，且动能是状态量，故A正确；
BC、速度和加速度都是矢量，故BC错误；
D、功只有大小，没有方向，是标量，功是过程量，故D错误。
故选：A。
标量是只有大小没有方向、运算时遵循代数运算法则的物理量。矢量是既有大小又有方向、运算时遵循平行四边形定则的物理量。状态量是某一瞬时的物理量。
矢量与标量实际上有两大区别：一是矢量有方向，标量没有方向；二是运算法则不同，矢量运算遵守平行四边形定则，标量运算遵守代数运算法则。
 

2.【答案】C 

【解析】解：A、曲线运动的加速度可以不变，如平抛运动，故A错误，
B、变速运动也可以是平时所学的匀加速直线运动或匀减速直线运动，并不一定是曲线运动，故B错误；
C、位移为初位置指向末位置的有向线段，做曲线运动的物体一段时间内如果初末位置重合位移为零，故C正确；
D、平抛运动加速度不变，但是曲线运动，故D错误；
故选：C。
物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，但合外力方向、大小不一定变化；
既然是曲线运动，它的速度的方向必定是改变的，所以曲线运动一定是变速运动．
变加速运动是指加速度变化的运动，曲线运动的加速度可以不变．
本题主要考查产生曲线运动的条件，回答本题需要考生理清加速度、速度与物体运动情况之间的关系。
 

3.【答案】B 

【解析】解：ABC、圆周运动的向心加速度只改变速度的方向，不改变速度大小，向心加速度描述的是线速度方向变化的快慢的物理量，故AC错误，B正确；
D、匀速圆周运动的向心加速度描述的是线速度方向变化的快慢，与转动角度变化的快慢无关。故D错误。
故选：B。
向心加速度只改变速度的方向，不改变速度大小，向心加速度描述的是线速度方向变化的快慢，因此明确向心加速度的物理意义即可正确解答本题。
解决本题的关键掌握向心加速度只改变速度的方向，不改变速度大小，向心加速度描述的是线速度方向变化的快慢。属于基础题。
 

4.【答案】CD 

【解析】解：A、加速助跑过程中，运动员的速度越来越大，则运动员的动能增加，故A正确；
B、起跳后上升的过程中，重力一直做负功，运动员的重力势能增加，故B正确；
C、起跳上升过程中，杆对人做正功，则人的机械能增加，故C错误；
D、起跳上升过程中，杆的形变量先变大后变小，所以杆的弹性势能先增大后减少，故D错误。
本题选不正确的，
故选：CD。
根据速度变化分析运动员动能的变化，结合高度变化分析重力势能的变化。根据撑杆对运动员做功情况，分析人的机械能变化情况。根据撑杆形变量的变化判断弹性势能的变化。
本题考查功能关系，需要理清能量转化的情况，知道物体机械能的变化取决于除重力或弹力以外其他力做功情况。
 

5.【答案】D 

【解析】解：A、恒力做功的表达式，滑动摩擦力的方向与物体相对运动方向相反，但与运动方向可以相同，也可以相反，物体受滑动摩擦力也有可能位移为零，故可能做负功，也可能做正功，也可以不做功，故A错误；
B、静摩擦力可以对物体做功，例如静止在小车的物体，在静摩擦力的作用下随小车一起加速时，摩擦力对物体做功为正功，故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，所以做的功没有任何关系，故C错误；
D、一对相互作用的滑动摩擦力大小相等，方向相反，由于二者的位移不同，而且滑动摩擦力将一部分的机械能转化为内能，所以一对相互作用的滑动摩擦力做功的代数和一定为负值，故D正确。
故选：D。
判断滑动摩擦力是做负功还是做正功，首先还得搞清是判断哪个力对哪个物体做功，关键是判断该物体所受滑动摩擦力的方向与它相对地面的位移方向间的夹角是大于、等于还是小于，与此分别对应的是做负功、不做功、做正功。
本题要求明确功的定义及摩擦力、作用力相互作用力的特点，理解物理规律不能停在表面，要深入研究。
 

6.【答案】C 

【解析】解：地球表面物体重力等于万有引力
地球围绕太阳做圆周运动万有引力提供向心力有
联立解得：，故C正确，ABD错误
故选：C。
地球绕太阳公转，知道了轨道半径和公转周期利用万有引力提供向心力可列出等式，再根据地球表面的万有引力等于重力列出等式，联立可求解．
该题考查万有引力定律的应用，解决本题的关键掌握万有引力提供向心力和万有引力等于重力，或记住黄金代换：
 

7.【答案】B 

【解析】解：圆锥形转轮a与圆盘形转轮b均可绕其中轴图中虚线表示转动，两转轮接触且无相对滑动，则为同缘传动，接触位置线速度大小相等，由M点移到N点，保持a轮转动的角速度不变，接触位置的半径变大，根据得，b轮边缘线速度变大，其角速度也变大，故B正确，ACD错误。
故选：B。
同缘传动的边缘点线速度大小相等，根据分析边缘线速度，角速度大小变化。
解决本题的关键知道共轴转动的点角速度大小相等，靠传送带传动轮子边缘的点，线速度大小相等，知道线速度、角速度的关系，并能灵活运用．
 

8.【答案】C 

【解析】解：1、2板块处小球需指向1的向心力，必须2板块给以弹力；3、4板块处小球需指向4的向心力，必须3给予弹力板块给的支持力指向凸侧，不满足运动需求；5、6板块需6板块给予弹力，故可以取走的是1、4、5板块，故C正确，ABD错误；
故选：C。
解曲线运动所受的合外力一定指向轨迹的凹侧，据此分析板块提供弹力情况，得出选项。
本质考查曲线运动的受力情况，学生应深刻理解向心力指向运动轨迹凹侧的特点，以此出发判断。
 

9.【答案】B 

【解析】解：设斜面倾角为，底边长为s，物体的质量为m、物体与斜面间的动摩擦因数为。则有：
AB、若物体与斜面间的动摩擦因数相等，物体损失的机械能等于摩擦力所做的功，摩擦力做功，损失的机械能与夹角无关，所以两物体损失的机械能相同，而重力做功不相等，故由动能定理可知，物块到达地面时的动能不相等，故B正确，A错误；
CD、若物块到达地面的动能相等，根据动能定理可得：，解得物体到达底面时动能：；由于、W相同，故物体与不同斜面间动摩擦因数不相同，倾角小的斜面间动摩擦因数较小，故CD错误。
故选：B。
两斜面底边相等，则可以根据斜面的倾角表示出斜面的长度；由功能关系和动能定理可以得出相关结论。
本题考查学生对动能定理及功能关系的理解与应用；对于两种情况进行比较的问题，一定要注意要找出相同条件后，再进行分析。
 

10.【答案】B 

【解析】解：受力分析如图，小球做匀速圆周运动，，整理得：是常量，即球处于同一高度，故B正确，ACD错误。
故选：B。
小球做匀速圆周运动，靠拉力和重力的合力提供向心力，结合牛顿第二定律求出，从而分析判断。
解决本题的关键知道小球做匀速圆周运动向心力的来源，结合牛顿第二定律进行求解，本题关键要得出的关系式。
 

11.【答案】A 

【解析】解：物体的加速度相同，说明物体受到的合力相同，即拉力F在沿着斜面方向的分力都相同，
由于斜面的长度相同，物体的加速度相同，所以物体到达顶端的时候，物体的速度的大小也是相同的，
根据功的公式可得，拉力在沿着斜面方向上的分力相同，位移相同，所以拉力做的功相同，
由于物体的运动情况相同，所以物体运动的时间也相同，所以拉力的功率也就相同，故A正确，BCD错误。
故选：A。
对物体受力分析，由于物体的加速度相同，说明物体受到的合力相同，根据功的公式可以求得拉力做功的情况．
在计算平均功率和瞬时功率时一定要注意公式的选择，只能计算平均功率的大小，而可以计算平均功率也可以是瞬时功率，取决于速度是平均速度还是瞬时速度。
 

12.【答案】D 

【解析】解：A、不计空气阻力，在M点抛出的小石块飞行过程中，只受重力，根据牛顿第二定律可知
，解得，所以在M点抛出的小石块飞行过程中加速度不变，故A错误；
B、根据题意有，整理得，由图可知，从N点抛出的小石块的初速度较小，根据动能定理有可知，在N点抛出小石块时对小石块做的功较小，故B错误；
C、根据题意有，则，由图可知，在M点抛出的小石块飞行的时间更短，故C错误；
D、根据题意有，则由图可知，在N点抛出小石块时落地的竖直分速度较大，根据可知，在N点抛出的小石块着地时所受重力的瞬时功率较大，故D正确；
故选：D。
不计空气阻力，小石块在空中只受重力作用，加速度为g；根据动能定理求抛出石块时对石块做的功；由逆向思维法石块的运动看成平抛运动，根据比较石块飞行时间；根据比较重力的瞬时功率。
解答本题的关键是知道平抛运动的特点，平抛运动可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，再结合逆向思维法即可求解。
 

13.【答案】比值  做功快慢 

【解析】解：速度、加速度、功率，这一类的物理量均采用比值定义法；
其中功率是描述做功快慢的物理量。
故答案为：比值；做功快慢。
根据速度、加速度、功率的定义式来分析；
功率是表示做功快慢的物理量。
本题主要是考查定义一种物理量所采用的方法-比值定义法，知道速度、加速度、功率等都是采用比值定义法来定义的，知道功率的物理意义。
 

14.【答案】 

【解析】解：周期
向心力。
故答案为：，160N。
根据公式求出周期，根据向心力公式求向心力。
本题关键是记住线速度、周期、向心力与半径的关系式，基础题。
 

15.【答案】 

【解析】解：物体刚下滑时，受重力和支持力作用，此时受到的摩擦力为零，物体所受重力沿斜面向下的分力，根据牛顿第二定律，物体此时产生的加速度

当物体的加速度为0时，物体的速度最大，故此时物体所受摩擦力与重力沿斜面向下的分力大小相等，即：

又因为：
所以：可得此时物体的位移
从开始下滑到物体速度最大时物体产生的位移为x，故在此过程中摩擦力对物体所做的功为：
故答案为：，
物体刚开始下滑时，位移为0，动摩擦因数为0，此时物体只在重力作用下沿斜面产生加速度；下滑过程中速度最大时，物体的加速度为0，根据物体平衡求出此时物体的位移，根据功的公式即可求得摩擦力的功。
本题考查牛顿第二定律中有关变力问题，关键点是正确的受力分析知道速度最大时加速度为0，从而明确对应的位移从而求出重力的功。
 

16.【答案】  1 

【解析】解：由图可知星球表面的重力加速度大小，二者大小相等但时间不同，故重力加速度的关系：，根据在星球表面物体所受的万有引力等于重力有可得，，解得：；
根据万有引力提供向心力有：，解得：，解得：；
故答案为：，1
根据图线求出两星球表面的重力加速度，然后结合星球表面的重力等于万有引力即可求出质量关系和密度的关系，根据万有引力提供向心力求出近地卫星的周期。
本题考查了万有引力定律及其应用、匀变速直线运动规律等知识点，关键是根据万有引力定律写出有关的公式。
 

17.【答案】160 1600 

【解析】解：由图可知，赛车的加速度是变化的，做变加速直线运动，故赛车的速度随时间非均匀增大；
赛车以恒定功率加速，根据牛顿第二定律得：
又，联立得
由知图像的斜率，由图可得，
解得赛车的输出功率：
由，解得赛车所受阻力大小：
故答案为：160，1600。
赛车以恒定功率加速，根据牛顿第二定律列方程，得到赛车的加速度a和速度的倒数的关系式，再结合图像的信息进行求解。
本题的关键是对赛车受力分析后，根据牛顿第二定律列出加速度与速度关系的表达式，再结合图像的斜率、截距进行分析求解。
 

18.【答案】控制变量法  物体的质量  运动半径    探究F与r的关系时，要先控制m和不变，因此可在图像中找到同一个对应的向心力，根据5组向心力F与半径r的数据，在坐标系中描点作图，若得到一条过原点的直线，则说明F与r成正比 

【解析】解：实验中研究向心力跟角速度的关系，保持物体的质量和运动半径不变，采用的实验方法是控制变量法。
根据，作出F与成正比，如图乙所示，该图像是一条过原点的直线，则图像横坐标x代表的是。
探究F与r的关系时，要先控制m和不变，因此可在图像中找到同一个对应的向心力，根据5组向心力F与半径r的数据，在坐标系中描点作图，若得到一条过原点的直线，则说明F与r成正比。
故答案为：控制变量法；物体的质量，运动半径；；探究F与r的关系时，要先控制m和不变，因此可在图像中找到同一个对应的向心力，根据5组向心力F与半径r的数据，在坐标系中描点作图，若得到一条过原点的直线，则说明F与r成正比。
研究一个物理量与多个物理量的关系，先要控制一些物理量不变，再进行研究，这种方法叫控制变量法。
探究F与r的关系时，要先控制m和不变，因此可在图像中找到同一个对应的向心力，根据5组向心力F与半径r的数据，在坐标系中描点作图，若得到一条过原点的直线，则说明F与r成正比。
本实验采用控制变量法，掌握描点作图的方法，知道图线斜率的物理意义，难度不大。
 

19.【答案】解：物块受力如图甲所示，由平衡条件得
，
，
，
联立解得：。
物块受力如图乙所示，由圆周运动的条件得
，
圆周运动半径，
联立解得。
答：物块与陶罐内壁之间的动摩擦因数为；
当转台绕转轴匀速转动时，若物块在陶罐中的A点与陶罐一起转动且所受的摩擦力恰好为0，则转台转动的角速度为； 

【解析】在A点对其受力分析，根据共点力平衡求得动摩擦因数；
对物块受力分析，根据牛顿第二定律求得转台的角速度；
本题主要考查了牛顿第二定律和共点力平衡，关键是正确的受力分析，明确向心力的来源即可。
 

20.【答案】解：到B过程，由机械能守恒定律得
解得：
到C过程，由机械能守恒定律得
解得：，加速度
沿斜面向下为正方向，对小球进行受力分析，根据牛顿第二定律有得

D到E做匀减速运动，末速度为0
有解得
答：到达B点时的速度为；
通过圆弧轨道最底点C时向心加速度为；
沿斜面上滑时的加速度大小为，DE的长度为。 

【解析】小球先做的是平抛运动，然后再圆轨道内做的是圆周运动，过程可以运用机械能守恒定律求解速度；最后运动到斜面上时，由于有摩擦力的作用，机械能不守恒了，此时可以用牛顿第二定律和运动学公式来计算运动的加速度和距离的大小．
本题要注意机械能守恒定律的使用条件是只有重力或弹力做功，球与斜面间存在摩擦，可以通过运动学求解相关的物理量。