1、山东省菏泽市（一中系列学校）2020-2021高一下学期物理期中考试试卷（A）一、单选题1.如图是太阳系的部分行星围绕太阳运动的示意图，关于地球、土星围绕太阳运动的说法正确的是（ ） A.它们围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳位于椭圆轨道的中心B.它们与太阳的连线在相等时间内扫过的面积都相等C.它们轨道半长轴的三次方跟公转周期二次方的比值仅与太阳的质量有关D.它们轨道半长轴的三次方跟公转周期二次方的比值不仅与太阳的质量有关，还与它们各自的质量有关2.物体做匀速圆周运动，速度的大小为2m/s，1s内速度变化的大小为2m/s，则匀速圆周运动的半径和角速度分别可以为（ ） A.3m和1rad/sB.1
2、m和3rad/sC.12m 和 6rad/sD.6m 和 3rad/s3.如图所示，匀速转动的圆盘上有一个与圆盘相对静止的物体，若圆盘表面的摩擦力突然消失，则消失的瞬间物体相对于圆盘的运动方向是（ ） A.沿切线方向B.沿半径指向圆心C.沿半径背离圆心D.远离圆心，方向介于该点所在的半径和切线之间4.质量为m的汽车先以速度v经过半径为r的凸形拱最高点，紧接着以速度v经过半径为r的凹形桥最低点，则汽车经过最高点和最低点时受到的支持力大小之差（重力加速度为g）（ ） A.2mgB.2mv2rC.mg+mv2rD.mg-mv2r5.现如今滚筒洗衣机已经走进了千家万户，极大方便了人们的生活。如图滚筒洗
3、衣机脱水时滚筒绕水平转动轴转动，滚筒上有很多漏水孔，滚筒转动时，附着在潮湿衣服上的水从漏水孔中被甩出，达到脱水的目的。下列说法正确的是（ ） A.湿衣服上的水更容易在最高点被甩出B.湿衣服上的水更容易在最低点被甩出C.洗衣机的脱水原理是水滴受到了离心力的作用D.洗衣机滚筒转动的越快，水滴越不容易被甩出6.已知某行星的质量是地球质量的l.5倍，半径是地球半径的6倍。则此行星的第一宇宙速度约为（取地球的第一宇宙速度 v1=7.9km/s ）（ ） A.3l.6km/sB.15.8km/sC.3.95km/sD.1.98km/s7.如图为残运会中一名铅球选手投掷铅球，以12m/s的初速度斜向上抛出一
4、重为50N的铅球，铅球速度与水平方向的夹角为 30 ，铅球出手时距地面高度为1.8米（不计空气阻力，取 g=10m/s2 ， 2=1.414 ）。则铅球运动过程中重力的平均功率和落地前瞬间重力的瞬时功率分别为（ ） A.62.1W 424.2WB.424.2W 62.1WC.150W 500WD.300W 500W8.如今高层居民小区越来越多，家住高层，窗外“风光无限”，可电梯房虽好，就是怕停电。要是电梯停运了，给高层住户的生活带来很多不便。家住10楼的李同学某次停电时步行从一楼走楼梯回家，已知该同学质量为50kg，每层楼的高度为3m，取 g=10m/s2 。则该同学在这个过程中（ ） A.重
5、力做负功，楼梯的支持力做正功B.重力做负功，楼梯的支持力不做功C.重力势能增加 1.5105JD.重力势能增加 1.35105J二、多选题9.如图所示为室内场地自行车赛的比赛情景，运动员以速度v在倾角为 的粗糙倾斜赛道上做匀速圆周运动。已知运动员质量为m，圆周运动的半径为R，将运动员视为质点。则运动员的（ ） A.合外力方向沿赛道面向下B.自行车对运动员的作用力方向竖直向上C.合力大小为 mv2RD.速度不能超过 gRtan10.关于向心加速度，下列说法中正确的是（ ） A.向心加速度越大，物体速度方向改变的就越快B.做曲线运动的物体，一定存在向心加速度C.由向心加速度 an=v2r 可知，向
6、心加速度一定与轨道半径成反比D.物体做变速圆周运动时，向心加速度的大小不能用 an=v2r 来计算11.如图所示为某一皮带传动装置。主动轮的半径为 r1 ，从动轮的半径为 r2 。已知主动轮做顺时针转动，转速为n，转动过程中皮带不打滑。下列说法正确的是（ ） A.从动轮做顺时针转动B.从动轮做逆时针转动C.从动轮的转速为 r1r2nD.从动轮的转速为 r2r1n12.我国发射的“天问一号”火星探测器到达火用后开展了一系列复杂的变轨操作：2021年2月10日，探测器第一次到达近火点时被火星捕获，成功实现火星环绕，进入周期为10天的大椭圆轨道；2月15日，探测器第一次到达远火点时进行变轨，调整轨道
7、平面与近火点高度，环火轨道变为经过火星南北两极的极轨；2月20日，探测器第二次到达近火点时进行轨道调整，进入周期为4天的调相轨道；2月24日，探测器第三次运行至近火点时顺利实施第三次近火制动，成功进入停泊轨道。极轨、调相轨道、停泊轨道在同一平面内。探测器在这四次变轨过程中（ ） A.沿大椭圆轨道经过远火点与变轨后在极轨上经过远火点的加速度方向垂直B.沿极轨到达近火点变轨时制动减速才能进入调相轨道C.沿极轨、调相轨道经过近火点时的加速度都相等D.大椭圆轨道半长轴 r1 与调相轨道半长轴 r2 的比值为 34004三、实验题13.某同学利用一根弹簧和一个小球来探究弹性势能的大小与弹簧形变量的关系。
8、 如图所示，将弹簧的左端固定在水平桌面上，此时弹簧的右端恰好到达桌面边缘。为了减小弹簧与桌面、及小球与桌面间的摩擦，在桌面上涂抹了润滑油。将小球置于弹簧右端，把弹簧分别压缩 x0 、 2x0 、 3x0 、 4x0 、 5x0 （弹簧始终在弹性限度内）后释放，小球离开桌面水平飞出，已知重力加速度为g。某次测量时，该同学测出桌面的高度为H，小球落地点到桌沿的水平距离为x，则小球离开桌面时的速度大小为：_。为了测出小球离开弹簧时的动能，该同学还需要的测量工具是：_。A秒表 B打点计时器 C天平用测量的物理量表示出弹簧的弹性势能_。14.某同学利用拉力传感器探究“圆锥摆摆线所受的拉力与摆球运动周期间
9、的关系”，他采取了如下几步操作： （1）如图所示，将摆球拉离竖直方向一个角度，给小球施加一个水平初速度，让小球在水平面内做匀速圆周运动，他测出了小球完成N次圆周运动的时间为t，则小球做圆周运动的周期T=_。 （2）此后该同学的操作均保持摆线长为50cm，改变摆球摆动的周期，拉力传感器测出了细线的拉力与周期的关系如下表所示 F/N2.55.07.510.012.5T/s0.2830.2000.1630.1410.126T2/s2 0.0800.0400.0270.0200.016T-2/s-2 12.5025.0037.5050.0062.50为了减小实验误差，该同学处理实验数据时采用了线性拟合
10、的方法，他把F设定为纵轴变量，为了得到直线图像，他的横轴变量应该选择：_AT B T2 C T-2 请你根据选择的横轴变量，用描点法画出图像_。根据做出的图像，可求出小球的质量m=_。四、解答题15.学习完了万有引力定律后，甲、乙两位同学在探究学习时，甲同学设想可以发射一颗周期为1h的人造近地卫星，而乙同学表示不可能有这种卫星。两位同学通过查找资料得知：地球的半径 R=6400km ，取地球表面的重力加速度 g=10m/s2 。你认为哪位同学的观点正确？并通过推理运算证明你的观点。 16.质量为m的汽车启动后沿平直路面行驶，如果发动机的功率恒为P，且行驶过程中受到的阻力恒为f。求： （1）行驶
11、过程中汽车能达到的最大速度； （2）当汽车的进度达到最大速度的 12 时，汽车的瞬时加速度。 17.如图所示，表面粗糙的水平圆盘可绕竖直中心轴转动，圆盘上放着质量均为m的A、B两个物块，物块之间用长为L的细线相连，A、B与绳在同一条直径上，细线刚好伸直但没有作用力，A物块与O点的距离为 2L5 ，物块均可视为质点。A、B与圆盘间的动摩擦因数均为 ，且认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。 （1）当圆盘以角速度 0 匀速转动时，细线上开始出现拉力，求 0 的大小； （2）当圆盘以角速度 (0) 转动且A、B未滑动时，写出A受到的静摩擦力与角速度 的关系式； （3）当圆盘的角速度多大时，
12、A、B两个物块开始在圆盘上滑动？ 18.如图所示，光滑轨道由水平面内的直轨道AB与竖直面内的半圆形轨道CD组成，B、C点光滑无缝衔接，在C点底部放置一压力传感器（不考虑其厚度）。质量为1kg的物块P静止在A点，在拉力F的作用下加速向B点运动。到达B点时撤去F，在C点进入轨道时压力传感器的示数为80.0N，之后沿半圆轨道到达D点，已知半圆轨道半径R=1m，外力F=14N，取 g=10m/s2 ，求： （1）A点到B点的距离； （2）物块到达D点时的速度； （3）将物块P换为质量为2kg的物块Q，再次用F将物块Q从A拉到B，到达B点时撤去F，Q达到的最高点到地面的距离。 答案解析一、单选题1.【答
13、案】 C 【考点】开普勒定律 【解析】【解答】A根据开普勒第一定律可知，所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上，所以A不符合题意； B根据开普勒第二定律可知，对于同一颗行星，它们与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等。对于不同的行星，扫过的面积不相等，所以B不符合题意；CD对于绕太阳运动的行星来说，由牛顿第二定律可知 GMmr2=m42T2r则行星运动的周期为 r3T2=G42M所以可知，所有行星轨道半长轴的三次方跟公转周期二次方的比值仅与太阳的质量有关，所以C符合题意，D不符合题意。故答案为：C。 【分析】太阳处于椭圆其中的一个焦点处；开普勒第二定律的适应条件是同一颗行星
14、；开普勒第三定律中的常数只与太阳的质量有关，与其他因数无关。2.【答案】 D 【考点】匀速圆周运动 【解析】【解答】由题意可知，1s内速度的矢量三角形为正三角形，即1s内物体转过的角度为 3 ，则可知 =t=3rad/s 由 v=r可知，物体做匀速圆周运动的半径为 r=6m故答案为：D。 【分析】利用矢量三角形结合速度的变化量可以求出物体转过的角度，利用角度和时间可以求出角速度的大小，利用线速度和角速度的关系可以求出运动的半径大小。3.【答案】 A 【考点】离心运动和向心运动 【解析】【解答】物体随圆盘一起做匀速圆周运动，物体速度沿着切线方向，所以摩擦力消失的瞬间，物体保持原来的运动状态，沿切
15、线方向飞出。 故答案为：A。 【分析】物体利用摩擦力提供向心力，当摩擦力消失时，物体沿切线方向做离心运动。4.【答案】 B 【考点】牛顿第二定律 【解析】【解答】根据汽车过拱形桥的受力分析可知重力和拱形桥的支持力例提供汽车做圆周运动的向心力，设汽车过最高点的支持力为FN1 ， 汽车过最低点的支持力为FN2 ， 根据向心力公式可得 mg-FN1=mv2r 解得 FN1=mg-mv2r当汽车经过最低点时，则有 FN2-mg=mv2r解得 FN2=mg+mv2r解得汽车在最高点和最低点的支持力之差为 FN2-FN1=2mv2r故答案为：B。 【分析】利用汽车经过最高点和最低点的牛顿第二定律可以求出支
16、持力的大小，两式联立可以求出支持力大小的差值。5.【答案】 B 【考点】离心运动和向心运动 【解析】【解答】ABC衣服在最高点有 FN1+mg=mv2r 在最低点有 FN2-mg=mv2r所以在最低点水滴需要更大的支持力，如果水的附着力不够，在最低点就更容易被甩出去，AC不符合题意，B符合题意；D 洗衣机滚筒转动的越快，水滴所需要的向心力越大，水的附着力与向心力差距越大，水滴越容易被甩出，D不符合题意。故答案为：B。 【分析】衣服在最高点和在最低点都做圆周运动，利用牛顿第二定律可以求出支持力的大小；利用支持力比较可以判别在最低点水最容易被甩出去；洗衣机是利用离心运动的原理不是水受到离心力的作用
17、；洗衣机转速越快其水滴所需要的向心力越大越容易出现离心运动。6.【答案】 C 【考点】万有引力定律及其应用 【解析】【解答】根据 GMmR2=mv2R 可得，地球第一宇宙速度大小为 v=GMR=7.9km/s 根据题意，此行星的第一宇宙速度大小为 v=1.5GM6R=3.95km/s故答案为：C。 【分析】利用引力提供向心力结合质量和半径的比值可以求出行星第一宇宙速度的大小。7.【答案】 A 【考点】斜抛运动 【解析】【解答】由题意可知，铅球做斜抛运动，将初速度分解到水平和竖直方向，分别为 v0x=v0cos30=63m/s v0y=v0sin30=6m/s由 v0y=gt1可知，铅球上升所用
18、时间为 t1=v0yg=0.6s从抛出到最高点的竖直高度为 h1=12gt12=1.8m则下落的高度为 H=h+h1=3.6m由 H=12gt22可知，下落所用时间为 t2=2Hg=325s则可知铅球全程所用时间为 t=t1+t2=(0.6+325)s则铅球运动过程中重力的平均功率 P=Wt=Ght=62.1W又铅球落地的竖直分速度为 vy=gt2=62m/s则铅球落地前瞬间重力的瞬时功率为 P=Gvy=424.2W故答案为：A 【分析】对铅球的初速度进行分解，利用速度公式看求出运动的时间；利用高度可以求出重力做功的大小，结合运动的时间可以求出重力平均功率的大小；利用速度公式可以求出竖直方向的
19、末速度大小，结合重力的大小可以求出重力瞬时功率的大小。8.【答案】 A 【考点】恒力做功 【解析】【解答】AB上楼梯时，重力竖直向下，支持力竖直向上，所以重力做负功，楼梯的支持力做正功，A符合题意，B不符合题意； C D上楼整个过程中，重力做的功为 WG=-mgh=-501027J=-1.35104J根据功能关系，重力做负功，所以重力势能增加 1.35104J ，CD不符合题意。故答案为：A。 【分析】上楼梯时速度方向向上，所以重力做负功支持力做正功；利用高度的变化可以求出重力做功的大小，进而判别重力势能的变化量大小。二、多选题9.【答案】 C,D 【考点】向心力 【解析】【解答】A运动员和自
20、行车组成的整体受重力、支持力、摩擦力作用，靠合力提供向心力，合力的方向始终指向圆心，A不符合题意； B运动员所受重力、支持力的合力提供其做圆周运动的向心力，故自相车对运动员的作用力应斜向左上方，B不符合题意；C运动员的合力提供运动员做圆周运动的向心力，根据向心力公式可得 F向=mv2RC符合题意；D当运动员和行车为整体，受到的重力和赛道的支持力的合力提供向心力时，向心力为 F向=m总v2R=m总gtan解得 v=gRtan当运动员和自行车受到赛道的摩擦力时 v1h 所以甲同学的观点不正确，乙同学的观点是正确的，即近地卫星的周期不可能为1h。【考点】万有引力定律及其应用 【解析】【分析】地球对卫
21、星的引力提供近地卫星的向心力，结合地球对表面物体的引力形成重力；利用牛顿第二定律可以求出卫星运动的周期。16.【答案】 （1）解：当汽车受到的阻力和牵引力平衡时，速度达到最大，此时有 v=PF=Pf（2）解：当汽车的进度达到最大速度的 12 时，有 P=F1v2F1-f=ma 则 a=fm【考点】机车启动 【解析】【分析】（1）当汽车阻力和牵引力平衡时，利用功率除以阻力可以求出最大的速度； （2）汽车速度还没达到最大时，利用额定功率和速度可以求出牵引力的大小，结合牛顿第二定律可以求出瞬时加速度的大小。 17.【答案】 （1）解：A、B是同轴转动，角速度相等，所以B的向心力大于A的向心力，细线上
22、开始出现拉力时，B达到最大静摩擦力，此时有 mg=m35L02 则 0=5g3L（2）解：当圆盘以角速度 (0) 转动且A、B未滑动时，有 F-fA=m25L2F+mg=m35L2 可得 fA=15mL2-mg（3）解：A、B两个物块开始在圆盘上滑动时，A的摩擦力达到了最大值，此时有 F-mg=m25L2F+mg=m35L2 =10gL【考点】向心力，牛顿第二定律 【解析】【分析】（1）由于AB同轴转动，其B的半径比较大小所以先达到最大静摩擦力，利用最大静摩擦力提供向心力可以求出拉力出现时角速度的大小； （2）当圆盘出现拉力时，利用A和B的牛顿第二定律可以求出A受到的摩擦力与角速度的大小关系式
23、； （3）当AB开始在圆盘上运动时，A的摩擦力达到最大，利用AB的牛顿第二定律可以求出角速度的大小。 18.【答案】 （1）解：物块在C点时，根据牛顿第二定律可得 FN-mg=mvC2R 解得 vC=70m/s 从A到C的过程中，由动能定理可得 FLAB=12mvC2 联立上式，代入数据解得 LAB=2.5m （2）解：从C到D的过程中，由动能定理可得 -mg2R=12mvD2-12mvC2 代入数据解得 vD=30m/s （3）解：当换为质量为2kg的物块Q时，从A到C的过程中，由动能定理可得 FLAB=12mvC2 代入数据解得 vC=35m/s 设物块能够上升的高度为h，根据机械能守恒有
24、 12mvC2=mgh 解得 h=1.75m 由于 h2R ，所以物块不能到达D点，设物块在E点脱离轨道，此后将做斜抛运动，如下图所示从C到E的过程中，由机械能守恒可得 12mvC2=12mvE2+mg(R+Rsin) 物块在E点时，根据牛顿第二定律有 mgsin=mvE2R 联立上式解得 sin=12 ， vE=5m/s 设物体做斜抛运动上升的最大高度为H，在竖直方向则有 0-(vEcos)2=-2gH 解得 H=0.1875m 所以Q达到的最高点到地面的距离为 h总=R+Rsin+H=1.6875m 【考点】动能定理的综合应用，牛顿第二定律 【解析】【分析】（1）物块在C点，利用牛顿第二定律可以求出物块经过C点速度的大小；结合AC过程的动能定理可以求出AB之间距离的大小； （2）物块从C到D的过程，利用动能定理可以求出物块经过D点速度的大小； （3）物块从A到C的过程，利用动能定理可以求出物块经过C点速度的大小；结合机械能守恒定律可以求出物块不能到达D点，假设物块在E点离开，利用动能定理结合牛顿第二定律可以求出在E点离开的速度，物块从E点开始做斜抛运动，利用竖直方向的位移公式可以求出Q点与地面之间的距离。
