1、信阳市2020-2021学年度高一下学期期中教学质量检测物理试题一、选择题（每小题4分，共48分.其中第18题只有一个选项符合题意，第912题有多个选项符合题意要求，全部选对和得4分，选对但选不全的得2分，有选错的得0分）1.关于万有引力定律，下列说法中正确的是（ ）A.万有引力只存在于天体与天体之间，教室内两位同学之间没有万有引力B.地球表面的大气层是因为万有引力的约束而存在于地球表面附近C.地球对人造卫星的万有引力远大于卫星对地球的万有引力D.一个苹果由于其质量很小，所以它给地球的万有引力几乎可以忽略2.关于曲线运动的描述中正确的是（ ）A.曲线运动的速度可以保持不变B.曲线运动物体的加速
2、度可能为零C.物体在恒力作用下，可以作曲线运动D.曲线运动物体的加速度方向总是与速度方向垂直3.在太阳系中，各行星的公转轨迹十分接近圆，则离太阳越远的行星（ ）A.周期越小B.线速度越大C.角速度越大D.向心加速度越小4.一架军用飞机平行海平面匀速飞行，进行水雷投放试验.每隔5s释放一颗水雷，先后共释放4个.若不计空气阻力，飞机距水面足够高，则四颗水雷落水前在空中的排列情况是（ ）A.B.C.D.5.如图所示，是物理学中一些基础的动力学模型，请判断下列说法中正确的是（ ）A.（甲）图中，物体A将弹簧从原长开始压缩的过程中，A的加速度一直减小B.（乙）图中，A置于水平面，物体B沿光滑斜面下滑过程
3、中，A静止，B处于失重状态C.（丙）图中，不计任何阻力和定滑轮质量时，A加速下落，B加速上升过程中，A、B加速度相同D.（丁）图中，小球在水平面内做圆锥摆运动时，小球运动的角速度随圆锥顶角的增大而减小6.如图所示，是一个半径为R的半圆柱面的横截面，直径水平，C为截面上的最低点，间有一斜面，从A点以大小不同的初速度、沿方向同时水平抛出两个小球a和b，分别落在斜面和圆弧面上，不计空气阻力，下列判断正确的是（ ）A.不论大小如何，都不可使b球垂直撞击到圆弧面上B.a球的飞行时间一定比b球短C.初速度可能大于D.a球接触斜面前的瞬间，速度与水平方向的夹角为907.在天文观测中，有时会看到一种比较奇怪的
4、现象，与其它天体相距很远的两颗恒星在同一直线上往返运动，它们往返运动的中心相同，周期也一样.模型如图所示，恒星A在之间往返运动，恒星B在之间往返运动，且，现测得它们运动的周期为T，恒星A、B的质量分别为M、m，万有引力常量为G，则（ ）A.B.C.D.8.已知地球表面的重力加速度是月球表面重力加速度的6倍，地球半径是月球半径的.则地、月之间往返的飞行器，地球和月球给予它的引力相等的点距地心和月心之间的距离之比为（ ）A.81B.C.9D.9.生活中的常见现象可以应用物理知识分析，使物理学习更加有趣和深入.例如你用手掌平托一苹果，保持手掌水平的姿势在竖直平面内按顺时针方向做匀速圆周运动.在苹果从
5、a点出发再回到a点的过程（忽略空气阻力的影响），下列说法中正确的是（ ）A.在c点苹果所受的合外力为零B.在b点和d点，手掌对苹果的摩擦力最大C.如果速度足够大，苹果可能在c点水平飞出D.苹果先处于超重状态后处于失重状态，再又处于超重状态10.如图所示，发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火将卫星送入椭圆轨道2，然后再次点火，将卫星送入同步轨道3.轨道1、2相切于Q点，2、3相切于P点，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，下列说法中正确的是（ ）A.经过两次加速后，卫星在轨道3上的速率小于在轨道1上的速率B.卫星在轨道3上的角速度比地球自转的角速度大东中C.卫星在轨道
6、1上经过Q点的加速度等于它在轨到2上经过Q点的加速度D.卫星在轨道2上经过P点的加速度小于它在轨道3上经过P点的加速度11.如图所示，当列车以恒定速率通过一段水平圆弧形弯道时，乘客发现在车厢顶部悬挂玩具小熊的细线与车厢侧壁平行.同时观察放在桌面上水杯内的水面（与车厢底板平行）.已知此弯道路面的倾角为，不计空气阻力，重力加速度为g，则下列判断正确的是（ ）A.乘客处于失重状态B.水杯与桌间没有静摩擦力C.列车的轮缘受到内轨道侧向外轨的挤压作用D.列车转弯时的向心加速度大小为12.从斜面顶端以不同的速度水平抛出三个小球，所有小球均落在斜面上，如图所示.忽略空气阻力，针对小球第一次落在斜面前的运动过
7、程，下列说法正确的是（ ）A.所有小球的竖直位移与水平位移之比都相等B.各小球的运动时间与初速度的平方成正比C.所有小球落到斜面上时的速度方向都相同D.各小球从抛出到离斜面最远时，其下落高度为总下落高度的一半月二、实验题（本题共16分，第13题8分，第14题8分）13.（8分）某同学借助传感器实验系统研究小球做圆周运动时向心力与线速度的关系式，实验装置如图所示，一轻质细线上端固定在力传感器上，下端悬挂一小钢球，钢球静止时刚好位于光电门中央，主要实验步骤如下：测出钢球直径d；将钢球悬挂静止不动，此时力传感器示数为，用尺量出细线长L（悬点到球）；将钢球拉到适当的高度处静止释放，光电门计时器测出钢球
8、的遮光时间为t，力传感器示数的最大值为；已知当地的重力加速度大小为g，请用上述测得的物理量表示：（1）钢球经过光电门时所受合力的表达式_；（2）钢球经过光电门时的线速度表达式_，向心力表达_；（3）若_，则确立了向心力与线速度的关系式.14.（8分）某同学使用如图所示的实验装置研究平抛运动.请你结合物理知识，回答以下问题.（1）关于该实验中必须保证的条件和进行的实验操作，下列说法中正确的是_A.不用测定平抛小球的质量m，但最好选用体积较小，密度较大的小球B.确保斜槽表面光滑，每次让小球从斜槽上同一位置由静止开始运动C.调整斜槽末端，确保其水平D.测定斜槽顶端到桌面的高度h（2）为避免描点的误差
9、和小球重复运动的差异，另一同学采用频闪照相机拍摄到的小球做平抛运动的照片，图中背景方格的边长为，且网格线已校准为水平和竖直.A、B、C是连续拍下小球的三个位置，取重力加速度，请你计算（计算结果保留两位有效数字）：频闪照相机拍摄时间间隔为_s；小球做平抛运动的初速度的大小为_m/s；上图照片中三个位置中的A点_（选填“是”或“不是”）小球做平抛运动的抛出位置.三、计算题（本题共36分，解答题时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）15.（7分）如图所示，置于竖直面内的光滑金属圆环半径为r，质量为m的带孔小球穿于环上，
10、同时有一长为r的细绳一端系于圆环最高点，另一端系小球，圆环绕竖直直径（虚线）匀速转动，金属圆环对小球的作用力为零，求转动的角速度.16.（8分）在光滑的水平面建立平面直角坐标系，一质点在水平面上从坐标原点开始运动，沿x方向和y方向的图像和图像分别如图甲、乙所示，求：（1）运动后4s内质点的最大速度的大小；（2）4s末质点离坐标原点的距离.17.（10分）“玉兔号”月球车与月球表面的第一次接触实现了中国人“奔月”的伟大梦想.“玉兔号”月球车机械臂在月球表面利用采集的岩石，做了一个自由下落试验，测得物体从静止自由下落h高度的时间为t，已知月球半径为R，自转周期为T，引力常量为G求：（1）月球表面的
11、重力加速度；弹公的中（2）月球的质量和月球的第一宇宙速度；（3）月球的同步卫星离月球表面的高度.18.（11分）如图所示，竖直平面内的四分之三圆弧形光滑轨道半径为R，A端与圆心O等高，B端在O的正上方，为与水平方向成的斜面.一个质量为m的小球在A点正上方某处由静止开始释放，自由下落至A点后相切进入圆形轨道并能沿圆形轨道运动到B点，且到达B处时小球对圆弧轨道顶端的压力大小为mg，重力加速度为g.求：（1）小球到B点时速度的大小；（2）小球从B点抛出到斜面上C点所用的时间t；（3）小球落到斜面上C点时的速度大小.20202021学年度高一下学期期中教学质量检测物理试题参考答案及双向细目表题号123
12、456789101112答案BCDBBAACBCDACBDAC1.【答案】B【解析】依据万有引力定律可知，万有引力是四个基本相互作用之一，存在于一切物体之间，两物体之间的万有引力是一对相互作用，因为地球的质量很大，所以苹果和大气层与地球之间有着较大的万有引力.所以A、C、D项错误，B项正确.2.【答案】C【解析】做曲线运动的物体所受的合外力与速度不在一条直线上，曲线运动速度的方向一定改变，合外力一定不为零，所以A、B项错误；平抛运动就是恒力作用下的曲线运动，物体的加速度方向是由力的方向决定的，所以C项正确，D项错误.3.【答案】D【解析】由万有引力提供向心力及圆周运动的规律可知，轨道半径越大，
13、线速度越小，角速度越小，周期越长，向心加速度越小，所以A、B、C项错误，D项正确.4.【答案】B【解析】不计空气阻力，水雷离开飞机后做平抛运动，水平方向与飞机同步做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，所以水雷一直在飞机的正下方，A、D项错误；经历相等的时间，竖直间距越来越大，所以B项正确，C项错误.5.【答案】B【解析】（甲）图中，当弹力小于重力时，物体向下加速，加速度减小，弹力大于重力之后，物体向下做加速度增大的减速运动，A项错误；（乙）图中，B有斜向下的加速度，其加速度有竖直向下的分量，B处于失重状态，B项正确；（丙）图中，A、B两物体沿绳方向的运动时刻相同，所以加速度大小相等地，但方向
14、不同，C项错误；（丁）图中，因为绳长一定，取绳与竖直线的夹角为，得，所以，小球运动的角速度随圆锥顶角的增大而增大，D项错误.6.【答案】A【解析】依据平抛运动的规律，末速度的反向延长线过水平位移的中点，而落到圆弧面上的b球，其水平位移都小于直径，所以速度的反向延长线不过圆心，因而无法垂直撞击到圆弧面上，A项正确；平抛运动的时间是由下落高度决定的，a球的下落高度可能比b球高，所以B项错误；若按平抛的初速度逐渐变大来分析，速度较小时落在斜面上，速度大时才会落到圆弧面上，C项错误；在平抛运动中，速度偏转角的正切值是位移偏转角的正切值的两倍，D项错误.7.【答案】A【解析】分析可知，两星之间的距离，对
15、A星，对B星，联立以上各式，可得，B项正确.8.【答案】C【解析】对地表物有，由已知可得，对飞行器，可得，C项正确.9.【答案】BCD【解析】因为苹果做匀速圆周运动，合外力提供向心力，不为零，A项错误；在b点和d点摩擦力全部用来提供向心力，而在a点和c点是重力和支持力的合力提供向心力，B项正确；当速度大于时，苹果将在c点水平抛出.a点到b点支持力大于重力，b点到d点支持力小于重力，d点到a点支持力大于重力，所以苹果先处于超重状态后处于失重状态，再又处于超重状态.所以C、D项正确.10.【答案】AC【解析】由万有引力提供向心力可知，圆形轨道上，半径越大，其线速度越小，A项正确；因为轨道3是地球同
16、步轨道，所以其角速度与地球自转角速度一样，B项错误；由牛顿第二定律可知，同在Q点，相同的万有引力提供加速度，所以相等，C项正确，D项错误.11.【答案】BD【解析】对玩具熊受力分析可知，重力和绳的拉力的合力提供其随火车在水平面内做圆周运动的向心力，如图所示，由平行四边形合几何关系可得其向心加速度大小为，也就是火车的向心加速度，此时水杯内的水面也进一步确认了此动力学情况，同样火车和水杯只在垂直于轨道面的支持力和重力作用下转弯，因而列车的轮缘与内、外轨道均无侧向作用力，水杯也与桌面间没有摩擦力；绳的拉力大于熊的重力，因而乘客处于超重状态，故B、D项正确.12.【答案】AC【解析】所有小球都落在斜面
17、上，所以所有小球的位移方向相同，设斜面的倾角为，所有小球的竖直位移与水平位移之比都等于，故A正确；小球水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，所以，解得，故B项错误；平抛运动在某时刻速度方向与水平方向夹角的正切值是位移与水平方向夹角正切值的2倍，由于所有小球的位移方向相同，所以所有小球落到斜面上时的速度方向都相同，故C项正确；小球在竖直方向的总位移为，小球从抛出到离斜面最远时，速度方向与斜面平行，此时竖直方向的速度，位移为，所以小球从抛出到离斜面最远的过程中，竖直位移为总竖直位移的，故D项错误.13.【答案】（1）（2）（3）在实验误差允许的范围内【解析】（1）钢球经过光电门时只受重力
18、和细线的拉力，由分析可知，钢球通过光电门时，细线的拉力最大，大小为，故所受合力为.（2）钢球的直径为d，遮光时间为t，所以钢球通过光电门的速度，根据题意知，钢球做圆周运动的半径为，钢球质量，则向心力表达式为.（3）若在实验误差允许的范围内，则确立了向心力与线速度的关系.14.【答案】（1）AC（2）（2）0.101.5不是【解析】（1）本实验研究平抛运动水平抛出，且只受重力，通过重复小球的同一运动，而描绘小球运动的轨迹，不用测定小球质量，尽量排除空气阻力的影响，但斜槽的表面不用光滑，所以选择AC.（2）因为A、B、C三点水平间隔为三格，竖直间隔分别为三格和五格，由平抛运动规律可知；代入数据可得
19、：时间间隔为0.10秒；初速度为1.5m/s，计算B点的竖直速为，可得A点的竖直速度为代入数据得不为零，所以A点不是小球平抛运动的抛出位置.15.【答案】【解析】圆环光滑，小球受到重力、环对球的弹力和绳子的拉力，根据几何关系可知，此时细绳与竖直方向的夹角为当圆环旋转时，小球绕竖直轴做圆周运动，其圆周运动半径为则有解得，当时，金属圆环对小球的作用力16.【答案】（1）（2）8m【解析】（1）由题图可知，质点沿x轴正方向做匀速直线运动，速度大小为在运动后4s内，沿y轴方向运动的最大速度为，则运动4s内质点运动的最大速度为.（2）02s内质点沿y轴正方向做匀加速直线运动，24s内先沿y轴正方向做匀减
20、速直线运动，再沿y轴负方向做初速度为零的匀加速直线运动，此过程加速度大小为则质点沿y轴正方向做匀减速运动的时间则由题图乙可知，运动后的4s内沿y轴方向的位移.因此4s末质点离坐标原点的距离等于沿x轴方向的位移大小由题图甲可知，4s末质点离坐标原点的距离.17.【答案】（1）（2）（3）【解析】（1）由自由落体运动规律有，所以有（2）月球的第一宇宙速度为近月卫星的运行速度，根据重力提供向心力，所以在月球表面的物体受到的重力等于万有引力，则有所以（3）月球同步卫星绕月球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力有解得.18.【答案】（1）（2）（3）【解析】（1）由牛顿第三定律可知圆弧轨道顶端对小球的压力大小也为，对小球在B点应用牛顿第二定律可得解得（2）小球从B到C做平抛运动，故有，由题意可知合位移与水平方向夹角为45，则联立解得（3）小球落在斜面上C点时竖直分速度为小球落到C点得速度大小