2021-2022学年重庆市渝东六校共同体高一（下）期中物理试卷

2021-2022学年重庆市渝东六校共同体高一（下）期中物理试卷

1. 物理学的发展极大地丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新，促进了物质生产繁荣与人类文明的进步。关于物理学发展过程的认识，下列说法正确的是

A. 伽利略利用理想斜面实验说明力是维持物体运动的原因
B. 牛顿是最早将实验和逻辑推理和谐地结合起来的人，并且提出牛顿三大运动定律
C. 卡文迪许利用扭秤测出了万有引力常量，被誉为能“称出地球质量的人”
D. 开普勒研究了行星运动得出开普勒三大定律，并从中发现了万有引力定律

2. 经典力学有一定的适用范围和局限性，不适合用经典力学描述的运动是

A. 子弹的飞行 B. 飞船绕地球的运行
C. 列车的运行 D. 粒子接近光速的运动

3. 河水的流速与某河岸的距离的变化关系如图甲所示，船在静水中的速度与时间的关系如图乙所示若要使船以最短时间渡河河宽为，下列说法正确的是

A. 船渡河的最短时间为100s B. 船渡河的位移为300m
C. 船在河中航行的轨迹是一条直线 D. 船在河水中的最大速度为

4. 如图所示，人在岸上拉船，已知船的质量为m，水的阻力恒为f，当轻绳与水平面的夹角为时，船的速度为v，此时人的拉力大小为F，则

A. 人拉绳行走的速度为 B. 人拉绳行走的速度为
C. 人拉绳行走的速度为 D. 人拉绳行走的速度为

5. 某物体在地面上受到地球地球半径为对它的万有引力为F，为使此物体受到的引力减小到，应把此物体置于距地面的高度h为

A. R B. 2R C. 4R D. 8R

6. 如图所示，在网球的网前截击练习中，若练习者在球网正上方距地面H处，将球以速度v沿垂直球网的方向击出，球刚好落在底线上，已知底线到网的距离为L，重力加速度取g，将球的运动视作平抛运动，下列表述正确的是

A. 球的速度v等于
B. 球从击出至落地所用时间为
C. 球从击球点至落地点的位移等于L
D. 球从击球点至落地点的位移与球的质量有关

7. 一个内壁光滑的圆锥形简的轴线垂直水平面，圆锥筒固定，有小球A和B沿着筒的内壁在水平面内做匀速圆周运动，如图所示，则
    

A. 球A的向心加速度速度小于球B的向心加速度
B. 球A的线速度大于球B的线速度
C. 球A的运动周期等于球B的运动周期
D. 球A与球B对筒壁的压力相等

8. 长为L的细绳，一端系一质量为m的小球，另一端固定于某点，当绳竖直时小球静止，再给小球一水平初速度，使小球在竖直平面内做圆周运动，并且刚好能过最高点重力加速度为，则下列说法中正确的是

A. 小球过最高点时速度为零
B. 小球开始运动时绳对小球的拉力为
C. 小球过最高点时绳对小球的拉力为mg
D. 小球过最高点时速度大小为

9. 在一斜面顶端，将甲、乙两个小球分别以v和的速度沿同一方向水平抛出，两球都落在该斜面上重力加速度为，下列说法正确的是

A. 甲、乙两球在空中运动时间之比为2：1
B. 甲、乙两球落到斜面上时速度与斜面夹角的正切之比为2：1
C. 甲、乙两球平抛运动的位移之比为2：1
D. 如果此斜面光滑且倾角为，在斜面顶端甲以v的速度水平出抛出的同时，乙以的速度由斜面顶端沿斜面抛出，则甲在落到斜面之前，甲乙之间的最大距离为

10. 向心力演示器如图所示，用来探究小球做圆周所需向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系。两个变速轮塔通过皮带连接，匀速转动手柄使长槽和短槽分别随变速轮塔1和变速轮塔2匀速转动，槽内的钢球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对钢球的压力提供向心力，钢球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上的黑白相间的等分格显示出两个钢球所受向心力的比值。如图是探究过程中某次实验时装置的状态。
    ①在研究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系时我们主要用到了物理学中的______。
    A.理想实验法
    B.等效替代法
    C.控制变量法
    D.演绎法
    ②图中所示，若两个钢球质量和运动半径相等，则是在研究向心力的大小F与______的关系。
    A.钢球质量m
    B.运动半径r
    C.角速度
    ③图中所示，若两个钢球质量和运动半径相等，图中标尺上黑白相间的等分格显示出钢球1和钢球2所受向心力的比值为1：4，则与皮带连接的变速轮塔1和变速轮塔2的半径之比为______。
    A.2：1
    B.1：2
    C.4：1
    D.1：4

11. 2020年12月17日凌晨，嫦娥五号返回器携带月球样品，采用半弹道跳跃方式再入返回并安全着陆，标志着我国航天又迈上了一个新台阶。假设我国宇航员乘坐探月飞船登上月球，如图所示是宇航员在月球表面水平抛出小球的闪光照片的一部分，已知照片上方格的实际边长为a，频闪周期为T，据此分析：
    图中A点______填“是”或“不是”平抛运动抛出点；
    小球平抛的初速度为______；
    月球上的重力加速度为______；
    嫦娥五号上升器月面点火，顺利将携带月壤的上升器送入到预定环月轨道，成功实现我国首次地外天体起飞。已知月球半径为R，结合实验结果估算返回时上升器的最小发射速度。
12. 为了探测X星球，载着登陆舱的探测飞船在以该星球中心为圆心，半径为的圆轨道上运动，周期为。总质量为。随后登陆舱脱离飞船，变轨到离星球更近的半径为的圆轨道上运动，此时登陆舱的质量为引力常量为，求：
    星球的质量M。
    登陆舱在半径为轨道上做圆周运动的周期。
    
    
    
    
    
    
     
13. 在光滑水平台上开有一光滑小孔O，一根轻绳穿过小孔，一端拴一质量为的物体A，另一端连接质量为1kg的物体B，如图所示，已知O与A物间的距离为25cm，开始时B物与水平地面接触，A物绕小孔O做匀速圆周运动，重力加速度大小为g取，问：
    当物体A以角速度旋转时，物B对地面的压力。
    当物体B刚要脱离地面，物体A的角速度为多大。
    
    
    
    
    
    
     

某游乐设施如图所示，由半圆形APB和直线形BC细圆管组成的轨道固定在水平桌面上圆半径比细圆管内径大得多，轨道内壁光滑。已知APB部分的半径，BC段长弹射装置将一质量的小球可视为质点以某一水平初速度从A点弹入轨道，小球从C点离开轨道后水平抛出，落地点D离C点的水平距离为，桌子的高度，不计空气阻力，取。求：
小球水平初速度的大小。
小球从A点运动到D点的时间t。
小球在半圆形轨道上运动时细圆管对小球的作用力F的大小。







答案和解析

1.【答案】C
 

【解析】解：A、伽利略利用理想斜面实验说明力是改变物体运动的原因，A错误；
B、伽利略是最早将实验和逻辑推理包括数学演算和谐地结合起来的人，故B错误；
C、卡文迪许利用扭秤测出了万有引力常量，被誉为能“称出地球质量的人”，故C正确；
D、开普勒研究了行星运动得出开普勒三大定律，牛顿发现了万有引力定律，故D错误；
故选：C。
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。
 

2.【答案】D
 

【解析】解：子弹的飞行、飞船绕地球的运行及列车的运行都属低速，经典力学能适用．而粒子接近光速运动，则经典力学就不在适用．
故选：D
经典力学的局限性是宏观物体及低速运动．当达到高速时，经典力学就不在适用．
当物体的速度接近光速时，从相对论角度来说，时间延长、空间缩短、质量增加．
 

3.【答案】A
 

【解析】解：A、当静水速于河岸垂直，即船头始终与河岸垂直，渡河时间最短。根据分运动与合运动具有等时性，则，故A正确；
B、船在垂直于河岸方向上的位移大小为300m，同时船在沿河岸方向是变速运动，也有一段位移，根据运动的合成可知，船的总位移一定大于300m，故B错误；
C、船在垂直于河岸方向上是匀速直线运动，在沿河岸方向是变速运动，所以合运动的轨迹是曲线，不是直线。故C错误。
D、当水流速最大时，合速度最大，最大速度，故D错误。
故选：A。
要想让船的渡河时间最短，就要让船头始终垂直于河岸，用河的宽度除以船在静水中的速度即可求出最短渡河时间，从而可判知选项AB的正误．
根据两个直线运动的合成的规律可判断选项C的正误，
利用相互垂直的两个矢量的合成，可计算出船在河中的最大速度，从而可判断选项D的正误．
轮船渡河是典型的运动的合成与分解问题，小船在有一定流速的水中过河时，实际上参与了两个方向的分运动，即随水流的运动水冲船的运动和船相对水的运动即在静水中的船的运动，船的实际运动是合运动．要了解船在什么情况下能以最短时间渡河，在什么条件下能垂直渡河等问题．
 

4.【答案】C
 

【解析】解：船运动的速度是沿绳子收缩方向的速度和绕定滑轮的摆动速度的合速度。如右上图所示根据平行四边形定则有：故ABD错误，C正确。
故选：C。
绳子收缩的速度等于人在岸上的速度，连接船的绳子端点既参与了绳子收缩方向上的运动，又参与了绕定滑轮的摆动．根据船的运动速度，结合平行四边形定则求出人拉绳子的速度．
解决本题的关键知道船运动的速度是沿绳子收缩方向的速度和绕定滑轮的摆动速度的合速度．
 

5.【答案】A
 

【解析】解：根据万有引力定律表达式得：，其中r为物体到地球中心的距离，某物体在地球表面，受到地球的万有引力为F，此时，
若此物体受到的引力减小为，根据，得出此时物体到地球中心的距离为：，所以物体距离地面的高度应为R，故A正确，BCD错误；
故选：A。
根据万有引力定律的内容万有引力是与质量乘积成正比，与距离的平方成反比解决问题。
要注意万有引力定律表达式里的r为物体到地球中心的距离，能够应用控制变量法研究问题。
 

6.【答案】AB
 

【解析】解：A、网球做的是平抛运动，
在水平方向上匀速直线运动：
在竖直方向上，小球做自由落体运动：
代入数据解得：，，所以AB正确。
C、位移是指从初位置到末位置的有向线段，初位置是在球网正上方距地面H处，末位置是在底线上，所以位移的大小为，与球的质量无关，所以CD错误。
故选：AB。
网球做的是平抛运动，平抛运动可以分解为在水平方向上的匀速直线运动，和竖直方向上的自由落体运动，分别根据匀速直线运动和自由落体运动的运动规律列方程求解即可．
本题就是对平抛运动规律的考查，平抛运动可以分解为在水平方向上的匀速直线运动，和竖直方向上的自由落体运动来求解．
位移一定要注意是从初位置到末位置的由向线段，与物体的路径无关．
 

7.【答案】B
 

【解析】解：对小球受力分析，小球受重力和支持力，两者的合力提供向心力，如图所示：

根据牛顿第二定律有：，
A、由上式可得小球的加速度为，可知A、B两球的加速度相等，故A错误；
B、由上式可得小球的线速度，由题意可知，因此球A的线速度大于球B的线速度，故B正确；
C、由上式可得小球的周期，由题意可知，球A的运动周期大于球B的运动周期，故C错误；
D、由上式可得小球对筒壁的压力为，由于A、B两球的质量未知，故无法确定它们对筒壁的压力大小关系，故D错误；
故选：B。
小球做匀速圆周运动，因此合外力提供向心力，对小球正确进行受力分析，然后根据向心力公式列方程求解即可。
解决这类圆周运动问题的关键是对物体正确受力分析，根据向心力公式列方程进行讨论，注意各种向心加速度表达式的应用。
 

8.【答案】BD
 

【解析】解：ACD、由于小球恰好通过最高点，在最高点的拉力为零，根据得，小球在最高点的速度，故AC错误，D正确；
B、根据牛顿第二定律得，，解得开始运动时，绳子的拉力，故B正确；
故选：BD。
小球恰好通过最高点，绳子的拉力为零，结合牛顿第二定律求出最高点的速度，结合最低点的速度，根据牛顿第二定律求出绳子的拉力。
解决本题的关键知道最高点和最低点向心力的来源，结合牛顿第二定律进行求解，知道最高点的临界情况，即拉力为零，重力提供向心力。
 

9.【答案】AD
 

【解析】解：A、设小球落在斜面上时，位移与水平方向的夹角为，，，只要落到斜面上，角度不变，t与初速度成正比，所以甲、乙两小球运动的时间之比为，故A正确；
C、甲、乙两球飞行过程中水平方向的位移：，由于初速度之比为2：1，飞行的时间之比为2：1，所以水平方向的位移之比为4：由于斜面得夹角是相同的，所以甲、乙两球落地点到顶点的距离之比为4：1，即甲、乙位移之比为4：1，故C错误；
B、设小球落在斜面上时，速度与水平方向的夹角为，由平抛运动推论得，因为小球落在斜面上时，位移与水平方向的夹角为，可知，两球接触斜面的瞬间，速度方向相同，甲、乙两球落到斜面上时速度与斜面夹角也相同，故B错误；
D、甲沿斜面分速度为，所以甲的速度平行于斜面时甲、乙距离最大，甲垂直于斜面分速度，重力加速度垂直于斜面分加速度
，所以甲、乙之间最大距离为，故D正确；
故选：AD。
根据平抛运动的瞬时速度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两倍，比较甲乙两球落在斜面前瞬间的速度方向。根据下落的高度比较运动的时间之比，从而结合水平位移得出初速度之比。
解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式和推论灵活求解，记住：位移与水平方向的夹角为，速度与水平方向的夹角为，则。
 

10.【答案】C C A
 

【解析】解：①根据，要研究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系，就要保持质量m、角速度和半径r中的两个量不变，研究力F与其他一个量的关系，因此实验采用的是控制变量法。ABD错误，C正确；
故选：C。
②图中所示，若两个钢球质量和运动半径相等，则根据控制变量法的研究方法可知，是在研究向心力的大小F与角速度的关系，故AB错误，C正确；
故选：C。
③根据，两球的向心力之比为1：4，半径和质量相等，则转动的角速度之比为1：2，因为靠皮带传动，变速轮塔的线速度大小相等，根据，知与皮带连接的变速轮塔对应的半径之比为2：1。故BCD错误，A正确；
故选：A。
故答案为：①C；②C；③A
该实验采用控制变量法，图中抓住质量不变、半径不变，研究向心力与角速度的关系，根据向心力之比求出两球转动的角速度之比，结合，根据线速度大小相等求出与皮带连接的变速轮塔对应的半径之比．
本实验采用控制变量法，即要研究一个量与另外一个量的关系，需要控制其它量不变．知道靠皮带传动，变速轮塔的线速度大小相等．
 

11.【答案】是  
 

【解析】解：平抛运动在竖直方向做自由落体运动，根据匀变速直线运动规律可知相等时间的位移之比为1：3：5…，所以A点时平抛运动的抛出点
平抛运动水平方向做匀速直线运动，初速度
根据竖直方向运动规律有：，解得：
根据重力提供向心力有：
解得：
故答案为：是；；；上升器的最小发射速度为。
根据竖直方向上连续相等时间内的位移之差是一恒量求出月球表面的重力加速度，结合水平位移和时间求出初速度。
根据重力提供向心力解得。
解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，抓住等时性，结合运动学公式和推论灵活求解。
 

12.【答案】解：根据万有引力提供向心力有：
解得：
对登录舱在为轨道上做圆周运动时万有引力提供向心力有：
解得：
答：星球的质量为。
登陆舱在半径为轨道上做圆周运动的周期为。
 

【解析】研究飞船绕星球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式求出中心体的质量；
研究登陆舱绕星球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式表示出周期．
本题主要考查万有引力提供向心力这个关系，要注意向心力的公式选取要根据题目提供的已知物理量或所求解的物理量选取应用．
 

13.【答案】解：物体做匀速圆周运动轻绳的拉力提供向心力
B物体，
由牛顿第三定律，物体B对地面的压力
解得方向垂直水平面向下
对物体A，
对物体B，，
则
答：物B对地面的压力为。
当物体B刚要脱离地面，物体A的角速度为。
 

【解析】由向心力公式，及对B物体受力分析，求解压力，对B刚脱离地面，重新进行受力分析并列式求解。
本题考查向心力，学生需结合受力分析及牛顿第二定律综合求解。
 

14.【答案】解：小球离开轨道后做平抛运动，则有：
竖直方向：
水平方向：
解得：。
小球从A到B的时间为
从B到C做匀速直线运动，时间为。
从C到D做匀平抛运动
解得
因此从A点运动到C点的时间为，解得
根据牛顿第二定律得，圆管对小球的水平方向作用力大小为
竖直方向作用力大小为
故细圆管对小球的作用力为，解得
答：小球水平初速度的大小为。
小球从A点运动到D点的时间t为。
小球在半圆形轨道上运动时细圆管对小球的作用力F的大小为。
 

【解析】小球离开轨道后做平抛运动，由h和s结合求小球水平初速度的大小；
小球在半圆形APB管内做匀速圆周运动时，角速度，小球从A到B的时间，从B到C做匀速直线运动，时间为
根据牛顿第二定律求出圆管对小球的作用力F的大小．
本题是匀速圆周运动、匀速直线运动和平抛运动的组合，记住匀速圆周运动的角速度、向心力等等公式，就可以轻松解答，但要注意，要运用正交分解法求