江西省景德鎮(zhèn)市2021-2022學(xué)年高一下學(xué)期物理期中考試試卷姓名：__________班級：__________考號：__________題號一二三四總分評分一、單選題1．以下有關(guān)物理學(xué)概念或物理學(xué)史說法正確的有（）A．勻速圓周運動是速度大小不變的勻變速曲線運動，速度方向始終為切線方向B．開普勒在第谷觀察基礎(chǔ)上提出了行星運動定律C．牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，并用扭秤實驗測出了萬有引力常量的數(shù)值D．行星繞恒星運動軌道為圓形，則它運動的周期平方與軌道半徑的三次方之比T22．描述勻速圓周運動的物理量有線速度v、角速度ω、向心加速度a、轉(zhuǎn)速n和周期T等，下列說法正確的是（）A．由公式a=v2r可知，a與r成反比 C．由公式v=ωr可知，v與ω成正比 D．由ω=2πn可知，ω與h成正比3．為了探測某星球，某宇航員乘探測飛船先繞該星球表面附近做勻速圓周運動，測得運行周期為T，然后登陸該星球，測得一物體在此星球表面做自由落體運動的時間是在地球表面同一高度處做自由落體運動時間的一半，已知地球表面重力加速度為g，引力常量為G，則由此可得該星球的質(zhì)量為（）A．4g3T4Gπ4 B．4．將小球以10m/s的初速從地面豎直向上拋出，取地面為零勢能面，小球在上升過程中的動能Ek、重力勢能EA．小球的質(zhì)量為0B．小球上升到2m時，動能與重力勢能之差為0.4JC．小球動能與重力勢能相等時的高度為2mD．小球受到的阻力（不包括重力）大小為05．如圖所示，A、B、C三物體放在旋轉(zhuǎn)水平圓臺上，它們與圓臺間的動摩擦因數(shù)均相同，已知A的質(zhì)量為2m，B和C的質(zhì)量均為m，A、B離軸距離為R，C離軸距離為2R。當(dāng)圓臺轉(zhuǎn)動時，三物體均沒有打滑，則下列說法不正確的是（設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力）（）A．這時C的向心加速度最大B．這時B物體受的摩擦力最小C．若逐步增大圓臺轉(zhuǎn)速，B比A先滑動D．若逐步增大圓臺轉(zhuǎn)速，C比B先滑動6．太空中存在一些離其他恒星較遠的、由質(zhì)重相等的三顆星組成的三星系統(tǒng)，通常可忽略其他星體對它們的引力作用。已觀測到穩(wěn)定的三星系統(tǒng)存在兩種基本的構(gòu)成形式：一種是三顆星位于同一直線上，兩顆星圍繞中央星在同一半徑為R的圓軌道上運行：另一種形式是三顆星位于邊長為L的等邊三角形的三個頂點上，并沿外接于等邊三角形的圓形軌道運行。設(shè)這三個星體的質(zhì)量均為M，并設(shè)兩種系統(tǒng)的運動周期相同，引力常量為G，則（）A．直線三星系統(tǒng)中甲星和丙星的線速度相同B．直線三星系統(tǒng)的運動周期為T=4πRC．三角形三星系統(tǒng)中星體間的距離為L=D．三角形三星系統(tǒng)的線速度大小為v=二、多選題7．我國發(fā)射的“天宮一號”和“神舟八號”在對接前“天宮一號”的運行軌道高度為350km，“神舟八號”的運行軌道高度為343km。它們的運行軌道均視為圓周，則（）A．“天宮一號”比“神舟八號”速度小B．“天宮一號”比“神舟八號”周期長C．“天宮一號”比“神舟八號”角速度大D．“天宮一號”比“神舟八號”加速度大8．如圖所示，小球m在豎直放置的光滑圓形管道內(nèi)做圓周運動，下列說法中正確的有（）A．小球通過最高點的最小速度為0B．小球通過最高點時受到管的作用力可能大于重力C．小球在水平線ab以下管道中運動時，外側(cè)管壁對小球一定有作用力D．小球在水平線ab以上管道中運動時，內(nèi)側(cè)管壁對小球一定有作用力9．火車以半徑r=900m轉(zhuǎn)彎，火車質(zhì)量為8×105kg，軌道寬為l=1.4m，外軌比內(nèi)軌高h=14cmA．若火車在該彎道實際運行速度為25m/s，僅內(nèi)軌對車輪有側(cè)壓力B．若火車在該彎道實際運行速度為40m/s，僅外軌對車輪有側(cè)壓力C．若火車在該彎道實際運行速度為30m/s，內(nèi)、外軌對車輪都有側(cè)壓力D．若火車在該彎道實際運行速度為30m/s，內(nèi)、外軌對車輪均無側(cè)壓力10．按照我國整個月球探測活動的計劃，在第一步“繞月”工程圓滿完成各項目標和科學(xué)探測任務(wù)后，第二步是“落月”工程。已在2013年以前完成。假設(shè)月球半徑為R，月球表面的重力加速度為g0，飛船沿距月球表面高度為3R的圓形軌道Ⅰ運動，到達軌道的A點時點火變軌進入橢圓軌道Ⅱ，到達軌道的近月點B時再次點火進入月球近月軌道Ⅲ繞月球做圓周運動。下列判斷正確的是（）A．飛船在軌道Ⅰ上的運行速率v=B．飛船在A點處點火變軌時，速度增大C．飛船從A到B運行的過程中加速度增大D．飛船在軌道Ⅲ繞月球運動一周所需的時間T=2π三、實驗題11．如圖所示為研學(xué)小組的同學(xué)們用圓錐擺驗證向心力表達式的實驗情景。將一輕細線上端固定在鐵架臺上，下端懸掛一個質(zhì)量為m的小球，將畫有幾個同心圓周的白紙置于懸點下方的水平平臺上，調(diào)節(jié)細線的長度使小球自然下垂靜止時恰好位于圓心處。用手帶動小球運動使它在放手后恰能在紙面上方沿某個畫好的圓周做勻速圓周運動。調(diào)節(jié)平臺的高度，使紙面貼近小球但不接觸。若忽略小球運動中受到的阻力，重力加速度為g。（1）小球做勻速圓周運動所需的向心力由____提供；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）在某次實驗中，小球沿半徑為r做勻速圓周運動，用秒表記錄了小球運動n圈的總時間t，則小球做此圓周運動的向心力大小Fn=（用m、n、t、r及相關(guān)的常量表示）。用刻度尺測得細線上端懸掛點到畫有圓周紙面的豎直高度為h，那么對小球進行受力分析可知，小球做此圓周運動所受的合力大小F=12．某物理興趣小組利用光電門探究動能定理的實驗裝置如圖所示，小車上的擋光板的寬度為d，小車出發(fā)點A到光電門位置B間的距離為l。使小車從起點由靜止開始運動，光電計時器記錄小車上擋光板通過光電門的時間為t。已知小車和小車上的擋光板的總質(zhì)量為M，鉤碼的總質(zhì)量為m，重力加速度大小為g，各接觸面均光滑。（答案均用題中給出物理量符號表示）（1）小車通過光電門時的瞬時速度大小為，此時小車和鉤碼組成的系統(tǒng)的動能為。（2）在小車由靜止釋放至運動到光電門的過程中，小車和鉤碼組成的系統(tǒng)所受合力做的功為。（3）若在誤差允許的范圍內(nèi)，等式成立，則可認為該過程系統(tǒng)動能定理成立。四、解答題13．質(zhì)量m=1.5×103kg、發(fā)動機額定功率P=80kW的汽車在平直公路上行駛，汽車行駛過程中所受阻力大小恒為f=2×103N。求：（1）求汽車能達到的最大速度vm；（2）若汽車以大小a=2m/s2的加速度勻加速啟動，求汽車啟動后第4s末發(fā)動機的功率P′。14．如圖所示，一質(zhì)量為0.1kg的小球，用40cm長的細繩拴住在豎直面內(nèi)作圓周運動，（1）小球恰能通過圓周最高點時的速度多大？（2）小球以3m/（3）當(dāng)小球在圓周最低點時，繩的拉力為5N，則此時小球速度多大？15．2019年諾貝爾物理獎的一半授予詹姆斯·皮伯斯（JamesPeebles）以表彰他“在物理宇宙學(xué)方面的理論發(fā)現(xiàn)”，另一半授予了米歇爾·馬約爾(MichelMayor)和迪迪埃·奎洛茲(DidierQueloz)，以表彰他們“發(fā)現(xiàn)了一顆圍繞太陽運行的系外行星”。對宇宙探索一直是人類不懈的追求。現(xiàn)假設(shè)有這樣模型：圖示為宇宙中一恒星系的示意圖，A為該星系的一顆行星，它繞中央恒星O的運行軌道近似為圓．已知引力常量為G，天文學(xué)家觀測得到A行星的運行軌道半徑為R0，周期為T0，求：（1）中央恒星O的質(zhì)量M是多大？（2）長期觀測發(fā)現(xiàn)A行星每隔t0時間其運行軌道便會偏離理論軌道少許，天文學(xué)家認為出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因可能是A行星外側(cè)還存在著一顆未知的行星B（假設(shè)其運行的圓軌道與A在同一平面內(nèi)，且與A的繞行方向相同）．根據(jù)上述現(xiàn)象和假設(shè)，試求未知行星B的運動周期和軌道半徑．

答案解析部分1．【答案】B【解析】【解答】A．勻速圓周運動的加速度方向能夠變化，是變加速曲線運動，A錯誤；B．開普勒在第谷的觀察基礎(chǔ)上提出了行星運動定律，B符合題意；C．卡文迪許利用扭秤測出了萬有引力常量，C不符合題意；D．行星繞恒星運動的軌跡為橢圓，D不符合題意。故答案為：B。

【分析】勻速圓周運動其加速度方向時刻改變屬于變加速曲線運動；卡文迪許利用實驗測量出了引力常量的大小；行星繞恒星運動的軌跡為橢圓。2．【答案】D【解析】【解答】A．由公式a=可知，當(dāng)線速度一定時，a與r成反比，A不符合題意；B．由公式a=可知，當(dāng)角速度一定時，a與r成正比，B不符合題意；C．由公式v=ωr可知，當(dāng)半徑一定時，v與ω成正比，C不符合題意；D．由ω=2πn可知，2π是恒量，ω與h成正比，D符合題意。故答案為：D。

【分析】利用其向心加速度的表達式可以判別其加速度與半徑的關(guān)系；利用其角速度和轉(zhuǎn)速的表達式可以判別轉(zhuǎn)速和角速度的關(guān)系。3．【答案】A【解析】【解答】在地球上做自由落體運動有：h＝12gt2，在該星球上做自由落體運動有：h＝12g′t′而t′＝t2，解得：g′=4g；在星球表面根據(jù)萬有引力提供向心力得：解得：M=4故答案為：A.【分析】重力加速度g是天體運動研究和天體表面宏觀物體運動研究聯(lián)系的物理量．本題要求學(xué)生掌握兩種等式：一是在星球表面物體所受重力等于其吸引力；二是物體做勻速圓周運動其向心力由引力提供．4．【答案】D【解析】【解答】A．由圖知，小球上升的最大高度為h=4m，在最高點時，小球的重力勢能E得m=A不符合題意；B．由圖可知，在h=2m處，小球的重力勢能是2J，動能是2.C．設(shè)小球動能和重力勢能相等時的高度為H，此時有mgH=由動能定理有?fH?mgH=由圖知1聯(lián)立解得H=C不符合題意；D．根據(jù)除重力以外其他力做的功W則有?fh=由圖知EE又h=4m解得f=0D符合題意。故答案為：D。

【分析】利用重力勢能的表達式可以求出小球的質(zhì)量，利用其重力勢能的大小及動能的大小可以求出兩者的差值；利用其重力勢能和動能相等可以求出小球?qū)?yīng)的高度；利用其功能關(guān)系結(jié)合機械能的變化量可以求出阻力的大小。5．【答案】C【解析】【解答】A．三個物體圓周運動的加速度相同，向心加速度為a=即半徑越大，向心加速度越大，所以這時C的向心加速度最大，A正確，不符合題意；B．摩擦力提供向心力f=由于B物體的質(zhì)量和到軸距離的乘積最小，所以B物體受到的摩擦力最小，B正確，不符合題意；CD．當(dāng)最大靜摩擦力提供向心力時μ得ω=誰先滑動與物體質(zhì)量無關(guān)，只與到軸的距離有關(guān)，所以C物體最先滑動，A、B一起滑動。C錯誤，符合題意；D正確，不符合題意。故答案為：C。

【分析】利用其三個物體角速度相等，結(jié)合半徑的大小可以比較向心加速度的大小；利用向心力的大小可以比較摩擦力的大小；利用牛頓第二定律可以求出三個物體發(fā)生滑動的角速度大小進而判別哪個物體先發(fā)生滑動。6．【答案】B【解析】【解答】A．直線三星系統(tǒng)中甲星和丙星角速度相同，運動半徑相同，由v=ωR甲星和丙星的線速度大小相等，方向不同，A不符合題意；B．萬有引力提供向心力G得T=4πRB符合題意；C．兩種系統(tǒng)的運動周期相同，根據(jù)題意可得，三星系統(tǒng)中任意星體所受合力為F=2則F=M軌道半徑r與邊長L的關(guān)系為L=解得L=C不符合題意；D．三角形三星系統(tǒng)的線速度大小為v=得v=D不符合題意。故答案為：B。

【分析】利用其三星模型中各星體角速度相等可以判別線速度大小相等方向不同；利用其引力提供向心力可以求出直線三星系統(tǒng)運動的周期；利用其三角形三星系統(tǒng)的合力提供向心力可以求出其軌道半徑與邊長的關(guān)系；利用其周期和半徑的大小可以求出三角形三星系統(tǒng)的線速度大小。7．【答案】A,B【解析】【解答】A．萬有引力提供向心力，由牛頓第二定律可知G可知v=因“天宮一號”比“神舟八號”軌道半徑大，速度小，A符合題意；B．由運動學(xué)公式T=2πrv“天宮一號”比“神舟八號”軌道半徑大，周期長，B符合題意；C．由運動學(xué)公式ω=2πT“天宮一號”比“神舟八號”軌道半徑大，角速度小，C不符合題意；D．由牛頓第二定律可得G可得a=G“天宮一號”比“神舟八號”軌道半徑大，加速度小，D不符合題意。故答案為：AB。

【分析】利用引力提供向心力結(jié)合軌道半徑的大小可以比較周期、線速度、角速度和向心加速度的大小。8．【答案】A,B,C【解析】【解答】A．在最高點，由于外管或內(nèi)管都可以對小球產(chǎn)生彈力作用，當(dāng)小球的速度等于0時，內(nèi)管對小球產(chǎn)生彈力，大小為mg，故最小速度為0，故A符合題意；B．小球通過最高點的速度值分情況討論，若0≤v<gR，則內(nèi)壁提供支持力向上，有可知F內(nèi)若v=gR時，F(xiàn)=0若2gR≥v>則有0<F若v>2gR時，則外壁提供支持力向下，有則F外綜上可知小球通過最高點時受到管的作用力可能大于重力，故B符合題意；C．小球在水平線ab以下管道運動，由于沿半徑方向的合力提供做圓周運動的向心力，所以外側(cè)管壁對小球一定有作用力，故C符合題意；D．小球在水平線ab以上管道中運動時，當(dāng)速度非常大時，內(nèi)側(cè)管壁沒有作用力，此時外側(cè)管壁有作用力，當(dāng)速度比較小時，內(nèi)側(cè)管壁有作用力，故D不符合題意。故答案為：ABC。

【分析】對處在不同位置的物體進行受力分析，結(jié)合此時物體的速度，利用向心力公式求解物體對軌道的壓力。9．【答案】A,B,D【解析】【解答】火車拐彎時不受輪緣的擠壓時，靠重力和支持力的合力提供向心力，其受力如圖根據(jù)牛頓第二定律得mg因θ很小，則有tan聯(lián)立得vA．實際速度25m/s小于v0時，重力和支持力的合力大于向心力，此時內(nèi)軌對車輪輪緣施加壓力，故A符合題意；B．實際速度40m/s大于v0時，重力和支持力的合力不夠提供向心力，此時外軌對車輪輪緣施加壓力，故B符合題意；CD．實際速度30m/s等于v0時，靠重力和支持力的合力剛好提供向心力，方向水平指向圓心，則內(nèi)外兩側(cè)鐵軌所受輪緣對它們的壓力均恰好為零，故C不符合題意，D符合題意。故答案為：ABD。

【分析】對汽車進行受力分析，汽車在拐彎的時候，重力和支持力的合力提供向心力，結(jié)合汽車的速度和向心力公式分析求解即可。10．【答案】A,C,D【解析】【解答】A．飛船在軌道Ⅰ上，月球的萬有引力提供向心力G在月球表面的物體，萬有引力等于重力，得G解得v=故A符合題意；B．在圓軌道實施變軌成橢圓軌道遠地點是做逐漸靠近圓心的運動，要實現(xiàn)這個運動必須萬有引力大于飛船所需向心力，所以應(yīng)給飛船減速，從而減小所需的向心力，則變軌時速度減小，故B不符合題意；C．飛船在軌道Ⅱ上做橢圓運動，根據(jù)牛頓第二定律可知G因A到B的過程距離r變小，則加速度逐漸增大，故C符合題意；D．對近月軌道的衛(wèi)星有m解得T=2π故D符合題意。故答案為：ACD。

【分析】衛(wèi)星離地球越近，線速度越大，環(huán)繞周期越短，同時動能增加，勢能減小，總的機械能減小，結(jié)合選項分析即可；衛(wèi)星離地球遠近，線速度越大，環(huán)繞周期越短，受到的萬有引力就比較大，所以加速度就比較大。11．【答案】（1）C（2）m4π【解析】【解答】（1）小球受重力、繩的彈力做勻速圓周運動，則向心力由重力和彈力的合力提供。故答案為：C；（2）小球運動周期為T=向心力大小F由幾何關(guān)系可知F得F=

【分析】（1）小球受到重力和彈力的作用做勻速圓周運動；

（2）利用小球運動的時間可以求出周期的大小，結(jié)合向心力與周期的關(guān)系可以求出向心力的表達式；利用其力的合成可以求出其小球受到的合力大小。12．【答案】（1）dt；（2）mgl（3）mgl=【解析】【解答】（1）遮光板通過光電門的平均速度近似等于瞬時速度v=動能為E（2）系統(tǒng)所受合力為鉤碼的總重力，則做功為W