山東省菏澤市（一中系列學(xué)校）2020-2021學(xué)年高一下學(xué)期期中考試物理試卷（A）

山東省菏澤市（一中系列學(xué)校）20202021高一下學(xué)期物理期中考試試卷（A）一、單選題1.如圖是太陽系的部分行星圍繞太陽運(yùn)動的示意圖，關(guān)于地球、土星圍繞太陽運(yùn)動的說法正確的是（

）A.

它們圍繞太陽運(yùn)動的軌道都是橢圓，太陽位于橢圓軌道的中心

B.

它們與太陽的連線在相等時間內(nèi)掃過的面積都相等

C.

它們軌道半長軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期二次方的比值僅與太陽的質(zhì)量有關(guān)

D.

它們軌道半長軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期二次方的比值不僅與太陽的質(zhì)量有關(guān)，還與它們各自的質(zhì)量有關(guān)2.物體做勻速圓周運(yùn)動，速度的大小為2m/s，1s內(nèi)速度變化的大小為2m/s，則勻速圓周運(yùn)動的半徑和角速度分別可以為（

）A.

3m和1rad/s

B.

1m和3rad/s

C.

12πm和π6rad/s

D.

63.如圖所示，勻速轉(zhuǎn)動的圓盤上有一個與圓盤相對靜止的物體，若圓盤表面的摩擦力突然消失，則消失的瞬間物體相對于圓盤的運(yùn)動方向是（

）A.

沿切線方向

B.

沿半徑指向圓心

C.

沿半徑背離圓心

D.

遠(yuǎn)離圓心，方向介于該點(diǎn)所在的半徑和切線之間4.質(zhì)量為m的汽車先以速度v經(jīng)過半徑為r的凸形拱最高點(diǎn)，緊接著以速度v經(jīng)過半徑為r的凹形橋最低點(diǎn)，則汽車經(jīng)過最高點(diǎn)和最低點(diǎn)時受到的支持力大小之差（重力加速度為g）（

）A.

2mg

B.

2mv2r

C.

mg+mv2r5.現(xiàn)如今滾筒洗衣機(jī)已經(jīng)走進(jìn)了千家萬戶，極大方便了人們的生活。如圖滾筒洗衣機(jī)脫水時滾筒繞水平轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動，滾筒上有很多漏水孔，滾筒轉(zhuǎn)動時，附著在潮濕衣服上的水從漏水孔中被甩出，達(dá)到脫水的目的。下列說法正確的是（

）A.

濕衣服上的水更容易在最高點(diǎn)被甩出

B.

濕衣服上的水更容易在最低點(diǎn)被甩出

C.

洗衣機(jī)的脫水原理是水滴受到了離心力的作用

D.

洗衣機(jī)滾筒轉(zhuǎn)動的越快，水滴越不容易被甩出6.已知某行星的質(zhì)量是地球質(zhì)量的倍，半徑是地球半徑的6倍。則此行星的第一宇宙速度約為（取地球的第一宇宙速度v1=7.9km/s）（A.

3l.6km/s

B.

15.8km/s

C.

3.95km/s

7.如圖為殘運(yùn)會中一名鉛球選手投擲鉛球，以12m/s的初速度斜向上拋出一重為50N的鉛球，鉛球速度與水平方向的夾角為30°，鉛球出手時距地面高度為米（不計空氣阻力，取g=10m/s2，2=1.414A.

62.1W

424.2W

B.

424.2W

62.1W

C.

150W

500W

D.

300W

500W8.如今高層居民小區(qū)越來越多，家住高層，窗外“風(fēng)光無限”，可電梯房雖好，就是怕停電。要是電梯停運(yùn)了，給高層住戶的生活帶來很多不便。家住10樓的李同學(xué)某次停電時步行從一樓走樓梯回家，已知該同學(xué)質(zhì)量為50kg，每層樓的高度為3m，取g=10m/s2。則該同學(xué)在這個過程中（A.

重力做負(fù)功，樓梯的支持力做正功

B.

重力做負(fù)功，樓梯的支持力不做功

C.

重力勢能增加1.5×105J

D.

二、多選題9.如圖所示為室內(nèi)場地自行車賽的比賽情景，運(yùn)動員以速度v在傾角為θ的粗糙傾斜賽道上做勻速圓周運(yùn)動。已知運(yùn)動員質(zhì)量為m，圓周運(yùn)動的半徑為R，將運(yùn)動員視為質(zhì)點(diǎn)。則運(yùn)動員的（

）A.

合外力方向沿賽道面向下

B.

自行車對運(yùn)動員的作用力方向豎直向上

C.

合力大小為mv2R

D.

10.關(guān)于向心加速度，下列說法中正確的是（

）A.

向心加速度越大，物體速度方向改變的就越快

B.

做曲線運(yùn)動的物體，一定存在向心加速度

C.

由向心加速度an=v2r可知，向心加速度一定與軌道半徑成反比

D.

11.如圖所示為某一皮帶傳動裝置。主動輪的半徑為r1，從動輪的半徑為r2。已知主動輪做順時針轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速為n，轉(zhuǎn)動過程中皮帶不打滑。下列說法正確的是（

A.

從動輪做順時針轉(zhuǎn)動

B.

從動輪做逆時針轉(zhuǎn)動

C.

從動輪的轉(zhuǎn)速為r1r2n

D.

12.我國發(fā)射的“天問一號”火星探測器到達(dá)火用后開展了一系列復(fù)雜的變軌操作：2021年2月10日，探測器第一次到達(dá)近火點(diǎn)時被火星捕獲，成功實(shí)現(xiàn)火星環(huán)繞，進(jìn)入周期為10天的大橢圓軌道；2月15日，探測器第一次到達(dá)遠(yuǎn)火點(diǎn)時進(jìn)行變軌，調(diào)整軌道平面與近火點(diǎn)高度，環(huán)火軌道變?yōu)榻?jīng)過火星南北兩極的極軌；2月20日，探測器第二次到達(dá)近火點(diǎn)時進(jìn)行軌道調(diào)整，進(jìn)入周期為4天的調(diào)相軌道；2月24日，探測器第三次運(yùn)行至近火點(diǎn)時順利實(shí)施第三次近火制動，成功進(jìn)入停泊軌道。極軌、調(diào)相軌道、停泊軌道在同一平面內(nèi)。探測器在這四次變軌過程中（

）A.

沿大橢圓軌道經(jīng)過遠(yuǎn)火點(diǎn)與變軌后在極軌上經(jīng)過遠(yuǎn)火點(diǎn)的加速度方向垂直

B.

沿極軌到達(dá)近火點(diǎn)變軌時制動減速才能進(jìn)入調(diào)相軌道

C.

沿極軌、調(diào)相軌道經(jīng)過近火點(diǎn)時的加速度都相等

D.

大橢圓軌道半長軸r1與調(diào)相軌道半長軸r2的比值為三、實(shí)驗(yàn)題13.某同學(xué)利用一根彈簧和一個小球來探究彈性勢能的大小與彈簧形變量的關(guān)系。⑴如圖所示，將彈簧的左端固定在水平桌面上，此時彈簧的右端恰好到達(dá)桌面邊緣。⑵為了減小彈簧與桌面、及小球與桌面間的摩擦，在桌面上涂抹了潤滑油。將小球置于彈簧右端，把彈簧分別壓縮x0、2x0、3x0、4x0⑶某次測量時，該同學(xué)測出桌面的高度為H，小球落地點(diǎn)到桌沿的水平距離為x，則小球離開桌面時的速度大小為：________。為了測出小球離開彈簧時的動能，該同學(xué)還需要的測量工具是：________。A．秒表

B．打點(diǎn)計時器

C．天平用測量的物理量表示出彈簧的彈性勢能________。14.某同學(xué)利用拉力傳感器探究“圓錐擺擺線所受的拉力與擺球運(yùn)動周期間的關(guān)系”，他采取了如下幾步操作：（1）如圖所示，將擺球拉離豎直方向一個角度，給小球施加一個水平初速度，讓小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動，他測出了小球完成N次圓周運(yùn)動的時間為t，則小球做圓周運(yùn)動的周期T=________。（2）此后該同學(xué)的操作均保持?jǐn)[線長為50cm，改變擺球擺動的周期，拉力傳感器測出了細(xì)線的拉力與周期的關(guān)系如下表所示F/NT/sT2T-①為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，該同學(xué)處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時采用了線性擬合的方法，他把F設(shè)定為縱軸變量，為了得到直線圖像，他的橫軸變量應(yīng)該選擇：________A．T

B．T2

C．T②請你根據(jù)選擇的橫軸變量，用描點(diǎn)法畫出圖像________。③根據(jù)做出的圖像，可求出小球的質(zhì)量m=________。四、解答題15.學(xué)習(xí)完了萬有引力定律后，甲、乙兩位同學(xué)在探究學(xué)習(xí)時，甲同學(xué)設(shè)想可以發(fā)射一顆周期為1h的人造近地衛(wèi)星，而乙同學(xué)表示不可能有這種衛(wèi)星。兩位同學(xué)通過查找資料得知：地球的半徑R=6400km，取地球表面的重力加速度g=10m/s16.質(zhì)量為m的汽車啟動后沿平直路面行駛，如果發(fā)動機(jī)的功率恒為P，且行駛過程中受到的阻力恒為f。求：（1）行駛過程中汽車能達(dá)到的最大速度；（2）當(dāng)汽車的進(jìn)度達(dá)到最大速度的12時，汽車的瞬時加速度。17.如圖所示，表面粗糙的水平圓盤可繞豎直中心軸轉(zhuǎn)動，圓盤上放著質(zhì)量均為m的A、B兩個物塊，物塊之間用長為L的細(xì)線相連，A、B與繩在同一條直徑上，細(xì)線剛好伸直但沒有作用力，A物塊與O點(diǎn)的距離為2L5，物塊均可視為質(zhì)點(diǎn)。A、B與圓盤間的動摩擦因數(shù)均為μ，且認(rèn)為最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度為g。（1）當(dāng)圓盤以角速度ω0勻速轉(zhuǎn)動時，細(xì)線上開始出現(xiàn)拉力，求ω0（2）當(dāng)圓盤以角速度ω(ω>ω0)轉(zhuǎn)動且A、B未滑動時，寫出A受到的靜摩擦力與角速度ω（3）當(dāng)圓盤的角速度多大時，A、B兩個物塊開始在圓盤上滑動？18.如圖所示，光滑軌道由水平面內(nèi)的直軌道AB與豎直面內(nèi)的半圓形軌道CD組成，B、C點(diǎn)光滑無縫銜接，在C點(diǎn)底部放置一壓力傳感器（不考慮其厚度）。質(zhì)量為1kg的物塊P靜止在A點(diǎn)，在拉力F的作用下加速向B點(diǎn)運(yùn)動。到達(dá)B點(diǎn)時撤去F，在C點(diǎn)進(jìn)入軌道時壓力傳感器的示數(shù)為，之后沿半圓軌道到達(dá)D點(diǎn)，已知半圓軌道半徑R=1m，，外力F=14N，，取g=10m/s2（1）A點(diǎn)到B點(diǎn)的距離；（2）物塊到達(dá)D點(diǎn)時的速度；（3）將物塊P換為質(zhì)量為2kg的物塊Q，再次用F將物塊Q從A拉到B，到達(dá)B點(diǎn)時撤去F，Q達(dá)到的最高點(diǎn)到地面的距離。答案解析一、單選題1.【答案】C【考點(diǎn)】開普勒定律【解析】【解答】A．根據(jù)開普勒第一定律可知，所有行星繞太陽運(yùn)動的軌道都是橢圓，太陽位于橢圓的一個焦點(diǎn)上，所以A不符合題意；B．根據(jù)開普勒第二定律可知，對于同一顆行星，它們與太陽的連線在相等時間內(nèi)掃過的面積相等。對于不同的行星，掃過的面積不相等，所以B不符合題意；CD．對于繞太陽運(yùn)動的行星來說，由牛頓第二定律可知G則行星運(yùn)動的周期為r所以可知，所有行星軌道半長軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期二次方的比值僅與太陽的質(zhì)量有關(guān)，所以C符合題意，D不符合題意。故答案為：C。

【分析】太陽處于橢圓其中的一個焦點(diǎn)處；開普勒第二定律的適應(yīng)條件是同一顆行星；開普勒第三定律中的常數(shù)只與太陽的質(zhì)量有關(guān)，與其他因數(shù)無關(guān)。2.【答案】D【考點(diǎn)】勻速圓周運(yùn)動【解析】【解答】由題意可知，1s內(nèi)速度的矢量三角形為正三角形，即1s內(nèi)物體轉(zhuǎn)過的角度為π3，則可知ω=由v=ωr可知，物體做勻速圓周運(yùn)動的半徑為r=故答案為：D。

【分析】利用矢量三角形結(jié)合速度的變化量可以求出物體轉(zhuǎn)過的角度，利用角度和時間可以求出角速度的大小，利用線速度和角速度的關(guān)系可以求出運(yùn)動的半徑大小。3.【答案】A【考點(diǎn)】離心運(yùn)動和向心運(yùn)動【解析】【解答】物體隨圓盤一起做勻速圓周運(yùn)動，物體速度沿著切線方向，所以摩擦力消失的瞬間，物體保持原來的運(yùn)動狀態(tài)，沿切線方向飛出。故答案為：A。

【分析】物體利用摩擦力提供向心力，當(dāng)摩擦力消失時，物體沿切線方向做離心運(yùn)動。4.【答案】B【考點(diǎn)】牛頓第二定律【解析】【解答】根據(jù)汽車過拱形橋的受力分析可知重力和拱形橋的支持力例提供汽車做圓周運(yùn)動的向心力，設(shè)汽車過最高點(diǎn)的支持力為FN1，汽車過最低點(diǎn)的支持力為FN2，根據(jù)向心力公式可得mg-解得F當(dāng)汽車經(jīng)過最低點(diǎn)時，則有F解得F解得汽車在最高點(diǎn)和最低點(diǎn)的支持力之差為F故答案為：B。

【分析】利用汽車經(jīng)過最高點(diǎn)和最低點(diǎn)的牛頓第二定律可以求出支持力的大小，兩式聯(lián)立可以求出支持力大小的差值。5.【答案】B【考點(diǎn)】離心運(yùn)動和向心運(yùn)動【解析】【解答】ABC．衣服在最高點(diǎn)有FN1在最低點(diǎn)有F所以在最低點(diǎn)水滴需要更大的支持力，如果水的附著力不夠，在最低點(diǎn)就更容易被甩出去，AC不符合題意，B符合題意；D．洗衣機(jī)滾筒轉(zhuǎn)動的越快，水滴所需要的向心力越大，水的附著力與向心力差距越大，水滴越容易被甩出，D不符合題意。故答案為：B。

【分析】衣服在最高點(diǎn)和在最低點(diǎn)都做圓周運(yùn)動，利用牛頓第二定律可以求出支持力的大??；利用支持力比較可以判別在最低點(diǎn)水最容易被甩出去；洗衣機(jī)是利用離心運(yùn)動的原理不是水受到離心力的作用；洗衣機(jī)轉(zhuǎn)速越快其水滴所需要的向心力越大越容易出現(xiàn)離心運(yùn)動。6.【答案】C【考點(diǎn)】萬有引力定律及其應(yīng)用【解析】【解答】根據(jù)GMmR2=mv根據(jù)題意，此行星的第一宇宙速度大小為v故答案為：C。

【分析】利用引力提供向心力結(jié)合質(zhì)量和半徑的比值可以求出行星第一宇宙速度的大小。7.【答案】A【考點(diǎn)】斜拋運(yùn)動【解析】【解答】由題意可知，鉛球做斜拋運(yùn)動，將初速度分解到水平和豎直方向，分別為v0xv由v可知，鉛球上升所用時間為t從拋出到最高點(diǎn)的豎直高度為h則下落的高度為H=由H=可知，下落所用時間為t則可知鉛球全程所用時間為t=則鉛球運(yùn)動過程中重力的平均功率P又鉛球落地的豎直分速度為v則鉛球落地前瞬間重力的瞬時功率為P=G故答案為：A

【分析】對鉛球的初速度進(jìn)行分解，利用速度公式看求出運(yùn)動的時間；利用高度可以求出重力做功的大小，結(jié)合運(yùn)動的時間可以求出重力平均功率的大??；利用速度公式可以求出豎直方向的末速度大小，結(jié)合重力的大小可以求出重力瞬時功率的大小。8.【答案】A【考點(diǎn)】恒力做功【解析】【解答】AB．上樓梯時，重力豎直向下，支持力豎直向上，所以重力做負(fù)功，樓梯的支持力做正功，A符合題意，B不符合題意；CD．上樓整個過程中，重力做的功為W根據(jù)功能關(guān)系，重力做負(fù)功，所以重力勢能增加1.35×104J故答案為：A。

【分析】上樓梯時速度方向向上，所以重力做負(fù)功支持力做正功；利用高度的變化可以求出重力做功的大小，進(jìn)而判別重力勢能的變化量大小。二、多選題9.【答案】C,D【考點(diǎn)】向心力【解析】【解答】A．運(yùn)動員和自行車組成的整體受重力、支持力、摩擦力作用，靠合力提供向心力，合力的方向始終指向圓心，A不符合題意；B．運(yùn)動員所受重力、支持力的合力提供其做圓周運(yùn)動的向心力，故自相車對運(yùn)動員的作用力應(yīng)斜向左上方，B不符合題意；C．運(yùn)動員的合力提供運(yùn)動員做圓周運(yùn)動的向心力，根據(jù)向心力公式可得FC符合題意；D．當(dāng)運(yùn)動員和行車為整體，受到的重力和賽道的支持力的合力提供向心力時，向心力為F解得v=當(dāng)運(yùn)動員和自行車受到賽道的摩擦力時v<D符合題意。故答案為：CD。

【分析】運(yùn)動員受到重力、支持力和摩擦力的合力提供向心力；利用向心力的方向可以判別自行車對人的作用力方向傾斜向上；利用向心力的公式可以求出合力的大??；利用整體的牛頓第二定律可以求出沒有摩擦力時其整體速度的大小。10.【答案】A,B【考點(diǎn)】向心加速度【解析】【解答】A．向心加速度是表示速度方向變化快慢的物理量，向心加速度越大，則物體速度方向改變的就越快，A符合題意；B．做曲線運(yùn)動的物體，速度方向時刻在改變，所以一定存在一個改變速度方向的加速度，即向心加速度，B符合題意；C．由向心加速度an=v2r可知，當(dāng)v一定時，向心加速度an與軌道半徑rD．向心加速度公式an=v2故答案為：AB。

【分析】向心加速度代表速度方向改變快慢的物理量，其數(shù)值越低速度方向改變越快；當(dāng)線速度不變時其向心加速度和半徑成反比；向心加速度適用于任何圓周運(yùn)動。11.【答案】B,C【考點(diǎn)】勻速圓周運(yùn)動【解析】【解答】A、B項(xiàng)：因?yàn)橹鲃虞喿鲰槙r針轉(zhuǎn)動，從動輪通過皮帶的摩擦力帶動，所以從動輪逆時針轉(zhuǎn)動，A不符合題意，B符合題意；C、D項(xiàng)：由于通過皮帶傳動，皮帶與輪邊緣接觸處的線速度相等，根據(jù)v=ωr=2πnr得，n2r2=nr1

所以n故答案為：BC

【分析】利用摩擦力帶動傳送帶可以判別傳送帶的轉(zhuǎn)動方向，利用線速度大小相等結(jié)合半徑的大小可以求出轉(zhuǎn)速的大小，12.【答案】B,C,D【考點(diǎn)】萬有引力定律及其應(yīng)用【解析】【解答】A．沿大橢圓軌道經(jīng)過遠(yuǎn)火點(diǎn)與變軌后在極軌上經(jīng)過遠(yuǎn)火點(diǎn)時，都是火星對衛(wèi)星的萬有引力提供向心力，向心加速度方向都是指向火星中心，所以A不符合題意；B．沿極軌到達(dá)近火點(diǎn)變軌時制動減速才能進(jìn)入調(diào)相軌道，變軌時，由高軌道到低軌道要點(diǎn)火減速，所以B符合題意；C．根據(jù)a=可知，同一點(diǎn)，向心速度相同，則沿極軌、調(diào)相軌道經(jīng)過近火點(diǎn)時的加速度都相等，所以C符合題意；D．根據(jù)開普勒第三定律可得r13T12=r2解得r所以D符合題意；故答案為：BCD。

【分析】利用萬有引力的方向可以判別加速度的方向；探測器從極軌便規(guī)定調(diào)相軌道需要做向心運(yùn)動所以需要減速；利用牛頓第二定律可以比較加速度的大??；利用開普勒第三定律可以求出軌道半長軸的比值。三、實(shí)驗(yàn)題13.【答案】xg2H；C；【考點(diǎn)】彈性勢能【解析】【解答】（3）根據(jù)平拋運(yùn)動規(guī)律可得H=1x=解得v小球離開彈簧時的動能為E則還需要測量小球的質(zhì)量，所以還需要的測量工具是天平，則C符合題意；AB不符合題意；故答案為：C。根據(jù)機(jī)械能守恒定律可得E則用測量的物理量表示出彈簧的彈性勢能mg

【分析】（3）利用平拋運(yùn)動的位移公式可以求出初速度的表達(dá)式，結(jié)合動能的表達(dá)式可以判別還需要測量小球的質(zhì)量，所以還需要天平；利用能量守恒定律可以求出彈性勢能的表達(dá)式。14.【答案】（1）tN

（2）C；；0.010k【考點(diǎn)】向心力【解析】【解答】（1）小球做圓周運(yùn)動的周期為T=tN（2）①由牛頓第二定律可得F整理得F=4所以他的橫軸變量應(yīng)該選擇T-2，則C符合題意；故答案為：C。②描點(diǎn)法畫出圖像如圖所示③由圖像可得圖像的斜率為k=4π2ml則小球的質(zhì)量為m=【分析】（1）利用小球運(yùn)動的時間和圈數(shù)可以求出小球運(yùn)動的周期；

（2）利用牛頓第二定律可以求出拉力和周期的表達(dá)式，進(jìn)而判別橫軸應(yīng)該選擇的物理量；利用表格數(shù)據(jù)進(jìn)行描點(diǎn)連線；（3）利用圖像斜率可以求出小球質(zhì)量的大小。四、解答題15.【答案】解：對于近地衛(wèi)星，由牛頓第二定律可得GMm得T=4不考慮地球自轉(zhuǎn)，對于地球表面的物體，由GM可得GM=gR聯(lián)立可得，人造近地衛(wèi)星的最小周期為T=1.4h所以甲同學(xué)的觀點(diǎn)不正確，乙同學(xué)的觀點(diǎn)是正確的，即近地衛(wèi)星的周期不可能為1h。【考點(diǎn)】萬有引力定律及其應(yīng)用【解析】【分析】地球?qū)πl(wèi)星的引力提供近地衛(wèi)星的向心力，結(jié)合地球?qū)Ρ砻嫖矬w的引力形成重力；利用牛頓第二定律可以求出衛(wèi)星運(yùn)動的周期。16.【答案】（1）解：當(dāng)汽車受到的阻力和牽引力平衡時，速度達(dá)到最大，此時有v=PF=Pf

（2）解：當(dāng)汽車的進(jìn)度達(dá)到最大速度的12則a=【考點(diǎn)】機(jī)車啟動【解析】【分析】（1）當(dāng)汽車阻力和牽引力平衡時，利用功率除以阻力可以求出最大的速度；

（2）汽車速度還沒達(dá)到最大時，利用額定功率和速度可以求出牽引力的大小，結(jié)合牛頓第二定律可以求出瞬時加速度的大小。17.【答案】（1）解：A、B是同軸轉(zhuǎn)動，角速度相等，所以B的向心力大于A的向心力，細(xì)線上開始出現(xiàn)拉力時，B達(dá)到最大靜摩擦力，此時