山东省济宁市兖州区2020-2021学年高一下学期物理期中考试试卷

试卷更新日期：2021-05-27 类型：期中考试

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一、单选题

1. 以下说法正确的是（）

A、绕地球沿圆轨道飞行的航天器中悬浮的液滴处于平衡状态 B、向心力是做圆周运动的物体实际受到的力 C、洗衣机脱水时利用离心运动把附着在衣物上的水分甩掉 D、同步卫星只能在赤道的正上方，但离地心的距离可按需要选择不同值

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2. 图所示，质量为 $m$ 的木块沿着倾角为 $θ$ 的光滑斜面从静止开始下滑，当下降的高度为 $h$ 时，重力的瞬时功率为（）

A、 $m g \sqrt{2 g h}$ B、 $m g cos θ \sqrt{2 g h}$ C、 $m g sin θ \sqrt{g h / 2}$ D、 $m g sin θ \sqrt{2 g h}$

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3. 如图所示，当汽车通过拱桥顶点的速度为10m/s时，车对桥顶的压力为车重的 $\frac{3}{4}$ ，如果要使汽车在粗糙的桥面行驶至桥顶时，不受摩擦力作用，则汽车通过桥顶的速度应为（g=10m/s²）（）

A、15m/s B、20m/s C、25m/s D、30m/s

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4. 如图所示，甲、乙两颗卫星以相同的轨道半径分别绕质量为M和2M的行星做匀速圆周运动，下列说法正确的是（）

A、甲的向心加速度比乙的小 B、甲的运行周期比乙的小 C、甲的角速度比乙的大 D、甲的线速度比乙的大

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5. 一起重机的钢绳由静止开始匀加速提起质量为m的重物，当重物的速度为v₁时，起重机达到额定功率P。以后起重机保持该功率不变，继续提升重物，直到达到最大速度v₂为止，则整个过程中，下列说法正确的是（重力加速度为g）（）

A、钢绳的最大拉力为mg B、钢绳的最大拉力为 $\frac{P}{v_{2}}$ C、重物的平均速度大小为 $\frac{v_{2}}{2}$ D、重物匀加速运动的加速度为 $\frac{P}{m v_{1}}$ －g

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6. 如图所示，圆盘上叠放着两个物块A和B．当圆盘和物块绕竖直轴匀速转动时，物块与圆盘始终保持相对静止，则（）

A、A物块不受摩擦力作用 B、物块B受5个力作用 C、当转速增大时，A受摩擦力增大，B所受摩擦力减小 D、A对B的摩擦力方向沿半径指向转轴

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7. 如图所示，一根细线下端拴一个金属小球P，细线的上端固定在金属块Q上，Q放在带小孔的水平桌面上。小球在某一水平面内做匀速圆周运动（圆锥摆）。现使小球在一个更高一些的水平面上做匀速圆周运动（图上未画出），两次金属块Q都保持在桌面上静止。则后一种情况与原来相比较，下面的判断中正确的是（）

A、小球P运动的周期变大 B、小球P运动的线速度变大 C、小球Р受到细线的拉力变小 D、Q受到桌面的支持力变大

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8. 如图，半径为0.1m的半球形陶罐随水平转台一起绕过球心的竖直轴水平旋转，当旋转角速度为 $10 rad/s$ 时，一质量为m的小物块恰好能随陶罐一起与陶罐保持相对静止做匀速圆周运动，已知小物块与陶罐的球心O的连线跟竖直方向的夹角θ为37°，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。（重力加速度g取 $10 {m/s}^{2}$ ， $\sin 37 °$ 取0.6， $\cos 37 °$ 取0.8）。则小物块与陶罐内壁的动摩擦因数μ为（）

A、 $\frac{3}{29}$ B、 $\frac{3}{11}$ C、 $\frac{27}{29}$ D、 $\frac{11}{27}$

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二、多选题

9. 一质点做匀速圆周运动，其线速度大小为4 m/s，转动周期为2 s，下列说法正确的是（）

A、角速度为0.5 rad/s B、转速为0.5 r/s C、运动轨迹的半径为 $\frac{4}{π}$ m D、频率为0.5 Hz

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10. 高铁项目的建设加速了国民经济了发展，铁路转弯处的弯道半径r是根据高速列车的速度决定的。弯道处要求外轨比内轨高，其内外轨高度差h的设计与r和速率v有关。下列说法正确的是（）

A、r一定的情况下，预设列车速度越大，设计的内外轨高度差h就应该越小 B、h一定的情况下，预设列车速度越大，设计的转弯半径r就应该越大 C、r、h一定，高速列车在弯道处行驶时，速度越小越安全 D、高速列车在弯道处行驶时，速度太小或太大会对都会对轨道产生很大的侧向压力

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11. 2009年5月，航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后，在A点从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ，B为轨道Ⅱ上的一点，如图所示。关于航天飞机的运动，下列说法中正确的是（）

A、在轨道Ⅱ上经过A的速度小于经过B的速度 B、在轨道Ⅱ上经过A的速度小于在轨道Ⅰ上经过A的速度 C、在轨道Ⅱ上运动的周期小于在轨道Ⅰ上运动的周期 D、在轨道Ⅱ上经过A的加速度小于在轨道Ⅰ上经过A的加速度

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12. 若宇航员在月球表面附近自高h处以初速度 $v_{0}$ 水平抛出一个小球，测出小球的水平射程为L。已知月球半径为R万有引力常量为G。则下列说法正确的是（）

A、月球表面的重力加速度 $g_{} = \frac{h v_{0}^{2}}{L^{2}}$ B、月球的平均密度 $ρ = \frac{3 h v_{0}^{2}}{2 π G L^{2} R}$ C、月球的第一宇宙速度 $v = \frac{v_{0} \sqrt{2 h R}}{L}$ D、月球的质量 $M = \frac{h R v_{0}^{2}}{G L^{2}}$

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三、实验题

13. 用如图所示的装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系。两个变速塔轮通过皮带连接，转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，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套筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个钢球所受向心力的比值。如图所示是探究过程中某次实验时装置的状态。

(1)、在探究向心力的大小F与质量m关系时，要保持不变的是__________（填选项前的字母）

A、 $ω$ 和r B、 $ω$ 和m C、m和r D、m和F

(2)、图中所示是在探究向心力的大小F与__________的关系（填选项前的字母）

A、质量m B、半径r C、角速度 $ω$

(3)、若图中标尺上红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力之比为1：9，则与皮带连接的两个变速塔轮的半径之比为。

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四、解答题

14.
一细杆与水桶相连，水桶中装有水，水桶与细杆一起在竖直平面内做圆周运动，如图所示，水的质量m=0.5kg，水的重心到转轴的距离l=50cm．（取g=10m/s² ，不计空气阻力）

(1)、若在最高点水不流出来，求桶的最小速率；

(2)、若在最高点水桶的速率v=3m/s，求水对桶底的压力．

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15. 若已知某一星球的半径为地球半径的一半，质量为地球质量的1/8，地球的第一宇宙速度约为 $8 km/s$ 。

(1)、试求该星球的第一宇宙速度约是多少？

(2)、已知一物体在地球上的重力 $100 N$ ，求这个物体在该星球上的重力是多少？

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16. 2020年4月24日15时许，强对流云团影响，某地出现暴雨、冰雹天气。有报道称，当天有些在户外举行活动的人员，被冰雹砸伤。冰雹一般自 $4000 ～ 20000 m$ 的高空下落，是阵发性的灾害性天气。足够大的冰雹不间断地打击头部，就会导致昏迷。若冰雹竖直下落过程中受到的空气作用力与速度平方成正比，比例系数 $k = 0.0004 kg/m$ ，一块质量 $m = 36 g$ 的冰雹（可认为过程中质量始终保持不变）自 $4000 m$ 高空下落，落地前已达到下落的最大速度。（g取 $10 {m/s}^{2}$ ）求：

(1)、冰雹下落的最大速率 $v_{m}$ ；

(2)、下落过程中克服空气作用力所做的功 $W_{f}$ 。

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17. 如图所示，用一根长为L＝1 m的细线，一端系一质量为m＝1 kg的小球(可视为质点)，另一端固定在一光滑锥体顶端，锥面与竖直方向的夹角θ＝37°. 设小球在水平面内绕锥体的轴做匀速圆周运动的角速度为ω时，细线的张力为T.(g取10 m/s² ，结果可用根式表示)求：

(1)、若要小球刚好离开锥面，则此时小球的角速度ω₀为多大？

(2)、若细线与竖直方向的夹角为α＝60°，则此时小球的角速度ω₁为多大？

(3)、细线的张力T与小球匀速转动的加速度ω有关，请通过计算在坐标纸上画出ω的取值范围在0到ω₁之间时的T-ω²的图象（要求标明关键点的坐标值）．

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