黑龙江省嫩江市第一中学校等五校2021-2022学年高一下学期期中联考物理试题（含答案）

2021-2022学年度下学期期中五校联考

高一物理试题

考试时间：90分钟；满分：100分；

第I卷（选择题）

一、单选题(本题共10小题，每题3分，共30分；每小题只有一个选项符合题意)

1．在研究平抛运动的规律时，用如图所示的装置进行实验。小锤打击弹性金属片，A球水平抛出，同时B球被松开自由下落，A、B两球同时落地。关于该实验，下列说法中正确的有（     ）

A．两球的质量应相等

B．实验说明平抛的水平分运动是匀速直线运动

C．实验说明平抛的竖直分运动是自由落体运动

D．实验说明平抛的水平分运动是匀速直线运动和竖直分运动是自由落体运动

2．在越野赛车时，一辆赛车在弯道处强行顺时针加速行驶，下面四幅俯视图中画出了赛车转弯时所受合力的可能情况，你认为正确的是（　　）

A． B． C． D．

3．小船在静水中的速度为，它要渡过一条宽为50m的河，河水流速为，则小船过河的最短时间为（　　）

A．10s B．12.5s C．16.7s D．无法判断

4．质量为m的物体，在汽车的牵引下由静止开始运动，当物体上升h高度时，汽车的速度为v，细绳与水平面间的夹角为，则下列说法中正确的是（　　）

A．此时物体的速度大小为

B．此时物体的速度大小为

C．若汽车做匀速运动，则绳子上的拉力大于物体的重力

D．若汽车做匀速运动，则绳子上的拉力等于物体的重力

5．宇宙中，两颗靠得比较近的恒星，只受到彼此之间的万有引力作用互相绕转，称之为双星系统。设某双星系统绕其连线上的点做匀速圆周运动，如图所示。若，则（　　）

A．星球A的向心力大于的向心力

B．星球A的线速度大于的线速度

C．星球A的质量小于的质量

D．双星的总质量一定，双星之间的距离越大，其转动周期越大

6．如图，两小球P、Q从同一高度分别以和的初速度水平抛出，

都落在了斜面上的A点，其中小球P垂直打到斜面上，若倾角，

则、大小之比为（　　）（sin53°=0.8、cos53°=0.6）

A．   B．   C．  D．

7．如图所示是a、b两颗绕地球做圆周运动的人造卫星轨道示意图，下列说法正确的是（　　）

A．a卫星运行的加速度小于b卫星运行的加速度

B．a卫星运行的线速度大于b卫星运行的线速度

C．a卫星运行的角速度小于b卫星运行的角速度

D．a卫星所受的万有引力大于b卫星所受的万有引力

8．2021年10月16日，“神舟十三号”载人飞船顺利将翟志刚、王亚平、叶光富三名航天员送入太空并进入我国空间站，在空间站他们一天内能看到16次日出。若空间站绕地球飞行可视为匀速圆周运动，根据以上信息及日常天文知识可求得空间站轨道半径与地球同步卫星轨道半径之比为（　　）

A． B． C． D．

9．若知道太阳的某一颗行星绕太阳运转的轨道半径为r，周期为T，引力常量为G，则可求得（　　）

A．该行星的质量 B．太阳的质量 C．该行星的平均密度     D．太阳的平均密度

10．若有一艘宇宙飞船在某一行星表面做匀速圆周运动，已知其周期为T，引力常量为G，那么该行星的平均密度为（　　）

A． B． C． D．

二、多选题(本题共5小题，每题3分，选不全2分，有一个错误选项则全错.共15分；)

11．空间站在绕地球运动的时候，由于有稀薄空气产生的阻力，其轨道会缓慢的降低。所以每过一段时间，需要将空间站重新调整到高轨道。其变轨过程，如图所示。空间站从低轨道1经过椭圆轨道2，最终到达高轨道3，在此过程中，以下说法正确的是（　　）

A．空间站在轨道2的周期比在轨道3的周期大

B．空间站在轨道2近地点加速度与在轨道1的加速度大小相等

C．空间站在轨道2远地点的动能比在轨道3上的动能小

D．空间站在轨道3上的角速度比在轨道1 的角速度大

12．如图所示的皮带传动装置，主动轮上两轮的半径分别为和，从动轮的半径为分别为轮缘上的三点，设皮带不打滑，则以下说法正确的是（　　）

A．三点的加速度之比

B．三点的线速度大小之比

C．三点的角速度之比

D．三点的周期之比

13．山崖边的公路常常称为最险公路，一辆汽车欲安全通过此弯道公路，下列说法正确的是（　　）

A．若汽车以恒定的线速度大小转弯，选择外圈较为安全

B．若汽车以恒定的角速度转弯，选择内圈较为安全

C．汽车在转弯时受到重力、支持力和摩擦力作用

D．汽车在转弯时受到重力、支持力、摩擦力和向心力作用

14．有关圆周运动的基本模型，下列说法不正确的是（　　）

A．如图a，汽车通过拱桥的最高点时处于超重状态

B．如图b所示是一圆锥摆，增大，但保持圆锥的高不变，则圆锥摆的角速度不变

C．如图c，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的、位置分别做匀速圆周运动，则在、两位置小球的角速度及所受筒壁的支持力大小相等

D．火车转弯超过规定速度行驶时，内轨对内轮缘会有挤压作用

15．要使两物体间万有引力减小到原来的，可采用的方法是（　　）

A．使两物体的质量各减少一半，距离变为原来的2倍

B．两物体间距离增至原来的2倍，质量不变

C．使两个物体质量减为原来的，距离变为原来的一半

D．使两物体质量及它们之间的距离都减为原来的

第II卷（非选择题）

三、实验题（每空3分共18分）

16．（1）在“研究平抛物体的运动”实验中，已备有下列器材∶白纸、图钉、薄木板、铅笔、弧形斜槽、小球、刻度尺、铁架台，还需要下列器材中的____。

A．秒表　             B．天平               C．重垂线　　　　D．弹簧测力计

（2）图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置简图，在该实验中，应采取下列哪些措施减小实验误差____。

A．斜槽轨道末端必须水平

B．斜槽轨道必须光滑

C．每次实验要平衡摩擦力

D．小球每次都从斜槽上同一高度由静止释放

（3）图乙是正确实验取得的数据，其中O为抛出点，则此小球做平抛运动的初速度为____m/s。

（4）在另一次实验中，将白纸换成方格纸，每个格的边长L=5 cm。通过实验，记录了小球在运动途中的三个位置，如图丙所示，则该小球做平抛运动的初速度为____m/s，经过B点时的速度为____m/s，抛出点的坐标为____（用L表示）。（此问g取10 m/s2）

四、解答题(17题17分，18题20分，共37分）

17．预计我国将在2030年前后实现航天员登月计划，航天员登上月球后进行相关的科学探测与实验.已知月球的半径为R，宇航员在月球表面高为h处静止释放一小球，经过时间t落地。万有引力常量为G，求：

（1）月球的质量M；

（2）月球的第一宇宙速度v；

18．如图所示为一个固定在竖直平面上的光滑半圆形管道，管道里有一个直径略小于管道内径的小球，小球在管道内做圆周运动，从B点脱离后做平抛运动，经过t=0.3s后又恰好与倾角θ=45°的斜面垂直相碰。已知半圆形管道的半径为R=1m，小球可看作质点且其质量为m=1kg，g取10m/s2。求：

（1）小球做平抛运动的水平分速度vx和C与B点的水平距离x；

（2）小球经过管道B点时，受到管道的作用力FNB的大小及方向。

参考答案：

1．C

【解析】

【详解】

根据装置图可知，两球由相同高度同时运动，A做平抛运动，B做自由落体运动，因此将同时落体，由于两球同时落地，因此说明A、B在竖直方向运动规律是相同的，故根据实验结果可知，平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动，不需要两球质量相等。

故选C。

2．B

【解析】

【详解】

赛车做的是曲线运动，赛车受到的合力的方向应该指向运动轨迹弯曲的内侧；由于赛车沿顺时针方向运动的，并且速度在增大，所以合力方向与赛车速度方向之间的夹角要小于90°，故B正确，ACD错误。

3．A

【解析】

【详解】

想让小船过河时间最短，应该让船头直接垂直于河对岸方向行驶，由运动的同时性和独立性可知最短时间为

故选A。

4．C

【解析】

【详解】

AB.小车的运动可以看成是两个分运动的合成，一个是沿绳子拉伸方向的分运动，另一个垂直绳子方向绕滑轮转动的分运动，将小车的速度分解成沿绳子方向的分速度和垂直于绳子的分速度，物体上升的速度等于小车沿绳子方向的分速度，故有

AB错误；

CD.若汽车做匀速运动，即汽车速度保持不变，绳子与水平面的夹角减小，由

可知物体的速度增大，物体向上做加速运动，加速度方向向上，合力方向向上，绳子拉力大于物体重力，C正确，D错误；

故选C。

5．D

【解析】

【详解】

A．两星做圆周运动的向心力都由两星之间的万有引力来提供，则星球A的向心力等于的向心力，选项A错误；

B．两星做圆周运动的角速度相等，根据

v=ωr

可知，星球A的线速度小于的线速度，选项B错误；

C．根据

可知

因

则星球A的质量大于的质量，选项C错误；

D．根据

可得

则双星的总质量一定，双星之间的距离越大，其转动周期越大，选项D正确。

故选D。

6．C

【解析】

【详解】

对小球垂直打在斜面上时，根据几何关系，则有

对于小球落在斜面上时，根据几何关系有

因为两小球从同一高度抛出落到同一点，则运动时间相等，联立可得

故C正确，ABD错误。

故选C。

7．B

【解析】

【详解】

A．根据

可知a卫星运行的加速度大于b卫星运行的加速度，A错误；

B．根据

整理得

可知a卫星运行的线速度大于b卫星运行的线速度，B正确；

C．根据

整理得

a卫星运行的角速度大于b卫星运行的角速度，C错误；

D．根据

由于不知道两颗卫星的质量关系，因此无法判断所受万有引力的大小关系，D错误。

故选B。

8．D

【解析】

【详解】

空间站运行周期

同步卫星周期

由开普勒第三定律得

解得

故D正确，ABC错误。

故选D。

9．B

【解析】

【详解】

设太阳质量和行星质量分别为M和m，则由万有引力提供向心力可得

解得

即可以求出太阳的质量，而行星的质量被消掉，所以无法求出行星的质量，且不知道太阳和行星的半径，故也无法求出它们的密度。

故选B。

10．D

【解析】

【详解】

飞船绕某一行星表面做匀速圆周运动，万有引力等于向心力

即

解得

由

得该行星的平均密度为

故选D。

11．BC

【解析】

【分析】

【详解】

A．根据开普勒第三定律可得

由于轨道2的半长轴a2小于轨道3的半径r3，则空间站在轨道2的周期T2比在轨道3的周期T3小，故A错误；

B．根据牛顿第二定律有

解得

则可知，空间站在轨道2近地点加速度与在轨道1的加速度大小相等，故B正确；

C．空间站在轨道2远地点需点火加速才能变轨到轨道3，则空间站在轨道2远地点的动能比在轨道3上的动能小，故C正确；

D．根据牛顿第二定律有

解得

可知，空间站在轨道3上的角速度比在轨道1 的角速度小，故D错误。

故选BC。

12．BC

【解析】

【详解】

B、C两点的轮子通过皮带连接，故

A、B两点同轴，故

而，角速度与半径的关系

故

，

周期与角速度的关系为

因此

加速度与角速度的关系有

所以加速度的关系为

故选BC。

13．ABC

【解析】

【详解】

A．若汽车以恒定的线速度转弯，根据，在外圈时转弯半径大，所需向心力小，汽车受到的摩擦力小，不易打滑，选择外圈较为安全，A正确；

B．若汽车以恒定的角速度转弯，根据，在内圈时转弯半径小，所需向心力小，汽车受到的摩擦力小，不易打滑，选择内圈较为安全，B正确；

CD．汽车在转弯时，水平方向受到的摩擦力提供向心力，竖直方向上受到的重力和支持力平衡，向心力是合力提供的，C正确，D错误；

故选AB。

14．ACD

【解析】

【详解】

A．如图a，汽车通过拱桥的最高点时，由向心力

可知支持力小于重力，所以处于失重状态，故A错误；

B．如图b所示是一圆锥摆，增大，但保持圆锥的高不变，则圆锥摆的半径为

由

可知

则圆锥摆的角速度不变，故B正确；

C．如图c，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的、位置分别做匀速圆周运动，则在、两位置小球所受筒壁的支持力大小

即支持力相等，由

可知，两球做圆周运动的半径不同，所以角速度不同，故C错误；

D．火车转弯超过规定速度行驶时，重力与支持力的合力不足以提供向心力，火车做离心运动，外轨对外轮缘会有挤压作用，故D错误。

故选ACD。

15．BC

【解析】

【详解】

A．使两物体的质量各减少一半，距离变为原来的2倍，根据

可知万有引力减小到原来的，A错误；

B．两物体间距离增至原来的2倍，质量不变，根据

可知两物体间的万有引力变为原来的，B正确；

C．使两个物体质量减为原来的，距离变为原来的一半，根据

可知两物体间的万有引力变为原来的，C正确；

D．使两物体质量及它们之间的距离都减为原来的，根据

可知，物体间的万有引力不变， D错误。

故选BC。

16．     C     AD##DA     1.6     1.5     2.5     （-L，L）

【解析】

【详解】

（1）[1]除所给器材外，还需要重垂线，来确定y轴。由于实验不需要测量小球的质量、受力以及运动的时间，所以不需要天平、弹簧测力计、秒表。

故选C。

（2）[2]A．为了保证小球离开斜槽轨道后做平抛运动，需调节使斜槽轨道的末端水平，故A正确；

BD．为了保证小球每次平抛的初速度大小相等，应使小球每次均从斜槽的同一位置由静止开始下滑，斜槽不需要光滑，故B错误，故D正确；

C．本实验中不需要平衡摩擦力，故C错误。

故选AD。

（3）[3]取题图乙可知，时，，在竖直方向有

可得小球平抛运动的时间

则小球做平抛运动的初速度

（4）[4]小球做平抛运动，在竖直方向上做自由落体运动，有

解得

小球做平抛运动的初速度

[5]小球经过B点时的竖直分速度

则小球经过B点时的速度

[6]小球从抛出点到B点的时间

则抛出点到B点的水平距离

抛出点到B点的竖直距离

由于B点的坐标为（5L，5L），所以抛出点的坐标为（-L，L）‍‍。

17．（1）；（2）

【解析】

【详解】

（1）自由落体运动

        （2分）

所以

      （1分）

月球表面物体的重力等于万有引力

  （2分）

解得月球的质量

   （2分）

（2）在月球表面所需的最大运行速度即为第一宇宙速度，有

     （5分）

得

   （5分）

18．（1）3m/s，0.9m；（2）1N，方向竖直向上

【解析】

【分析】

【详解】

（1）根据平抛运动的规律，小球在C点的竖直分速度

vy=gt    （2分）

水平分速度

vx=vytan45°   （2分）

解得

vx=3m/s     （2分）

B点与C点的水平距离

x=vxt   （2分）

解得

x=0.9m    （2分）

（2）在B点设管道对小球的作用力方向向下，根据牛顿第二定律，有

       （5分）

其中

    （2分）

解得

FNB=-1N      （3分）

负号表示管道对小球的作用力方向竖直向上，故小球受到管道的作用力FNB的大小为1N，方向竖直向上