浙江省台州市九校联盟2021-2022学年高一下学期物理期中考试试卷（含答案）

浙江省台州市九校联盟2021-2022学年高一下学期物理期中考试试卷姓名：__________班级：__________考号：__________题号一二三总分评分一、单选题1．小球在水平面内做匀速圆周运动，以下描述小球运动的物理量有发生变化的是（）A．转速 B．线速度 C．周期 D．角速度2．引力常量G的单位为（）A．Nm2/kg3 B．N3．下列说法不符合物理学史的是（）A．牛顿提出了万有引力定律，并于1687年发表在其传世之作《自然哲学的数学原理》中B．英国物理学家卡文迪许在实验室里通过几个铅球之间万有引力的测量，得出了引力常量G的数值C．开普勒第三定律中的常量k与中心天体无关D．开普勒行星运动定律是开普勒在第谷留下的观测记录的基础上整理和研究出来的4．有一棵大树将要被伐倒的时候，有经验的伐木工人就会双眼紧盯树梢，根据树梢的运动情形就能判断大树正在朝哪个方向倒下，从而避免被倒下的大树砸伤。从物理知识的角度来解释，以下说法正确的是（）A．树木开始倒下时，树梢的角速度最大，易于判断B．树木开始倒下时，树梢的线速度最大，易于判断C．树木开始倒下时，树梢的周期较大，易于判断D．伐木工人的经验缺乏科学依据，以上选项都不对5．A、B两艘快艇在湖面上做匀速圆周运动，在相同时间内，它们通过的路程之比是4∶3，运动方向改变的角度之比是3∶2，则它们（）A．线速度大小之比为2∶3 B．角速度大小之比为3∶4C．圆周运动的半径之比为2∶1 D．周期之比为2∶36．如图所示，在杂技表演中，杂技演员表演了“球内飞车”的杂技。一个由钢骨架和铁丝网构成的球壳固定在水平地面上，杂技演员骑摩托车在球壳内飞速旋转，惊险而刺激。甲演员在图中“赤道”平面做匀速圆周运动，充当向心力的是（）A．重力 B．支持力C．摩擦力 D．重力与支持力的合力7．如图所示，用长L=0.6m的绳系着装有m=0.5kg的水的小桶，在竖直平面内做圆周运动，成为“水流星”。重力加速度g取10m/sA．0N B．2.5N C．5N D．7.5N8．如图所示，在较大的平直木板上，将三合板弯曲成拱形桥，三合板上表面事先铺上一层牛仔布增加摩擦，玩具惯性车就可以在桥面上跑起来了。把这套系统放在电子秤上做实验，关于实验中电子秤的示数下列说法正确的是（）A．玩具车运动通过拱桥顶端时处于超重状态，速度越大（未离开拱桥），示数越大B．玩具车运动通过拱桥顶端时处于失重状态，速度越大（未离开拱桥），示数越小C．玩具车运动通过拱桥顶端时处于超重状态，速度越大（未离开拱桥），示数越小D．玩具车运动通过拱桥顶端时处于失重状态，速度越大（未离开拱桥），示数越大9．据报道，在太阳系外发现了首颗“宜居”行星，设其质量为地球质量的k倍，其半径为地球半径的p倍，由此可推知该行星表面的重力加速度与地球表面重力加速度之比为（）A．kp B．kp2 C．kp10．卡文迪许在实验室测引力常量G时，他风趣地说是在“称量地球的质量”。事实上，在测出引力常量G的大小后，人们便可根据相关观测数据对地球质量进行估算了。下面提供的几组数据，那一组数据是不可以用来估算地球质量（）A．月球绕地球的运动周期及月球与地球的中心距离B．人造地球卫星绕地球运行的周期和轨道半径C．地球绕太阳运行的周期及地球到太阳的中心距离D．地球表面的重力加速度和地球的半径11．在人类探索宇宙的过程中，被有意无意地遗弃在宇宙空间的各种残骸和废弃物被称为“太空垃圾”。这些太空垃圾在轨道上高速运动，因此对正在运行的航天器具有巨大的破坏力。假设太空垃圾绕地球做圆周运动，以下说法中正确的是（  ）A．离地面越低的太空垃圾运行周期越大B．离地面越高的太空垃圾运行角速度越小C．太空垃圾运行速率可能为8.5km/sD．若由于某种原因，太空垃圾的速度突然增大，它会脱离原轨道向内运动12．下列说法中正确的是（）A．-10J的功小于+5J的功B．功是矢量，正、负表示方向C．一个力对物体做了负功，但这个力不一定阻碍物体的运动D．功是标量，正、负表示外力对物体做功还是物体克服外力做功13．引体向上是中学生体育测试的项目之一，若一个普通中学生在30秒内完成12次引体向上，每次引体向上重心上升0.4m，求该学生在上升过程中克服重力做功的平均功率约为（）A．5W B．20W C．80W D．160W14．如图所示，在高出地面H的A点将小球m向上抛出，初速度为v0A．小球在A点时，重力势能为mgHB．小球在A点时，重力势能为零C．整个运动过程，重力势能的变化量为−mgHD．整个运动过程，动能的变化量为115．如图所示，一个固定在竖直平面上的光滑圆形管道，管道里有一个直径略小于管道内径的小球，小球在管道内做半径为R的圆周运动，下列说法正确的是（）A．小球通过管道最低点时，小球对管道的压力可能小于自身重力B．小球通过管道最高点时，速度应不小于gRC．小球以大于gR的速度过最高点时，小球对管道的压力一定竖直向上D．小球通过管道最高点时，对管道一定有压力16．高铁项目的建设加速了国民经济了发展，铁路转弯处的弯道半径r是根据高速列车的速度决定的。弯道处要求外轨比内轨高，其内外轨高度差h的设计与r和速率v有关。当火车以规定速度通过弯道时，内低外高的轨道均不受挤压，则下列说法正确的是（）A．当火车以规定速度转弯时，火车受重力、支持力、向心力B．若要降低火车转弯时的规定速度，可减小火车的质量C．若要增加火车转弯时的规定速度，可适当增大弯道的坡度D．当火车的速度大于规定速度时，火车将挤压内轨17．质量为2kg的物体以某一初速度在水平面上滑行，由于摩擦力的作用，其动能随位移变化的关系图线如图所示，重力加速度g=10m/A．物体与水平面间的动摩擦因数为0.25B．物体与水平面间的摩擦力大小为5NC．物体滑行过程中的动能的变化量为100JD．物体滑行的加速度大小为218．如图所示，摆球质量为m，悬线的长为L，把悬线拉到水平位置后放手。设在摆球从A点运动到B点的过程中空气阻力f的大小不变，则下列说法正确的是（）A．重力做功为mgL B．悬线拉力做负功C．空气阻力做功为−fL D．空气阻力做功为1二、实验题19．用如题图所示的装置演示“影响向心力大小的因素”实验。长槽上的挡板B到转轴的距离是挡板A的2倍，长槽上的挡板A和短槽上的挡板C到各自转轴的距离相等。转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧力筒下降，从而露出标尺，根据标尺上的等分格可以粗略计算出两个球所受向心力的比值。（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____。A．理想实验法 B．等效替代法 C．控制变量法 D．演绎法（2）当传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上，两个塔轮边缘处的大小相等；（选填“线速度”或“角速度”）（3）探究向心力和角速度的关系时，应将皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上，将相同的小球分别放在挡板和挡板处（后面两格选填“A”或“B”或“C”）（4）皮带套左右两个塔轮的半径分别为R1，R2。某次实验使R1三、解答题20．一列火车总质量m=500t，机车发动机的额定功率P=5×107W，在水平轨道上行驶时，轨道对列车的阻力F（1）火车在水平轨道上行驶的最大速度；（2）在水平轨道上，发动机以额定功率P工作，当行驶速度为v=20m/s时，火车的瞬时加速度a大小。21．宇航员在某质量分布均匀的星球表面，从离地h高处静止开始下落（引力视为恒力，阻力可忽略），经过时间t落到地面。已知该行星半径为R，引力常量为G，忽略星球自转的影响，求：（1）该星球表面的重力加速度大小；（2）该星球的质量；（3）该星球的第一宇宙速度。22．如图所示，餐桌中心是一个半径为r=1.5m的圆盘，圆盘可绕中心轴转动，近似认为圆盘与餐桌在同一水平面内且两者之间的间隙可忽略不计。已知放置在圆盘边缘的小物体与圆盘间的动摩擦因数为μ1=0.6，小物体与餐桌间的动摩擦因数为（1）为使物体不滑到餐桌上，圆盘的角速度ω的最大值为多少？（2）缓慢增大圆盘的角速度，物体从圆盘上甩出，为使物体不滑落到地面，餐桌半径R的最小值为多大？23．为了研究过山车的原理，某兴趣小组提出了下列设想：取一个与水平方向夹角为37°、长为l=2m的粗糙倾斜轨道AB，通过水平轨道BC与半径为R=0.2m的竖直圆轨道相连，出口为水平轨道DE，整个轨道除AB段以外都是光滑的。其中AB与BC轨道以微小圆弧相接，如图所示。一个质量m=1kg的小物块以初速度v0=5m/（1）求小物块到达C点时对圆轨道压力的大小；（2）求小物块从A到B运动过程中摩擦力所做的功；（3）为了使小物块不离开轨道，并从轨道DE滑出，求竖直圆弧轨道的半径应满足什么条件？

答案解析部分1．【答案】B【解析】【解答】B．小球在水平面内做匀速圆周运动，速度的大小不变，方向时刻在变，则线速度变化，B符合题意；ACD．转速和周期是标量，小球的速度大小不变，则小球的转速、周期没有发生变化，角速度虽然是矢量，但角速度方向不变，则角速度不变，ACD不符合题意；故答案为：B。

【分析】小球做匀速圆周运动其线速度方向时刻改变，其转速、周期和角速度保持不变。2．【答案】B【解析】【解答】万有引力定律F=G公式中，质量m的单位为kg，距离r的单位为m，引力F的单位为N，由公式推导得出，G的单位为Nm故答案为：B。

【分析】利用万有引力定律的物理量符号可以求出其引力常量的单位。3．【答案】C【解析】【解答】A.1687年牛顿在他的传世之作《自然哲学的数学原理》中，发表了科学史上最伟大的定律之一万有引力定律，A正确，不符合题意；B．英国物理学家卡文迪许在实验室里通过几个铅球之间万有引力的测量，得出了引力常量G的数值，因此被称为能称量地球质量的人，B正确，不符合题意；C．开普勒第三定律中的常量k只与中心天体质量有关，C错误，符合题意；D．开普勒根据第谷对行星运动观察记录的数据，应用严密的数学运算和椭圆轨道假说，得出行星运动规律，D正确，不符合题意。故答案为：C。

【分析】开普勒第三定律的k值大小由中心天体所决定；开普勒根据第谷对行星运动观察记录的数据提出了行星三大定律。4．【答案】B【解析】【解答】大树倒下时，各点角速度相同，树梢的半径最大，根据v=ωr可知树梢线速度最大，易于判断。故答案为：B。

【分析】大树倒下时各点角速度大小相等，结合半径的大小可以比较线速度的大小。5．【答案】D【解析】【解答】A．根据线速度定义式v=ΔsΔt，已知在相同时间内它们通过的路程之比是4：B．根据角速度定义式ω=ΔθΔt，相同时间内它们转过的角度之比为3：C．根据公式v=rω，可得圆周运动半径r=vω，线速度大小之比为4：3，角速度之比为3D．根据T=2πω得，周期之比为故答案为：D。

【分析】利用其线速度的定义式可以求出线速度之比，结合角速度的定义式可以求出角速度之比；利用其线速度和角速度的比值可以求出半径的比值；利用其角速度之比可以求出周期的比值。6．【答案】B【解析】【解答】甲演员在图中“赤道”平面做匀速圆周运动，充当向心力的是轨道对摩托车的支持力。故答案为：B。

【分析】甲演员在赤道平面做匀速圆周运动，其轨道对摩托车的支持力提供向心力。7．【答案】B【解析】【解答】设在最高处时，桶对水的支持力为F，则有F+mg=m解得F=2根据牛顿第三定律可知，水对桶底的压力大小为2.5N。故答案为：B。

【分析】当桶在最高点时，利用牛顿第二定律结合牛顿第三定律可以求出水对桶底压力的大小。8．【答案】B【解析】【解答】玩具车运动通过拱桥顶端时加速度向下，处于失重状态，玩具车在顶端时mg−则F可知速度越大（未离开拱桥），FN越小，则电子秤示数越小。故答案为：B。

【分析】当其玩具车通过拱形桥时，利用向心力的方向可以判别其加速度的方向，利用加速度方向向下可以判别处于失重状态，利用其牛顿第二定律结合速度的大小可以判别压力的大小。9．【答案】B【解析】【解答】在星球表面上有G解得重力加速度g=则g故答案为：B。

【分析】在星球的表面，利用引力形成重力可以求出重力加速度的大小比值。10．【答案】C【解析】【解答】AB．根据牛顿第二定律得G解得M=AB正确，不符合题意；C．根据牛顿第二定律得G解得M=只能算出太阳质量，无法求出地球质量。C错误，符合题意；D．根据重力与万有引力的关系有G解得M=D正确，不符合题意。故答案为：C。

【分析】利用引力提供向心力只能求出其中心天体的质量，不能求出环绕天体的质量，如C选项只能求出太阳的质量不能求出地球的质量。11．【答案】B【解析】【解答】A．根据GT=2π离地面越低的太空垃圾运行周期越小，A不符合题意；B．根据Gω=离地面越高的太空垃圾运行角速度越小，B符合题意；C．太空垃圾运行速度一定小于第一宇宙速度7.9km/s，不可能为8.5km/s，C不符合题意；D．若由于某种原因，太空垃圾的速度突然增大，它会做离心运动，D不符合题意。故答案为：B。

【分析】利用引力提供向心力结合半径的大小可以比较周期、角速度、线速度的大小；利用太空垃圾的速度变大可以判别会做离心运动。12．【答案】D【解析】【解答】ABD．功是标量，功的正负不表示方向，表示做功的效果，即力对物体做功还是物体克服力做功，AB不符合题意，D符合题意；C．一个力对物体做了负功，说明该力与位移方向相反，这个力一定阻碍物体的运动，C不符合题意。故答案为：D。

【分析】功是标量，其数值代表做功的大小；一个力对物体做了负功代表力的作用效果为阻碍作用。13．【答案】D【解析】【解答】该学生在上升过程中克服重力做功为|上升过程中总时间为t=平均功率为P故答案为：D。

【分析】利用高度变化和重力的大小可以求出克服重力做功的大小，结合作用时间可以求出平均功率的大小。14．【答案】C【解析】【解答】AB．物体的重力势能的值与零势能面的选取有关，由于题目没有选取零势能面，所以小球在A点的重力势能不确定多少，AB不符合题意；C．整个运动过程，小球高度下降了H，所以重力势能减小了mgH，即重力势能的变化量为−mgH，C符合题意；D．物体动能变化量取决于合外力所做的功，整个过程，如没有空气阻力，合外力做功等于重力做功mgH，如有空气阻力，无法求出末动能，不能得到动能变化量，D不符合题意；故答案为：C。

【分析】利用其参考面的未知不能判别其小球在A点重力势能的大小；利用其高度的变化可以求出重力势能的变化量；由于未知阻力的大小不能判别其动能变化量的大小。15．【答案】C【解析】【解答】A．小球通过最低点时，受力有F因为向心力大于0，所以FA不符合题意；B．当小球通过最高点时，速度大于0即可，B不符合题意；C．当小球在最高点速度大于gR时F所以小球还受到管道竖直向下的力。根据牛顿第三定律可知，小球对管道的压力竖直向上，C符合题意；D．当小球在最高点速度为gR时F此时对管道无压力，D不符合题意；故答案为：C。

【分析】小球过最低点时，利用其向心力的方向可以比较支持力和重力的大小；利用牛顿第二定律可以求出小球通过最高点的临界速度；利用其牛顿第二定律结合速度的大小可以判别其小球对管道作用力的大小及方向。16．【答案】C【解析】【解答】A.当火车以规定速度转弯时，火车受重力、支持力作用，二者的合力提供向心力，A不符合题意；B.合力提供向心力，即mg则v=可以看出规定的速度与火车的质量无关，B不符合题意；C.根据公式v=grD.当火车的速度大于规定速度时，则受到外轨弹力与重力和支持力的合力一起提供向心力，使火车继续做圆周运动，所以火车将挤压外轨，D不符合题意。故答案为：C。

【分析】火车以规定速度拐弯时，只受重力和支持力作用；利用牛顿第二定律可以求出规定速度的表达式；当其角度增加时其轨道速度随之增大；当火车速度大于规定速度时，火车继续做圆周运动将要挤压外轨道。17．【答案】C【解析】【解答】AB．根据动能定理E由图像可知μmg=解得μ=0.25AB正确，不符合题意；C．物体滑行过程中的动能的变化量为-100J，C错误，符合题意；D．物体的初速度v加速度a=μg=2D正确，不符合题意。故答案为：C。

【分析】利用动能定理可以求出动摩擦因数的大小；利用其初末动能可以求出动能的变化量；利用其动能的表达式可以求出初速度的大小；利用动摩擦因数可以求出加速度的大小。18．【答案】A【解析】【解答】A．据重力做功的特点可知，重力做功为mgL，A符合题意；B．悬线拉力方向始终与速度方向垂直，故悬线拉力不做功，B不符合题意；CD．由于空气阻力的方向始终与运动方向相反，利用微元法可得，空气阻力做功为WCD不符合题意。故答案为：A。

【分析】利用其高度变化可以求出重力做功的大小；利用其拉力与速度方向垂直可以判别拉力不做功；利用其阻力和运动的路程可以求出阻力做功的大小。19．【答案】（1）C（2）线速度（3）质量；A；C（4）1【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之间的关系中，质量m、角速度ω和半径r三个变量，所以在寻找F与三者之间关系时，我们采用先控制其中两个不变，只研究F与变化的那个量之间的关系，再以此类推，分别找出F与这三个量的关系，最后再汇总，这种方法称为控制变量法，ABD不符合题意，C符合题意。故答案为：C。（2）当传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上，两个塔轮边缘处的线速度相同。（3）探究向心力和角速度的关系时，应将皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上，将质量相同的小球分别放在挡板A和挡板C处。（4）由于A、C两处小球的线速度相同，根据公式F=m又R则A、C两处小球的向心力大小之比为1：

【分析】（1）探究向心力大小的影响因素，本实验使用控制变量法；

（2）当传送带皮套套在不同半径的轮盘时其两个塔轮边缘处线速度相等；

（3）探究向心力与角速度的关系应该保持小球质量和半径大小相等；

（4）由于AC线速度相同，利用其半径的大小可以求出向心力的比值。20．【答案】（1）解：列车所受阻力为F最大速度时满足P=F解得v故火车在水平轨道上行驶的最大速度为100m/s（2）解：火车所受牵引力为F则有F解得a=4m/故火车瞬时加速度大小为4m/s2【解析】【分析】（1）火车在水平轨道运动，利用其阻力的大小结合额定功率可以求出最大的速度；

（2）在水平轨道运动时，利用其功率的表达式可以求出其牵引力的大小，结合牛顿第二定律可以求出火车加速度的大小