1、广东省广州市第二中学2020-2021学年高一物理下学期期中试题一.单项选择题（每题只有一个选项正确，多选、错选、不选不得分。每题4分，共28分）1.关于物理科学史或行星的运动，下列说法正确的是（ ）A.卡文迪许利用扭秤实验测出了万有引力常量，被称为“第一位称量地球的人”B.相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积C.第谷通过大量实验研究，总结出行星运动的三大定律D.地球绕太阳公转运动轨道半径R的三次方与其周期T的平方之比为常数，即，k的大小与太阳的质量与地球的质量有关2.2020年8月1日，北斗三号全球卫星导航系统建成暨开通仪式在北京人民大会堂举行，宣布北斗三号全球卫
2、星导航系统正式开通。北斗导航系统中部分卫星的轨道示意图如图所示，已知a、b、c三颗卫星均做圆周运动，a是地球同步卫星。下列说法正确的是（ ）A.卫星a的角速度小于c的角速度B.卫星a的加速度大于b的加速度C.卫星a的运行速度大于第一宇宙速度D.卫星b的周期大于24h3.如图所示，广州市第二中学举行了“引体向上接力赛”的活动，某班质量为60kg的某同学在做引体向上运动，从双臂伸直到肩部与单杠同高度算1次，若他在1分钟内完成了10次，每次肩部上升的距离均为0.4m，则他在1分钟内克服重力所做的功及相应的功率约为（g取）（ ）A.240J，4WB.2400J，2400WC.2400J，40WD.48
3、00J，80W4.2021年2月3日，习近平总书记赴黔西县新仁苗族乡化屋村实地察看乌江六冲河段生态环境。黔西乌江源百里画廊化屋景区春节四天旅游收入3000余万。游船是其中的一项旅游收入项目。假设景区两岸有一段平行且足够长的水面，游客在静水中划船的速度为1.0m/s，平行于岸的水流速度为0.6m/s，且水速与离岸距离无关，河宽600m，游客在渡河的过程中，船身始终垂直于河岸，那么游船（ ）A.游船到达对岸将做变速运动B.航行的速度为1.0m/sC.船随水流发生的位移大于750mD.某日河面涨水，水流速度增加到0.8m/s，游船到达对岸的时间为10分钟5.广州塔上有一“摩天轮”轮面与水平面成一定的
4、角度。一游客随“摩天轮”一起做匀速圆周运动，则（ ）A.游客的机械能守恒B.游客所受的合力始终指向轴心OC.游客在最高点处超重D.游客始终只受重力和竖直向上的支持力作用6.“ETC”是高速公路上电子不停车收费系统的简称。若某汽车以恒定功率匀速行驶，为合理通过收费处，司机在时刻使汽车功率减半，并保持该功率行驶，到时刻又做匀速运动；通过收费处后，司机马上恢复原来功率，以后保持该功率行驶。设汽车所受阻力大小不变，则在该过程中，汽车的速度随时间变化图像可能正确的是（ ）A.B.C.D.7.黑洞是宇宙空间内存在的一种天体。黑洞的引力很大，使得视界内的逃逸速度大于光速。黑洞无法直接观测，但可以借由间接方式
5、得知其存在与质量，并且观测到它对其他事物的影响，双星系统中两个星球A、B的质量都是m，A、B相距L，它们正围绕两者连线上某一点做匀速圆周运动。实际观测该系统的角速度要大于按照力学理论计算出的角速度理论值，且于是有人猜测这可能是受到了一颗未发现的黑洞C的影响，并认为C位于双星A、B的连线正中间，相对A、B静止，如图所示。已知万有引力常量为G，以下说法正确的是（ ）A.在运动的过程中，A和B两颗星的角速度、线速度都相同B.如图甲，两个星球A、B组成的双星系统角速度理论值C.图乙中A受到的万有引力为D.星球C的质量二.多选题（每题至少有两个选项正确，每题4分，正确但漏选得2分，共20分）8.下列说法
6、中正确的是（ ）A.两个互成角度（不共线）的匀变速直线运动的合运动不一定是匀变速直线运动B.做离心运动的物体必然受到离心力的作用C.物体在变力作用下可能做直线运动D.做圆周运动的物体，所受合力时刻指向圆心9.如图甲所示为历史上著名的襄阳炮，因在公元1267-1273年的宋元襄阳之战中使用而得名，其实质就是一种大型抛石机。将其工作原理简化为图乙所示，横杆的质量不计，将一质量，可视为质点的石块，装在横杆长臂与转轴O点相距的末端口袋中，在转轴短臂右端固定一重物M，发射之前先利用外力使石块静止在地面上的A点，静止时长臂与水平面的夹角，解除外力后石块被发射，当长臂转到竖直位置时立即停止运动，石块被水平抛
7、出，落在水平地面上，石块落地位置与O点的水平距离，忽略一切摩擦阻力，g取。则（ ）A.从解除外力到石块被抛出的过程中，石块、杆、重物组成的系统机械能守恒B.石块水平抛出时的初速度为C.石块被水平抛出时重力的瞬时功率为D.从A点到最高点的过程中，长臂对石块做的功为2050J10.如图所示，一根长为1.0m的轻绳一端系在固定横轴的O点上，另一端系着一个质量为1kg的小球（小球半径忽略不计）。O点距离光滑水平桌面的距离为0.8m，水平桌面足够大。让小球在某一水平面上做匀速圆周运动，绳子伸直，重力加速度取，则（ ）A.若想让小球对水平桌面压力为零，匀速圆周运动的角速度应满足B.当绳子与竖直方向的夹角为
8、60时，绳子对小球的拉力为20NC.当匀速圆周运动的角速度为，小球受到桌面的支持力为4ND.若换用更长的绳子，仍想让小球对水平桌面压力为零，小球匀速圆周运动的角速度应该比A选项中的临界情况更大11.2020年7月23日，我国在中国文昌航天发射场，用长征五号遥四运载火箭将我国首次执行火星探测任务的“天问一号”探测器发射升空，飞行2000多秒后，成功将探测器送入预定轨道，开启火星探测之旅，迈出了我国自主开展行星探测的第一步。接近火星后“天问一号”探测器为软着陆做准备，首先进入椭圆轨道，其次进入圆轨道，最后进入椭圆着陆轨道，火星的半径为R，引力常量为G，下列说法正确的有（ ）A.“天问一号”探测器在
9、轨道上的机械能大于在轨道上的机械能B.“天问一号”探测器在轨道上Q点的向心加速度小于在O点的向心加速度C.“天问一号”探测器在轨道上运动时，运行的周期D.已知“天问一号”探测器在轨道上运动的角速度和轨道半径，可以推知火星的密度12.6月份是收割小麦的季节，粮库工作人员通过传送带把小麦堆积到仓库内。其简化模型如图乙所示，工作人员把一堆小麦轻轻地放在倾斜传送带的底端，小麦经过加速和匀速两个过程到达传送带顶端，然后被抛出落到地上。已知传送带与地面的夹角为，两轴心间距为L，传送带以恒定的速度v顺时针转动，忽略空气阻力，重力加速度为g，以地面为零势能面，对于其中一颗质量为m的麦粒P（如图所示）的说法正确
10、的是（ ）A.在匀速阶段，其他麦粒对麦粒P不做功B.小麦从传送带底端运动到顶端的过程中，其他麦粒对麦粒P做的功为C.麦粒P离开传送带后（未落地）的机械能为D.麦粒P克服重力做功的最大值为三、实验题13.（9分）如图，在“探究平抛运动的特点”实验中：（1）为准确确定坐标轴，还需要的器材是_。A.弹簧测力计B.铅垂线C.打点计时器D.天平（2）实验过程中，小球每次应从斜槽上_（“相同”或“不同”）的位置由静止滚下，斜槽轨道对小球的摩擦力对该实验_（“有”或“没有”）影响。（3）小明同学是利用频闪照相的方式研究平抛运动，如图是他将照相机对准每小格边长为3.2cm的方格背景拍摄的频闪照片，不计空气阻力
11、，取重力加速度，则照相机两次闪光的时间间隔_s，小球被抛出时的水平速度_，小球经过B点的速度大小_（结果可保留根式）。14.（5分）花样滑冰是冬奥会上一个极具观赏性的比赛项目，小明和小乐同学在观看双人花样滑冰比赛时，看到男运动员拉着女运动员的手以男运动员为轴旋转（如图a所示），他们开始讨论运动员旋转快慢跟什么条件有关，于是就设计了一个实验来探究影响运动员旋转周期的因素。他们在实验室准备了铁架台、栓有细绳的小钢球、毫米刻度尺和秒表，已知当地的重力加速度为g，该同学实验操作步骤如下：（1）将铁架台放在水平桌面上，将小球悬挂在铁架台横杆上，按如图b所示固定好刻度尺，使刻度尺的零刻度与绳子结点处于同一
12、高度。（2）给小球一个初速度，并经过调整尽量使小球在水平方向上做圆周运动，这样小球的运动可以看做是匀速圆周运动。小明立刻拿着秒表开始计时并数小球圆周运动的圈数，从他按下秒表的那一刻开始数1，当数到n时停秒表，秒表显示的时间为t，则小球做圆周运动的周期_。在小明计时的过程中，小乐同学负责从刻度尺上读出铁架台上绳子结点到圆平面的竖直高度，多次测量后取平均值h，这样做的目的是为了减小_（填“偶然误差”或“系统误差”）。（3）由匀速圆周运动规律，小球做圆周运动周期的表达式为_（用h、g和表示）（4）带入所测数据经过计算，若，则可以证明运动员的旋转快慢与_有关。四、计算题15.（10分）嫦娥五号是我国首
13、个实施无人月面取样返回的月球探测器。2020年11月29日，嫦娥五号从椭圆环月轨道变轨为圆形环月轨道，环月轨道对应的周期为T，离月面高度为h，如图所示。已知月球半径为R，万有引力常量为G。求：（1）嫦娥五号在环月轨道运动的线速度大小（2）求月球的质量M（3）求月球表面的重力加速度大小g16.（10分）如图为某游乐场内水上滑梯轨道示意图，整个轨道在同一竖直平面内，AB段是四分之一光滑圆弧轨道，半径为2R，平面BC段粗糙，左端B点与圆弧平滑相连，右端C点与水面高度差为R。一质量为m的游客（视为质点）从A点由静止开始滑下，试求：（1）游客运动到B点时，对B点的压力（假设此时还在圆弧轨道中）（2）游客
14、运动到C点离开平面，落在水面D点，CD水平距离为2R，求游客滑到C点的速度的大小（3）运动过程轨道摩擦力对游客所做的功17.（18分）如图所示，可视为质点的质量为的遥控汽车静止在水平轨道上的A点，汽车启动后获得恒定的牵引力，从A点开始做匀加速直线运动，当其滑行到的中点时关闭发动机，汽车继续运动到B点后进入半径为且内壁光滑的竖直固定圆轨道，在圆轨道上运行一周后从B处的出口（未画出，且入口和出口稍稍错开）出来后向C点滑动，C点的右边是一个“陷阱”，D点是平台边缘上的点，C、D两点的高度差为，水平距离为.已知汽车运动到圆轨道的最高点时对轨道的压力大小刚好为汽车重力的3倍，水平轨道BC的长度为，汽车在
15、水平轨道、上受到的阻力恒为重力的0.5倍，重力加速度.（1）求水平轨道的长度（2）试通过计算判断汽车能否到达“陷阱”右侧的D点（3）要达到汽车在运动过程中，既不脱离竖直圆轨道，又不落入C、D间的“陷阱”的目的，试求汽车在段上有牵引力F作用的距离范围高一物理期中考参考答案一.选择题1234567AACDBBC89101112ACABDABADBD13.答案：（1）B；（2）相同、没有；（3）0.08s、1.6、解：（1）实验器材：AD、弹簧秤测重力，天平测质量，两者在实验中没必要；B、为了检验斜槽的末端是否水平，可以用铅垂线进行；C、打点计时器也没有用，故选：B；（2）为了描绘平抛的轨迹，需要多
16、次让小球从同一位置释放，只有小球从相同位置释放，才能是同一平抛运动；虽然轨道对小球有阻力，但是只要从同一位置滑下，则达到末端的速度相同，均是同一平抛，所以阻力对本实验没影响；（3）从A、B、C点的位置来看，水平间隔相同为4格，表明时间相同，再看竖直位置，分别相差3格和5格，由竖直方向，则可求出时间，所以初速度，而B点的竖直速度，所以。14.答案：（1） （2）偶然误差； （3） （4）悬挂点到圆周运动圆心的竖直高度。解：（1）因为从计时开始数1，所以数到n时，经历了个周期，故：（2）多次测量求平均值是为了减小偶然误差；（3）根据实验模型，小球受重力、绳子拉力，二者的合力提供向心力，其中为绳与竖
17、直方向夹角，L为绳长，又，故：。（4）根据（3）中结论，周期与悬挂点到圆周运动圆心的竖直高度有关。即运动员的旋转快慢与悬挂点到圆周运动圆心的竖直高度有关。15.（1）由万有引力定律及向心力公式知其中，解得（2）由万有引力定律得解得（3）根据月球表面物体重力等于万有引力可得所以，月球表面处的重力加速度根据可得16.（1）从圆弧上A点运动到B点，由动能定理得：根据牛顿第二定律：联立得由牛顿第三定律得，游客对B点的压力（2）游客从C点做平抛运动，有代入解得（3）从A到C，根据动能定理，有解得17.解：（1）设汽车运动到竖直圆轨道最高点时的速度大小为，则有从B点运动到最高点的过程中，设汽车到达B点时的
18、速度大小为，有得.汽车由A到B的过程中，由动能定理可得，得（2）设汽车到达C点时的速度大小为，B到C过程有：解得设汽车下落所需要的时间为t，则有，解得故汽车在水平方向上运动的距离为故汽车将落入“陷阱”中，不能运动到D点.（3）由题意可知，若要汽车既不脱离圆轨道，又不掉进“陷阱”，则需要分三种情况进行讨论：当汽车刚好能够到达与圆心等高的E点时，设恒力作用的距离为，则由动能定理可得：解得故当牵引力作用的距离满足.当汽车刚好能经过圆轨道的最高点时，设汽车经过最高点时的速度大小为，则有A点到最高点过程：解得当汽车刚好运动到C点时速度为零，设此种情况牵引力作用的距离为，则A到C有：解得.故牵引力作用的距离满足当汽车刚好能够越过“陷阱”，设汽车到达C点时的速度大小为，则，解得，设这种情况牵引力作用的距离为，A到C有解得故牵引力作用的距离满足