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2020-2021学年甘肃省嘉谷关市第一中学高一下学期期中考试物理试题
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这是一份2020-2021学年甘肃省嘉谷关市第一中学高一下学期期中考试物理试题，共9页。试卷主要包含了选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
第Ⅰ卷（选择题 共48分）
一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。
1．关于运动的合成与分解，以下说法正确的是 （ ）
A．两个直线运动的合运动一定是直线运动
B．两个不在一直线上的匀速直线运动的合运动一定是直线运动
C．两个匀加速直线运动的合运动一定是匀加速直线运动
D．匀加速直线运动和匀速直线运动的合运动一定是直线运动
2.在平坦的垒球运动场上，球手挥动球棒将球从离地面高h处水平击出，垒球飞行一段时间后落地．若不计空气阻力，则 ( )
A. 垒球落地时瞬时速度的大小仅由初速度决定
B. 垒球落地时瞬时速度的方向仅由击球点离地面的高度决定
C. 垒球在空中运动的水平位移仅由初速度决定
D. 垒球在空中运动的时间仅由击球点离地面的高度决定
3.如图所示，B和C是一组塔轮，即B和C半径不同，但固定在同一转动轴上，其半径之比为RB：RC=3：2．A轮的半径大小与C轮相同，它与B轮紧靠在一起，当A轮绕过其中心的竖直轴转动时，由于摩擦作用，B轮也随之无滑动地转动起来．a、b、c分别为三轮边缘的三个点，则a、b、c三点在运动过程中的（ ）
A．线速度大小之比为3：2：2
B．角速度大小之比为3：3：2
C．转速大小之比为2：3：2
D．向心加速度大小之比为9：6：4
4.小船横渡一条两岸平行的河流，水流速度与河岸平行，船相对于水的速度大小不变，船头始终垂直指向河岸，小船的运动轨迹如图中虚线所示。则小船在此过程中（ ）
A．无论水流速度是否变化，这种渡河耗时最短
B．越接近河中心，水流速度越小
C．各处的水流速度大小相同
D．渡河的时间随水流速度的变化而改变
5.如图所示，A是静止在赤道上的物体，B、C、D是与A在同一平面内三颗人造卫星．B位于离地高度等于地球半径的圆形轨道上，C、D是两颗地球同步卫星．下列说法中正确的是（ ）
A．卫星C加速就可以追上它同一轨道上前方的卫星D
B．A、B、C线速度大小关系为
C．A、B、C的向心加速度大小关系为
D．A、B、C周期大小关系为
6.如图，半径为R的半球形容器固定在水平转台上，转台绕过容器球心O的竖直轴线以角速度ω匀速转动．质量相等的小物块A、B随容器转动且相对器壁静止．A、B和球心O点连线与竖直方向的夹角分别为α、β，α＞β．则下列说法正确的是( )
A．A的向心力等于B的向心力
B．A、B受到的摩擦力可能同时为0
C．若ω缓慢增大，则A、B受到的摩擦力一定都增大
D．若A不受摩擦力，则B受沿容器壁向下的摩擦力
7.我国于2019年年底发射“嫦娥五号”探月卫星，计划执行月面取样返回任务。“嫦娥五号”从月球返回地球的过程可以简单分成四步，如图所示第一步将“嫦娥五号”发射至月球表面附近的环月圆轨道I，第二步在环月轨道的A处进行变轨进入月地转移轨道Ⅱ，第三步当接近地球表面附近时，又一次变轨，从B点进入绕地圆轨道III，第四步再次变轨道后降落至地面，下列说法正确的是（ ）
A. 将“嫦娥五号”发射至轨道I时所需的发射速度为
B. “嫦娥五号”从环月轨道Ⅰ进入月地转移轨道Ⅱ时需要加速
C. “嫦娥五号”从A沿月地转移轨道Ⅱ到达B点的过程中其速率一直增加
D. “嫦娥五号”在第四步变轨时需要加速
8.如图所示，战机在斜坡上方进行投弹演练。战机水平匀速飞行，每隔相等时间释放一颗炸弹，第一颗落在a点，第二颗落在b点。斜坡上c、d两点与a、b共线，且ab=bc=cd，不计空气阻力。第三颗炸弹将落在 （ ）
A. bc之间 B. c点
C. cd之间 D. d点
9.质量为4kg的物体在t=0时刻受到恒定的合外力F作用在xy平面上运动，物体沿x轴方向的位移图象和沿y轴方向的速度图象如图（1）和图（2）所示，下列说法正确的是（ ）
A．t=0时刻质点的速度大小为5m/s
B．2s末质点速度大小为10m/s
C．质点初速度的方向与合外力方向垂直
D．质点所受的合外力F为8N
10.如图所示，人在岸上拉船，已知船的质量为m，水的阻力恒为，当轻绳与水平面的夹角为时，船的速度为v，此时人的拉力大小为F，则此时( )
A. 人拉绳行走的速度为
B. 人拉绳行走的速度为
C. 船的加速度为
D. 船的加速度为
11.石墨烯是目前世界上已知的强度最高的材料，其发现者由此获得2010年诺贝尔物理学奖。用石墨烯制作的“太空电梯”缆线，使人类进入太空成为可能．假设从赤道上空与地球同步的太空站竖直放下由石墨烯材料做成的太空电梯，固定在赤道上，这样太空电梯随地球一起旋转，如图所示，关于太空电梯仓停在太空电梯中点P时，下列对于太空电梯仓说法正确的是 （ ）
A. 处于平衡状态
B. 向心加速度比同高度卫星的向心加速度小
C. 速度比第一宇宙速度大
D. 上面的乘客处于失重状态
12.如图甲所示，半径为R、内壁光滑的圆形细管竖直放置，一可看成质点的小球在圆管内做圆周运动，当其运动到最高点A时，小球受到的弹力F与其过A点速度平方（即v2）的关系如图乙所示。设细管内径略大于小球直径，则下列说法正确的是（ ）
A. 当地的重力加速度大小为
B. 该小球的质量为R
C. 当v2=2b时，小球在圆管的最高点受到的弹力大小为a
D. 当0≤v2＜b时，小球在A点对圆管的弹力方向竖直向上
第Ⅱ卷（非选择题 共52分）
三、实验题（14题4分，15题8分，共12分）
13、如图甲所示，实验小组在竖直放置的两端封闭的玻璃管中注满清水，内有一个红蜡块能在水中匀速上浮．现进行如下操作：
操作一：当红蜡块从玻璃管的下端匀速上浮的同时，第一次使玻璃管水平向右匀速运动，测得红蜡块运动到顶端所需时间为t1．
操作二：当红蜡块从玻璃管的下端匀速上浮的同时，第二次使玻璃管水平向右匀加速直线运动，测得红蜡块从下端运动到顶端所需时间为t2．
（1）t1______t2 (选填“大于”、“小于”或“等于”)；
（2）如图乙所示，能正确反映操作二中红蜡块运动轨迹的是______
14．在“研究平抛物体运动”的实验中
(1)小球在斜槽水平出口处的位置如图。所谓平抛的起点，即坐标水平轴的原点应该是（ ）
A．A点 B．B点 C．C点 D．D点
(2)在“研究平抛物体运动”的实验中，如果小球每次从斜槽滚下的初始位置不同，平抛后落到同一水平面上，则下列说法错误的是（ ）
A．小球平抛的初速度不同
B．小球每次做不同的抛物线运动
C．小球在空中运动的时间每次均不同
D．小球通过相同的水平位移所用时间均不同
(3)在研究平抛物体运动的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长L，若小球在平抛运动途中的几个位置如图2中的a、b、c、d所示，则小球平抛的初速度的计算式为v0= （用L、g表示），其数值为v0= (取g=10m/s2，L=2.5cm,结果保留两位有效数字)。
四、计算题（ 15题8分，16题10分，17题10分，18题12分，共40分。 ）
15. 如图所示，相同材料制成的A、B两轮水平放置，它们靠轮边缘间的摩擦转动，，两轮半径，当主动轮A匀速转动时，在A轮边缘放置的小木块P恰能与轮保持相对静止。求：
（1）A轮与B轮的角速度之比；
（2）若将小木块放在B轮上，欲使木块相对B轮也相对静止，求木块距B轮转轴的最大距离。
16. 2014年10月8日，月全食带来的“红月亮”亮相天空，引起人们对月球的关注。我国发射的“嫦娥三号”探月卫星在环月圆轨道绕行n圈所用时间为t，如图所示。已知月球半径为R，月球表面处重力加速度为g月，引力常量为G．试求：
（1）月球的第一宇宙速度v1；
（2）“嫦娥三号”卫星离月球表面高度h．
17. 如图所示，ABC为竖直平面内的光滑圆弧轨道，圆弧的半径R＝0.3 m，弧AB对应的圆心角θ＝60°，BC为竖直直径．质量为0.6 kg的小球以某一初速度从圆弧轨道左侧P点水平飞出，恰好从圆弧的A点沿其切线方向进入圆弧，置于A点的速度传感器(图中未画出)测得小球经A点时的速度v1＝4 m/s.(g取10 m/s2)
(1)求P点与A点的水平距离和竖直高度；
(2)置于C点的速度传感器(图中未画出)测得小球经C点时的速度v2＝eq \r(7) m/s，则小球到达圆弧最高点C时受轨道的压力多大？
18. 如图所示，在圆柱形仓库天花板中心的O点，挂一根L＝3m的细绳，绳的下端挂一个质量为m＝0.5kg的小球，已知绳能承受的最大拉力为10N。小球在水平面内做圆周运动，当小球速度逐渐增大时，细绳与竖直方向的夹角也随之变大。当速度逐渐增大某一数值，细绳正好断裂，设断裂时小球在图中的位置A，随后小球以v＝9m/s的速度正好落在墙角的C点。设g＝10m/s2，求：
（1）绳刚要断裂时与竖直方向夹角α及此时球做圆周运动的半径r；
（2）这个仓库屋顶的高度H和半径R。
参考答案
13. (1)等于（2分） (2)C (2分)
14.（1）B（2分） （2）C（2分） (3) （2分） （4） 1.0 m/s (2分)
15.解：（8分）
解： （1）两轮边缘线速度相等，可知:
可得:
（2）在A轮边缘的小木块P恰能与轮保持相对静止，有:
若将小木块放到B轮上，欲使木块相对B轮也静止，令木块P与B轮转轴的最大距离为x，应有：
解得:=0.2m
16.解：（10分）
（1）第一宇宙速度为近月卫星运行速度，由万有引力提供向心力得:
所以月球第一宇宙速度:
在月球表面，重力等于万有引力，即:
得GM=g月R2
联立解得:
（2）卫星做圆周运动，由万有引力提供向心力得:
卫星周期
轨道半径r=R+h
解得
（10分）h=0.6m m N=8N
(12分)
解：（1）取小球为研究对象，设绳刚要断裂时拉力大小为F，则在竖直方向有: Fcsα＝mg
所以csα＝＝0.5， 故α＝60°
球做圆周运动的半径r＝Lsin60°＝m
（2）OO′间的距离为：OO′＝Lcs60°＝1.5m
则O′O″间的距离为：O′O″＝H－OO′
由牛顿第二定律知：
∴vA＝m/s
细绳断裂后小球做平抛运动，设A点在地面上的投影为B，如图所示。
由运动的合成可知：vC2＝vA2＋（gt）2
由此可得小球平抛运动的时间：t＝0.6s由平抛运动的规律可知小球在竖直方向上的位移为：
＝H－1.5m
所以屋的高度为：H＝＋1.5m＝3.3m
小球在水平方向上的位移为：x＝BC＝vAt＝m
由图可知圆柱形屋的半径为：＝4.8m。1
2
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8
B
D
D
A
D
D
B
A
9
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11
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AD
BC
BD
BC
第Ⅰ卷（选择题 共48分）
一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。
1．关于运动的合成与分解，以下说法正确的是 （ ）
A．两个直线运动的合运动一定是直线运动
B．两个不在一直线上的匀速直线运动的合运动一定是直线运动
C．两个匀加速直线运动的合运动一定是匀加速直线运动
D．匀加速直线运动和匀速直线运动的合运动一定是直线运动
2.在平坦的垒球运动场上，球手挥动球棒将球从离地面高h处水平击出，垒球飞行一段时间后落地．若不计空气阻力，则 ( )
A. 垒球落地时瞬时速度的大小仅由初速度决定
B. 垒球落地时瞬时速度的方向仅由击球点离地面的高度决定
C. 垒球在空中运动的水平位移仅由初速度决定
D. 垒球在空中运动的时间仅由击球点离地面的高度决定
3.如图所示，B和C是一组塔轮，即B和C半径不同，但固定在同一转动轴上，其半径之比为RB：RC=3：2．A轮的半径大小与C轮相同，它与B轮紧靠在一起，当A轮绕过其中心的竖直轴转动时，由于摩擦作用，B轮也随之无滑动地转动起来．a、b、c分别为三轮边缘的三个点，则a、b、c三点在运动过程中的（ ）
A．线速度大小之比为3：2：2
B．角速度大小之比为3：3：2
C．转速大小之比为2：3：2
D．向心加速度大小之比为9：6：4
4.小船横渡一条两岸平行的河流，水流速度与河岸平行，船相对于水的速度大小不变，船头始终垂直指向河岸，小船的运动轨迹如图中虚线所示。则小船在此过程中（ ）
A．无论水流速度是否变化，这种渡河耗时最短
B．越接近河中心，水流速度越小
C．各处的水流速度大小相同
D．渡河的时间随水流速度的变化而改变
5.如图所示，A是静止在赤道上的物体，B、C、D是与A在同一平面内三颗人造卫星．B位于离地高度等于地球半径的圆形轨道上，C、D是两颗地球同步卫星．下列说法中正确的是（ ）
A．卫星C加速就可以追上它同一轨道上前方的卫星D
B．A、B、C线速度大小关系为
C．A、B、C的向心加速度大小关系为
D．A、B、C周期大小关系为
6.如图，半径为R的半球形容器固定在水平转台上，转台绕过容器球心O的竖直轴线以角速度ω匀速转动．质量相等的小物块A、B随容器转动且相对器壁静止．A、B和球心O点连线与竖直方向的夹角分别为α、β，α＞β．则下列说法正确的是( )
A．A的向心力等于B的向心力
B．A、B受到的摩擦力可能同时为0
C．若ω缓慢增大，则A、B受到的摩擦力一定都增大
D．若A不受摩擦力，则B受沿容器壁向下的摩擦力
7.我国于2019年年底发射“嫦娥五号”探月卫星，计划执行月面取样返回任务。“嫦娥五号”从月球返回地球的过程可以简单分成四步，如图所示第一步将“嫦娥五号”发射至月球表面附近的环月圆轨道I，第二步在环月轨道的A处进行变轨进入月地转移轨道Ⅱ，第三步当接近地球表面附近时，又一次变轨，从B点进入绕地圆轨道III，第四步再次变轨道后降落至地面，下列说法正确的是（ ）
A. 将“嫦娥五号”发射至轨道I时所需的发射速度为
B. “嫦娥五号”从环月轨道Ⅰ进入月地转移轨道Ⅱ时需要加速
C. “嫦娥五号”从A沿月地转移轨道Ⅱ到达B点的过程中其速率一直增加
D. “嫦娥五号”在第四步变轨时需要加速
8.如图所示，战机在斜坡上方进行投弹演练。战机水平匀速飞行，每隔相等时间释放一颗炸弹，第一颗落在a点，第二颗落在b点。斜坡上c、d两点与a、b共线，且ab=bc=cd，不计空气阻力。第三颗炸弹将落在 （ ）
A. bc之间 B. c点
C. cd之间 D. d点
9.质量为4kg的物体在t=0时刻受到恒定的合外力F作用在xy平面上运动，物体沿x轴方向的位移图象和沿y轴方向的速度图象如图（1）和图（2）所示，下列说法正确的是（ ）
A．t=0时刻质点的速度大小为5m/s
B．2s末质点速度大小为10m/s
C．质点初速度的方向与合外力方向垂直
D．质点所受的合外力F为8N
10.如图所示，人在岸上拉船，已知船的质量为m，水的阻力恒为，当轻绳与水平面的夹角为时，船的速度为v，此时人的拉力大小为F，则此时( )
A. 人拉绳行走的速度为
B. 人拉绳行走的速度为
C. 船的加速度为
D. 船的加速度为
11.石墨烯是目前世界上已知的强度最高的材料，其发现者由此获得2010年诺贝尔物理学奖。用石墨烯制作的“太空电梯”缆线，使人类进入太空成为可能．假设从赤道上空与地球同步的太空站竖直放下由石墨烯材料做成的太空电梯，固定在赤道上，这样太空电梯随地球一起旋转，如图所示，关于太空电梯仓停在太空电梯中点P时，下列对于太空电梯仓说法正确的是 （ ）
A. 处于平衡状态
B. 向心加速度比同高度卫星的向心加速度小
C. 速度比第一宇宙速度大
D. 上面的乘客处于失重状态
12.如图甲所示，半径为R、内壁光滑的圆形细管竖直放置，一可看成质点的小球在圆管内做圆周运动，当其运动到最高点A时，小球受到的弹力F与其过A点速度平方（即v2）的关系如图乙所示。设细管内径略大于小球直径，则下列说法正确的是（ ）
A. 当地的重力加速度大小为
B. 该小球的质量为R
C. 当v2=2b时，小球在圆管的最高点受到的弹力大小为a
D. 当0≤v2＜b时，小球在A点对圆管的弹力方向竖直向上
第Ⅱ卷（非选择题 共52分）
三、实验题（14题4分，15题8分，共12分）
13、如图甲所示，实验小组在竖直放置的两端封闭的玻璃管中注满清水，内有一个红蜡块能在水中匀速上浮．现进行如下操作：
操作一：当红蜡块从玻璃管的下端匀速上浮的同时，第一次使玻璃管水平向右匀速运动，测得红蜡块运动到顶端所需时间为t1．
操作二：当红蜡块从玻璃管的下端匀速上浮的同时，第二次使玻璃管水平向右匀加速直线运动，测得红蜡块从下端运动到顶端所需时间为t2．
（1）t1______t2 (选填“大于”、“小于”或“等于”)；
（2）如图乙所示，能正确反映操作二中红蜡块运动轨迹的是______
14．在“研究平抛物体运动”的实验中
(1)小球在斜槽水平出口处的位置如图。所谓平抛的起点，即坐标水平轴的原点应该是（ ）
A．A点 B．B点 C．C点 D．D点
(2)在“研究平抛物体运动”的实验中，如果小球每次从斜槽滚下的初始位置不同，平抛后落到同一水平面上，则下列说法错误的是（ ）
A．小球平抛的初速度不同
B．小球每次做不同的抛物线运动
C．小球在空中运动的时间每次均不同
D．小球通过相同的水平位移所用时间均不同
(3)在研究平抛物体运动的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长L，若小球在平抛运动途中的几个位置如图2中的a、b、c、d所示，则小球平抛的初速度的计算式为v0= （用L、g表示），其数值为v0= (取g=10m/s2，L=2.5cm,结果保留两位有效数字)。
四、计算题（ 15题8分，16题10分，17题10分，18题12分，共40分。 ）
15. 如图所示，相同材料制成的A、B两轮水平放置，它们靠轮边缘间的摩擦转动，，两轮半径，当主动轮A匀速转动时，在A轮边缘放置的小木块P恰能与轮保持相对静止。求：
（1）A轮与B轮的角速度之比；
（2）若将小木块放在B轮上，欲使木块相对B轮也相对静止，求木块距B轮转轴的最大距离。
16. 2014年10月8日，月全食带来的“红月亮”亮相天空，引起人们对月球的关注。我国发射的“嫦娥三号”探月卫星在环月圆轨道绕行n圈所用时间为t，如图所示。已知月球半径为R，月球表面处重力加速度为g月，引力常量为G．试求：
（1）月球的第一宇宙速度v1；
（2）“嫦娥三号”卫星离月球表面高度h．
17. 如图所示，ABC为竖直平面内的光滑圆弧轨道，圆弧的半径R＝0.3 m，弧AB对应的圆心角θ＝60°，BC为竖直直径．质量为0.6 kg的小球以某一初速度从圆弧轨道左侧P点水平飞出，恰好从圆弧的A点沿其切线方向进入圆弧，置于A点的速度传感器(图中未画出)测得小球经A点时的速度v1＝4 m/s.(g取10 m/s2)
(1)求P点与A点的水平距离和竖直高度；
(2)置于C点的速度传感器(图中未画出)测得小球经C点时的速度v2＝eq \r(7) m/s，则小球到达圆弧最高点C时受轨道的压力多大？
18. 如图所示，在圆柱形仓库天花板中心的O点，挂一根L＝3m的细绳，绳的下端挂一个质量为m＝0.5kg的小球，已知绳能承受的最大拉力为10N。小球在水平面内做圆周运动，当小球速度逐渐增大时，细绳与竖直方向的夹角也随之变大。当速度逐渐增大某一数值，细绳正好断裂，设断裂时小球在图中的位置A，随后小球以v＝9m/s的速度正好落在墙角的C点。设g＝10m/s2，求：
（1）绳刚要断裂时与竖直方向夹角α及此时球做圆周运动的半径r；
（2）这个仓库屋顶的高度H和半径R。
参考答案
13. (1)等于（2分） (2)C (2分)
14.（1）B（2分） （2）C（2分） (3) （2分） （4） 1.0 m/s (2分)
15.解：（8分）
解： （1）两轮边缘线速度相等，可知:
可得:
（2）在A轮边缘的小木块P恰能与轮保持相对静止，有:
若将小木块放到B轮上，欲使木块相对B轮也静止，令木块P与B轮转轴的最大距离为x，应有：
解得:=0.2m
16.解：（10分）
（1）第一宇宙速度为近月卫星运行速度，由万有引力提供向心力得:
所以月球第一宇宙速度:
在月球表面，重力等于万有引力，即:
得GM=g月R2
联立解得:
（2）卫星做圆周运动，由万有引力提供向心力得:
卫星周期
轨道半径r=R+h
解得
（10分）h=0.6m m N=8N
(12分)
解：（1）取小球为研究对象，设绳刚要断裂时拉力大小为F，则在竖直方向有: Fcsα＝mg
所以csα＝＝0.5， 故α＝60°
球做圆周运动的半径r＝Lsin60°＝m
（2）OO′间的距离为：OO′＝Lcs60°＝1.5m
则O′O″间的距离为：O′O″＝H－OO′
由牛顿第二定律知：
∴vA＝m/s
细绳断裂后小球做平抛运动，设A点在地面上的投影为B，如图所示。
由运动的合成可知：vC2＝vA2＋（gt）2
由此可得小球平抛运动的时间：t＝0.6s由平抛运动的规律可知小球在竖直方向上的位移为：
＝H－1.5m
所以屋的高度为：H＝＋1.5m＝3.3m
小球在水平方向上的位移为：x＝BC＝vAt＝m
由图可知圆柱形屋的半径为：＝4.8m。1
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