2021-2022學(xué)年山東省濟(jì)寧市兗州區(qū)高一（下）期中考試物理試題（解析版）

高考資源網(wǎng)（），您身邊的高考專家歡迎廣大教師踴躍來稿，稿酬豐厚。高考資源網(wǎng)（），您身邊的高考專家歡迎廣大教師踴躍來稿，稿酬豐厚。山東省濟(jì)寧市兗州區(qū)2021—2022學(xué)年第二學(xué)期期中檢測(cè)高一物理試題第I卷（選擇題共40分）注意事項(xiàng)；1.答卷前，考生務(wù)必將自己的班級(jí)、姓名、考生號(hào)等填寫在答題卡和試卷指定位置。2.回答選擇題時(shí)，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡上對(duì)應(yīng)題目的答案標(biāo)號(hào)涂黑。如需改動(dòng)，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標(biāo)號(hào)。回答非選擇題時(shí)，將答案寫在答題卡上。寫在本試卷上無效。3.考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回。一、單項(xiàng)選擇題（本題共8小題，每小題3分，共24分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。）1.下列說法正確的是（）A.繞地球沿圓軌道飛行的航天器中懸浮的液滴處于平衡狀態(tài)B.水平地面上物體的重力勢(shì)能一定等于零C.根據(jù)表達(dá)式可知，當(dāng)r趨近于零時(shí)，萬有引力趨近于無窮大D.物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度方向在時(shí)刻改變，故勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)【1題答案】【答案】D【解析】【詳解】A．繞地球沿圓軌道飛行的航天器中懸浮的液滴處于完全失重狀態(tài)，A錯(cuò)誤；B．重力勢(shì)能與零勢(shì)能面的選取有關(guān)，所以水平地面上物體的重力勢(shì)能不一定等于零，B錯(cuò)誤；C．根據(jù)表達(dá)式可知，當(dāng)r趨近于零時(shí)，萬有引力公式不再適用，C錯(cuò)誤；D．物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度方向在時(shí)刻改變，故勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)，D正確。故選D。2.金星、地球和火星繞太陽的運(yùn)動(dòng)均可以視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知它們的軌道半徑，它們的向心加速度大小分別為、、，它們沿軌道運(yùn)行的速率分別為、、，它們沿軌道運(yùn)行的周期分別為、、。則（)A.>> B.>> C.>> D.>>【2題答案】【答案】A【解析】【詳解】A．根據(jù)解得它們的軌道半徑則A正確；BC．根據(jù)解得它們的軌道半徑則BC錯(cuò)誤；D．根據(jù)解得它們的軌道半徑則D錯(cuò)誤。故選A。3.如圖所示，甲、乙兩顆衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知甲衛(wèi)星的周期為T，每經(jīng)過9T時(shí)間，乙衛(wèi)星都要運(yùn)動(dòng)到與甲衛(wèi)星同居于地球一側(cè)且三者共線的位置上，則甲、乙兩顆衛(wèi)地甲乙星的周期之比為（）A.1：9 B.1：3 C.8：9 D.9：16【3題答案】【答案】C【解析】【詳解】根據(jù)，角速度每經(jīng)過最短時(shí)間9T，乙衛(wèi)星都要運(yùn)動(dòng)到與甲衛(wèi)星同居于地球一側(cè)且三者共線的位置上，所以有解得故選C。4.在修筑鐵路時(shí)，彎道處的外軌會(huì)略高于內(nèi)軌（如圖丙所示），當(dāng)火車以規(guī)定的行駛速度轉(zhuǎn)彎時(shí)，內(nèi)、外軌均不會(huì)受到輪緣的擠壓，設(shè)此時(shí)的速度大小為。在修建一些急轉(zhuǎn)彎的公路時(shí)，通常也會(huì)將彎道設(shè)置成外高內(nèi)低（如圖丁所示）。當(dāng)汽車以規(guī)定的行駛速度轉(zhuǎn)彎時(shí)，可不受地面的側(cè)向摩擦力，設(shè)此時(shí)的速度大小為，重力加速度為g，以下說法中正確的是（）

A.火車彎道的半徑B.當(dāng)火車速率大于時(shí)，外軌將受到輪緣的擠壓C.當(dāng)汽車速率大于時(shí)，汽車一定會(huì)向彎道外側(cè)“漂移”D.當(dāng)汽車質(zhì)量改變時(shí)，規(guī)定的行駛速度也將改變【4題答案】【答案】B【解析】【詳解】A．火車轉(zhuǎn)彎時(shí)設(shè)軌道平面與水平面的夾角為，內(nèi)、外軌均不會(huì)受到輪緣的擠壓，受力分析如圖所示

則有解得故A錯(cuò)誤；B．當(dāng)火車速率大于時(shí)要想火車仍做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，火車速度方向變化要更快，即所需向心加速度(或所需向心力)變大，重力與支持力的合力不足夠提供向心力，火車速度方向來不及變化將做離心運(yùn)動(dòng)，火車對(duì)外軌有擠壓的作用，故B正確；C．當(dāng)汽車速率大于時(shí)，汽車有向彎道外側(cè)“漂移”的趨勢(shì)，汽車受到路面的摩擦力增大，如果此時(shí)合力足以提供向心力，汽車不“漂移”。故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)解得與質(zhì)量無關(guān)。故D錯(cuò)誤。故選B。5.質(zhì)量為2kg的小鐵球從某一高度由靜止釋放，經(jīng)3s到達(dá)地面，不計(jì)空氣阻力，g取10m/s2。則（）A.2s末重力的瞬時(shí)功率為200W B.2s末重力的瞬時(shí)功率為400WC.前2s內(nèi)重力的平均功率為100W D.前2s內(nèi)重力的平均功率為400W【5題答案】【答案】B【解析】【詳解】AB．球自由落體經(jīng)過2s后的速度為則2s末重力的瞬時(shí)功率為A錯(cuò)誤，B正確CD．前2s內(nèi)下降的高度為前2s內(nèi)重力的平均功率為CD錯(cuò)誤；故選B6.如圖所示，小物塊甲從豎直固定的光滑圓弧軌道頂端由靜止滑下，軌道半徑為R，底端切線水平.小物塊乙從高為R的光滑斜面頂端由靜止滑下。忽略空氣阻力，下列說法正確的是（）A.兩物塊到達(dá)底端時(shí)速度相同B.兩物塊運(yùn)動(dòng)到底端的過程中重力做功相同C.兩物塊到達(dá)底端時(shí)動(dòng)能相同D.兩物塊到達(dá)底端時(shí)，乙的重力做功的瞬時(shí)功率大于甲的重力做功的瞬時(shí)功率【6題答案】【答案】D【解析】【詳解】根據(jù)機(jī)械能守恒定律得，，知兩物塊達(dá)到底端的動(dòng)能相等，速度大小相等，但是速度的方向不同，故A錯(cuò)誤；兩物塊運(yùn)動(dòng)到底端的過程中，下落的高度相同，由于質(zhì)量不一定相等，則重力做功不一定相同．故B錯(cuò)誤．兩物塊到達(dá)底端的速度大小相等，但是質(zhì)量不一定相等，可知兩物塊到達(dá)底端的動(dòng)能不一定相同，故C錯(cuò)誤．兩物塊到達(dá)底端的速度大小相等，甲重力與速度方向垂直，瞬時(shí)功率為零，則乙重力做功的瞬時(shí)功率大于甲重力做功的瞬時(shí)功率．故D正確．故選D．【點(diǎn)睛】根據(jù)動(dòng)能定理比較兩物塊到達(dá)底端的動(dòng)能，從而比較出速度的大小，根據(jù)重力與速度方向的關(guān)系，結(jié)合比較瞬時(shí)功率的大小．7.如圖所示，光滑圓軌道固定在豎直面內(nèi)，一質(zhì)量為m的小球沿軌道做完整的圓周運(yùn)動(dòng)。已知小球在最低點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大小為，在最高點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大小為。重力加速度大小為g，則的值為（）A.6mg B.5mg C.4mg D.3mg【7題答案】【答案】A【解析】【詳解】小球在最低點(diǎn)時(shí)受到豎直向上的支持力和豎直向下的重力，由牛頓第二定律有由牛頓第三定律可得小球在最高點(diǎn)時(shí)受到豎直向下的彈力和豎直向下的重力，由牛頓第二定律有由牛頓第三定律可得小球由最低點(diǎn)到最高點(diǎn)過程，由動(dòng)能定理有聯(lián)立解得所以A正確，BCD錯(cuò)誤；故選A。8.如圖所示，一輕桿一端固定在O點(diǎn)，桿長(zhǎng)10cm，另一端固定一小球，小球質(zhì)量是0.2kg，在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)，桿與小球間彈力大小為N，小球在最高點(diǎn)的速度大小為v，g取10m/s2下列說法正確的是（）A.當(dāng)v為3m/s時(shí)，桿對(duì)小球彈力N方向向上B.當(dāng)v為1m/s時(shí)，桿對(duì)小球彈力N為10NC.當(dāng)v1m/s時(shí)，桿對(duì)小球彈力方向向上D.當(dāng)v為1m/s時(shí)，桿對(duì)小球彈力N為0N【8題答案】【答案】D【解析】【詳解】在最高點(diǎn)，若F=0，則解得當(dāng)v為3m/s時(shí)，則重力不足以提供向心力，所以桿對(duì)球作用力向下，故D正確ABC錯(cuò)誤。故選D二、多項(xiàng)選擇題（本題共4小題，每小題4分，共16分。每小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)的得分。）9.如圖所示，假設(shè)某地球衛(wèi)星在距地球表面高度為h的圓形軌道III上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)行周期為T，到達(dá)軌道的B點(diǎn)時(shí)點(diǎn)火變軌進(jìn)入橢圓軌道II，到達(dá)軌道的近地點(diǎn)A時(shí)，再次點(diǎn)火進(jìn)入近地軌道I繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，地球半徑為R，引力常量為G，不考慮其它星球的影響，則下列說法正確的是（）A.該衛(wèi)星在軌道I上A點(diǎn)的動(dòng)能大于它在軌道II上B點(diǎn)的動(dòng)能B.衛(wèi)星在橢圓軌道II上從近地點(diǎn)A運(yùn)動(dòng)到遠(yuǎn)地點(diǎn)B的時(shí)間大于TC.衛(wèi)星從近地點(diǎn)A向遠(yuǎn)地點(diǎn)B運(yùn)動(dòng)的過程中，加速度變大D.地球的質(zhì)量可表示為【9題答案】【答案】AD【解析】【詳解】A．根據(jù)解得易知衛(wèi)星在軌道I上A點(diǎn)的速率大于在軌道上B點(diǎn)的速率，衛(wèi)星從軌道上B點(diǎn)減速變軌到軌道II，所以該衛(wèi)星在軌道I上A點(diǎn)的速率大于它在軌道II上B點(diǎn)的速率，根據(jù)可知該衛(wèi)星在軌道I上A點(diǎn)的動(dòng)能大于它在軌道II上B點(diǎn)的動(dòng)能。故A正確；B．根據(jù)開普勒第三定律，可得衛(wèi)星在橢圓軌道II的周期小于在圓形軌道III的周期T，所以衛(wèi)星在橢圓軌道II上從近地點(diǎn)A運(yùn)動(dòng)到遠(yuǎn)地點(diǎn)B的時(shí)間小于T。故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)公式可得可得距離地球越遠(yuǎn)，向心加速度越小，所以衛(wèi)星從近地點(diǎn)A向遠(yuǎn)地點(diǎn)B運(yùn)動(dòng)的過程中，加速度變小。故C錯(cuò)誤；D．在軌道III上運(yùn)動(dòng)過程中，萬有引力充當(dāng)向心力，故有解得故D正確。故選AD。10.質(zhì)量為m的物體，由靜止開始下落，由于空氣阻力作用，下落的加速度為g，在物體下落h的過程中，下列說法正確的是（）A.物體所受阻力做功為 B.物體重力做的功為mghC.物體重力勢(shì)能減少了mgh D.物體動(dòng)能增加了【10題答案】【答案】BC【解析】【詳解】A．設(shè)物體受到的阻力為f，根據(jù)牛頓第二定律得得則物體所受阻力做功A錯(cuò)誤；BC．在物體下落h的過程中，物體重力做的功為根據(jù)重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系，則物體的重力勢(shì)能減少了mgh，BC正確；D．根據(jù)動(dòng)能定理D錯(cuò)誤。故選BC。11.如圖所示，水平圓盤可繞豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)，圓盤上的物體A、B、C的質(zhì)量分別為m、2m、3m，A疊放在B上，C、B離圓心O距離分別為2r、3r，C、B之間用細(xì)線相連。圓盤靜止時(shí)細(xì)線剛好拉直。已知C、B與圓盤間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ，A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)為4μ，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度大小為g，現(xiàn)讓圓盤從靜止緩慢加速轉(zhuǎn)動(dòng)，直到有木塊即將發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)為止。用ω表示圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度，下列說法正確的是（）A.當(dāng)時(shí)，輕繩的拉力為零 B.B木塊與轉(zhuǎn)臺(tái)間摩擦力一直增大C.當(dāng)時(shí)，C木塊與轉(zhuǎn)臺(tái)間摩擦力為零 D.ω的最大值為【11題答案】【答案】ACD【解析】【詳解】A．因?yàn)镃、B與圓盤間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ，A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)為4μ，所以B、C先發(fā)生滑動(dòng)，A、B之間后滑動(dòng)。距離圓心遠(yuǎn)的先滑動(dòng)，AB比C先滑動(dòng)。輕繩拉力快好為零時(shí)，對(duì)AB根據(jù)牛頓第二定律得解得當(dāng)時(shí)，輕繩的拉力為零，A正確；D．最大角速度時(shí)，對(duì)AB根據(jù)牛頓第二定律得對(duì)C根據(jù)牛頓第二定律得解得ω的最大值為，D正確；B．當(dāng)時(shí)，B木塊與轉(zhuǎn)臺(tái)間摩擦力一直不變，B錯(cuò)誤；C．C木塊與轉(zhuǎn)臺(tái)間摩擦力為零時(shí)，對(duì)C根據(jù)牛頓第二定律得對(duì)AB根據(jù)牛頓第二定律得解得C正確。故選ACD。12.甲、乙兩行星半徑之比為2：1，分別環(huán)繞甲、乙兩行星運(yùn)行的兩衛(wèi)星的周期之比為4：1，已知兩衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)軌道距離甲、乙兩行星表面的高度分別等于兩行星的半徑，則下列關(guān)系正確的是（）A.甲、乙兩行星的密度之比為1：16B.甲、乙兩行星表面第一宇宙速度之比為1：2C.甲、乙兩行星表面的重力加速度之比為1：4D.環(huán)繞甲、乙兩行星運(yùn)行的兩衛(wèi)星的角速度之比為1：4【12題答案】【答案】ABD【解析】【詳解】A．研究衛(wèi)星繞行星表面勻速圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)萬有引力提供向心力解得因?yàn)榻獾眉滓覂尚行堑馁|(zhì)量之比為1：2，根據(jù)解得甲、乙兩行星的密度之比為1：16，A正確；B．根據(jù)解得解得甲、乙兩行星表面第一宇宙速度之比為1：2，B正確；C．根據(jù)解得甲、乙兩行星表面的重力加速度之比為1：8，C錯(cuò)誤；D．根據(jù)解得解得甲、乙兩行星運(yùn)行的兩衛(wèi)星的角速度之比為1：4，D正確。故選ABD第II卷（非選擇題共60分）三、實(shí)驗(yàn)題（本題共2小題，共14分。）13.用如圖所示的裝置來探究小球做圓周運(yùn)動(dòng)所需向心力的大小F與質(zhì)量m、角速度和半徑r之間的關(guān)系。兩個(gè)變速塔輪通過皮帶連接，轉(zhuǎn)動(dòng)手柄使長(zhǎng)槽和短槽分別隨變速塔輪勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，槽內(nèi)的鋼球就做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。橫臂的擋板對(duì)鋼球的壓力提供向心力，鋼球?qū)醢宓姆醋饔昧νㄟ^橫臂的杠桿作用使彈簧測(cè)力筒下降，從而露出標(biāo)尺，標(biāo)尺上的紅白相間的等分格顯示出兩個(gè)鋼球所受向心力的比值，如圖是探究過程中某次實(shí)驗(yàn)時(shí)裝置的狀態(tài)。（1）本實(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是___________。A．放大法B．累積法C．微元法D．控制變量法（2）在研究向心力的大小F與質(zhì)量m的關(guān)系時(shí)，要保持________相同。（3）若兩個(gè)鋼球質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)半徑相等，圖中標(biāo)尺上紅白相間的等分格顯示出兩個(gè)小球所受向心力的比值為1：4，與皮帶連接的兩個(gè)變速塔輪的半徑之比為_________?！?3題答案】【答案】①.D②.角速度和半徑r③.2：1【解析】【詳解】(1)[1]在研究向心力的大小F與質(zhì)量m、角速度和半徑r之間的關(guān)系時(shí)，需先控制某些量不變，研究另外兩個(gè)物理量的關(guān)系，該方法為控制變量法。故選D。(2)[2]在研究向心力的大小F與質(zhì)量m關(guān)系時(shí)，依據(jù)易知要保持和r相同；(3)[3]根據(jù)兩球的向心力之比為1：4，半徑和質(zhì)量相等，則轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度之比為1：2，因?yàn)榭科鲃?dòng)，變速輪塔的線速度大小相等，根據(jù)知與皮帶連接的變速輪塔對(duì)應(yīng)的半徑之比為2：1。14.如圖所示為某研學(xué)小組的同學(xué)們用圓錐擺驗(yàn)證向心力表達(dá)式的實(shí)驗(yàn)情景。在具體的計(jì)算中可將小球視為質(zhì)點(diǎn)，小球的質(zhì)量為m，重力加速度為g。部分實(shí)驗(yàn)步驟如下：①用天平測(cè)出鋼球的質(zhì)量m；②將鋼球用細(xì)線拉起，貼近鋼球，在其下方平放一張畫有多個(gè)同心圓的白紙，使其圓心恰好位于懸點(diǎn)正下方；③使鋼球做圓錐擺運(yùn)動(dòng)；④通過紙上的圓對(duì)照得出鋼球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡；⑤用秒表測(cè)量鋼球的轉(zhuǎn)動(dòng)周期；⑥用刻度尺測(cè)出軌跡的半徑；（1）小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所受的向心力是________（選填選項(xiàng)前的字母）；A．小球所受繩子的拉力B．小球所受的重力C．小球所受拉力和重力的合力（2）在某次實(shí)驗(yàn)中，小球沿半徑為r的圓做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，用秒表記錄了小球運(yùn)動(dòng)n圈的總時(shí)間t，則小球做此圓周運(yùn)動(dòng)的向心力大小=________（用m、n、t、r及相關(guān)的常量表示）；用刻度尺測(cè)得細(xì)線上端懸掛點(diǎn)到畫有圓周紙面的豎直高度為h，那么對(duì)小球進(jìn)行受力分析可知，小球做此圓周運(yùn)動(dòng)所受的合力大小F=_______（用m、h、r及相關(guān)的常量表示）；（3）保持n的取值不變，改變h和r進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，可獲取不同時(shí)間t。研學(xué)小組的同學(xué)們想用圖像來處理多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，若小球所受的合力F與向心力大小相等，則這些圖像中合理的是________選填選項(xiàng)的字母。A．B．C．D．【14題答案】【答案】①.C②.③.④.B【解析】【詳解】（1）[1]對(duì)小球進(jìn)行受力分析，受到繩子的拉力和重力。小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，兩者的合力提供向心力。（2）[2]根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)可求出角速度則向心力為[3]設(shè)繩子與豎直方向的夾角為，拉力沿繩子方向，斜向上，所以合力為（3）[4]合力提供向心力，則有整理得到所以圖像應(yīng)該選擇B。四、計(jì)算題（本題共4小題，共46分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位）15.如圖所示，質(zhì)量的物體置于可繞豎直軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的平臺(tái)上，M用細(xì)繩通過光滑的定滑輪與質(zhì)量為的物體相連，m懸于空中與M都處于靜止?fàn)顟B(tài)。假定M與軸O的距離r=0.5m，與平臺(tái)的最大靜摩擦力為其重力的0.3倍，試問：（1）M受到的靜摩擦力最小時(shí)，平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω0為多大；（2）要保持M與平臺(tái)相對(duì)靜止，平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度不得超過多大。

【15題答案】【答案】（1）；（2）【解析】【詳解】（1）靜摩擦力最小為零，對(duì)M對(duì)m聯(lián)立得（2）轉(zhuǎn)盤角速度最大時(shí)，M所受最大靜摩擦力指向O，對(duì)M對(duì)m聯(lián)立得16.一宇航員在半徑為R、密度均勻的某星球表面，做如下實(shí)驗(yàn)：在距地面H處無初速度釋放一個(gè)小球，小球經(jīng)時(shí)間落地。不計(jì)小球的尺寸及下落時(shí)的阻力，已知引力常量為G，球體的體積公式為（R為球半徑）求：（1）該行星表面的重力加速度g；（2）該行星的第一宇宙速度v；（3）該行星的平均密度?！?6題答案】【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【詳解】（1）由自由落體公式得（2）由萬有引力提供向心力及萬有引力和重力關(guān)系得（3）由萬有引力和重力關(guān)系及得17.一總質(zhì)量為的列車