河南省信阳市2021-2022学年高一下学期物理期中教学质量检测试卷（含答案）

河南省信阳市2021-2022学年高一下学期物理期中教学质量检测试卷姓名：__________班级：__________考号：__________题号一二三四总分评分一、单选题1．日常生活中，我们经常会看到物体做曲线运动。关于曲线运动，下列说法正确的是（）A．速度总是与加速度垂直 B．速率总是变化的C．加速度总是变化的 D．速度总是变化的2．在科学发展历程中，许多科学家做出了杰出贡献，下列叙述符合物理学史实的是（）A．开普勒以行星运动定律为基出总结出万有引力定律B．牛顿提出了万有引力定律，并通过实验测出了引力常量C．伽利略通过月一地检验发现地球与苹果间的引力跟天体之间的引力是同一种力D．1781年发现的天王星的轨迹有些“古怪”，海王星是运用万有引力定律在“笔尖”下发现的行星3．某工厂为了落实有关节能减排政策，水平的排水管道满管径工作，减排前、后，水落点距出水口的水平距离分别为x0、x1，则减排前、后单位时间内的排水量之比（）A．x0x1 B．x0x14．2020年12月17日，嫦娥五号的返回舱采用“半弹道跳跃式再入返回”也就是俗称“打水漂”的技术来减速并成功着陆在预定区域，返回器以11.2km/s的第二宇宙速度急速冲向地球，在距离地面120km高度的a处像一颗弹头扎入大气层。减速下降到距离地面约60km的b点时，借助大气层的升力，弹头又从c点跃了出来，回到太空。到达最高点d之后，再次下降，二度进入大气层，实施二次诚速。整个过程就像“打水漂”一样。如图所示，虚线为大气层的边界，a、c、e三点为返回舱的轨迹与大气层的交点。已知地球半径为R，地心到d点距离为r，地球表面重力加速度为A．返回舱在b点处于失重状态B．返回前在d点的加速度等于RC．返回舱在a点速度等于在c点的速度D．返回舱从c点经过d点到达e点的过程中做抛体运动5．如图所示是起吊重物的吊车，当液压杆长度收缩，吊臂绕固定转轴O顺时针转动，吊臂上的M、N两点绕O点做圆周运动，M为ON的中点，悬挂重物的钢绳长度不变。则下列说法正确的是（）A．M点的速度方向垂直于液压杆B．重物沿圆弧下降C．M和N两点的线速度之比为1D．M和N两点的向心加速度之比为16．2021年10月16日神舟十三号飞船顺利将3名航天员送入太空，并与天和核心舱对接。已知核心舱绕地球运行近似为匀速圆周运动，离地面距离约为390km，地球半径约为6400km，地球表面的重力加速度g取10m/s2，下列说法正确的是（）A．核心舱的向心加速度小于gB．核心舱运行速度大于7.9km/sC．由题干条件可以求出地球的质量D．考虑到稀薄大气的阻力，无动力补充，核心舱的速度会越来越小7．如图所示，水平圆盘上放置一物体P，用一轻质弹簧将该物体和圆盘中心O固连，此时弹簧处于拉伸状态，圆盘能绕通过其中心的竖直轴自由转动。现让圆盘从静止开始缓慢加速转动，直到P与圆盘发生相对滑动，则在此过程中P与圆盘间的摩擦力大小（）A．先增大后减小 B．先减小后增加C．一直增大 D．一直减小二、多选题8．2020年7月31日，北斗三号全球卫星导航系统（如图甲所示）建成暨开通仪式在北京举行。若T为北斗系统55颗卫星的周期，r为这些卫星的轨道半径，当这两个物理量都取国际单位制时，分别以10为底取对数后的lgT−lgr图像如图乙所示，其中1和2为其中的两颗卫星。已知引力常量为G，下列说法正确的是（）A．卫星1和2运动的线速度大小之比为xB．地球的半径为1C．地球质量为4D．卫星1和2向心加速度大小之比为19．放置在同一竖直面内的两光滑同心圆环a、b通过过其圆心的竖直轴O1O2连接，其半径Rb=3Ra，环上各有一个穿孔小球A、B（图中B球未画出），均能沿环无摩擦滑动，如果同心圆环绕竖直轴O1A．球B所在半径OB与O1O2B．球B所在半径OB与O1O2C．球B和球A在同一水平线上D．球B的位置与球A和球B的质量比无关10．有一种被称为“魔力陀螺”的玩具如图甲所示，陀螺可在圆轨道外侧旋转而不脱落，好像轨道对它施加了魔法一样，它可等效为一质点在圆轨道外侧运动模型。如图乙所示。在竖直平面内固定的强磁性圆轨道半径为R，A、B两点分别为轨道的最高点与最低点。质点沿轨道外侧做完整的圆周运动，受圆轨道的强磁性引力始终指向圆心O且大小恒为F，当质点以速率v=gR通过A点时，对轨道的压力为其重力的7倍，不计摩擦和空气阻力，质点质量为m，重力加速度为gA．质点在A点对轨道的压力小于在B点对轨道的压力B．强磁性引力的大小F=7mgC．若质点在A点对轨道恰好无压力，则质点通过A点速度为7gRD．若强磁性引力大小为2F，为确保质点做完整的圆周运动，则质点通过B点的最大速率为13gR三、实验题11．用如图所示的装置可以探究做匀速圆周运动的物体需要的向心力的大小与哪些因素有关。（1）在研究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系时我们主要用到了物理学中____的方法；A．理想实验法 B．控制变量法 C．等效替代法 D．演绎法（2）图示情景保持两小球运动半径和角速度相同，正在探究小球的向心力与的关系。（3）利用此装备探究向心力与角速度之间的关系，某同学测出数据后作图，为了能简单明了的观察出向心力与角速度的关系，最好做出的图像是____A．F−1ω图像 B．F−ω图像 C．12．如图，研究平抛运动规律的实验装置放置在水平桌面上，利用光电门传感器和碰撞传感器可测得小球的水平初速度和飞行时间，底板上的标尺可以测得水平位移。保持水平槽口距底板高度h=0.420m不变。改变小球在斜槽导轨上下滑的起始位置，测出小球做平抛运动的初速度（1）由表中数据可知，在h一定时，小球水平位移d与其初速度v0成v0（m/s0.7411.0341.3181.584t（ms）292.7293.0292.8292.9d（cm）21.730.338.646.4（2）一位同学计算出小球飞行时间的理论值t理=2hg=（3）另一位同学分析并纠正了上述偏差后，另做了这个实验，竟发现测量值t'依然大于自己得到的理论值t理'，但二者之差在3−7ms四、解答题13．一个半径为R=0.5m的水平转盘可以绕竖直轴O'O''转动，水平转盘中心O'处有一个光滑小孔，用一根长L=1m细线穿过小孔将质量分别为mA=0.2kg、mB=0.5kg的小球A和小物块B连接，小物块（1）小球A在水平面做匀速圆周运动的角速度ωA（2）如撤去力F并使水平转盘转动起来，使小球A竖直悬挂且小物块B与水平转盘间保持相对静止，求水平转盘角速度ωB14．质量为2.5kg的一只长方体型空铁箱在129N的水平拉力作用下沿水平面向右匀加速运动，铁箱与水平面的动摩擦因数为0.3。这时铁箱内一个质量为0.（1）木块与铁箱内壁间的动摩擦因数；（2）已知木块的下端离铁箱底部高度H=0.8m，当箱的速度为15．如图a，质量分别为m和M的两个星球A和B在引力作用下都绕O点做匀速圆周运动，星球A和B两者中心之间的距离为L，已知A、B的中心和O三者始终共线，A和B分别在O的两侧。引力常量为G。（1）求两星球做圆周运动的周期T；（2）在地月系统中，若忽略其他星球的影响，可以将月球和地球看成上述星球A和B，月球绕其轨道中心运行的周期为T1。但在近似处理问题时，常常认为月球是绕地心做圆周运动的，这样算得的运行周期记为T2，如图b。已知地球质量约为月球的质量的81倍。求T2和T16．冬奥会项目—跳台滑雪是以滑雪板为工具，在专设的跳台上通过助滑坡获得速度，比跳跃距离和动作姿势的一种雪上竞技项目。如图所示是跳台滑雪的示意图，雪道由倾斜的助滑雪道AB、水平平台BC、着陆雪道C'D及减速区DE组成，其中CC'的竖直高度差Δh=1.25m，C'D的倾角为37°，AB与BC间平滑连接。一滑雪运动员自A处由静止滑下，从水平平台BC以速度v（1）A处与水平平台间的高度差h；（2）运动员在空中飞行的时间t；（3）运动员在空中飞行时，离开C'

答案解析部分1．【答案】D【解析】【解答】AC．例如平抛运动，加速度恒定方向竖直向下，除运动过程抛出的瞬间外，速度与加速度不垂直，AC不符合题意；B．例如匀速圆周运动是速率不变只速度方向变化的曲线运动，B不符合题意；D．曲线运动轨迹的切线方向表示速度方向，即曲线运动一定是变速运动，D符合题意。故答案为：D。

【分析】速度方向不一定与加速度方向始终垂直；曲线运动其物体的速率可能保持不变；曲线运动其物体加速度可能保持不变。2．【答案】D【解析】【解答】A．开普勒通过深入研究第谷的数据提出行星运动三大定律，A不符合题意；B．牛顿发现了万有引力定律，但未测定出引力常量G，卡文迪许测定了引力常量G，B不符合题意；C．牛顿通过月一地检验发现地球与苹果间的引力跟天体之间的引力是同一种力，C不符合题意；D．海王星是先根据万有引力定律算出轨道，然后在计算的轨道上发现的，D符合题意。故答案为：D。

【分析】根据物理学史进行分析判断。3．【答案】A【解析】【解答】设管的横截面积为S，则排水量为VL=vt减排前，水流速为v1，则t时间内排水量V减排后，水流速为v2，则t时间内排水量V减排前、后单位时间内的排水量之比V故答案为：A。

【分析】根据匀速直线运动的规律以及排水量和运动时间的关系得出减排前、后单位时间内的排水量之比。4．【答案】B【解析】【解答】A．返回舱在b点时，加速度的方向背离地球，则处于超重状态，A不符合题意；B．因为mg=G返回舱在d点时m解得加速度gB符合题意；C．返回舱从a点到c点要克服大气的阻力做功，则机械能减小，因两点的重力势能相同，则动能减小，则速度减小，C不符合题意；D．返回舱从c点经过d点到达e点是在大气层外运动，高度变化很大，返回舱加速度改变较大，而抛体运动的加速度应该恒定不变，D不符合题意。故答案为：B。

【分析】根据加速度的方向判断返回舱的超失重状态，在星球表面重力等于万有引力得出返回舱在d点的重力加速度表达式。5．【答案】B【解析】【解答】A．吊臂绕着O点旋转，因此M点的速度方向垂直于吊臂，A不符合题意；B．重物的轨迹与其悬挂点的轨迹为两条平行曲线，悬挂点在吊臂上，做圆周运动，则重物沿着圆弧下降，B符合题意；C．M点和N点的角速度相等，根据v=ωr可知二者的线速度之比为1：D．根据a=可知二者的向心加速度之比也为1：故答案为：B。

【分析】根据MN两点线速度和角速度的关系得出二者的线速度之比；通过向心加速度和角速度的关系式得出二者的向心加速度之比。6．【答案】A【解析】【解答】A．核心舱所处的重力加速度为g'，根据万有引力定律和牛顿第二定律而在地面处GMm由于核心舱做匀速圆周运动，核心舱在该处的万有引力提供向心力，重力加速度等于向心加速度，因此向心加速度小于g，A符合题意；B．根据GMm可知轨道半径越大，运行速度越小，在地面处的运行速度为7.9km/s，因此在该高度处的运行速度小于7.9km/s，B不符合题意；C．根据GMm从题干信息无法知道G的值，因此无法求出地球的质量，C不符合题意；D．考虑到稀薄大气的阻力，无动力补充，核心舱逐渐做近心运动，轨道半径逐渐减小，运行速度会越来越大，D不符合题意。故答案为：A。

【分析】对核心舱，根据万有引力等于重力，从而得出核心舱的加速度和重力加速度的大小关系，利用万有引力提供向心力从而得出线速度的表达式，并和第一宇宙速度进行比较。7．【答案】B【解析】【解答】由合力提供向心力得F−f=mω故答案为：B。

【分析】根据物体所受的合力提供向心力得出P与圆盘间摩擦力的变化情况。8．【答案】C,D【解析】【解答】A．由引力作为向心力可得G两边同时取对数整理可得lg因为lgr=x，则r=10可得vA不符合题意；B．当lgT=0时由于lgr=x即1不表示地球半径，B不符合题意；C．据表达式可知，截距b=解得M=C符合题意；D．据lglg可得rr由向心加速度公式a=G可得aD符合题意。故答案为：CD。

【分析】根据万有引力提供向心力从而得出卫星线速度的表达式，从而得出两卫星的线速度之比；利用向心加速度的表达式得出向心加速度之比。9．【答案】C,D【解析】【解答】ABD．对球A分析，根据竖直方向平衡条件F水平方向，根据牛顿第二定律F同理，对B球有FF联立可得R解得α=60°AB不符合题意，D符合题意；C．球B和球A所在位置与O点间的竖直高度差均为h=故球B和球A在同一水平线上，C符合题意。故答案为：CD。

【分析】对AB进行受力分析，根据共点力平衡以及牛顿第二定律得出球B所在半径OB与O110．【答案】B,D【解析】【解答】A．质点沿轨道外侧做完整的圆周运动，设强磁性引力的大小为F，在A点时，有F+mg−在B点时，有F−mg−且有mg2R=联立可得N根据牛顿第三定律，质点在A点对轨道的压力大于在B点对轨道的压力，A不符合题意；B．质点以速率gR通过A点时，对轨道的压力为其重力的7倍，则轨道对其支持力为其重力的7倍，有F+mg−F可得F=7mgB符合题意；C．若质点在A点对轨道恰好无压力，则有F+mg=m解得vC不符合题意；D．若强磁性引力大小为2F，为确保质点做完整的圆周运动，当质点通过B点时对轨道无压力，此时质点通过B点的速率最大，有2F−mg=m解得vD符合题意。故答案为：BD。

【分析】质点沿轨道外侧做完整的圆周运动，根据万有引力提供向心力，从而得出B点的速度，通过动能定理以及受力关系得出A点对轨道的压力和B点对轨道的压力；强磁性引力大小发生变化后，利用几何关系得出质点通过B点的速度。11．【答案】（1）B（2）质量（3）C【解析】【解答】（1）在研究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系时，控制一些物理量不变，研究其他物理量之间的关系，主要用到了控制变量法。故答案为：B。（2）根据控制变量法的思想可知，保持两小球运动半径和角速度相同，正在探究小球的向心力与质量的关系。（3）向心力与角速度之间的关系应为F=m为使图像为一直线便于研究，故应作出F−ω故答案为：C。【分析】（1）探究做匀速圆周运动的物体需要的向心力的大小与哪些因素有关的实验中采用了控制变量法；

（2）根据控制变量法得出探究向心力和质量的关系时应保持两小球运动半径和角速度相同；

（3）根据向心力和角速度的表达式得出F−ω12．【答案】（1）正比（2）g取值偏大（3）光电门传感器位于水平槽口的内侧，传感器的中心距离水平槽口（小球开始做平抛运动的位置）还有一段很小的距离，小球经过传感器后到小球到达抛出点还有一段很小的时间，而且速度越大，该时间越短。【解析】【解答】（1）根据表中数据可知，在h一定时，小球水平位移d与其初速度v0成正比，与时间无关。（2）根据t=求解出的t值偏小，是因为g的取值偏大。（3）光电门传感器位于水平槽口的内侧，传感器的中心距离水平槽口（小球开始做平抛运动的位置）还有一段很小的距离，小球经过传感器后到小球到达抛出点还有一段很小的时间，而且速度越大，该时间越短。

【分析】（1）根据表中数据可知，h一定时，水平位移和初速度成正比；

（2）结合竖直方向自由落体运动的规律得出g值的变化情况；

（3）根据平抛运动的规律得出速度和时间的关系。13．【答案】（1）解：对小球A，由牛顿第二定律得mr解得小球A做匀速圆周运动的角速度为ω（2）解：对小球A有T当小物块B刚好不向内侧滑动时，由牛顿第二定律得T解得ω当小物块B刚好不向外侧滑动时，由牛顿第二定律得T解得ω故2【解析】【分析】对小球A进行受力分析，利用牛顿第二定律以及几何关系得出小球A的角速度；

（2）对小球A进行受力分析，根据共点力平衡得出拉力的大小，利用牛顿第二定律合力提供向心力得出物块的角速度，从而得出水平转盘的角速度。14．【答案】（1）解：设铁箱质量为M，木块质量为m，铁箱与水平面的动摩擦因数为μ1，木块与铁箱内壁的动摩擦因数为μ2解得a=40m/对木块有f=解得μ故木块与铁箱内壁间的动摩擦因数0.25（2）解：撤去拉力后，木块将做平抛运动，满足H=12解得t=0.4s对铁箱有μ解得a则铁箱从撤