安徽省2022学年蚌埠市田家炳中学、蚌埠五中联考高一（下）期中物理试卷

安徽省蚌埠市田家炳中学、蚌埠五中联考2022-2022学年高一（下）期中物理试卷一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）1.下列说法正确的是（　　）A.做曲线运动的物体一定有加速度B.做曲线运动的物体的加速度一定是变化的C.物体在恒力的作用下，不可能做曲线运动D.物体在变力的作用下，一定做曲线运动2.在物理学理论建立的过程中，有许多伟大的科学家做出了贡献。关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是（　　）A.卡文迪许通过实验比较准确地测出了引力常量的数值B.第谷通过对天体运动的长期观察，发现了行星运动三定律C.开普勒发现了万有引力定律D.牛顿提出了“日心说”3.一条笔直的河流，宽d=40m，水的流速是v1=3m/s，有航速（相对水面）为v2=4m/s的小汽船保持船身垂直河岸渡到彼岸，则小汽船渡河的时间和位移（相对地面）分别为（　　）A.8s，30mB.8s，40mC.10s，30mD.10s，50m4.在高速公路的拐弯处，路面都是筑成外高内低的，即当车向右拐弯时，司机左侧的路面比右侧要高一些，路面与水平面的夹角为θ，设拐弯路段半径为R的圆弧，要使车速为v时车轮与路面之间的横向（即垂直于前进方向）摩擦力等于零，则（　　）A.sinθ=v2gRB.tanθ=v2gRC.sinθ=2v2gRD.tanθ=2v2gR5.洗衣机的脱水筒在转动时有一衣物附在筒壁上，如图所示，则此时（　　）A.衣物受到重力、筒壁的弹力、摩擦力和向心力的作用B.衣物随筒壁做圆周运动的向心力是由摩擦力提供的C.筒壁对衣物的摩擦力随转速增大而增大D.筒壁对衣物的弹力随转速增大而增大6.设地面附近重力加速度为g0，地球半径为R0，人造地球卫星圆形轨道半径为R．那么，以下说法不正确的是（　　）A.卫星在轨道上向心加速度大小为g0R02R2B.卫星运行的速度大小为g0R02RC.卫星运行的角速度大小为R3g0R02D.卫星运行的周期为2πR3g0R027.自行车的小齿轮A、大齿轮B、后轮C是相互关联的三个转动部分，且半径RB=4RA、RC=8RA，正常骑行时三轮边缘的向心加速度之比aA：aB：aC等于（　　）11/12A.1：1：8B.4：1：4C.1：2：4D.4：1：32二、多选题（本大题共6小题，共25.0分）8.下列关于万有引力定律的说法中正确的有（　　）A.万有引力定律是开普勒发现的B.万有引力是普遍存在于宇宙空间中所有具有质量的物体之间的相互作用C.F=G m1m22 中的G是由卡文迪许测定的一个比例常数，没有单位D.F=G m1m22 中的r可以是两个质量分布均匀的球体球心间的距离9.如图所示，在光滑的圆锥漏斗的内壁，有两个质量相等的小球A、B，它们分别紧贴漏斗，在不同水平面上做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（　　）A.小球A的速率大于小球B的速率B.小球A的运行周期等于小球B的运行周期C.小球A漏斗壁的压力等于小球B对漏斗壁的压力D.小球A的角速度大于小球B的角速度10.已知万有引力常量G和下列各组数据，能计算出地球质量的是（　　）A.人造卫星在地面附近运行的速度和运行周期B.月球绕地球运行的周期及月球距地球的距离C.地球绕太阳运行的周期及地球离太阳的距离D.考虑地球自转时，已知地球的半径及重力加速度11.如图所示，长为L的细绳一端固定，另一端系一质量为m的小球．给小球一个合适的初速度，小球便可在水平面内做匀速圆周运动，这样就构成了个圆锥摆，设细绳与竖直方向的夹角为θ．下列说法中正确的是（　　）A.小球受重力、绳的拉力和向心力作用B.小球只受重力和绳的拉力作用C.θ越大，小球运动的速度越大D.θ越大，小球运动的周期越大12.一宇宙飞船绕地心做半径为r的匀速圆周运动，飞船舱内有一质量为m的人站在可称体重的台秤上，用R表示地球的半径，g表示地球表面处的重力加速度，g′表示宇宙飞船所在处的地球引力加速度，FN表示人对台秤的压力，下列结果中，正确的是（　　）A.g'=0B.g'=R2r2gC.FN=0D.FN=mRrg13.在做“研究平抛运动”的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画小球做平抛运动的轨迹，为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，你认为正确的（　　）11/12A.通过调节使斜槽的末端保持水平B.每次释放小球的位置可以不同C.每次必须由静止释放小球D.记录小球位置用的木条(或凹槽)每次必须严格地等距离下降E.小球运动时不应与木板上的白纸(或方格纸)相接触F.将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线三、填空题（本大题共1小题，共6.0分）14.如图所示，竖直放置、两端封闭的玻璃管内注满清水，管内有一个用红蜡块做成的圆柱体，能在玻璃管中匀速上升．在圆柱体匀速上升的同时让玻璃管水平向右匀速运动．已知圆柱体匀速上升的速度大小为3cm/s，玻璃管水平运动的速度大小为4cm/s．则圆柱体的运动轨迹为______；圆柱体运动的速度是______cm/s．四、计算题（本大题共4小题，共41.0分）15.一物体在某一行星表面上做自由落体运动，在连续的两个1s内，下降的高度分别为12m和20m，若该行星的半径为100km，万有引力恒量为G=6.67×10-11Nm2/kg2求该行星的密度：（取一位有效数字）16.汽车行驶在半径为50m的圆形水平跑道上，速度大小为10m/s，已知汽车的质量为1000kg，汽车与地面的最大静摩擦力为车重的0.8倍。问：（g=10m/s2）（1）汽车绕跑道一圈需要的时间是多少？（2）其向心力是多大？（3）要使汽车不打滑，则其速度最大不能超过多少？17.一细杆与水桶相连，水桶中装有水，水桶与细杆一起在竖直平面内做圆周运动，如图所示，水的质量m=0.9kg，水的重心到转轴的距离l=90cm。（取g=10m/s2，不计空气阻力）（1）若在最高点水不流出来，求桶的最小速率；（2）若在最高点水桶的速率v=5m/s，求水对桶底的压力大小。11/1218.一个木块从高h=0.8m的水平桌子的左边A以初速度v0=2m/s向右滑行，离开桌面后落到C点，距桌子右边B的水平距离s=0.32m处（如图），已知木块与桌面间的摩擦因数μ=0.2，求：（取g=10m/s2，木块视为质点）（1）木块离开桌面时的速度大小为多少？（2）桌面长为多少？11/121.【答案】A【解析】解：ABC、曲线运动物体一定合力一定不为零，但是可以是恒力，也可以是变力，故A正确，BC错误。D、曲线运动的条件是：物体所受的合外力和它速度方向不在同一直线上，而不是依据物体受变力还是恒力判定是否做曲线运动，故D错误。故选：A。当物体所受的合外力和它速度方向不在同一直线上，物体就是在做曲线运动．速度方向是切线方向，时刻改变，但是大小不一定变；合力可以是恒力，也可以是变力，但一定不为零；本题关键是对质点做曲线运动的条件的考查，匀速圆周运动，平抛运动等都是曲线运动，对于它们的特点要掌握住．2.【答案】A【解析】解：A、卡文迪许通过实验比较准确地测出了引力常量的数值，故A正确；B、开普勒通过对天体运动的长期观察，发现了行星运动三定律，故B错误；C、牛顿发现了万有引力定律，故C错误；D、哥白尼提出了“日心说”，故D错误；故选：A。根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可。本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一。3.【答案】D【解析】解：将小船的运动沿船头指向和水流方向分解，由于船头垂直与河岸时，渡河时间最短，故有：t===10s；则船沿着水流方向的位移为：s=vst=3×10m=30m；小汽船渡河的位移为：d===50m。故选：D。小船渡河问题，船参与两个分运动，沿船头指向方向的运动和沿水流方向的分运动，渡河时间等于沿船头指向方向的分运动的时间，与水流速度无关，故当船头指向与河岸垂直时，沿船头指向方向的分位移最小，渡河时间最短。小船渡河问题中，时间最短问题和位移最短问题是两种常见的问题，当船头与河岸垂直时，小船渡河时间最短，与水流速度无关。4.【答案】B【解析】解：车匀速转弯，合力等于向心力，如图11/12根据牛顿第二定律mgtanθ=m解得tanθ=故选：B。车做匀速圆周运动，重力和支持力的合力恰好提供向心力，根据牛顿第二定律列式求解即可。本题关键找到向心力来源，然后根据牛顿第二定律列式求解。5.【答案】D【解析】解：A、衣服受到重力、筒壁的弹力和静摩擦力的作用，共3个力作用，受力分析时不存在向心力，故A错误；B、衣服受三个力作用，由于衣服在圆筒内壁上不掉下来，竖直方向上没有加速度，重力与静摩擦力二力平衡，靠弹力提供向心力，故B错误；C、因为转动过程中衣服所受摩擦力始终与衣服的重力平衡，故C错误；D、衣服圆周运动由弹力提供向心力，转速增大则所需向心力增大，故弹力随之增大，故D正确。故选：D。衣服随脱水桶一起做匀速圆周运动，靠合力提供向心力，在水平方向上的合力提供向心力，竖直方向合力为零．根据牛顿第二定律进行分析．解决本题的关键搞清向心力的来源，知道受力分析过程中不存在向心力，运用牛顿第二定律进行求解．6.【答案】C【解析】解：在地球表面重力等于万有引力：，可得GM=，所以：A、卫星在轨道上运动时万有引力提供圆周运动向心力，可知，卫星的加速度，故A正确；B、卫星在轨道上万有引力提供圆周运动向心力有：得卫星运行的线速度v=，故B正确；C、卫星在轨道上运动时万有引力提供圆周运动向心力有：得卫星运动的角速度ω=，故C错误；D、由C分析知卫星的周期=，故D正确。因为选不正确的是，故选：C在地面附近重力与万有引力相等，人造地球卫星绕地球做圆周运动万有引力提供圆周运动向心力，由此分析．本题主要是从在地球表面万有引力等于重力，卫星绕地球做匀速圆周运动11/12万有引力提供圆周运动的向心力，熟悉相关公式及公式变换是解决此类问题的关键．7.【答案】D【解析】解：由于A轮和B轮是皮带传动，皮带传动的特点是两轮与皮带接触点的线速度的大小与皮带的线速度大小相同，故vA=vB，∴vA：vB=1：1由于A轮和C轮共轴，故两轮角速度相同，即ωA=ωC，故ωA：ωC=1：1由角速度和线速度的关系式v=ωR可得vA：vC=RA：RC=1：8∴vA：vB：vC=1：1：8又因为RA：RB：RC=1：4：8根据得：aA：aB：aC=4：1：32故选：D。自行车的链条不打滑，A与B的线速度大小相等，A与C绕同一转轴转动，角速度相等。由v=ωr研究A与B角速度的关系。由向心加速度公式=ω2r，分别研究A与B和A与C的向心加速度的关系。本题考查灵活选择物理规律的能力。对于圆周运动，公式较多，要根据不同的条件灵活选择公式。8.【答案】BD【解析】解：A、万有引力定律是牛顿在总结前人研究的基础上发现的。故A错误；B、万有引力是普遍存在于宇宙空间中所有具有质量的物体之间的相互作用，故B正确；C、F=中的G是一个比例常数，单位为Nm2/kg2．故C错误；D、F=中的r可以是两个质量分布均匀的球体球心间的距离，故D正确；故选：BD。万有引力定律是由牛顿发现的，而万有引力恒量是由卡文迪许测定的。根据万有引力定律F=，可由质量、距离和力三个量的单位推导出G的单位。11/12万有引力定律的公式适用于两个质点之间，或均值球体之间，两个质量分布不均匀，没有规则形状的物体之间不适用。r等于零时物体不能看做质点，该公式不再适用。物理量的单位分基本单位和导出单位，导出单位由基本单位根据公式进行推导得出。本题要求知道万有引力定律的内容，对于自然界中任意的两个物体，它们之间的引力的大小与两物体质量的乘积成正比，与两物体距离的二次方成反比。9.【答案】AC【解析】解：A、对A、B两球进行受力分析，两球均只受重力和漏斗给的支持力FN．如图所示。设内壁与水平面的夹角为θ。根据牛顿第二定律有：mgtanθ=m解得：v=，A球的轨道半径较大，则小球A的速率较大，故A正确；B、根据牛顿第二定律有：mgtanθ=m解得：T=，A球的轨道半径较大，则小球A的周期大于小于B的周期，故B错误；C、支持力为：FN=，两小球的质量相等，则支持力相等，对漏斗壁的压力相等，故C正确；D、根据ω==知，A的轨道半径大，则A的角速度较小，故D错误。故选：AC。两球在不同的水平面上做半径不同的匀速圆周运动，因为所受的重力与支持力分别相等，即向心力相同，由牛顿第二定律可以解得其线速度间、角速度间、周期间的关系。本题考查向心力公式的应用，关键对物体进行受力分析，找出其中的相同的量，再利用圆周运动中各物理量的关系式分析比较，能较好的考查学生这部分的基础知识的掌握情况。10.【答案】AB【解析】解：A、根据线速度公式，结合线速度和周期，可以求出轨道半径r，再根据可以求出地球的质量M，故A正确；B、根据月球绕地球运行的周期及月球距地球的距离，根据万有引力提供月球运动的向心力有，故已知月球周期及月球轨道半径可以求出地球质量M，故B正确；C、根据万有引力提供圆周运动向心力可以求出中心天体的质量，故地球围绕太阳运动中心天体是太阳，故不能求出环绕天体地球的质量，故C错误；11/12D、若考虑地球自转，地球表面重力加速度与万有引力不相等即，由表达式可知，已知重力加速度和地球半径不可以求出地球质量M，故D错误。故选：AB。做圆周运动，由万有引力提供向心力，分别有线速度，角速度，及周期来表示向心力，得出天体质量的不同的表达式。考查天体质量的测量方法：一是明确由万有引力提供向心力，分别有线速度，角速度，及周期来表示向心力，得出天体质量的不同的表达式，二是不考虑星球自转时星球表面的重力与万有引力相等据此由重力加速度和星球半径及引力常量计算星球的质量。11.【答案】BC【解析】解：A、B：小球只受重力和绳的拉力作用，二者合力提供向心力，∴A选项错误，B正确。C：向心力大小为：Fn=mgtanθ，小球做圆周运动的半径为：R=Lsinθ，则由牛顿第二定律得：mgtanθ=，得到线速度：v=，θ越大，sinθ、tanθ越大，∴小球运动的速度越大，∴C选项正确。D：小球运动周期：T=，因此，θ越大，小球运动的周期越小，∴D选项错误。故选：BC。分析小球的受力：受到重力、绳的拉力，二者的合力提供向心力，向心力是效果力，不能分析物体受到向心力．然后用力的合成求出向心力：mgtanθ，用牛顿第二定律列出向心力的表达式，求出线速度v和周期T的表达式，分析θ变化，由表达式判断V、T的变化．理解向心力：是效果力，它由某一个力或几个力的合力提供，它不是性质的力，分析物体受力时不能分析向心力．同时，还要清楚向心力的不同的表达式．12.【答案】BC【解析】解：A、B忽略地球的自转，万有引力等于重力：在地球表面处：mg=G，则GM=gR2，宇宙飞船：m′g′=G，g′==，故A错误，B正确；C、D宇宙飞船绕地心做匀速圆周运动，飞船舱内物体处于完全失重状态，即人只受万有引力（重力）作用，所以人对秤的压力FN=0，故C正确，D错误；故选：BC。忽略地球的自转，万有引力等于重力，根据万有引力公式列式求出重力加速度的表达式，注意代换GM=gR2的应用；宇宙飞船绕地心做匀速圆周运动，飞船舱内物体处于完全失重状态．11/12根据万有引力等于重力列出等式去求解，是本题解题的关键；运用黄金代换式GM=gR2是万用引力定律应用的常用方法．13.【答案】ACE【解析】解：A、通过调节使斜槽末端保持水平，是为了保证小球做平抛运动。故A正确。   B、因为要画同一运动的轨迹，必须每次释放小球的位置相同，且由静止释放，以保证获得相同的初速度。故B错误，C正确。   D、因平抛运动的竖直分运动是自由落体运动，在相同时间里，位移越来越大，因此木条（或凹槽）下降的距离不应是等距的，故D错误；   E、实验要求小球滚下时不能碰到木板平面，避免因摩擦而使运动轨迹改变，最后轨迹应连成平滑的曲线。故F错误，E正确。故选：ACE。保证小球做平抛运动必须通过调节使斜槽的末端保持水平，因为要画同一运动的轨迹，必须每次释放小球的位置相同，且由静止释放，以保证获得相同的初速度，实验要求小球滚下时不能碰到木板平面，避免因摩擦而使运动轨迹改变，最后轨迹应连成平滑的曲线．解决平抛实验问题时，要特别注意实验的注意事项．在平抛运动的规律探究活动中不一定局限于课本实验的原理，要注重学生对探究原理的理解．14.【答案】匀速直线运动 5【解析】解：圆柱体在竖直方向与水平方向都做匀速运动，则受到的合外力一定是零，所以圆柱体的合运动一定是匀速直线运动．合速度可以分解成竖直方向的匀速上升的运动和水平方向的匀速运动，合运动的速度为：cm/s．故答案为：匀速直线运动，5圆柱体运动的合速度是由竖直方向的匀速上升和玻璃管水平匀速运动组成的，可以用平行四边形定则的方法求得合运动．该题考查运动的合成与分解，由于两个分速度相互垂直，可以使用正交分解法．属于基础题目．15.【答案】解：根据物体做匀变速直线运动则有：△x=at2…①由于在连续的两个1s内，下降的高度分别为12m和20m，由此得该行星表面的重力加速度为：g′=△xt2=20-1212m/s2=8m/s2又在星球表面重力与万有引力相等有：GmMR2=mg'可得星球质量为：M=g'R2G根据密度公式可知星球的密度为：ρ=MV=g'R2G43πR3=3g'4πGR=3×84×3.14×6.67×10-11×100×103kg/m3≈3×105kg/m3答：该行星的密度为3×105kg/m3【解析】根据自由落体的运动规律求出行星表面的重力加速度，根据在星球表面重力与万有引力相等求得星球质量，再根据密度公式求得星球的密度。11/12重力加速度g是天体运动研究和天体表面宏观物体运动研究联系的物理量。把星球表面的物体运动和天体运动结合起来是考试中常见的问题。16.【答案】解：（1）汽车绕一周的时间即是指周期，由v=st得：T=2πrv=2π×5010s=10π=31.4s（2）向心力的大小为：F=mv2r=1000×10250N=2000N（3）汽车作圆周运动的向心力由车与地面的之间静摩擦力提供。随车速的增加，需要的向心力增大，静摩擦力随着一直增大到最大值为止，由牛顿第二定律得：fm=0.8mg=mvm2r代入数据解得vm=20m/s答：（1）汽车绕跑道一圈需要的时间是31.4s；（2）汽车受到向心力是2000N；（3）要使汽车不打滑，则其速度最大不能超过20m/s。【解析】（1）根据线速度和周期的关系求出周期。（2）根据圆周运动的半径和线速度求出周期汽车在水平跑道上做圆周运动，靠静摩擦力提供向心力，结合向心力的公式求出向心力的大小。（3）通过最大静摩擦力提供向心力，求出最大速度的大小。解决本题的关键知道周期、角速度、线速度之间的关系，以及知道汽车做圆周运动向心力的来源，结合牛顿第二定律进行求解。17.【答案】解：（1）已知l=90cm=0.9m，以水桶中的水为研究对象，在最高点恰好不流出来，说明水的重力恰好提供其做圆周运动所需的向心力，此时桶的速率最小。此时有：mg=mvmin2l 则所求的最小速率为：vmin=gl=10×0.9m/s=3m/s（2）设桶运动到最高点对水的弹力为F，则水受到重力和弹力提供向心力，根据牛顿第二定律，有：mg+F=mv2l解得：F=mv2l-mg=0.9×520.9N-0.9×10N=16N根据牛顿第三定律，水对桶的压力大小：F′=F=16N答：（1）若水桶转至最高点时水不流出来，水桶的最小速率为3m/s；（2）若在最高点时水桶的速率 v=5m/s，水对桶底的压力大小为16N。【解析】（1）水桶运动到最高点时，水不流出恰好不流出时由水受到的重力刚好提供其做圆周运动的向心力，根据牛顿第二定律求解最小速率；（2）水在最高点速率v=5m/s时，以水为研究对象，分析受力情况：重力和桶底的弹力，其合力提供水做圆周运动的向心力，由牛顿第二定律求解此弹力，再牛顿第三定律，水对桶的压力大小。本题应用牛顿第二定律破解水流星节目成功的奥秘，关键在于分析受力情况，确定向心力的来源。11/1218.【答案】解：（1）设小球离开桌面时的速度为v1，则s=0.32=v1t…①h=0.8=12gt2…②由①②得：v1=0.8m/s（2）设桌面长为x，则2ax=v12-v02…①根据牛顿第二定律得，a=-μg…②得：x=0.84m．答：（1）木块离开桌面时的速度大小为0.8m/s．（2）桌面的长为0.84m．【解析】（1）物块离开桌面后做平抛运动，根据高度求出平抛运动的时间，结合水平距离和时间求出平抛运动的初速度，即木块离开桌面时的速度．（2）根据牛顿第二定律求出物块在桌面上滑动时的加速度，结合速度位移公式求出桌面的长度．本题考查牛顿第二定律和运动学公式的基本运用，知道加速度是联系力学和运动学的桥梁．11/12