2020-2021学年安徽省亳州某校高一下学期期中考试（理科）_（物理）试卷新人教版

这是一份2020-2021学年安徽省亳州某校高一下学期期中考试（理科）_（物理）试卷新人教版，共7页。试卷主要包含了选择题，多选题，实验探究题，解答题等内容，欢迎下载使用。


1. 下列说法正确的是（ ）
A.物体受恒力不可能做曲线运动
B.物体做曲线运动时速度与加速度方向一定不同
C.物体做曲线运动时，速度的大小和方向一定都改变
D.物体做圆周运动时所受合外力的方向一定指向圆心

2. 在物理学中绝大部分物理量都有相应的单位，关于下列物理量及其单位描述正确的是（ ）
A.力的单位牛顿是国际单位制中的基本单位
B.万有引力常量的单位是N⋅m2kg
C.动摩擦因数的单位是N
D.速度变化率的单位是m/s2

3. 运动会铅球比赛中，小明将铅球斜向上抛出，经过一段时间铅球落地，若不计空气阻力，在铅球运动过程中，铅球的速度变化量Δv随时间t的变化图像正确的是（ ）
A.B.
C.D.

4. 如图所示，在天花板O′点用不可伸长的轻质细绳悬挂一小球，小球以角速度ω在水平面内做匀速圆周运动，圆心为O，OO′间的竖直高度为h，悬线与竖直方向的夹角为θ，则下列判断正确的是（ ）

A.若ω越大，则θ越大，且ω与θ角成正比
B.若ω越大，则θ越大，且ω与csθ成反比
C.若ω越大，则h越小，且ω与1h成正比
D.若ω越大，则h越小，且ω与h成反比

5. 如图所示，游乐场里甲乙两个小朋友手拉手沿半径方向站在水平转盘上，两个小朋友质量相等，它们与盘间的动摩擦因数相同，当圆盘转动到两个小朋友刚好未发生滑动时，他们松开手后，两个小朋友的的运动情况是（ ）

A.仍随转盘一起做圆周运动，不发生滑动
B.均沿半径方向滑动，离转盘圆心越来越远
C.小朋友甲发生滑动，离转盘圆心越来越近，小朋友乙不滑动
D.小朋友乙发生滑动，离圆盘圆心越来越远，小朋友甲不滑动

6. 黑洞是宇宙空间内存在的一种天体，黑洞是看不见的，黑洞之所以叫黑洞，是因为黑洞连光都能吸收掉，准确地说黑洞是隐形的，人类肉眼观察不到，说它“黑”，是指它就像宇宙中的无底洞，任何物质一旦掉进去，“似乎”就再不能逃出，科学研究表明，当天体的逃逸速度（即第二宇宙速度，为第一宇宙速度的2倍）超过光速时，该天体就是黑洞，在银河系中某一天体质量为地球质量的105倍，要使该天体成为黑洞，其半径应小于（已知G=6.67×10−11N⋅m2/kg2，地球的第一宇宙速度v1=7.9×103m/s，地球的半径R=6.4×106m)（ ）
A.9.0×104mB.9.0×102mC.4.0×103mD.4.0×105m

7. 一条小船要渡过一条宽度为d的河，河中水流的速度为v，小船在静水中的速度为0.8v，则下列判断正确的是（ ）
A.小船以最短的时间过河时，所用时间是dv
B.小船以最短的时间过河时，它的位移大小为54d
C.小船以最短的位移过河时，它的位移大小为d
D.小船过河的位移不可能小于54d

8. 如图所示，在粗糙的水平面上有两个完全相同的滑块，滑块与水平面间的动摩擦因数为μ，滑块通过轻杆相连，两个滑块和轻杆、轻杆和轻杆之间通过铰链相连接，现用恒力F竖直作用于两杆间的铰链上，滑块沿水平面运动，直到轻杆恰好水平，该过程中下列判断正确的是（ ）

A.轻杆对滑块的作用力越来越大
B.滑块受到的摩擦力越来越大
C.滑块对地面的压力越来越大
D.滑块的加速度先增大后减小
二、多选题

学校运动会上的趣味项目“骑车投球比赛”，选手沿规定直轨道匀速骑行过程中，将手中小球沿垂直于骑行方向水平抛向地面上的塑料筐O中，如图所示，A点是轨道上离框最近的点．某次选手以v1的速度骑行，在距A点为L的B点将小球以速度v2水平抛出，小球落在P点．重新骑行，该选手要想将球投入筐中（不计筐的高度），则投掷时可以（ ）

A.增大v1，增大LB.增大v2，减小L
C.同时增大v1、v2D.增大v1同时减小v2

2022我国将举办第24届冬季奥林匹克运动会，跳台滑雪是冬奥会中最具观赏性的项目之一，我国体育健儿积极备战，某次训练中运动员由助滑道末端点水平飞出，经时间t0距离着陆坡最远，然后落在着陆坡上，已知着陆坡的倾角为θ，重力加速度为g，不计运动员受到的空气阻力，则（ ）

A.运动员在空中运动的时间为2t0
B.运动员水平飞出的速度大小为gt0tanθ
C.运动员落在着陆坡的速度为gt0tanθ4tan2θ+1
D.落在着陆坡时运动员的速度方向与水平方向的夹角为2θ

我国第一个火星探测器天问一号于2020年7月23日在文昌航天发射场由长征五号遥四运载火箭发射升空，并与2021年2月10成功进入火星轨道，若火星可视为质量均匀分布的球体，探测器测得火星表面的重力加速度在两极的大小为g1，在火星赤道的大小为g2，星球自转的周期为T，引力常量为G，则下列判断正确的是（ ）
A.g2一定小于g1
B.火星的半径可表示为R=g1+g2T24π2
C.火星的质量可表示为M=g2g1−g22T416Gπ4
D.火星的密度可表示为3πg1GT2|g1−g2|

如图所示，细线一端拴接物块、细线的另一端被缠绕在轮轴上，轮轴在动力作用下逆时针转动，转动角速度随时间变化的关系是ω=12t2（单位：rad/s），已知物块质量m=1kg，轮轴的半径R=0.5m，细线足够长，在0∼2s时间内，下列判断正确的是（ ）

A.物体处于失重状态
B.物体上升的加速度越来越大
C.物体上升的平均速度大于0.5m/s
D.物体上升的高度小于1m
三、实验探究题

很多智能手机都有加速度传感器，安装相应的APP就能测任意方向的加速度，某同学利用如图所示的装置探究加速度与合外力的关系，利用力传感器测量细线上的拉力，利用手机测量加速度．

（1）这个实验仪器和传统的实验仪器相比较，本实验在操作中是否要满足钩码的质量远远小于小车的质量？________（填“需要”或“不需要”）

（2）这个实验仪器和传统的实验仪器相比较，本实验在操作中是否需要调整导轨的倾斜程度，平衡小车的摩擦力________？（填“需要”或“不需要”）

（3）某次释放小车后，力传感器的示数为F，通过天平测得小车和手机的总质量为M，动滑轮和钩码的总质量为m，不计滑轮的摩擦，则小车的加速度理论上应等于 _________．
A.a=F2MB.a=FM C.a=mg−2FMD.a=2FM
四、解答题

铁路转弯处的弯道半径r是根据地形决定的，弯道处要求外轨比内轨高，其内外高度差h的设计不仅与r有关，还取决于火车在弯道上的行驶速率，下表格中是铁路设计人员技术手册中弯道半径r及与之相对应的轨道的高度差h．

（1）观察表中数据，总结出h与r关系的表达式为：________，并求出当r=440m时，h的设计值应为________m．

（2）铁路建成后，火车以标准速率通过弯道时，内外轨道均不向车轮施加侧面压力，已知我国铁路内外轨的间距L=1.500m，结合表中数据，算出我国火车的转弯标准速率v=________m/s．（路轨倾角很小，正弦值按正切值处理，g=10m/s2，计算结果可以根式表示）

（3）随着人均生活节奏加快，对交通运输的快捷提出了更高的要求，为了提高运输能力，国家对铁路不断进行提速，这就要求铁路转弯标准速率也需要提高，请根据上述计算原理和上述表格分析提速时应采取怎样的有效措施？________．

执行我国第一次自主火星探测任务的“天问一号”2020年7月23日在文昌航天发射场由长征五号遥四运载火箭发射升空，2021年2月10日左右，也就是除夕前后，“天问一号”进行了近火制动，开启环绕火星之旅．已知火星的半径为R，火星表面处重力加速度为g0，引力常量为G，天问一号绕火星圆周运动的周期为T．求：
（1）火星的质量M；

（2）火星的第—宇宙速度v1；

（3）“天问一号”卫星离火星表面高度h．

驾驶员驾车时拨打接听手持电话、观看电视等行为极易引发交通事故，一辆汽车在平直公路上以速度v0=72km/h匀速行驶，其正前方有一辆电动三轮车正以v=21.6km/h的速度匀速行驶，两车相距d=63.5m时，汽车司机低头看手机短信，t0=4s后才发现前方的电动三轮车，汽车司机立即减速，减速加速度大小a=5m/s2．求：
（1）汽车和电动三轮车是否会发生交通事故？若不发生求二者之间的最小距离；若会发生，求汽车司机发现电动三轮车后经多长时间二者相碰？

（2）若汽车司机没有低头看手机，二者间距为d=63.5m时就发现前方的的电动三轮车，立即以a=5m/s2的加速度减速，是否会发生事故？

如图所示在xOy竖直平面内，由A点斜向上抛出一质量为m可视为质点的小球，B和C是小球运动轨迹上的两点，如图所示，其中l0为已知量，小球所受阻力忽略不计，重力加速度为g．求：

（1）小球从A到C过程所经历的时间；

（2）小球经过C点时的速率．
参考答案与试题解析
2020-2021学年安徽省亳州某校高一下学期期中考试（理科） (物理)试卷
一、选择题
1.
【答案】
B
【考点】
物体做曲线运动的条件
【解析】

【解答】
解：物体受恒力也可能做曲线运动，如平抛运动，A错误；
物体做曲线运动时速度与加速度方向一定不同，B正确；
物体做曲线运动时，速度的方向一定都改变，大小不一定改变，C错误；
物体做匀速圆周运动时所受合外力的方向一定指向圆心，做变速圆周运动时不指向圆心，D错误．
故选B．
2.
【答案】
D
【考点】
国际单位制
物理量单位推导
【解析】

【解答】
解：牛顿是国际单位制中的单位，但不是基本单位，A错误；
由F=Gm1m2r2知G=Fr2m1m2，故万有引力常量的单位N⋅m2kg2，B错误；
摩擦因数μ=fFN，故无单位，选项C错误；
速度的变化率即加速度，单位为m/s2，D正确．
故选D．
3.
【答案】
A
【考点】
斜抛运动
【解析】

【解答】
解：斜抛运动由于只受重力，根据运动的分解可知水平速度保持不变，而竖直分速度均匀变化，根据Δv=at=gt可知，A正确．
故选A．
4.
【答案】
D
【考点】
水平面内的圆周运动-重力
【解析】

【解答】
解：匀速圆周运动，由重力和绳的拉力的合力提供向心力，如图所示：
则有mgtanθ=mω2r，
由几何关系有r=htanθ=Lsinθ，
整理得ω=gLcsθ=gh．
故选D．
5.
【答案】
D
【考点】
离心现象
水平面内的圆周运动-摩擦力
【解析】

【解答】
解：设两个小朋友的质量为m，手的拉力大小为F，
当转盘转动到两个小朋友刚好未发生滑动时对小朋友甲：
μmg−F=mω2r甲，
对小朋友乙μmg+F=mω2r乙，
松开手，对小朋友甲f甲=mω2r甲，
故小朋友甲受到的静摩擦力小于最大静摩擦力，能继续做圆周运动，小朋友乙的最大静摩擦力不足以提供向心力，故小朋友乙做离心运动．
故选D．
6.
【答案】
B
【考点】
第一宇宙速度
【解析】

【解答】
解：设该天体的半径为地球半径的k倍，则该天体的第一宇宙速度为v=GM′R′，
要使该天体成为黑洞， 2×GM′R′≥c，
即R′≤2GM′c2=2×105v12Rc2=2×105×7.9×1032×6.4×1063.0×1082m≈9.0×102m．
故选B．
7.
【答案】
D
【考点】
小船渡河问题
【解析】

【解答】
解：当船头始终与河岸垂直，小船过河时间最短，小船到达对岸下游，渡河时间tmin=d0.8v=5d4v，小船沿河岸方向的x=54d位移，由于水流的速度大于小船在静水中的速度，故小船不可能到达正对岸，当船头与河岸成θ角， sinθ=45，即sinθ=53∘时，小船的位移最小，最小位移smin=54d．
故选D．
8.
【答案】
A
【考点】
解析法在动态平衡问题中的应用
【解析】

【解答】
解：设两轻杆之间的夹角为2θ，把F沿杆方向分解，则沿杆方向的分力为F1=F2csθ，θ角增大，F1增大，故A正确；
对整体受力分析可知，滑块与水平面间的压力竖直方向受FN=mg+F2，故滑块受到的摩擦力f=μmg+F2，大小恒定，故BC错误；
轻杆对滑块的水平作用力F2=F2tanθ，θ角增大，F2增大，故滑块的加速度越来越大，故D错误．
故选A．
二、多选题
【答案】
B,C
【考点】
平抛运动基本规律及推论的应用
运动的合成与分解
【解析】
利用运动的分解结合平抛运动的位移公式可以判别需要增大平抛运动的初速度；还需要增大沿骑行方向的速度或者减小抛出点与A的距离。
【解答】
解：小球的运动可分解为垂直骑行方向的平抛运动和沿骑行方向的匀速直线运动，由图可知，要想将球投入筐中，必须增加平抛的水平位移，由于小球运动时间一定，因此必须增大v2，而v1的大小与抛出点的位置有关，故要减小L或者增加v1．
故选BC．
【答案】
A,C
【考点】
斜面上的平抛问题
【解析】

【解答】
解：当运动员的速度方向与着陆坡平行时，距离着陆坡最远，分解速度可知gt0=v0tanθ，故v0=gt0tanθ，故B错误；
由对称性可知，运动员在空中运动的时间为2t0，故A正确；
运动员落在着陆坡上时vy=2gt0，故速度大小为v=v02+vy2=gt0tanθ4tan2θ+1，故C正确；
设落在着陆坡时运动员的速度方向与水平方向的夹角为α，故tanα=2tanθ，即α≠2θ，故D错误．
故选AC．
【答案】
A,D
【考点】
万有引力定律及其应用
【解析】

【解答】
解：在星球两极，物体所受重力等于万有引力，在星球赤道处，物体所受万有引力与支持力的合力提供向心力，故g1一定大于g2 ，故A正确；
有mg1=GMmR2，GMmR2−mg2=m4π2T2R ，
解得，M=g1R2G，R=g1−g2T24π2，故BC错误；
又ρ=MV=3M4πR3，联立解得星球密度ρ=3πg1GT2|g1−g2|，故D正确．
故选AD．
【答案】
B,D
【考点】
线速度、角速度和周期、转速
v-t图像（匀变速直线运动）
超重和失重
【解析】

【解答】
解：物体上升的速度v=ωR=14t2，作出v−t图像如图：
由图像可知物体的加速度与速度方向一致，竖直向上，物体超重，故A错误；
由图像可知物体上升的加速度越来越大，故B正确；
2s末物体的速度v2=14×22m/s=1m/s，平均速度小于0.5m/s，位移小于1m，故D正确，C错误．
故选BD．
三、实验探究题
【答案】
（1）不需要
（2）需要
B
【考点】
探究加速度与物体质量、物体受力的关系
【解析】
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【解答】
解：（1）合外力大小是用力的传感器测量的，不是用钩码的质量代替的，故不需要满足钩码的质量远远小于小车的质量．
（2）合外力是绳子的拉力，所以必须把摩擦力平衡掉才行．
（3）以小车和手机为研究对象，其所受合外力为F，根据牛顿第二定律F=Ma，a=FM．
故选B．
四、解答题
【答案】
（1）r×h=33m2,0.075
（2）255或14.8
（3）增大h或增大r或减小L
【考点】
水平面内的圆周运动-重力
【解析】



【解答】
解：（1）由图中数据可知r×h=33(m2)，当r=440m时代入数据可知h=0.075m．
（2）火车转弯时mgtanθ=mv2r，tanθ≈sinθ=hL，解得v=ghrL，带入数据可知v=220m/s≈14.8m/s．
（3）由v=ghrL可知增大h或增大r或减小L．
【答案】
（1）火星的质量M=g0R2G；
（2）火星的第—宇宙速度v1=g0R；
（3）“天问一号”卫星离火星表面高度h=3g0R2T24π2−R．
【考点】
天体质量或密度的计算
第一宇宙速度
万有引力定律及其应用
【解析】



【解答】
解：（1）质量为m的物体在火星表面受到的万有引力等于物体的重力，
即GMmR2=mg0，
解得M=g0R2G．
（2）第一宇宙速度为近火卫星运行速度，万有引力提供向心力得：
GMmR2=mv12R，
GM=g0R2，
联立解得v1=g0R．
（3）“天问一号”卫星做圆周运动，
GMmr2=m2πT2r，
r=R+h，
解得h=3g0R2T24π2−R．
【答案】
（1）汽车和电动三轮车会发生交通事故，汽车司机发现电动三轮车后经过0.6s二者相碰．
（2）不会发生事故．
【考点】
匀变速直线运动规律的综合运用
【解析】


【解答】
解：（1）设经过时间t1两车速度相等时，
则v=v0−at1，
即6=20−5t1，
t1=2.8s，
汽车的总位移x1=v0t0+t1−12at12，
代入数据解得x1=116.4m，
电动三轮车的位移x2=vt0+t1，
代入数据解得x2=40.8m，
x1−x2=76.5m>63.5m，故会发生事故，
设两车经时间t2相撞：
v0t0+t2−12at22=d+vt0+t2，
代入解得t2=0.6s．
（2）若汽车司机没有看手机，则两车速度相等时汽车的位移：
x1′=v0t1−12at12=36.4m，
电动三轮车的位移x2′=vt1=16.8m，
x1′−x2′=19.6m<63.5m，
故不会发生事故．
【答案】
（1）小球从A到C过程所经历的时间为32l0g；
（2）小球经过C点时的速率为17gl02．
【考点】
斜抛运动
【解析】


【解答】
解：（1）小球水平方向做匀速直线运动，竖直方向做匀变速直线运动，由对称性可知轨迹最高点D在y轴上，
设tAD=tDB=T且tBC=T，
则yD=12gT2，
从D到C做类平抛运动，沿y轴方向：
yD+3l0=12g2T2，
解得T=2l0g，
则A→C过程所经历的时间t=3T=32l0g．
（2）粒子由D到C过程中：
x轴方向：2l0=vD×2T，
y轴方向：vCy=g×2T，
vC2=vD2+vCy，
解得vC=17gl02．弯道半径r(m)
660
330
220
165
132
110
内外轨高度差hm
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30