2021-2022学年宁夏回族自治区银川市一中高一下学期期中考试 物理试题

银川一中2021/2022学年度（下）高一期中考试

物 理 试 卷

一、单项选择题：（每小题仅有一个正确答案，每题3分，共36分）

1. 后人尊称开普勒为“天空立法者”，下列关于开普勒行星运动定律的内容或理解正确的是（　　）

A. 有的行星轨道是正圆，有的行星轨道是椭圆

B. 对某一颗行星，离太阳比较近时运行的速度比较快

C. 行星公转周期与半径的三次方成正比

D. 行星和太阳间的引力与行星到太阳间的距离平方成反比

【答案】B

【解析】

【详解】A．所有行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上，故A错误；

B．开普勒第二定律叫面积定律，对同一个行星而言，在相等时间内扫过的面积相等，因此所有行星离太阳比较近的时候，运行的速度比较快，故B正确；

C．由开普勒第三定律可知，所有行星的轨道半长轴的三次方跟公转周期的二方的比值都相等，故C错误；

D．行星和太阳间的引力与行星到太阳间的距离平方成反比不是开普勒行星运动定律的内容，故D错误。

故选B。

2. 关于曲线运动，以下说法中错误的是（　　）

A. 做曲线运动的物体的速度一定是变化的

B. 做曲线运动的物体的合力一定不为零

C. 做曲线运动的物体的合力与速度一定不共线

D. 做圆周运动的物体的合力方向一定指向圆心

【答案】D

【解析】

【详解】A．曲线运动某点的速度是该点的切线方向，所以做曲线运动的物体速度方向必定改变，速度一定是变化的，故A正确，不符合题意；

BC．物体做曲线运动的条件是：受到的合外力和速度方向不在同一条直线上，故物体受到的合外力一定不为零，故BC正确，不符合题意；

D．只有做匀速圆周运动的物体所受合力方向始终指向圆心，非匀速圆周运动物体所受合力方向一般不指向圆心，故D错误，符合题意。

故选D。

3. 下列关于万有引力定律的说法中正确的是（　　）

A. 两物体间的万有引力不遵循牛顿第三定律

B. 两物体间的距离趋近0时，物体不能看成质点

C. 只适用于质量半径较小的天体，天体半径大就不能用此公式计算万有引力

D. 牛顿总结得出万有引力定律的表达式，同时也测定出了引力常量G的数值

【答案】B

【解析】

【详解】A．万有引力定律适用于任何两个可以看成质点的物体之间或均质球体之间的引力计算，说明两个物体间的万有引力是相互作用的两个力，因此遵循牛顿第三定律，总是大小相等、方向相反，A错误；

B．两物体间的距离趋近0时，物体不能看成质点，公式不再适用，B正确；

C．适用于任何两个可以看成质点的物体之间或均质球体之间的引力计算，C错误；

D．牛顿总结得出万有引力定律的表达式，公式中引力常量G的值是卡文迪许通过实验测出来的，故D错误。

故选B。

4. 在街头的理发店门口，常可以看到有这样的标志：一个转动的圆筒，外表有彩色螺旋斜条纹，我们感觉条纹在沿竖直方向运动，但实际上条纹在竖直方向并没有升降，这是由于圆筒的转动而使我们的眼睛产生的错觉。如图所示，假设圆筒上的条纹是围绕圆筒的一条宽带，相邻两圈条纹在沿圆筒轴线方向的距离（即螺距）为L=10cm，圆筒沿逆时针方向（俯视）。以的转速匀速转动，我们感觉到的升降方向和速度大小分别为（　　）

A. 向上，30cm/s B. 向上，20cm/s

C. 向下，30cm/s D. 向下，20cm/s

【答案】C

【解析】

【详解】当圆筒沿逆时针方向（俯视）匀速转动时，在正视图下，圆筒轴线左侧的条纹下边缘向右平移，使我们感觉到条纹在向下运动。根据条纹运动的周期性可知，圆筒每转过一周，条纹向下运动一个螺距，由题意可知圆筒旋转一周所用时间为

我们感觉到条纹的速度大小为

故选C。

5. 物体在恒力F1、F2、F3的共同作用下做匀速直线运动，若突然撤去恒力F1，则物体的运动情况是（　　）

A. 一定做匀变速直线运动 B. 可能做匀速直线运动

C. 可能做曲线运动 D. 速度大小一定增加

【答案】C

【解析】

【详解】撤去，其余力的合力与F1等值、反向、共线，与速度方向不共线时，物体做匀变速曲线运动，共线时做匀变速直线运动，当合力的方向与速度的方向相反时，物体做加速运动，故C正确，ABD错误．

点睛：本题关键是明确：多力平衡时，任意一个力必定与其余所有力的合力等值、反向、共线；当合力与速度共线时，物体做直线运动；当合力与速度不共线时，物体做曲线运动．

6. 在杂技表演中，猴子沿竖直杆向上做初速度为0、加速度为a的匀加速运动，同时人顶着直杆以速度v0水平匀速前进，经过时间t，猴子沿杆向上移动的高度为h，人顶杆沿水平地面移动的距离为x，如图所示．关于猴子的运动情况，下列说法中正确的是（  ）

A. 相对地面的运动轨迹为直线

B. 相对地面做匀变速曲线运动

C. t时刻猴子相对地面的速度大小为v0＋at

D. t时间内猴子相对地面的位移大小为2

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】A．猴子在水平方向上做匀速直线运动，竖直方向上做初速度为0的匀加速直线运动，猴子相对地面的运动轨迹为曲线，A错误；

B．因为猴子受到的合外力恒定(加速度恒定)，所以相对地面猴子做的是匀变速曲线运动，B正确；

C．t时刻猴子对地的水平速度为v0，竖直速度为at，因此和速度大小为

v＝

C错误；

D．t时间内猴子对地的位移大小为

s＝

D错误。

故选B。

7. 如图甲所示，用一轻质绳拴着一质量为m的小球，在竖直平面内做圆周运动（不计一切阻力），小球运动到最高点时绳对小球的拉力为T，小球在最高点的速度大小为v，其Tv2图像如图乙所示，则（      ）

A. 轻质绳长

B. 当地的重力加速度为

C. 当时，轻质绳的拉力大小为

D. 当时，小球受到的弹力大于重力

【答案】A

【解析】

【详解】AB．设轻质绳长为R，由牛顿第二定律可知，小球在最高点满足

即

由图乙可知

，

所以

，

故A正确，B错误；

C．当时，有

将g和R的值代入得

故C错误；

D．当时，由

可得

故小球受到的拉力与重力相等，故D错误。

故选A。

8. 如图所示的四种情形中，防止离心现象的是（　　）

A. 甲图火车转弯时，不得超速通过

B. 乙图民间艺人在制作棉花糖

C. 丙图仪器通过高速旋转分离血液成分

D. 丁图洗衣机甩干时内筒在高速旋转

【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】A．火车转弯时，按规定速度通过是为了防止离心现象，故A正确；

B．制作“棉花糖”的过程中，糖熔化后被甩出，做离心运动，是应用了离心现象，故B错误；

C．通过高速旋转分离血液成分，是应用了离心现象，故C错误；

D．洗衣机脱水利用了水在高速旋转，附着力小于向心力时做离心运动，是应用了离心现象，故D错误。

故选A。

9. 在某玻璃自动切割生产线上，宽的成型玻璃板以的速度匀速向前运动，在切割工序处，金刚钻的割刀速度为，为了使割下的玻璃都成规定尺寸的矩形，则下列说法正确的是（　　）

A. 金刚钻的割刀速度与玻璃板的运动方向成

B. 金刚钻的割刀速度与玻璃板的运动方向成

C. 切割一次的时间为

D. 切割一次的时间为

【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】AB．设金刚钻的割刀的轨道与玻璃的夹角为α，因为合速度与玻璃垂直，则平行四边形定则可知

则金刚钻的割刀速度与玻璃板的运动方向成 30°，故A正确，B错误；

CD．合速度的大小为

在切割时间为

故CD错误。

故选A。

10. 嫦娥五号是中国探月工程三期发射的月球探测器，是中国首个实施无人月面取样返回的探测器，助力了月球成因和演化历史等科学研究。为了了解相关信息，小明同学通过网络搜索获取了地月系统的相关数据资料如下表：

已知万有引力常量G，根据这些数据可以估算出的物理量是（　　）

A. 月球半径 B. 月球质量 C. 太阳的质量 D. 地月之间的距离

【答案】D

【解析】

【详解】AB．根据题中条件无法计算出月球半径，根据月球表面物体重力等于万有引力，可得

解得

可知，月球质量也无法求出。故AB错误；

C．根据题中信息无法计算太阳的质量。故C错误；

D．根据

解得

结合表格中数据，可以计算地月之间的距离。故D正确。

故选D。

11. 如图所示，在斜面顶端的A点以速度v0平抛一小球，经t1时间落到斜面上B点处，若在A点将此小球以速度0.5v0水平抛出，经t2时间落到斜面上的C点处，以下判断正确的是（　　）

A AB∶AC=2∶1 B. AB∶AC=4∶1

C. t1∶t2=4∶1 D. t1∶t2=∶1

【答案】B

【解析】

【详解】由平抛运动的特点可知

即

可得

平抛运动的位移为

联立

可得

故ACD错误，B正确。

故选B。

12. 如图所示，有一足够长的小车静止在光滑水平面上，小车质量，小车上静止地放置着质量的木块，木块和小车间的动摩擦因数，现用水平恒力拉小车（），下列说法正确的是（　　）

A. 当时，M、m没有发生相对滑动

B. 当时，M、m发生了相对滑动

C. 当小车的加速度时，木块受到的摩擦力

D. 当小车的加速度时，木块受到的摩擦力

【答案】D

【解析】

【详解】AB．木块受到的最大静摩擦为

木块的最大加速度为

木块和小车不发生相对滑动时，由牛顿第二定律得

解得

可知当时，M、m没发生相对滑动，当时，M、m没发生了相对滑动，故AB错误；

C．当小车的加速度为时，木块和小车没有发生相对滑动，则对木块由牛顿第二定律得

故C错误；

D．当小车的加速度时，木块和小车发生相对滑动，则木块受到的摩擦力为滑动摩擦力，即最大静摩擦力为10N，故D正确。

故选D。

二、多项选择题∶（本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，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，不选或有选错的得0分）。

13. 河水的流速随离河岸的距离的变化关系如图甲所示，船在静水中的速度与时间的关系如图乙所示，经过一段时间该船成功渡河，则下列说法正确的是（    ）

A. 船渡河的航程可能是300m

B. 船在河水中的最大速度可能是

C. 船渡河的时间不可能少于100s

D. 若船头与河岸垂直渡河，船在河水中航行的轨迹是一条直线

【答案】BC

【解析】

【详解】A．因河流中间部分水流速度大于船在静水中的速度，因此船渡河的合速度不可能垂直河岸，则位移不可能是300m，选项A错误；

B．若船头垂直河岸，则当水流速最大时，船的速度最大

选项B正确；

C．当静水速与河岸垂直时，渡河时间最短

选项C正确；

D．船在沿河岸方向上做变速运动，在垂直于河岸方向上做匀速直线运动，两运动的合运动轨迹是曲线，选项D错误。

故选BC。

14. 如图所示，一名运动员在水平面上进行跳远比赛，腾空过程中离水平面的最大高度为，起跳点与落地点的水平距离为，运动员可视为质点，不计空气阻力，取重力加速度，则运动员（    ）

A. 在空中的运动时间为

B. 在最高点时的速度大小为

C. 落地时的速度大小为

D. 落地时速度方向与水平面所成的夹角为45°

【答案】AD

【解析】

【详解】A．腾空过程中离地面的最大高度为H，落地过程中，做平抛运动，根据运动学公式

可得从最高点落地时间

t=0.5s

运动员在空中的时间为

t′=2t=1.0s

故A正确；
B．运动员在空中最高点的速度即为运动员起跳时水平方向的分速度，根据分运动与合运动的等时性，则水平方向的分速度

故B错误；

C．落地时竖直方向的速度

落地速度大小为

故C错误；

D．落地时速度方向与水平面所成的夹角的正切值为

解得

θ=45°

故D正确。

故选AD。

15. 如图所示，一位同学玩飞镖游戏。圆盘最上端有一点P，飞镖抛出时与P在同一竖直面内等高，且距离P点为当飞镖以初速度垂直盘面瞄准P点抛出的同时，圆盘以经过盘心O点水平轴在竖直平面内匀速转动。忽略空气阻力，重力加速度g，若飞镖恰好击中P点，则（　　）

A. 飞镖击中P点所需的时间为 B. 圆盘的半径为

C. 圆盘转动角速度的最小值为 D. P点随圆盘转动的线速度可能为

【答案】AD

【解析】

【详解】A．飞镖水平抛出做平抛运动，在水平方向做匀速直线运动，因此

故A正确；
B．飞镖击中P点时，P恰好在最下方，则

解得圆盘的半径

故B错误；
C．飞镖击中P点，则P点转过的角度满足

故

则圆盘转动角速度的最小值为，故C错误；
D．P点随圆盘转动的线速度为

当时

故D正确。
故选AD。

16. 物块B套在倾斜杆上，并用轻绳绕过定滑轮与物块A相连（定滑轮体积大小可忽略），今使物块B沿杆由点M匀速下滑到N点，运动中连接A、B的轻绳始终保持绷紧状态，在下滑过程中，下列说法正确的是（   ）

A. 物块A的速率先变大后变小

B. 物块A的速率先变小后变大

C. 物块A始终处于超重状态

D. 物块A先处于失重状态，后处于超重状态

【答案】BC

【解析】

【详解】AB．将B的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，如图，

根据平行四边形定则，沿绳子方向的速度为

可知θ在增大到90°的过程中，A的速度方向向下，且逐渐减小；由图可知，当B到达P点时，B与滑轮之间的距离最短，θ=90°，A的速度等于0，随后A向上运动，且速度增大；所以在B沿杆由点M匀速下滑到N点的过程中，A的速度先向下减小，然后向上增大，故A错误，B正确；

CD．物体A向下做减速运动和向上做加速运动的过程中，加速度的方向都向上，所以A始终处于超重状态．故C正确，D错误；

故选BC．

【点睛】解决本题的关键知道A沿绳子方向上的分速度等于B的速度，以及知道除超重状态时物体的加速度的方向向上，失重状态时加速度的方向向下即可．

17. 如图所示是两个圆锥摆，两个质量相等、可以看做质点的金属小球有共同的悬点，在相同的水平面内做匀速圆周运动，下面说法正确的是（　　）

A. B球对绳子的拉力较大

B. A球圆周运动的向心力较大

C. B球圆周运动的线速度较大

D. AB球圆周运动的周期一样大

【答案】ACD

【解析】

【详解】假设绳子拉力为T，匀速圆周运动的半径为r，角速度为，细绳与竖直方向的夹角为

由图像受力分析如图所示

根据重力与绳子的合力提供向心力，则有

联立解得

A．两球质量相同，由图像可知A球细绳与竖直方向夹角较小，故A球绳子的拉力较小，故A正确；

B．结合以上受力分析可知，相信力的大小为

两球质量相同，由图像可知A球细绳与竖直方向夹角较小，值较小，故A球圆周运动向心力较小，故B错误；

C．由，可得线速度为

由线速度与角速度关系式可知，线速度大小为

由图像可知A球圆周运动半径r较小，A球细绳与竖直方向夹角也较小，根据上式可知，A球线速度较小，B球线速度较大，故C正确；

D．由，可得线速度为

设细绳长度为L，根据几何关系得知圆周运动的半径为，代入上式可得

由于两球在同一个水平面，距离与悬点O的高度相同，设高度为H，则

得

故两球角速度相同，由角速度与周期关系公式，得两球周期相同，故D正确；

故选ACD。

18. 一光滑宽阔的斜面，倾角为θ，高为h，现有一小球在A处以水平速度v0射出，最后从B处离开斜面，下列说法正确的是（　　）

A. 小球受合力始终与速度垂直

B. 小球的加速度为gsinθ

C. 小球从A处到达B处所用的时间为

D. 小球到达B处的水平方向位移大小

【答案】BC

【解析】

【详解】A．小球受重力和支持力两个力作用，合力沿斜面向下，与初速度方向垂直，做类平抛运动。所以小球受合力不会始终与速度垂直。故A错误；

B．根据牛顿第二定律，可知小球的加速度为

故B正确；

C．小球沿合力方向做初速度为零的匀加速直线运动，有

又

联立，可得

故C正确；

D．小球沿初速度方向位移为

小球在沿加速度方向的位移的水平分位移为

则小球到达B处的水平方向位移大小为

故D错误。

故选BC。

三、实验题（共10分）

19. 某同学用如图甲所示装置做探究向心力大小与线速度大小的关系实验。装置中光滑水平直杆随竖直转轴一起转动，一个滑块套在水平光滑杆上，用细线将滑块与固定在竖直转轴上的力传感器连接，当滑块随水平杆一起转动时，细线的拉力就是滑块做圆周运动需要的向心力。拉力的大小可以通过力传感器测得。滑块转动的线速度通过速度传感器测得。

（1）要探究影响向心力大小的因素，采用的方法是___________。

A控制变量法    B.等效替代    C.微元法    D.放大法

（2）实验中多次改变竖直转轴转动快慢，测得多组力传感器的示数F及速度传感器的示数v，若测得滑块做圆周运动的半径为，由作出的的图线可得滑块与速度传感器的总质量___________。（结果保留两位有效数字）

【答案】    ①. A    ②. 0.18

【解析】

【分析】

【详解】（1）[1]要探究影响向心力大小的因素，采用的方法是控制变量法，故选A。 

（2）[2]根据

可得F-v2图像的斜率

解得

m=0.18kg

20. 图甲是某种“研究平抛运动”的实验装置，斜槽末端口N与小球离地面的高度均为H，实验时，当P小球从斜槽末端飞出与挡片相碰，立即断开电路使电磁铁释放Q小球，发现两小球同时落地，改变H大小，重复实验，P、Q仍同时落地。

（1）关于实验条件的说法，正确的有__________；

A.斜槽轨道末段N端必须水平

B.斜槽轨道必须光滑

C.P小球可以从斜槽上不同的位置无初速度释放

D.P小球每次必须从斜槽上相同的位置无初速度释放

（2）若用一张印有小方格（小方格的边长为L=2.5cm，）的纸记录P小球的轨迹，小球在同一初速平抛运动途中的几个位置如图乙中的a、b、c、d所示，重力加速度g=10m/s2。则：P小球在b处的瞬时速度的大小为vb=__________m/s。

【答案】    ①. AC    ②. 1.25

【解析】

【详解】(1)[1]A．斜槽轨道末段N端必须水平，以保证小球做平抛运动。故A正确；

B．本实验只要求保证小球做平抛运动，斜槽轨道是否光滑不影响实验结果。故B错误；

CD．P小球每次可以从斜槽上不相同的位置无初速度释放，因为不用保证每次小球的初速度相同。故C正确；D错误。

故选AC。

(2)[2]小球做平抛运动由图可知a到b与b到c水平位移相同，所用时间相等，设为T，有

水平方向

竖直方向

P小球在b处的瞬时速度的大小为

联立，可得

四、计算题：本题4小题，共计30分，解答时写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后的结果不得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

21. 如图所示，传送带与地面的倾角θ＝37°，从A端到B端的长度为16m，传送带以v0＝10m/s的速度沿逆时针方向转动．在传送带上端A处无初速地放置一个质量为0.5kg的煤块，它与传送带之间的动摩擦因数为μ＝0.5，求：（sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）

（1）物体刚刚放上传送带时候的加速度大小a；

（2）物体从A端运动到B端过程的所需时间。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）物体刚刚放上传送带时，对物体受力分析，如图（a）

由牛顿第二定律可知

代入数据解得

物体刚刚放上传送带时候的加速度大小为。

（2）物体加速至与传送带速度相等时需要的时间，根据

则

第一段加速滑行得位移，根据

代入数据解得第一段加速滑行得位移

由，可知物体加速到时仍未到达B点，对物体受力分析，如图（b）

根据牛顿第二定律

代入数据解得

物块加速到B点，根据

代入数据解得

，（舍去）

物体从A端运动到B端所需时间

22. 2021年10月16日、神舟十三号载人飞船顺利将翟志刚、王亚平、叶光富3名航天员送入太空，假设神舟十三号载人飞船在距地面高度为h的轨道做圆周运动，已知地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G，求：

（1）神舟十三号载人飞船轨道处的重力加速度；

（2）神舟十三号载人飞船运行的周期；

（3）地球的平均密度。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）地球表面满足

①

离地高为h，有   

②

由①、②得

（2）离地高为h，有    

③

由①、③得

（3）由①可得

根据密度公式得

23. 如图所示，摩托车做腾跃特技表演，沿曲面冲上高0.8m的水平高台，接着以4m/s的水平速度离开平台，落至地面时，恰能无碰撞地沿圆弧切线从A点切入光滑竖直圆弧轨道，并沿轨道下滑。A、B为圆弧两端点，其连线水平。已知圆弧半径为2m，人和车的总质量为200kg，特技表演的全过程中，空气阻力不计。（计算中取g=10m/s2）求

（1）从平台飞出到A点，人和车运动的水平距离s；

（2）从平台飞出到达A点时的速度大小。

（3）若已知人和车运动到圆弧轨道最低点O时的速度为6m/s，求此时人和车对轨道的压力大小。

【答案】（1）1.6m；（2）；（3）5600N

【解析】

【详解】（1）摩托车从平台到A点做平抛运动，根据平抛运动的规律可得，竖直方向有

水平方向有

s=vt

可得

（2）摩托车落至A点时其竖直方向的分速度

vy=gt=4m/s

到达A点时速度

（3）对摩托车受力分析可以知道，摩托车受到指向圆心方向的合力作为圆周运动的向心力，所以有

将v′=6m/s代入可得

N=5600N

由牛顿第三定律可以知道，人和车在最低点O时对轨道的压力大小为5600N。

24. 如图所示，匀速转动的水平圆盘上放有质量均为m的小物体A、B，AB间用细线沿半径方向相连。A、B到转轴的距离分别为、。A、B与盘面间的最大静摩擦力均为重力的倍。g取，试求：

（1）当细线上开始出现张力时圆盘的角速度；

（2）当A开始滑动时圆盘的角速度；

（3）在A即将滑动时，烧断细线，A、B将分别做什么运动？

【答案】（1）；（2）ω=4rad/s；（3）A继续做圆周运动，B做离心运动

【解析】

【详解】（1）当细线上开始出现张力时，表明B与盘间的静摩擦力已达最大，则

μmg=mω02rB

解得

圆盘的角速度为。

（2）当A开始滑动时，表明A与盘间的静摩擦力也已达最大，则

对A有

对B有

FT+μmg=mω2rB

联解得此时圆盘的角速度为

ω=4rad/s

A开始滑动时圆盘的角速度为4rad/s。

（3）烧断细线，A与盘间静摩擦力减小，继续随盘做半径为RA=10cm的圆周运动。而B由于最大静摩擦力不足以提供向心力而做离心运动。故A继续做圆周运动，B做离心运动。