广东省东莞市石龙中学2021-2022学年高一下学期期中考试物理试卷（含答案）

东莞市石龙中学2021—2022学年度第二学期期中考试试卷

高一物理

一、单项选择题：（本大题共10个小题，每小题3分，共30分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求的。）

1.在万有引力定律的发现历程中，下列叙述符合史实的是（　　）

A．卡文迪许通过实验推算出来引力常量G的值，被誉为第一个能“称量地球质量”的人

B．丹麦天文学家第谷经过多年的天文观测和记录，提出了“日心说”的观点

C．开普勒通过分析第谷的天文观测数据，发现了万有引力定律

D．伽利略利用“地—月系统”验证了万有引力定律的正确性，使得万有引力定律得到了推广和更广泛的应用

2. 如图所示，一条河岸笔直河流水速恒定，甲、乙两小船同时从河岸的A点沿与河岸的夹角均为的两个不同方向渡河。已知两小船在静水中航行的速度大小相等，则下列说法正确的是（    ）

A. 甲先到达对岸 B. 乙先到达对岸

C. 渡河过程中，甲的位移小于乙的位移 D. 渡河过程中，甲的位移大于乙的位移

3、在公园里我们经常可以看到大人和小孩都喜欢玩的一种游戏——“套圈”，如图所示是“套圈”游戏的场景。假设某小孩和大人从同一条竖直线上距离地面的不同高度处分别水平抛出两个小圆环，大人抛出圆环时的高度为小孩抛出圆环高度的倍，结果恰好都套中地面上同一物体。不计空气阻力，则大人和小孩所抛出的圆环(　　)

A．运动时间t1<t2

B．速度变化量Δv1<Δv2

C．水平初速度v1<v2

D．落地时速度大小相等

4． 如图所示为运动员在水平道路上转弯的情景，转弯轨迹可看成一段半径为R的圆弧，运动员始终与自行车在同一平面内。转弯时，只有当地面对车的作用力通过车（包括人）的重心时，车才不会倾倒。设自行车和人的总质量为M，轮胎与路面间的动摩擦因数为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。下列说法正确的是（     ）

A．转弯时自行车和人所受支持力和重力是一对平衡力

B．转弯时车受到地面的静摩擦力方向一定垂直于速度方向指向轨迹内侧

C．转弯时车受到地面的静摩擦力大小定为μMg

D．转弯速度越大，车所在平面与地面的夹角越大

5．如图（a）所示为游乐园中的旋转飞椅，可简化为如图（b）所示的模型，乘坐在吊椅上的游客甲和乙的运动均可视为匀速圆周运动，不考虑空气阻力的影响，游客甲和乙的坐椅吊绳长度不同，坐椅与游客均可视为质点，则吊绳与竖直方向夹角θ较大的游客（　　）

A．向心力方向垂直绳子向下           B．做圆周运动的半径为Lsinθ

C．θ越大，转速越大                 D．θ越大，周期越大  

6．下列说法中正确的是（　　）

A．人造卫星绕地球运动的向心力由地球对它的万有引力提供

B．由可知，当r趋于零时万有引力趋于无限大

C．赤道上的物体随着地球一起运动，所需的向心力等于地球对它的万有引力

D. 由开普勒第三定律可知，所有行星绕太阳运动做椭圆运动时，半长轴与周期满足以下关系：

7．如图，2021年11月神州十三号宇航员从“天宫号”出舱完成相关的太空作业，己知“天宫号”空间站绕地球的运行可视为匀速圆周运动，周期约为1.5 h，下列说法正确的是（　　）

A．宇航员出舱后处于平衡状态

B．宇航员出舱后处于超重状态

C．“天宫号”的角速度比地球同步卫星的小

D．“天宫号”的线速度比地球同步卫星的大

8． 滚筒洗衣机静止于水平地面上，衣物随着滚筒一起在竖直平面内做高速匀速圆周运动，以达到脱水的效果。滚筒截面如图所示，下列说法正确的是（     ）

A．衣物运动的过程中洗衣机对地面的压力不变

B．衣物运动到最低点B点时处于失重状态

C．衣物运动的过程中洗衣机对地而的摩擦力始终为0

D．衣物运动到最低点B点时受到滚筒的作用力最大

9. 飞行员的质量为m，驾驶飞机在竖直面内以速度v做匀速圆周运动，在竖直面上的圆周最高点和最低点，飞行员对座椅的压力（    ）

A. 在最低点和最高点时相等     B. 在最低点比最高点大

C. 在最低点比最高点大    D. 在最低点比最高点大

10.北京时间2021年10月16日0时23分，搭载神舟十三号载人飞船的长征二号F遥十三运载火箭，在酒泉卫星发射中心点火发射。这是我国载人航天工程立项实施以来的第21次飞行任务，也是空间站阶段的第2次载人飞行任务。飞船入轨后，在完成与空间站高难度的径向交会对接后，航天员将进驻天和核心舱，开启为期6个月的在轨驻留。已知天和号核心舱在距离地面高度为400 km的轨道上做匀速圆周运动（如图），地球半径约为6400 km。已知地球表面的重力加速度为9.8 m/s2，则下列说法正确的是（　　）

A．天和号核心舱绕地球运动的速度大于7.9 km/s

B．载人飞船需先进入空间站轨道，再加速追上空间站完成对接

C．空间站运行的速度小于地球赤道上物体随地球自转的速度

D．天和号核心舱每天绕地球公转大于15圈

二、多项选择题：（本大题共5小题，每小题4分，满分20分，每小题有两个或两个以上选项符合题目要求，全对得4分，选对但不全得2分，选错或不答得0分 。）

11.如图甲为某小区出入口采用的栅栏道闸。如图乙所示，OP为栅栏道闸的转动杆，PQ为竖杆。P为两杆的交点，Q为竖杆上的点。在道闸抬起过程中，杆PQ始终保持竖直，当杆OP绕O点从与水平方向成30°匀速转动到60°的过程中（　　）

A．P点的线速度等于Q点的线速度       B．P点的角速度大于Q点的角速度

C．P点的加速度大于Q点的加速度       D．P、Q两点的路程相同

12.在修筑铁路时，弯道处的外轨会略高于内轨。如图所示，当火车以规定的行驶速度转弯时，内、外轨均不会受到轮缘的挤压，设此时的速度大小为v，重力加速度为g，两轨所在面的倾角为θ，下说法中正确的是

A．该弯道的半径

B．当火车质量改变时，规定的行驶速度也将改变

C．当火车速率大于v时，外轨将受到轮缘的挤压

D．当火车速率小于v时，内轨将受到轮缘的挤压

13. 2011年8月，“嫦娥二号”成功进入了环绕日地拉格朗日点的轨道，我国成为世界上第三个造访该点的国家.如图所示，该拉格朗日点位于太阳和地球连线的延长线上，一飞行器处于该点，在几乎不消耗燃料的情况下与地球同步绕太阳做圆周运动，则此飞行器的（　　）

A. 线速度大于地球的线速度

B. 向心加速度大于地球的向心加速度

C. 向心力仅由太阳的引力提供

D. 向心力仅由地球的引力提供

14．探月卫星的发射过程可简化如下：首先进入绕地球运行的停泊轨道，在该轨道的P处，通过变速，进入地月转移轨道，在到达月球附近的Q点时，对卫星再次变速，卫星被月球引力俘获后成为环月卫星，最终在环绕月球的工作轨道上绕月飞行（视为圆周运动），对月球进行探测，工作轨道周期为T，距月球表面的高度为h，月球半径为R，引力常量为G，忽略其他天体对探月卫星在工作轨道上环绕运动的影响。下列说法正确的是（　　）

A．月球的质量为

B．月球表面的重力加速度为

C．探月卫星需在P点加速才能从停泊轨道进入地月转移轨道

D．探月卫星需在Q点减速才能从地月转移轨道进入工作轨道

15. 如图所示，一位同学玩飞镖游戏，圆盘最上端圆盘最上端有一P点，飞镖抛出时与P等高，且距离P点为L。当飞镖以初速度v0垂直盘面瞄准P点抛出的同时，圆盘以经过盘心O点的水平轴在竖直平面内匀速转动。忽略空气阻力，重力加速度为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. 圆盘的半径可能为

C. 圆盘转动角速度最小值为

D. P点随圆盘转动的线速度可能为

三、实验填空题：（本大题共2题.满分18分.）

16.（11分）在做研究平抛运动的实验时，通过描点法画出小球平抛运动的轨迹。

（1）实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端　    　  （选填“水平”或“竖直”）．每次让小球从________（选填“相同”或者“不同”）位置由静止释放，是为了每次平抛　           　．

（2）若用一张印有小方格的纸记录小球平抛的轨迹，小方格的边长为10cm，小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，则小球由a点运动到b点的时间为t=    　  ，平抛的初速度为v0 =       （g=10m/s2）。

17. （7分）用如图所示的装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系．两个变速轮塔通过皮带连接，转动手柄使长槽和短槽分别随变速轮塔匀速转动．槽内的钢球就做匀速圆周运动．横臂的挡板对钢球的压力提供向心力，钢球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上的黑白相间的等分格显示出两个钢球所受向心力的比值．如图是探究过程中某次实验时装置的状态．
     

(1)在研究向心力的大小与质量关系时，要保持____________相同．

A.和      和 和      和

(2)图中所示，两个钢球质量和半径相等，则是在研究向心力的大小与____________的关系．

A.质量       半径      角速度

(3)图中所示，两个钢球质量和半径相等，图中标尺上黑白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值为，与皮带连接的两个变速轮塔的半径之比为____________．

A.         

四、计算题：（本大题共2小题，满分 32 分。按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）

18.(16分)举世瞩目的北京冬奥会成功举行，比赛实况通过在地球同步轨道的“中星9B卫星”向全球直播。冬奥跳台滑雪项目被称为勇敢者的运动，运动员在落差100多米的山地间飞翔。如图所示，质量为60kg的跳台滑雪运动员经过一段半径为40m的圆弧加速滑行后从O点水平飞出（O点正好在圆弧对应圆心的正下方），经3.0s落到斜坡上的A点已知O点是斜坡的起点，斜坡与水平面的夹角θ＝37°，不计空气阻力（取sin37°＝0.60，cos37°＝0.80；g取10m/s2求

（1）A点与O点的高度差h和AO距离L；

（2）运动员落到A点时速度的大小和方向。

（3）已知万有引力恒量为G，地球半径为R，自转周期为T，地球表面重力加速度为g。求该卫星离地面的高度h

19.（16 分）如图所示为某一游戏简化装置的示意图，AB是一段长直轨道，与半径为R的光滑圆弧轨道BC 相切与B点。BC轨道末端水平，末端离地面的高度为2h，高度为h的探测板DE竖直放置，离BC轨道末端C点的水平距离为L，上端D与C点的高度差也为h。在AB长直轨道任意处可以释放相同质量不同速度的的小球（可视为质点），小球质量为m，不计小球在运动过程中所受空气阻力。

（1）求小球打在探测板DE的中点时小球的速度大小；

（2）若小球打在探测板E点时，小球对圆弧轨道C点的压力；

（3）若，时，求小球打在探测板什么位置时有最小速度。

高一物理期中考答案

1．【答案】A

【解析】卡文迪许通过实验推算出引力常量G的值，被誉为第一个能“称量地球质量”的人，故A正确；哥白尼提出了“日心说”的观点，故B错误；开普勒通过分析第谷的天文观测数据，总结出行星运动规律的三大定律，但万有引力定律是牛顿发现的，故C错误；牛顿利用“地—月系统”验证了万有引力定律的正确性，使得万有引力定律得到了推广和更广泛的应用，故D错误。

2.   【答案】C

【解析】AB、根据矢量的合成与分解法则，将船再静水的速度分解成垂直水流方向与平行水流方向，因两只船在静水中航行的速度大小相等，那么垂直水流方向的速度大小相等，因此它们同时到达对岸，故AB错误；

CD、依据运动的合成与分解，可知渡河过程中，甲的合速度小于乙的合速度，如下图所示，在渡河时间相等的情况下，甲的位移小于乙的位移

3.【答案】：C

【解析】：根据t＝ 可知大人和小孩所抛出的圆环运动时间之比为3∶2，选项A错误；速度变化量等于gt，因为加速度均为g，可知速度变化量之比为3:2，选项B错误；大人和小孩的水平位移相等，根据v＝可知水平初速度之比等于2∶3，选项C正确；根据vy＝可知，落地的竖直速度之比为3∶2，则根据v＝可知落地时速度之比不等于3∶2，选项D错误。

4.【答案】A

5．【答案】C

  【解析】A、向心力方向垂直转轴指向转轴，故A错误；B、圆周运动的半径为Lsinθ+圆盘半径，故B错误；C、D：转速越大，所需要的向心力越大，θ越大，故选C

6．【答案】A

【解析】人造卫星绕地球运动的向心力是由地球对它的万有引力来提供的，故A正确；万有引力定律的研究对象是质点或质量分布均匀的球体，当r趋于零时，物体不能视为质点，万有引力公式，已经不再适应，故B错误；赤道上的物体随着地球一起运动，所需的向心力是由地球对它的万有引力和地面对物体的支持力的合力来提供，故C错误；由开普勒第一定律可知，所有行星各自绕太阳运行的轨迹为椭圆，太阳在所有椭圆的一个公共焦点上，但各行星并不在同一椭圆轨道上绕太阳运动，故D错误。

7．【答案】D

【解析】宇航员出仓后仍受地球引力作用，有向下的加速度，处于完全失重状态，故AB错误；空间站由万有引力提供向心力，得，，，空间站周期1.5 h小于地球同步卫星周期24 h，由知空间站的圆周半径小于同步卫星，由知空间站角速度大于同步卫星角速度，由知空间站线速度大于同步卫星的线速度，故C错误，D正确。

8.   【答案】D

   【解析】A、衣物在滚筒内做圆周运动，向心力方向一直变化，衣物对洗衣机的压力一直变化，因此洗衣机对地面的压力也在改变；B、衣物在最低点，向心力指向圆心竖直向上，加速度方向竖直向上，           F向=F支持-mg，F支持＞mg，处于超重状态；C、衣物在圆周运动过程中，需要向心力，由洗衣机提供，因此衣物对洗衣机在水平方向上有力的作用，因此洗衣机有运动的趋势，地面对洗衣机有静摩擦力；D、衣物在最低点向心力方向与重力的方向相反，因此在最低点时受到洗衣机力的作用最大

9.   【答案】C

   【解析】飞行员在最低点， ，在最高点 在最低点和最高点的压力不相等，， ，因此在最低点的压力比最高点的大2mg

10．【答案】D

【解析】由引力作为向心力可得，解得，当r＝R时，天和号核心舱绕地球运动的轨道半径大于地球半径R，故环绕速度小于7.9km/s，A错误；若载人飞船先进入空间站轨道再加速，将做离心运动，从空间站上方飞过，无法完成对接，B错误；空间站运行的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，故空间站运行的速度大于同步卫星的运行的速度，同步卫星与地球自转周期相同，由可知，同步卫星运行的速度大于地球赤道上物体随地球自转的速度，故空间站运行的速度大于地球赤道上物体随地球自转的速度，C错误；由引力作为向心力可得，地球表面的重力加速度可表示为，联立代入数据解得，每天绕地球公转的圈数为，其中，联立解得，即天和号核心舱每天绕地球公转大于15圈，D正确。

11．【答案】AD

【解析】由于P、Q两点在同一杆上，而且杆运动时始终保持竖直，所以在30°匀速转动到60°的过程中，两点都做半径相同的匀速圆周运动，故两点的线速度、角速度、加速度和路程都相等。

12.ACD

13.【答案】AB

【详解】A．飞行器与地球同步绕太阳运动，角速度相等，根据

知探测器的线速度大于地球的线速度，故A正确；

B．根据

可知，探测器的向心加速度大于地球的向心加速度，故B正确；

CD．探测器的向心力由太阳和地球引力的合力提供，故C、D错误。

故选AB。

14．【答案】BCD

【解析】月球对探月卫星的万有引力提供其做匀速圆周运动的向心力，月球质量，故A错误；在表面，解得，故B正确；从停泊轨道进入地月转移轨道需要离心运动，故在P点加速，故C正确；从地月转移轨道进入工作轨道，近心运动，需要在Q点减速，故D正确。

15.【答案】AD

【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，则有故A正确；

B．飞镖击中P点时，P恰好在最下方有

解得圆盘的半径故B错误；

C．飞镖击中P点，则P点转过角度满足θ=ωt=π+2kπ（k=0，1，2…）

可得

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k=2时，，故D正确。故选AD正确。

16.（1）水平  相同  初速度相同 （每空2分）     （2）0.1s   2m/s  （3分+2分）

【答案】        （每空2分） （每空3分）

【解析】由向心力公式可知，在研究与的关系时，要保持和不变，故选A．
当钢球质量和半径相等时，则是研究向心力与角速度之间的关系，故选C．
两钢球质量相等，向心力之比是，根据可知，其角速度之比为，又因为两变速塔轮的线速度相等，由可知其半径之比是，故选B．  

18．(16分)

(3)在地球表面万有引力等于重力

根据万有引力提供向心力

联立解得。

19.（1）

得：

v2=gt1

v2=v12+v22

v=

（2），

得：，

所以，小球对圆弧轨道点的压力为，方向竖直向下。

（3）设小球打在探测板点下方处，

，

得：

所以：当时，有最小值.