广东省广州市八十九中2021-2022学年高一下学期期中考试物理试题含答案

这是一份广东省广州市八十九中2021-2022学年高一下学期期中考试物理试题含答案，共19页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，解答题等内容，欢迎下载使用。
  广州市第八十九中学高一物理期中考试命题人：     审题人： 一、单选题1．人类对天体运动的认识，经历了一个漫长的发展过程，以下说法正确的是（　　）A．亚里士多德提出了日心说，迈出了人类认识宇宙历程中最艰难而重要的一步B．第谷通过观察提出行星绕太阳运动的轨道是椭圆C．牛顿在前人研究的基础上发现和总结出万有引力定律，并测出了万有引力常量D．海王星的发现验证了万有引力定律的正确性，显示了理论对实践的巨大指导作用2．图甲为2022年北京冬奥会我国运动员参加冰壶比赛的场景｡比赛中投壶手在投出冰壶时会带有一定的旋转（自旋），擦冰手在冰壶运动的前方高速摩擦冰面（刷冰），减小冰壶前侧受到的摩擦力，可使冰壶做曲线运动｡在图乙所示的各图中，圆表示冰壶，ω表示冰壶自旋的方向，v表示冰壶前进的方向，则在刷冰的过程中，冰壶运动的轨迹（虚线表示）可能正确的是（　　）A．①③ B．①④ C．②③ D．②④3．如图，某楼梯有k级台阶，每级台阶长L=30cm,高h=15cm．某同学从第0级台阶的边缘以v0=2.4m/s的速度平抛小球，小球将落在(不计空气阻力、重力加速度g取10m/s2) A．第1级台阶上 B．第2级台阶上 C．第3级台阶上 D．第4级台阶上4．如图所示的传动装置：在大齿轮盘内嵌有三个等大的小齿轮。若齿轮的齿很小，大齿轮半径（内径）是小齿轮半径的3倍，则当大齿轮顺时针匀速转动时，下列说法正确的是（　　）A．小齿轮逆时针匀速转动B．小齿轮的每个齿的线速度均一样C．小齿轮的角速度是大齿轮角速度的3倍D．小齿轮每个齿的向心加速度是大齿轮每个齿的向心加速度的倍5．“摩天轮”是游乐场非常受欢迎的项目。如图所示，摩天轮在竖直平面内匀速转动，其半径为40m，转动一周的时间为20min，有一质量为50kg的游客在观光舱中随摩天轮转动，计算时取、，下列说法正确的是（　　） A．游客在运动过程中所受合力不变B．游客过最高点的速度约为2m/sC．游客在最低点，观光舱对游客的作用力约为500ND．游客在转动轴等高处，观光舱对游客的作用力竖直向上6．如图1所示为一种小型儿童玩具——拨浪鼓，其简化模型如图2所示，拨浪鼓边缘上与圆心等高处关于转轴对称的位置固定有长度分别为LA、LB（LA>LB）的两根不可伸长的细绳，两根细绳另一端分别系着质量相同的小球A、B。现匀速转动手柄使两小球均在水平面内匀速转动，连接A、B的细绳与竖直方向的夹角分别为α和β，下列判断正确的是（　　） A．A、B两球的向心加速度相等 B．两球做匀速圆周运动时绳子与竖直方向的夹角C．A球的线速度小于B球的线速度 D．A球所受的绳子拉力小于B球所受的绳子拉力7．2021年10月16日，王亚平第二次进入太空，她在2013年6月第一次进入太空时在“天宫1号”飞船内进行了我国首次太空授课，演示了几个完全失重状态下的物理现象与物理实验。若飞船内静止的水珠质量为m，飞船运动的轨道距地面高度为h，地球质量为M、半径为R，引力常量为G，则水珠受地球的引力及水珠的加速度大小分别为（       ）A． B． C． D．二、多选题（每题6分，漏选得3分，多选得0分）8．关于如图所示的四种圆周运动模型，下列说法正确的是（　　）A．如图a所示，汽车安全通过拱桥最高点时，车对桥面的压力小于车的重力B．如图b所示，在光滑固定圆锥筒的水平面内做匀速圆周运动的小球，受重力、弹力和向心力C．如图c所示，长为l的轻质细杆一端固定一小球，绕另一端O点在竖直面内做圆周运动，到达最高点时速度为，此时小球所受的弹力方向向下D．如图d所示，火车以某速度经过外轨高于内轨的弯道时，车轮可能对内外轨均无侧向压力9．“套圈圈”是许多人都喜爱的一种游戏。如图所示，小孩和大人直立在同一位置。在同一竖直线上不同高度先后水平抛出相同的小圆环，并恰好套中前方同一物体。假设小圆环的运动可视为平抛运动，则（　　）A．小孩抛出的圆环速度较大 B．两人抛出的圆环速度大小相等C．小孩抛出的圆环在空中运动的时间较短 D．大人抛出的圆环落地速度一定较大10．如图所示为洗衣机脱水筒。在匀速转动的洗衣机脱水筒内壁上有一件湿衣服与圆筒一起运动，衣服相对于圆筒壁静止，则（　　）A．衣服受重力、弹力、压力、摩擦力、向心力五个力作用B．洗衣机脱水筒转动得越快，衣服与筒壁间的弹力就越大C．衣服上的水滴与衣服间的附着力不足以提供所需要的向心力时，水滴做离心运动D．衣服上的水滴与衣服间的附着力大于所需的向心力时，水滴做离心运动三、填空题（每空2分）11．某同学利用图（a）所示装置研究平抛运动的规律。实验时该同学使用频闪仪和照相机对做平抛运动的小球进行拍摄，频闪仪每隔0.05s 发出一次闪光，某次拍摄后得到的照片如图（b）所示（图中未包括小球刚离开轨道的影像）。图中的背景是放在竖直平面内的带有方格的纸板，纸板与小球轨迹所在平面平行。该同学在实验中测得的小球影像的高度差已经在图（b）中标出，相图邻两点间的水平间距均为 5cm。完成下列填空：（结果均保留2位有效数字）①小球运动到图（b）中位置A时，其速度的水平分量大小为 _______ ，竖直分量大小为 ________ ﹔②根据图（b）中数据可得，当地重力加速度的大小为 __________ 。12．有一宇宙飞船到了某行星附近（该行星没有自转运动），以速度v绕行星表面做匀速圆周运动，测出运动的周期为T，已知引力常量为G，则该行星的半径为_________；该行星的质量为_________；该行星的平均密度为__________；该行星表面的自由落体加速度为__________．四、解答题（答题要有必要的文字说明）13．（12分）在2014年11月11日开幕的第十届珠海航展上，中国火星探测系统首次亮相．中国火星探测系统由环绕器和着陆巡视器组成，其中着陆巡视器主要功能为实现火星表面开展巡视和科学探索，已知火星半径为R，引力常量为G，着陆巡视器第一次落到火星，关闭动力以的速度竖直弹起后经过时间再次落回火星表面。不计阻力，求：（1）火星表面的重力加速度g；（2）火星的质量M；（3）若环绕器距火星表面的高度为h，环绕火星做匀速圆周运动，求“环绕器”绕火星运动的周期T。14．（12分）如图所示，质量为的物体随圆盘一起绕中心轴匀速转动。细绳一端系着，另一端通过圆盘的光滑小孔吊着质量的物体，的中心与圆孔距离为，并知和圆盘面的最大静摩擦力为，取。求：（1）物体不受摩擦力时，圆盘的角速度；（2）物体始终处于静止状态时，圆盘角速度的范围内。15．（16分）如图甲所示，一水平长木板的左端有一滑块（可视为质点），滑块正上方高处有一小球。当滑块在长木板上以一定初速度向右滑出时，小球以初速度水平向右抛出，结果小球与滑块刚好能相遇，已知滑块与长木板之间的动摩擦因数，不计空气阻力。g取。（已知，）（1）求滑块的初速度；（2）如果将长木板绕其左端点逆时针转动37°，再将小球以初速度水平向右抛出的同时，滑块从长木板的底端以一定的初速度沿长木板向上滑动，如果滑块在上滑的过程中与小球相遇，则滑块的初速度多大？（3）如图乙所示，若长木板沿顺时针方向绕O点（小球抛出时的正下方）从水平位置开始匀速转动，同时将小球以初速度水平向右抛出，当板第一次转过37°时，小球刚好打在板上，求板转动的角速度（取一位有效数字）。   
参考答案：1．D【解析】A．哥白尼提出了日心说，迈出了人类认识宇宙历程中最艰难而重要的一步，故A错误；B．开普勒通过总结第谷的观测数据提出行星绕太阳运行的轨道是椭圆，故B错误；C．牛顿在前人研究的基础上发现和总结出万有引力定律，引力常量是后来卡文迪什通过实验测出的，故C错误；D．海王星的发现验证了万有引力定律的正确性，显示了理论对实践的巨大指导作用，故D正确。故选D。2．B【解析】由题意可知，擦冰手在冰壶运动的前方高速摩擦冰面（刷冰），减小冰壶前侧受到的摩擦力，而后侧受摩擦力几乎不变，若冰壶按如图①的逆时针方向旋转，则沿速度垂直的方向，摩擦力的合力向左，则冰壶运动轨迹将向左偏转；同理若冰壶按顺时针方向旋转，冰壶运动轨迹向右偏转。即①④正确。故选B。3．B【解析】如图作一条连接各端点的直线，只要小球越过该直线，则小球落到台阶上．设小球落到斜线上的时间t；水平：x=v0t；竖直：y=gt2；且；联立解得 t=0.24s相应的水平距离：x=2.4×0.24m=0.576m；则台阶数：n=≈1.6＞1；知小球抛出后首先落到的台阶为第2级台阶．故B正确，ACD错误．故选B.4．C【解析】A．小齿轮的运动方向和大齿轮的运动方向相同，所以小齿轮也是顺时针匀速转动，故A错误；B．根据传动装置的特点，大齿轮和小齿轮每个齿的线速度大小相等，所以小齿轮的每个齿的线速度大小相等，但方向不同，故B错误；C．大齿轮半径（内径）是小齿轮半径的3倍时，根据可知小齿轮的角速度是大齿轮角速度的3倍，故C正确；D．大齿轮半径（内径）是小齿轮半径的3倍，根据可知小齿轮每个齿的向心加速度是大齿轮每个齿的向心加速度的3倍。故D错误。故选C。5．C【解析】A．游客在运动过程中做匀速圆周运动，所受合力大小不变，方向时刻变化，A错误；B．“摩天轮”线速度为B错误；C．游客在最低点时，由牛顿第二定律，有得C正确；D．游客在转动轴等高处所受重力与观光仓对游客的作用力的合力指向圆心充当向心力，则此时观光舱对游客的作用力斜向上，D错误。故选C。6．B【解析】B．两球在水平面内做匀速圆周运动，角速度相同，对A球受力分析如图所示 绳子反向延长与拨浪鼓转轴交点为O，小球到O点的距离为L，鼓面半径为r；对A球，根据牛顿第二定律得解得小球到O点的高度角速度相等，A的绳子长度大于B，因此可知故B正确；A．对A球，根据牛顿第二定律得解得对B球，根据牛顿第二定律得解得则即A球的向心加速度比B球的大，故A错误；C．由知，两球的角速度相等，A球的轨迹半径比B球的大，则球的线速度大于B球的线速度，故C错误；D．A球所受的绳子拉力大小B球所受的绳子拉力大小因，则可得故D错误。故选B。7．D【解析】飞船及其中的人和物品所受到的万有引力提供向心力，即可得向心加速度大小为ABC错误，D正确。故选D。8．AD【解析】A．图a汽车安全通过拱桥最高点时，重力和支持力的合力提供向心力，方向竖直向下，所以支持力小于重力，根据牛顿第三定律，车对桥面的压力小于车的重力，故A正确；B．图b沿固定圆锥筒内做匀速圆周运动的小球，受重力和弹力作用，向心力是二者的合力，故B错误；C．图c中轻质细杆一端固定的小球，当小球在最高点压力为零时，重力提供向心力，有解得，当速度小于v时，杆对小球有支持力，方向竖直向上；当速度大于v时，杆对小球有拉力，方向竖直向下，故C错误；D．如图d，设外轨与内轨所在斜面与水平地面夹角为，车轮若对内外轨均无侧向压力，此时可得速度为故D正确。故选AD。9．AC【解析】C．平抛运动竖直方向上是自由落体运动，由得可知小孩抛出的圆环在空中运动的时间较短，故C正确；AB．平抛运动水平方向上是匀速直线运动，由可知小孩抛出的圆环速度较大，故A正确，B错误；D．圆环落地时，竖直方向的速度可知，大人抛出的圆环落地时竖直方向的速度较大。则圆环落地的速度无法判断大人还是小孩抛出的圆环落地速度较大，故D错误。故选AC。10．BC【解析】A．衣服受到重力弹力和摩擦力的作用，弹力提供向心力，故A错误；B．洗衣机脱水筒转动得越快，需要的向心力越大，因此衣服与筒壁间的弹力就越大，故B正确；CD．衣服上的水滴与衣服间的附着力提供向心力，当附着力不足以提供向心力时，水滴做离心运动，故C正确，D错误。故选BC。11．               【解析】①因小球水平方向做匀速直线运动，因此速度为竖直方向做自由落体运动，因此A点的竖直速度可由平均速度等于时间中点的瞬时速度求得②由竖直方向的自由落体运动可得代入数据可得12．                    【解析】根据匀速圆周运动由线速度和周期求得半径，再根据万有引力做向心力求得行星质量，即可由球体体积公式及平均密度定义求得密度；最后再根据行星表面物体重力等于万有引力求得重力加速度即自由落体加速度．设行星质量为M，半径为R，飞船质量为m，行星表面重力加速度为g；根据匀速圆周运动规律可得：，所以行星半径，根据万有引力做向心力可得：，所以行星质量，行星体积，故平均密度，根据行星表面物体重力等于万有引力可得：，所以重力加速度．13．（1） （2） （3）【解析】 (1)根据竖直上抛运动的基本规律可知，火星表面重力加速度(2)根据火星表面万有引力等于重力得火星质量(3)根据万有引力提供向心力公式得解得14．（1）；（2）【解析】（1）对受力分析如图，则有又静止，有联立解得（2）当圆盘以最小角速度为转动时对受力分析如图则有又联立解得当圆盘以最大角速度为转动时，对受力分析如图则有联立解得则满足条件的角速度范围为15．（1）；（2）；（3）【解析】（1）小球做平抛运动的时间小球做平抛运动的水平位移滑块做匀减速直线运动的加速度大小滑块的位移解得 （2）当长木板沿逆时针转动37°时，球以初速度做平抛运动打到长木板上，则求得（舍去）滑块沿斜面上滑，初速度为根据位移关系有求得（3）水平方向竖直方向解得（舍去）则角速度