第第頁山東省高一下學(xué)期期中考試物理試卷(附答案解析)班級:___________姓名：___________考號：______________一、單選題1．下列說法正確的是（

）A．在經(jīng)典力學(xué)中,物體的質(zhì)量不隨運動狀態(tài)而改變,在狹義相對論中,物體的質(zhì)量也不隨運動狀態(tài)而改變B．在經(jīng)典力學(xué)中,物體的質(zhì)量隨運動速度的增加而減小,在狹義相對論中,物體的質(zhì)量隨物體速度的增大而增大C．在經(jīng)典力學(xué)中,物體的質(zhì)量是不變的,在狹義相對論中,物體的質(zhì)量隨物體速度的增大而增大D．上述說法都是錯誤的2．2021年11月8日神舟十三號航天員，順利完成出窗任務(wù)。12月9日三名航天員翟志剛、王亞平、葉光富相互配合在中國自己的空間站完成了第二次太空授課。在空間站內(nèi)所有物體都處于完全失重狀態(tài)，航天員可以站在空間站地面上，也可以自由懸停在空中任意位置。則下述說法正確的有（）A．航天員懸停在站內(nèi)空中時，受重力和站內(nèi)空氣的浮力作用，二者是平衡力B．航天員懸停在站內(nèi)空中時受所重力就是合外力C．航天員站在站內(nèi)地面對地面的壓力大小等于他的重力大小D．航天員在空間站內(nèi)的慣性大小與他在去空間站途中不相同3．在高速公路的拐彎處，通常路面都是外高內(nèi)低。如圖所示，在某路段汽車向左拐彎，司機左側(cè)的路面比右側(cè)的路面低一些。汽車的運動可看做是做半徑為R的在水平面內(nèi)的圓周運動。設(shè)內(nèi)外路面高度差為h，路基的水平寬度為d，路面的寬度為L。已知重力加速度為g。要使車輪與路面之間的橫向摩擦力（即垂直于前進方向）等于零，則汽車轉(zhuǎn)彎時的車速應(yīng)等于（）A． B． C． D．4．如圖甲所示，南京紫金山天文臺展示的每隔2h拍攝的某行星及其一顆衛(wèi)星的照片。小齊同學(xué)取向左為正方向，在圖甲照片上用刻度尺測得行星球心與衛(wèi)星之間的距離L如圖乙所示。已知該衛(wèi)星圍繞行星做勻速圓周運動，在圖甲照片上測得行星的直徑為2cm，萬有引力常量為。下列說法正確的是（）A．該衛(wèi)星圍繞行星運動的周期為 B．該衛(wèi)星圍繞行星運動的周期為C．該行星的平均密度 D．該行星的平均密度5．如圖所示，水平光滑桌面上有一個小球在細(xì)繩的作用下，繞桌面上的固定點O做勻速圓周運動。下列說法正確的是（）A．若增大角速度，保持繩長不變，則拉力變大B．若增大角速度，保持繩長不變，則拉力變小C．若增大繩長，保持角速度不變，則拉力不變D．若增大繩長，保持角速度不變，則拉力變小6．甲、乙兩質(zhì)點間萬有引力的大小為F，若保持它們的質(zhì)量不變，將它們之間的距離減小為原來的二分之一，則它們之間的萬有引力將變?yōu)椋ǎ〢．F B． C．8F D．4F7．有一種叫“飛椅”的游樂項目。長為L=5m的鋼繩一端系著座椅，另一端固定在半徑為R=2m的水平轉(zhuǎn)盤邊緣，轉(zhuǎn)盤可繞穿過其中心的豎直軸轉(zhuǎn)動。當(dāng)轉(zhuǎn)盤以角速度勻速轉(zhuǎn)動時，鋼繩與轉(zhuǎn)軸在同一豎直平面內(nèi)，與豎直方向的夾角為θ。不計鋼繩的重力，以下說法正確的是（）（）A．若飛椅以的轉(zhuǎn)速水平勻速轉(zhuǎn)動，飛椅的旋轉(zhuǎn)周期為10sB．若飛椅的角速度逐漸緩慢增加，線速度大小會與角速度成正比增大C．當(dāng)飛椅的角速度時，繩與豎直方向的夾角為D．若要使某時刻繩與豎直方向的夾角為，需要8．如圖所示，在粗糙水平木板上放一個物塊，使水平木板和物塊一起在豎直平面內(nèi)沿逆時針方向做勻速圓周運動，ab為水平直徑，cd為豎直直徑，在運動過程中木板始終保持水平，物塊相對木板始終靜止，則（）A．物塊始終受到三個力作用B．只有在a、b、c、d四點，物塊受到的合外力才指向圓心C．從a到b，物塊所受的摩擦力先增大后減小D．從b到a，物塊處于超重狀態(tài)9．甲、乙兩個質(zhì)點間的萬有引力大小為F，若甲物體的質(zhì)量不變，乙物體的質(zhì)量增加到原來的6倍，同時，它們之間的距離變?yōu)樵瓉淼?倍，則甲、乙兩物體的萬有引力大小將變?yōu)椋ǎ〢． B． C． D．二、多選題10．如圖所示，直徑為d的紙筒以角速度繞中心軸勻速轉(zhuǎn)動，將槍口垂直指向圓筒軸線，使子彈穿過圓筒，結(jié)果發(fā)現(xiàn)圓筒上只有一個彈孔，若忽略空氣阻力及子彈自身重力的影響，則子彈的速度可能是（）A． B． C． D．11．我國首次火星探測任務(wù)被命名為“天問一號”。已知火星質(zhì)量約為地球質(zhì)量的10%，半徑約為地球半徑的50%，下列說法正確的是（）A．火星探測器的發(fā)射速度小于地球的第二宇宙速度B．火星探測器的發(fā)射速度應(yīng)介于地球的第一和第二宇宙速度之間C．火星的第一宇宙速度小于地球的第一宇宙速度D．火星表面的重力加速度小于地球表面的重力加速度12．如圖所示，物理老師將鐵鎖可看成質(zhì)點從鼻尖處無初速度釋放后，保持自己的頭部位置不動，忽略空氣阻力。以下說法正確的是（）A．鐵鎖第一次返回時會撞擊鼻尖B．鐵鎖剛釋放時，它的加速度方向不指向圓心OC．從最高點下擺到最低點過程中，角速度保持不變D．從最高點下擺到最低點過程中，向心加速度一直增大13．作為2020夏季奧運會的主辦國，日本的“東京8分鐘”驚艷亮相里約奧運閉幕式。地理位置上，東京與里約恰好在地球兩端，片中，日本首相化身馬里奧，通過打穿地球的管道，從東京一躍到達(dá)里約現(xiàn)場，帶來了名為“東京秀”的表演環(huán)節(jié)。現(xiàn)代理論上已經(jīng)證明：質(zhì)量分布均勻的球殼對殼內(nèi)物體的萬有引力為零?，F(xiàn)假設(shè)地球是一半徑為R、質(zhì)分布均勻的實心球體，O為球心。不考慮空氣阻力，關(guān)于人在地球管道中的運動，下列說法正確的是（）A．通過O點前后分別做勻加速和勻減速運動，不需要動力裝置和剎車裝置B．通過O點前后分別做加速和減速運動，加速度先變小后變大C．到達(dá)O點時的速度最大，加速度為零D．在沿管道運動過程中不受引力作用，處于完全失重狀態(tài)，所以需要動力裝置和剎車裝置14．地球同步衛(wèi)星離地心距離為r，運行速率為，加速度為，地球赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度為，第一宇宙速度為，地球半徑為R，則下列結(jié)論正確的是（）A． B． C． D．三、實驗題15．一艘宇宙飛船飛近某一新發(fā)現(xiàn)的行星，并進入靠近該行星表面的圓形軌道繞行數(shù)圈后，著陸在行星上，宇宙飛船上備有以下實驗儀器：A．彈簧測力計一個

B．精確秒表一只

C．天平一臺（附砝碼一套）

D．物體一個為測定該行星的密度，宇航員在繞行中進行了一次測量，依據(jù)測量數(shù)據(jù)可以求出密度.。（1）繞行時測量所用的儀器為________（用儀器的字母序號表示），所測物理量為________。（2）密度表達(dá)式：________（萬有引力常量為G）16．探究向心力大小F與物體的質(zhì)量m、角速度和軌道半徑r的關(guān)系實驗。(1)本實驗所采用的實驗探究方法與下列哪些實驗是相同的__________；A．探究平拋運動的特點B．探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律C．探究加速度與物體受力、物體質(zhì)量的關(guān)系(2)某同學(xué)用向心力演示器進行實驗，實驗情景如甲、乙、丙三圖所示。a。三個情境中，圖________是探究向心力大小F與質(zhì)量m關(guān)系（選填“甲”、“乙”、“丙”）。b。在甲情境中，若兩鋼球所受向心力的比值為，則實驗中選取兩個變速塔輪的半徑之比為_________。17．為探究向心力大小與半徑、角速度、質(zhì)量的關(guān)系。某實驗小組通過如圖甲所示裝置進行實驗?；瑝K套在水平桿上，隨水平桿一起繞豎直桿做勻速圓周運動，力傳感器通過一細(xì)繩連接滑塊。用來測量向心力的大小。滑塊上固定一遮光片，測得質(zhì)量為，遮光片寬度為，光電門可以記錄遮光片通過的時同，測得旋轉(zhuǎn)半徑為r，滑塊隨桿勻速圓周運動，每經(jīng)過光電門一次，通過力傳感器和光電門就同時獲得一組向心力和角速度的數(shù)據(jù)。（1）為了深究向心力與角度的關(guān)系，需要控制______和______保持不變，某次旋轉(zhuǎn)過程中遮光片經(jīng)過光電門時的遮光時間為，則角速度______。（2）以為縱坐標(biāo)，以為橫坐標(biāo)，可在坐標(biāo)紙中指出數(shù)據(jù)點作一條如圖乙所示直線，圖線不過坐標(biāo)原點的原因是______。四、填空題18．如圖所示，質(zhì)量為的小杯里盛有的水，用繩子系住小杯在豎直平面內(nèi)做“水流星”表演，轉(zhuǎn)動半徑為。則為使小杯經(jīng)過最高點時水不流出，在最高點時最小速率是___________；當(dāng)水杯在最高點速率時，取，繩的拉力大小為__________。五、解答題19．物體A的重力為，如圖甲所示，一原長為的輕彈簧將物體A吊起靜止時，彈簧長度為；如圖乙所示，若將物體A置于水平地面上，用該彈簧水平向左拉物體A。當(dāng)物體A勻速運動時彈簧的長度為。以上兩種情況彈簧都沒有超過彈性限度。求：（1）該彈簧的勁度系數(shù)；（2）物體A與水平地面間的動摩擦因數(shù)；（3）若圖乙中的物體A向左運動時彈簧的長度為，則此時物體A與水平地面間的摩擦力的大小；（4）若置于水平地面上的物體A原來靜止，圖乙中的彈簧長度自原長逐漸增大至?xí)r，物體A與水平地面間的摩擦力的大小。20．太陽系各行星幾乎在同一平面內(nèi)沿同一方向繞太陽做圓周運動。當(dāng)?shù)厍蚯『眠\行到火星和太陽之間，且三者幾乎排成一條直線的時候，天文學(xué)稱為“火星沖日”。已知火星公轉(zhuǎn)半徑與地球公轉(zhuǎn)半徑的比值為（C為常數(shù)），地球的公轉(zhuǎn)周期為T，求：（1）火星公轉(zhuǎn)周期；（2）相鄰兩次火星沖日的時間間隔。21．如圖所示，豎直面內(nèi)有光滑斜面AB和光滑半圓軌道BC在B點平滑連接，半圓軌道的半徑為R。一質(zhì)量為m的小球從A點由靜止?jié)L下，恰好能通過半圓軌道最高點C點，之后小球又恰好垂直落到斜面AB上，小球可視為質(zhì)點，重力加速度g已知，求：（1）A點到水平面BD的高度H；（2）斜面AB的長度L。22．某星球的半徑為R，一物體在該星球表面附近自由下落，若在最初T時間內(nèi)下落的高度為h。已知引力常量為G，該星球表面無大氣。試求：（1）星球的質(zhì)量。（2）該星球的第一宇宙速度。參考答案與解析1．C【詳解】由相對論質(zhì)量公式可知物體的質(zhì)量隨速度的增大而增大；經(jīng)典力學(xué)的基礎(chǔ)是牛頓運動定律，經(jīng)典力學(xué)是狹義相對論在低速（v＜＜c）條件下的近似．在狹義相對論的所有公式中，只要令v＜＜c，在數(shù)學(xué)上稍作變換，就會發(fā)現(xiàn)，它們將全部退化為牛頓的經(jīng)典力學(xué)公式．故ABD錯誤，C正確；故選C。2．B【詳解】AB．航天員懸停在站內(nèi)空中時，只受重力，重力就是合外力，提供航天員隨空間站做勻速圓周運動的向心力，故A錯誤，B正確；C．航天員隨空間站做勻速圓周運動，處于完全失重狀態(tài)，航天員站在站內(nèi)地面對地面的壓力大小等于零，故C錯誤；D．航天員的慣性與航天員的質(zhì)量有關(guān)，與所處位置和運動狀態(tài)無關(guān)，則航天員在空間站內(nèi)的慣性大小與他在去空間站途中相同，故D錯誤。故選B。3．B【詳解】由題意知當(dāng)mgtanθ＝m時其橫向摩擦力等于零，所以v＝＝4．C【詳解】AB．由題意可知，24h衛(wèi)星和行星之間的距離和0h時相反，轉(zhuǎn)過半個周期，衛(wèi)星繞行星做勻速圓周運動的周期為故AB錯誤；CD．由行星體積為通過甲圖可知衛(wèi)星在甲圖中做圓周運動的半徑是10cm，即衛(wèi)星的軌道半徑是行星半徑的十倍，即，行星密度為聯(lián)立解得故C正確，D錯誤。故選C。5．A【詳解】AB．根據(jù)分析可得小球做勻速圓周運動時，繩子的拉力提供向心力，所以有可得保持繩長不變時即不變，若增大角速度，拉力變大，A正確，B錯誤；CD．同理保持角速度不變，若增大繩長即變大，拉力變大，CD錯誤。故選A。6．D【詳解】設(shè)甲、乙兩個質(zhì)點相距r，質(zhì)量分別為M、m，它們之間的萬有引力若保持它們各自的質(zhì)量不變，將它們之間的距離減小為原來的二分之一，則甲、乙兩個質(zhì)點間的萬引力故選D。7．C【詳解】A．飛椅的轉(zhuǎn)速為根據(jù)周期與轉(zhuǎn)速的關(guān)系得A錯誤；CD．設(shè)懸繩與豎直夾角為，有當(dāng)時，；當(dāng)時，，故C正確，D錯誤；B．根據(jù)角速度與線速度的關(guān)系，有由于會改變，故與不是正比關(guān)系，故B錯誤。故選C。8．D【詳解】A．在c、d兩點處，物塊只受重力和支持力，在其他位置處物塊受到重力、支持力、靜摩擦力三個作用力，選項A錯誤；B．物塊做勻速圓周運動，合外力提供向心力，所以合外力始終指向圓心，選項B錯誤；C．從a運動到b，物塊的加速度的方向始終指向圓心，水平方向的加速度先減小后反向增大，根據(jù)牛頓第二定律知，物塊所受木板的摩擦力先減小后增大，選項C錯誤；D．從b運動到a，向心加速度有向上的分量，則物塊處于超重狀態(tài)，選項D正確。故選D。9．D【詳解】原來甲、乙間的萬有引力大小可表示為當(dāng)乙的質(zhì)量及甲、乙距離發(fā)生變化后，引力大小可表示為故選D。10．AC【詳解】在子彈飛行的時間內(nèi)，圓筒轉(zhuǎn)動的角度為（2n－1）π，n=1、2、3……，則時間為所以子彈的速度為n=1、2、3……當(dāng)n=1時，當(dāng)n=2時，當(dāng)n=3時，故選AC。11．CD【詳解】A．當(dāng)發(fā)射速度大于第二宇宙速度時，探測器將脫離地球的引力在太陽系的范圍內(nèi)運動，火星在太陽系內(nèi)，所以火星探測器的發(fā)射速度應(yīng)大于第二宇宙速度，故A錯誤；B．第二宇宙速度是探測器脫離地球的引力到太陽系中的臨界條件，當(dāng)發(fā)射速度介于地球的第一和第二宇宙速度之間時，探測器將圍繞地球運動，故B錯誤；C．萬有引力提供向心力，則有解得第一宇宙速度為所以火星的第一宇宙速度為所以火星的第一宇宙速度小于地球的第一宇宙速度，故C正確；D．萬有引力近似等于重力，則有解得星表面的重力加速度所以火星表面的重力加速度小于地球表面的重力加速度，故D正確。故選CD。12．BD【詳解】A．由機械能守恒，回到鼻尖處時，速度為零，故不會撞擊鼻尖，故A錯誤；B．鐵鎖剛釋放時，由向心加速度公式可知向心加速度為零，只有切向加速度，合加速度方向沿切線方向，故B正確；C．鐵鎖可看成質(zhì)點從鼻尖處無初速度釋放后，由于忽略空氣阻力，做單擺運動時機械能守恒，從最高點下擺到最低點過程中，有解得故速度越來越大，由可知角速度越來越大，故C錯誤；D．由圈周運動的向心加速度公式可知向心加速度一直增大，故D正確。故選BD。13．BC【詳解】通過O點前，人受到的引力指向地心O，故做加速運動，且球殼厚度越來越大，中間球體體積越來越小，則人所受引力越來越小，則加速度越來越小，當(dāng)?shù)竭_(dá)O點時，所受引力為零，則加速度為零，速度達(dá)到最大，通過O點后，所受引力越來越大且方向指向O點，故人做減速運動，且加速度變大。故選BC。14．AD【詳解】AB．因為地球同步衛(wèi)星的角速度和地球赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的角速度相同，由公式可知故A正確，B錯誤；CD．對于地球同步衛(wèi)星和以第一宇宙速度運動的近地衛(wèi)星，由萬有引力提供做勻速圓周運動所需向心力，得得所以故C錯誤，D正確。故選AD。15．

B

周期T

【詳解】(1)(2)[1][2][3]在地表附近，由重力等于萬有引力則有宇宙飛船繞行星做圓周運動，萬有引力等于向心力則有該行星的密度為聯(lián)立解得由以上可知為測定該行星的密度ρ，需要測出宇宙飛船繞行星做圓周運動的周期T，需要用秒表B測周期。16．

C

丙

2：1【詳解】(1)[1]在這個實驗中，利用控制變量法來探究向心力的大小與小球質(zhì)量，角速度，半徑之間的關(guān)系；A.探究平拋運動的特點，例如兩球同時落地，兩球在豎直方向上的運動效果相同，應(yīng)用了等效思想，故A不符合題意；B．探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律，即兩個分力與合力的作用效果相同，采用的是等效替代的思想，故B不符合題意；C．探究加速度與物體受力、物體質(zhì)量的關(guān)系是通過控制變量法研究的，故C符合題意。故選C。(2)a．[2]根據(jù)F=mrω2可知，要探究向心力大小F與質(zhì)量m關(guān)系，需控制小球的角速度和半徑不變，由圖可知，兩側(cè)采用皮帶傳動，所以兩側(cè)具有相等的線速度，根據(jù)皮帶傳動的特點可知，應(yīng)該選擇兩個塔輪的半徑相等，而且運動半徑也相同，選取不同質(zhì)量的小球，