广东省大联考2021-2022学年高一下学期物理期中检测试卷（含答案）

广东省大联考2021-2022学年高一下学期物理期中检测试卷姓名：__________班级：__________考号：__________题号一二三四总分评分一、单选题1．如图所示绳子通过固定在天花板上的定滑轮，左端与套在固定竖直杆上的物体A连接，右端与放在水平面上的物体B相连，到达如图所示位置时，绳与水平面的夹角分别为α、β，两物体的速率vA、vA．cosβsinα B．sinαcosβ2．第24届冬奥会于2022年2月4日在中国北京和张家口联合举行，这是我国继2008年奥运会后承办的又一重大国际体育盛会。如图所示为我国滑雪运动员备战的示意图，运动员（可视为质点）从曲面AB上某位置由静止滑下，到达B点后水平飞出，经时间t1后落到斜坡滑道C点；运动员调整位置下滑，又从B点水平飞出，经时间t2后落到斜坡滑道D点。在C点和D点速度与斜面夹角分别为θ1和θ2。已知O点在B点正下方，A．t2>2t1 B．t2>2t1 3．疫情期间居家上课，同学们在学习之余积极进行身体锻炼，自行车骑行是一项非常受喜爱的户外运动．如图所示为小明同学自行车的传动装置示意图，已知链轮的半径r1=12cm，飞轮的半径r2=6cm，后轮的半径A．链轮、飞轮和后轮的角速度大小之比为2B．A、B、C三点的线速度大小之比为2C．A、B、C三点的向心加速度大小之比为1D．自行车前进的速度大小约为34．如图，有一倾斜的匀质圆盘(半径足够大)，盘面与水平面的夹角为θ，绕过圆心并垂直于盘面的转轴以角速度ω匀速转动，有一物体(可视为质点)与盘面间的动摩擦因数为μ(设最大静摩擦力等手滑动摩擦力)，重力加速度为g．要使物体能与圆盘始终保持相对静止，则物体与转轴间最大距离为(A．μgcosθω2 C．μcosθ−sinθω2g5．小明撑一雨伞站在水平地面上，伞面边缘点所围圆形的半径为R，现将雨伞绕竖直伞杆以角速度ω匀速旋转，伞边缘上的水滴落到地面，落点形成一半径为r的圆形，当地重力加速度的大小为g，根据以上数据可推知伞边缘距地面的高度为（）A．g(r2C．g(r−R)6．如图所示，一圆环以直径AB为轴做匀速转动，P、Q、R是环上的三点，则下列说法正确的是()A．向心加速度的大小aB．任意时刻P，Q，R三点向心加速度的方向不相同C．线速度vD．任意时刻P，Q，R三点的线速度方向均不同7．2021年5月15日，中国首次火星探测任务“天问一号”着陆巡视器安全“到站”，着陆乌托邦平原，红色火星第一次留下了中国印迹。在发射探测器的过程中，探测器绕地球在轨道1上做匀速圆周运动的轨道半径为R1（图a），绕火星在轨道2上做匀速圆周运动的轨道半径为R2（图b）。地球与火星表面的重力加速度分别为g1、g2，地球半径是火星半径的2倍，二者均可视为质量分布均匀的球体。在相同时间内，探测器与地球球心连线扫过的面积为S1与火星中心连线扫过的面积为S2，则S1A．g1R13g2R238．2021年10月16号神舟十三号载人飞船发射任务圆满成功。若神舟十三号在离开地球表面的过程中竖直向上做加速运动，质量为m的航天员王亚平在舱内固定的压力传感器上，当神舟十三号上升到离地球表面某一高度h时，飞船的加速度为a，压力传感器的示数为F。已知地球表面的重力加速度为g，地球半径大小为R，则h为（）A．mgR2F−ma B．mgRF−ma C．二、多选题9．关于运动的合成与分解，下列说法正确的是（）A．两个速度大小不相等的匀速直线运动的合运动一定是匀速直线运动B．若两个互成角度的分运动分别是匀速直线运动和匀加速直线运动，则合运动一定是曲线运动C．合运动的方向即为物体实际运动的方向，且其速度一定大于分速度D．在运动的合成与分解中速度、加速度和位移都遵循平行四边形法则10．如图，一半径为R的圆环固定于竖直平面内，圆心为O。现从圆环上距离圆心O竖直高度为0.5R的A点以水平初速度v0A．当v0B．当v0C．当v0D．当v011．如图所示的装置，两根完全相同、轴线在同一水平面内的平行长圆柱上放一均匀木板，木板的重心与两圆柱等距，其中圆柱的半径r=2cm，木板质量m=5kg，木板与圆柱间的动摩擦因数μ=0.2，两圆柱以角速度ω绕轴线作相反方向的转动。现施加一过木板重心且平行圆柱轴线的拉力F于木板上，使其以速度A．不论ω多大，所需水平拉力恒为10NB．ω越大，所需水平拉力也越小C．若ω=40rad/s，则水平拉力F=6ND．若ω=40rad/s，且水平拉力恒为20N时，则木板做匀加速运动12．中国行星探测任务名称为“天问系列”，首次火星探测任务被命名为“天问一号”。若已知“天问一号”探测器在距离火星中心为r1的轨道上做匀速圆周运动，其周期为T1。火星半径为R0，自转周期为T0。引力常量为G，下列说法正确的是（）A．火星的质量为4B．火星表面两极的重力加速度为4C．火星的第一宇宙速度为2πD．火星的同步卫星距离星球表面高度为r13．如图1所示，轻绳一端固定在O点，另一端系一质量为m的小球，绳上有一拉力传感器（质量可忽略）。初始时，小球静止在最低点，现给小球一水平向右的初速度使其绕O点在竖直面内做圆周运动，在其轨迹最高点设置一光电门，可测量小球在最高点的速度v。多次改变小球初速度，记录小球运动到最高点时的拉力F和对应速度平方v2并绘制F−A．重力加速度等于mB．轻绳长度等于amC．当v2=aD．当v214．如图所示是卫星绕不同行星在不同轨道上运动的lgT−A．直线a的斜率与行星P质量无关B．行星P的质量大于行星Q的质量C．卫星M在1处的向心加速度小于在2处的向心加速度D．卫星M在2处的向心加速度小于卫星N在3处的向心加速度三、实验题15．《研究平抛运动》的实验装置如图（甲）所示。（1）为减少空气阻力对小球的影响，应选择的小球是____。A．实心小铁球 B．实心小木球C．空心小铁球 D．以上三种球都可以（2）用小锤打击弹性金属片，A球就水平飞出；同时B球被松开，做自由落体运动。把这个装置放在不同高度进行实验，结果两小球总是同时落地：这个实验说明了A球____。A．水平方向的分运动是匀速直线运动B．水平方向的分运动是匀加速直线运动C．竖直方向的分运动是自由落体运动D．竖直方向的分运动是匀速直线运动（3）某同学描出了的小钢球做平抛运动的轨迹如图乙所示。他以抛出点为坐标原点O，取水平向右为x轴，竖直向下为y轴，在轨迹上取两点A(x1，y1)和B(x（4）另一个同学研究物体做平抛运动的规律，他以v0的水平初速度抛出一小球，如图丙所示为一小球做平抛运动的闪光照相照片的一部分，图中背景方格的边长表示实际长度0.1m，如果取g=10m/s16．在一个未知星球上用如图（甲）所示装置研究平抛运动的规律。悬点O正下方P点处有水平放置的炽热电热丝，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断，小球由于惯性向前飞出作平抛运动。现对此运动采用频闪数码照相机连续拍摄。在有坐标纸的背景屏前，拍下了小球在作平抛运动过程中的多张照片，经合成后，照片如（乙）图所示，a、b、c、d为连续四次拍下的小球位置，已知照相机连续拍照的时间间隔是0.（1）由以上及图信息，可以推算出该星球表面的重力加速度为m/s（2）由以上及图信息可以算出小球在b点时的速度是m/s；（3）若已知该星球的半径与地球半径之比为R星：R地=1：4，则该星球的质量与地球质量之比M星：四、解答题17．如图所示，竖直平面内由倾角α=60°的斜面轨道AB、半径均为R的半圆形细圆管轨道BCDE和16圆周细圆管轨道EFG构成一游戏装置固定于地面，B、E两处轨道平滑连接，轨道所在平面与竖直墙面垂直。轨道出口处G和圆心O2的连线，以及O2、E、O1和B等四点连成的直线与水平线间的夹角均为θ=30°，G点与竖直墙面的距离d=3（1）若小球经过圆管内与圆心O1点等高的D点时对轨道的压力等于mg，求：小球经过D点时的速度大小。（2）若小球释放后能从G点冲出，并垂直打到竖直墙壁，求小球冲出G点时的速度大小。（3）若小球释放后能从G点冲出，并打到竖直墙壁与G点等高的位置，求小球冲出G点时的速度大小。18．如图所示，长为L1=0.6m的细线拴一质量为m=1kg的小球在水平面内做匀速圆周运动（圆锥摆），摆线与竖直方向的夹角为α=60°，不计空气阻力，当小球运动到P点时绳子断了，一段时间后小球恰好从光滑圆弧ABC的A点沿切线方向进入圆弧，进入圆弧时无机械能损失，已知圆弧的半径R=118m，圆心角θ=53°，小球经圆弧运动到B点时的速度vB与经过A点时速度满足vB=2gR(1−cosθ)+vA2，小球经光滑地面从（1）小球运动到P点时的速度v0（2）小球在圆弧轨道AB上运动过程中对轨道的最小压力；（3）若传送带CD部分长L2=2.35m，则物块从19．如图所示，地球的两个卫星同向逆时针绕地球在同一平面内做匀速圆周运动，已知卫星一运行的周期为T1=T0，地球的半径为R0，卫星一和卫星二到地球中心之间的距离分别为R1=2R0，R2=4求：（1）卫星二围绕地球做圆周运动的周期T2（2）地球表面的重力加速度。（3）从图示时刻开始，经过多长时间两卫星第一次相距最近。20．如图为某款弹射游戏的简化示意图，水平轨道OAB及EF处于同一水平面上，其中AB段粗糙，长度xAB=3R，动摩擦因数μ=13，其余部分均光滑，EF段足够长。竖直平面内固定两光滑14圆弧轨道BC､CD，半径分别为R和2R，其中R=0.8m，BC､CD间存在缝隙，恰能使弹射小球无碰撞通过，间隙大小可忽略，圆弧BC与水平轨道AB相切于B点，E点恰好位于D点的正下方｡已知弹射器的弹性势能与弹簧形变量的平方成正比，可视为质点的弹射小球质量为m=0.1kg，当弹簧压缩量为Δx时，恰能运动到C处，g取10m/s（1）压缩量为Δx时，弹簧的弹性势能Ep；（2）当弹簧压缩量增加到2Δx，小球运动到D点时对圆弧轨道CD的压力；（3）在（2）题条件下，调整CD弧的半径，求落点距E点的最远距离

答案解析部分1．【答案】A【解析】【解答】设此时绳子的速率为v绳，将A、B的速度分别沿绳的方向和垂直绳的方向分解，可知v得v故答案为：A。

【分析】对两个物体的速度进行分解，结合沿绳子方向的速度相等可以求出两个物体速率之比。2．【答案】D【解析】【解答】AB．设斜坡的倾角为θ，根据平抛运动的规律，第一次跳时，有v1第二次跳时，有v1由几何关系可知BO+2OC可得tAB不符合题意；CD．如图所示为两次落到斜面上的位移方向设斜面与水平面夹角为θ，第一次和第二次位移方向和水平方向的夹角分别为α1、α2根据平抛运动推论可知速度与水平方向夹角β跟位移与水平方向夹角α关系满足tan可得β又因为β1=所以可得θC不符合题意，D符合题意。故答案为：D。

【分析】利用平抛运动的位移公式结合两次平抛运动的位移大小可以比较运动的时间；利用其位移的方向可以比较其速度方向与斜面夹角的大小。3．【答案】D【解析】【解答】A．由于链轮与飞轮用链条传动，故其边缘上点的线速度大小相等，而飞轮与后轮是同轴传动，故其上各点的角速度大小相等ωω而ω2=A不符合题意；B．由题意可知，A点与B点的线速度大小相等，即vA=所以vB不符合题意；C．A、B两点线速度大小相等，根据a=v2B、C两点角速度大小相等，根据a=ω2所以aC不符合题意；D．链轮的周期为1s，链轮的角速度为ω又因为ω所以ω后轮边缘线速度为v=D符合题意。故答案为：D。

【分析】利用其链轮和飞轮边缘处线速度相等结合半径的大小可以求出角速度之比，其后轮与飞轮角速度相等；利用其角速度的关系可以求出其线速度的比值；利用其线速度和角速度的大小可以求出向心加速度的比值；利用其角速度的大小结合半径的大小可以求出线速度的大小。4．【答案】C【解析】【解答】当物体转到圆盘的最低点，所受的静摩擦力沿斜面向上达到最大时，角速度一定，由牛顿第二定律得：μmgcosθ-mgsinθ=mω2r，解得：r=μcosθ−sinθ故答案为：C.

【分析】当物体到达圆盘最低点时其静摩擦力最大时，利用牛顿第二定律结合角速度的大小可以求出轨道半径的大小。5．【答案】A【解析】【解答】雨点甩出后做平抛运动，竖直方向有h=12gtt=2h水平方向初速度为雨伞边缘的线速度，所以v0=ωR雨点甩出后水平方向做匀速直线运动x=v0t=ωR2h伞边缘上的水滴落到地面，落点形成一半径为r的圆形，根据几何关系可知水平距离为x=r所以r2−解得h=g故答案为：A.

【分析】雨滴做平抛运动，利用平抛运动的位移公式可以求出其水平位移的表达式，结合几何关系可以求出伞边缘距离地面的高度。6．【答案】C【解析】【解答】A、椭圆环上各点角速度相等,根据公式a=ω2rB、三点向心加速度的方向均是水平指向AB轴的,可以看出任意时刻P、Q、R三点向心加速度的方向相同，B不符合题意；；C、,由v=ωr可以知道,线速度vPD、线速度的方向为该点的切线方向,任意时刻P、Q、R三点的线速度方向均相同,D不符合题意故答案为：C

【分析】7．【答案】C【解析】【解答】由几何关系可知，对于同一个圆扫过的圆心角与扫过的面积成正比，设探测器与地球球心连线在t时间扫过的圆心角为θ1，则有解得S由θ可得S同理可得S探测器绕地球做匀速圆周运动有G解得ω联立可得S同理可得S则S根据mg=G可得GM=g联立可得SC符合题意，ABD不符合题意。故答案为：C。

【分析】利用其探测器绕地球运行，利用引力提供向心力可以求出角速度的表达式，利用其探测器与球心连线扫过面积与角速度的关系结合黄金代换等式可以求出扫过面积的比值大小。8．【答案】C【解析】【解答】对航天员受力分析有F−又F由黄金代换式g可知F解得h=ABD不符合题意，C符合题意。故答案为：C。

【分析】利用宇航员的牛顿第二定律结合引力公式及黄金代换等式可以求出其h的大小。9．【答案】A,B,D【解析】【解答】A．两个速度大小不相等的匀速直线运动合外力为零，其合运动一定是匀速直线运动，A符合题意；B．两个互成角度的分运动分别是匀速直线运动和匀加速直线运动，其合运动的初速度与加速度不共线，合运动一定是曲线运动，B符合题意；C．合运动的方向即为物体实际运动的方向，其速度可能大于分速度，可能等于分速度，也可能小于初速度，C不符合题意；D．速度、加速度和位移都是矢量，在运动的合成与分解中速度、加速度和位移都遵循平行四边形法则，D符合题意。故答案为：ABD。

【分析】两个匀速直线运动其合运动为匀速直线运动；合运动的速度不一定大于分运动速度的大小；其运动的合成与分解时其加速度和位移都遵循平行四边形定则。10．【答案】A,C,D【解析】【解答】A．当v0B．运动过程中经过O点，满足R3解得vB不符合题意；C．A、B两点位于一条直径上，满足R=3解得vC符合题意；D．当B点位于O点正下方时，满足33解得v此时小球运动的时间最长，则由Δv=gt可知此时速度变化量最大，D符合题意。故答案为：ACD。

【分析】利用其竖直方向的位移公式可以判别小球运动时间可能相同；利用其位移公式可以求出经过O点初速度的大小；利用其位移公式可以求出经过AB时初速度的大小；利用其竖直方向的最大位移可以求出最长运动时间，结合速度公式可以求出速度变化量的最大值。11．【答案】B,C【解析】【解答】AB．木板与两个圆柱的摩擦力大小相等f=当角速度为ω时，圆柱表面线速度为v则此时木板相对于圆柱表面的合速度为v如图所示由几何关系可知，摩擦力与拉力F夹角为(90°+θ)，木板沿轴线方向受力分析得F=2f因此ω越大，θ越小，水平拉力也越小，A不符合题意，B符合题意；C．当角速度为ω=40rad/s时，圆柱表面线速度为v则此时木板相对于圆柱表面的合速度为v由几何关系可知，摩擦力与拉力F夹角为(90°+37°)，木板沿轴线方向受力分析得F=2fC符合题意；D．若ω=40rad/s，且水平拉力恒为20N时，则木板做加速运动，合速度方向改变，摩擦力方向改变，合力变化，因此木板不可能做匀加速运动，D不符合题意。故答案为：BC。

【分析】利用滑动摩擦力的表达式可以求出木板与圆柱之间摩擦力的大小；利用其速度的合成可以求出木板相对于圆柱体表面的合速度方向，利用其合速度方向可以判别摩擦力的方向，结合摩擦力的分解及角度的大小可以判别其拉力的大小；利用其摩擦力的分力可以求出其水平拉力的大小，利用其水平拉力及摩擦力的大小可以判别木板其速度的变化，结合其合力变化可以判别木板不能做匀加速直线运动。12．【答案】B,C【解析】【解答】A．设火星的质量为M、“天问一号”探测器的质量为m，“天问一号”探测器在距离火星中心为r1的轨道上做匀速圆周运动，则有G解得M=A不符合题意；B．假定有一质量为m1的物体静止在火星两极表面上，则有m得g=G再将M=4πB符合题意；C．设火星的第一宇宙速度为v，则有m解得v=再将g=4πC符合题意；D．设火星的同步卫星的质量为m3，高度为h，则有G解得h=再将M=4πD不符合题意。故答案为：BC。

【分析】利用引力提供探测器的向心力可以求出火星的质量；利用引力形成重力可以求出表面重力加速度的大小；利用引力提供向心力可以求出第一宇宙速度的大小；利用其引力提供向心力可以求出同步卫星高度的大小。13．【答案】B,C【解析】【解答】A．在最高点，由牛顿第二定律可知F+mg=m所以F=结合图像可知−b=−mg解得g=A不符合题意；B．由上述分析可知m解得R=B符合题意；C．由几何知识可得，图2中的直线表达式为F=当v2=a由牛顿第二定律可知，此时向心加速度为aC符合题意；D．由上述分析，当v2=2aD不符合题意。故答案为：BC。

【分析】小球在竖直面做圆周运动，利用最高点的牛顿第二定律结合图像截距和斜率的大小可以求出其重力加速度及轻绳长度的大小；利用其牛顿第二定律可以求出其向心加速度的大小及拉力的大小。14．【答案】A,D【解析】【解答】A．设中心天体质量为M，由万有引力提供向心力G两边同时取对数，整理可得lgT=由①式可知，lgT−lgrB．由①式可知，图像与纵轴的交点为−1−故MpCD．由图像a可知，卫星M在1处的轨道半径小于轨道2处的轨道半径，卫星M在2处的轨道半径大于卫星N在3处的轨道半径，由GMmr知卫星M在1处的向心加速度大于在2处的向心加速度，卫星M在2处的向心加速度小于卫星N在3处的向心加速度，C不符合题意，D符合题意。故答案为：AD。

【分析】利用引力提供向心力可以求出周期与半径的表达式，利用其表达式可以判别斜率的大小；利用其截距的大小可以比较质量的大小；利用牛顿第二定律结合半径的大小可以比较向心加速度的大小。15．【答案】（1）A（2）C（3）1：2（4）17【解析】【解答】（1）为减小空气阻力对小球的影响，在相同体积的情况下，实心小铁球密度最大，因而最重，故应选择实心小铁球，A符合题意，BCD不符合题意。故答案为：A。（2）由于两球同时落地，故在竖直方向上两球运动规律相同，均为自由落体运动，但不能证明A球在水平方向做匀速直线运动，C符合题意，ABD不符合题意。故答案为：C。（3）由于A球在竖直方向做自由落体运动，且y则O到A的时间和A到B的时间相等，则若测量发现x1（4）a到c是平抛运动的一部分竖直方向Δy=得t=0b点竖直分速度为v又v联立得a点竖直分速度v水平方向x得vA点速度为v

【分析】（1）为了减小空气阻力的影响其小球应该选择密度较大的铁球；

（2）利用实验可以判别其平抛运动竖直方向的分运动是自由落体运动；

（3）利用其竖直方向的位移之比可以求出时间之比，结合水平方向的位移公式可以判别小球在水平方向是否做匀速直线运动；

（4）利用竖直方向的邻差公式可以求出时间间隔的大小；结合其平均速度公式可以求出其a点竖直方向的速度；利用水平方向的位移公式可以求出初速度的大小，结合速度的合成可以求出A点速度的大小。16．【答案】（1）8（2）4（3）1：20；5【解析】【解答】（1）由平抛运动可知，小球在竖直方向做自由落体运动，连续相等的时间内位移差Δy=2l，又从图中得知每小格长1cm，该照片的长度与实际背景屏的长度之比为1：4，可知Δy=2l=8cm根据Δy=g解得g=8m（2）小球在b竖直方向分速度v小球在b水平方向分速度v小球在b点时的速度v（3）根据G可得GG联立得M星根据G可得vv联立得第一宇宙速度之比v

【分析】（1）利用其竖直方向的邻差公式可以求出重力加速度的大小；

（2）利用平均速度公式可以求出其小球在b点竖直方向分速度的大小，利用其水平方向的位移公式可以求出水平方向分速度的大小；利用其速度的合成可以求出小球在b点速度的大小；

（3）利用引力形成重力可以求出其质量之比；结合引力提供向心力可以求出第一宇宙速度之比。17．【答案】（1）解：D点轨道对小球的弹力提供向心力mg=解得v（2）解：小球垂直达到竖直墙壁，从G点到竖直墙壁的运动为平抛运动的逆过程。有d=其中v解得v（3）解：小球从G点冲出到竖直墙壁与G点等高位置的运动过程为斜抛运动，根据其运动的对称性可得d其中v解得v【解析】【分析】（1）已知其小球经过其D点受到的压力大小，结合牛顿第二定律可以求出经过D点速度的大小；

（2）小球从G开始运动其逆运动位移平抛运动，利用平抛运动的位移公式和速度公式可以求出通过G点速度的大小；

（3）小球从G点抛出落到与G等高的位置，利用斜抛运动的位移公式及速度的分解可以求出冲出G点的速度大小。18．【答案】（1）解：绳子的拉力和小球重力的合力提供向心力，即mg解得v（2）解：设小球到达A点时竖直方向上的分速度为vy，则解得v所以小球到达A点时的速度为vN解得N=由牛顿第三定律可得小球在圆弧轨道AB上运动过程中对轨道的最小压力N（3）解：两物体弹性相碰，规定B的速度方向为正方向，由动量守恒定律得：mvB=mv1+Mv2，

由机械能守恒定律得：12mvB2=12mv12+12Mv22

开始滑上传送带，在传送带上开始减速，到与传送带速度相同：aM=gsin0+μgcosθ

t1=v2−vaM，

减速运动的位移x1=v22-v22aM

因为gsinθ=10×0.6=6m/s【解析】【分析】（1）小球在重力和绳子拉力的作用下做匀速圆周