江西省贛州市九校協(xié)作體2021-2022學年高一下學期物理期中考試試卷姓名：__________班級：__________考號：__________題號一二三四總分評分一、單選題1．勻速圓周運動是（）A．速度和加速度都恒定不變的運動B．速度和加速度都不斷變化的運動C．速度恒定不變、加速度不斷變化的運動D．速度不斷變化、加速度恒定不變的運動2．如圖所示的皮帶傳動裝置中，輪A和B同軸，A、B、C分別是三個輪邊緣的質點，且RA=RC=3RB，則三質點的向心加速度之比aA：aB：aC等于（）A．9：3：1 B．3：1：3 C．1：3：9 D．9：1：93．某星球的質量約為地球質量的9倍，半徑約為地球半徑的一半，該星球表面的重力加速度與地球表面的重力加速度之比（）A．1：36 B．1：6 C．36：1 D．6：14．2022年北京冬奧會于2月4日開幕，中國代表團以9金4銀2銅位列金牌榜第三，創(chuàng)造了冬奧參賽史上最好成績。在冬奧會短道速滑項目中，運動員繞周長僅111米的短道競賽。比賽過程中運動員在通過彎道時如果不能很好地控制速度，將發(fā)生側滑而甩離正常比賽路線。如圖所示，圓弧虛線Ob代表彎道，即正常運動路線，Oa為運動員在O點時的速度方向（研究時可將運動員看作質點）。下列論述正確的是（）A．發(fā)生側滑是因為運動員受到的合力方向背離圓心B．發(fā)生側滑是因為運動員受到的合力大于所需要的向心力C．若在O點發(fā)生側滑，則滑動的方向在Oa左側D．若在O點發(fā)生側滑，則滑動的方向在Oa與Ob之間5．2020年6月23日，第55顆北斗導航衛(wèi)星發(fā)射成功，這標志著我國提前半年完成北斗三號全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)星座部署目標。第55顆衛(wèi)星也是北斗三號全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)第三顆地球靜止同步軌道衛(wèi)星，關于這顆衛(wèi)星的說法正確的是（）A．它的工作軌道在赤道平面內B．它的周期與地球公轉周期相同C．它的線速度小于赤道上物體隨地球自轉的線速度D．它的向心加速度小于赤道上物體隨地球自轉的向心加速度6．如圖所示，在水平冰面上，狗拉著雪橇做勻速圓周運動，O點為圓心。能正確表示雪橇受到的牽引力F及摩擦力Ff的圖是（）A． B．C． D．7．地球表面的平均重力加速度為g，地球半徑為R，萬有引力常量為G，用上述物理量計算出來的地球平均密度是（）A．3g4πRG B．3g4πR2G 二、多選題8．一輛“復興號”模型小機車在水平路面上由靜止啟動，在前5s內做勻加速直線運動，5s末達到額定功率，之后保持以額定功率運動，其v?t圖像如圖所示。已知汽車的質量為m=1×103kg，汽車受到地面的阻力為車重的0.1倍，g取10m/s2，則以下說法正確的是（）A．汽車在前5s內的牽引力為5×103NB．汽車速度為25m/s時的加速度為3m/s2C．汽車的額定功率為200kWD．汽車的最大速度為150m/s9．如圖所示，一輕桿一端固定質量為m的小球，以另一端O為圓心，使小球在豎直平面內做半徑為R的圓周運動，以下說法正確的是（）A．小球過最高點時，桿所受的彈力可能等于零B．小球過最高點時，速度至少為gRC．小球過最高點時，桿對球的作用力一定隨速度增大而增大D．若把題中的輕桿換為輕繩，其他條件不變，小球過最高點時，速度至少為gR10．嫦娥五號取壤返回地球，完成了中國航天史上的一次壯舉。如圖所示為嫦娥五號著陸地球前部分軌道的簡化示意圖，其中Ⅰ是月地轉移軌道，在P點由軌道Ⅰ變?yōu)槔@地橢圓軌道Ⅱ，在近地點Q再變?yōu)槔@地橢圓軌道Ⅲ。下列說法正確的是（）A．在軌道Ⅱ運行時，嫦娥五號在Q點的速度小于在P點的速度B．嫦娥五號在軌道Ⅱ上運行的周期比在軌道Ⅲ上運行的周期長C．嫦娥五號分別沿軌道Ⅱ和軌道Ⅲ運行時，經(jīng)過Q點的向心加速度大小相等D．嫦娥五號由軌道Ⅱ變軌到軌道Ⅲ時，應在Q點加速三、實驗題11．用如圖所示的裝置可以探究做勻速圓周運動的物體需要的向心力的大小與哪些因素有關。（1）圖示情景保持兩小球運動半徑和角速度相同，正在探究的向心力與的關系。若鋼球質量是鋁球質量的3倍，則鋼球和鋁球的向心力之比為。（2）利用此裝備探究向心力與角速度之間的關系，某同學測出數(shù)據(jù)后作圖，為了能簡單明了的觀察出向心力與角速度的關系，最好做的圖像是（）A．F?1ω圖像 B．F?ω圖像 C．12．一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半徑R，宇航員在繞行及著陸后各進行一次測量，依據(jù)測量數(shù)據(jù)可以求出M和R（已知引力常量為G）。（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）著陸后測量所用的儀器為（用儀器的字母序號表示），所測物理量為。用測量數(shù)據(jù)求該星球半徑R=。四、解答題13．如圖所示，已知繩長為L=20cm，水平桿長L'=0.（1）要使繩子與豎直方向成53°角，該裝置必須以多大的角速度轉動才行？（2）此時繩子的張力為多大？（結果可保留根號，g=10m/s2，sin53°=014．如圖所示，在光滑的水平桌面上有一光滑小孔O，一根輕繩穿過小孔，一端連接質量m=1kg的小球A，另一端連接質量M=4kg的重物B。（g取10m/s2）（1）當球A沿半徑為R=0.1m的圓做勻速圓周運動，角速度為ω=10rad/s時，地面對B的支持力是多大？（2）要使B物體對地面恰好無壓力，A球的角速度應為多大？15．我國將于2020年首次探測火星?；鹦桥c地球的環(huán)境非常相近，很有可能成為人類的第二個家園。已知火星的質量為m，火星的半徑為R，太陽質量為M，且M>>m，萬有引力常量為G。太陽、火星均可視為質量分布均勻的球體。不考慮火星自轉。（1）設想在火星表面以初速度v0豎直上拋一小球，求小球從拋出至落回拋出點所經(jīng)歷的時間t。（2）為簡化問題，研究太陽與火星系統(tǒng)時可忽略其他星體的作用，只考慮兩者之間的引力作用。a．通常我們認為太陽靜止不動，火星繞太陽做勻速圓周運動。已知火星繞太陽運動的軌道半徑為r，請據(jù)此模型求火星的運行周期T1。b．事實上太陽因火星的吸引不可能靜止，但二者并沒有因為引力相互靠近，而是保持間距r不變。請由此構建一個太陽與火星系統(tǒng)的運動模型，據(jù)此模型求火星的運行周期T2與T1的比值T2

答案解析部分1．【答案】B【解析】【解答】加速度和速度都是矢量，勻速圓周運動的速度方向時刻在變化，加速度方向始終指向圓心，也是時刻變化，所以勻速圓周運動是速度和加速度都不斷變化的運動，ACD不符合題意，B符合題意。故答案為：B。

【分析】勻速圓周運動其速度和加速度的方向時刻改變，其角速度保持不變。2．【答案】A【解析】【解答】因為B輪和C輪是皮帶傳動，皮帶傳動的特點是兩輪與皮帶接觸點的線速度的大小與皮帶的下速度大小相同，故有vC=vB，vB：vC=1：1因為A輪和B輪共軸，兩輪角速度相同，故有ω由v=ωR得v所以v由題目可知RA=RC=3RB根據(jù)a=v2故答案為：A。

【分析】其BC屬于線傳動線速度相等，其AB屬于軸轉動其角速度相等，結合半徑的大小可以求出向心加速度之比。3．【答案】C【解析】【解答】在地球表面附近重力與萬有引力近似相等，則有G解得g=G所以g星故答案為：C。

【分析】利用引力形成重力可以求出重力加速度的比值。4．【答案】D【解析】【解答】AB．發(fā)生側滑是因為運動員的速度過大，所需要的向心力過大，運動員受到的合力小于所需要的向心力，而受到的合力方向仍指向圓心，AB不符合題意；CD．若運動員水平方向不受任何外力時沿Oa線做離心運動，且軌跡仍與Oa相切，所以滑動的方向在Oa右側與Ob之間，C不符合題意D符合題意。故答案為：D。

【分析】發(fā)生側滑屬于離心運動，其合力小于所需要的向心力；其側滑方向應該在切線方向與曲線軌跡之間。5．【答案】A【解析】【解答】AB．地球同步衛(wèi)星的工作軌道在赤道平面內，周期與地球自轉周期相同，A對，B不符合題意；CD．赤道上的物體隨地球自轉，周期T與同步衛(wèi)星相同，由v=a因為地球同步衛(wèi)星的軌道半徑r大于赤道上的物體，故它的線速度和向心加速度均大于赤道上的物體，CD不符合題意。故答案為：A。

【分析】地球同步衛(wèi)星的軌道在赤道平面正上方，再結合線速度與周期、向心加速度與周期的關系進行分析判斷。6．【答案】C【解析】【解答】A．因雪橇做勻速圓周運動，合力一定指向圓心。故摩擦力的合力和牽引力的合力應該豎直向上，根據(jù)力的合成遵循平行四邊形定則，可知牽引力的方向斜向右上方，由此可知，A不符合題意；B．由于雪橇在冰面上滑動，其滑動摩擦力方向必與運動方向相反，即沿圓的切線方向B不符合題意；C．因雪橇做勻速圓周運動，合力一定指向圓心。故摩擦力的合力和牽引力的合力應該豎直向上，根據(jù)力的合成遵循平行四邊形定則，可知牽引力的方向斜向右上方，由此可知，C符合題意；D．由于雪橇在冰面上滑動，其滑動摩擦力方向必與運動方向相反，即沿圓的切線方向D不符合題意。故答案為：C。

【分析】利用其合力指向圓心，結合其力的合成可以判別其摩擦力和拉力的方向。7．【答案】A【解析】【解答】根據(jù)在地球表面萬有引力等于重力有G解得M=則有ρ=所以A項正確，B項、C項以及D項錯誤。故答案為：A。

【分析】利用引力形成重力結合體積公式可以求出地球的平均密度。8．【答案】A,B【解析】【解答】A．汽車在前5s內做勻加速運動，加速度a=由牛頓第二定律得F?f=ma其中f=0解得F=5×1A符合題意；BCD．汽車在5s末功率達到額定功率P=Fv=5×1當汽車速度最大時，牽引力與阻力大小相等，即F=f最大速度v汽車速度為25m/s時，則有P解得aB符合題意，CD不符合題意。故答案為：AB。

【分析】利用加速度的定義式可以求出加速度的大??；結合牛頓第二定律可以求出牽引力的大??；利用額定功率及阻力的大小可以求出最大速度的大?。焕闷渑ｎD第二定律及功率的大小可以求出加速度的大小。9．【答案】A,D【解析】【解答】A．當小球在最高點所需向心力恰好等于重力時，此時球對桿沒有作用力，A符合題意；B．輕桿固定的小球做圓周運動，由于桿能支撐小球，只要小球能夠到達最高點就可以了，所以在最高點的速度可以為零，B不符合題意；C．小球在最高點時，如果速度恰好為gR，則此時恰好只有重力作為它的向心力，桿和球之間沒有作用力；如果速度小于gR，重力大于所需要的向心力，桿對球有向上的支持力F，重力和支持的合力提供向心力mg?F=mF=mg?m速度越大，桿對球的作用力隨速度增大而減小，C不符合題意；D．若把輕桿換為輕繩，其他條件不變，小球過最高點時，向心力最小為mg，根據(jù)mg=m速度至少為gR，D符合題意。故答案為：AD。

【分析】小球過最高點其彈力可能等于0；利用牛頓第二定律可以判別小球過最高點的速度大??；利用其牛頓第二定律可以判別桿對小球作用力的大小變化。10．【答案】B,C【解析】【解答】A．根據(jù)開普勒第二定律可知，嫦娥五號在Q點的速度大于在P點的速度，A不符合題意；B．根據(jù)開普勒第三定律R可知，軌道半徑越大的其周期越大，則嫦娥五號在軌道Ⅱ上運行的周期比在軌道Ⅲ上運行的周期長，B符合題意；C．根據(jù)萬有引力提供向心力有G嫦娥五號分別沿軌道Ⅱ和軌道Ⅲ運行時，經(jīng)過同一個Q點時，向心加速度大小相等，C符合題意；D．根據(jù)衛(wèi)星變軌，由低軌道進入高軌道要點火加速，由高軌道進入低軌道需要點火減速，所以嫦娥五號由軌道Ⅱ到軌道Ⅲ運行時，經(jīng)過Q點的速度減小，D不符合題意；故答案為：BC。

【分析】利用開普勒第二定律可以比較嫦娥五號在Q點和P點速度的大??；利用開普勒第三定律可以比較在軌道II和軌道III運行周期的大小；利用牛頓第二定律可以比較向心加速度的大?。焕眯l(wèi)星從高軌道到低軌道需要點火加速所以經(jīng)過其Q點時速度需要減小。11．【答案】（1）質量；3：1（2）C【解析】【解答】（1）由圖可知，圖中保持兩小球的半徑和角速度相等，僅僅小球質量不一樣，故正在研究向心力與質量的關系，由F=mω2r（2）向心力與角速度的關系式為F=mω2r

【分析】（1）當小球半徑和角速度相等是探究向心力與質量的關系；利用其向心力的表達式可以求出向心力大小之比；

（2）利用向心力的表達式可以判別作出的對應圖像。12．【答案】（1）B；周期T（2）ACD；物體質量m、重力F；F【解析】【解答】（1）著陸前繞行時根據(jù)GMm設用秒表測得繞行星表面運動一周的時間即周期為T；（2）著陸后用天平測得物體的質量為m，用測力計測得該物體的重力為F；由GMmF=mg解得R=

【分析】（1）利用引力提供向心力可以判別需要測量其飛船繞行星一周的時間，則需要儀器秒表；

（2）利用引力形成重力可以求出對應星球的半徑，利用表達式可以判別測量的物理量及對應的儀器。13．【答案】（1）解：小球做圓周運動的半徑為r=由mg可得ω=20（2）解：此時繩子的張力為F=【解析】【分析】（1）小球做勻速圓周運動，利用其牛頓第二定律結合合力提供向心力可以求出角速度的大?。?/p>

（2）由于小球豎直方向靜止