山西省2020-2021学年高一下学期物理期中考试试卷

试卷更新日期：2021-05-28 类型：期中考试

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一、单选题

1. 生活中曲线运动随处可见，物体做曲线运动一定受到了外力的作用。关于物体做曲线运动，下列说法正确的是（）

A、速度方向有时与曲线相切，有时与曲线的切线垂直 B、平抛运动是匀变速曲线运动，斜抛运动是变加速曲线运动 C、物体所受合力方向一定指向曲线的凹侧 D、物体所受合力可能不变，但它的加速度一定改变

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2. 某时刻一物体开始做平抛运动，设该物体运动时间为t、水平方向的分速度大小为v_x ，竖直方向的分速度大小为v_y ，水平方向的分位移大小为x，竖直方向的分位移大小为y，下列关于它们之间的关系图像不合理的是（）

A、 B、 C、 D、

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3. 如图所示，A为主动轮， $B$ 、 $C$ 为从动轮（皮带不打滑），三轮通过绷紧的皮带连接，三轮半径之比为 $R_{1} ： R_{2} ： R_{3} = 4 ： 2 ： 3$ ，A轮匀速转动， $A_{1} 、 B_{1} 、 C_{1}$ 分别为 $A 、 B 、 C$ 轮边缘上的点。则（）

A、 $A_{1} 、 B_{1} 、 C_{1}$ 三点的线速度大小之比为4：2：3 B、 $A_{1} 、 B_{1} 、 C_{1}$ 三点的角速度大小之比为2：4：3 C、 $A_{1} 、 B_{1} 、 C_{1}$ 三点的周期之比为4：2：3 D、 $A_{1} 、 C_{1}$ 两点的向心加速度大小之比为9：16

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4. 一滑块质量 $m = 0. 5kg$ ，静止在如图所示的光滑水平面上的 $A$ 点，在方向水平向右、大小为3N的拉力 $F$ 作用下开始运动，同一时刻一小球从水平面上的 $B$ 点正上方某处以初速度 $v_{0} = 5 m/s$ 水平抛出，一段时间后小球恰好落在滑块上。已知重力加速度大小 $g = 1 0m/ s^{2}$ ， $A$ 点与 $B$ 点的距离 $L = 8m$ ，滑块与小球均可视为质点，不计空气阻力。则（）

A、滑块运动的加速度大小为 $1.5 m/ s^{2}$ B、小球被抛出时距离 $B$ 点的高度为5m C、这个过程中滑块的位移大小为 $5 \sqrt{2} m$ D、这个过程中小球运动的时间为 $\frac{4}{3} s$

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5. 如图所示，位于竖直面内的光滑金属细圆环半径为R，质量分别为m₁和m₂的两带孔小球穿于环上。当圆环最终以角速度ω绕竖直直径匀速转动时，发现两小球均离开了原位置，它们和圆心的连线与竖直方向的夹角分别记为 $θ$ ₁和 $θ$ ₂ ，下列说法正确的是（）

A、若m₁>m₂ ，则 $θ$ ₁> $θ$ ₂ B、若m₁＜m₂ ，则 $θ$ ₁> $θ$ ₂ C、若 $θ$ ₁＜ $θ$ ₂ ，则m₁>m₂ D、 $θ$ ₁和 $θ$ ₂总是相等，与m₁和m₂的大小无关

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6. 岁月静好，是因为有人负重前行！当今世界并不太平，人民解放军的守护是我国安定发展的基石。如图所示，在我国空军某部一次军事演习中，架国产轰炸机正在进行投弹训练，轰炸机以200m/s的恒定速度向竖直峭壁水平飞行，先释放炸弹甲，再飞行5s后释放炸弹乙炸弹甲和炸弹乙均击中竖直峭壁上的目标。不计空气阻力，取重力加速度大小g=10m/s² ，则下列说法正确的是（）

A、炸弹甲击中目标5s后，炸弹乙击中目标 B、炸弹甲和炸弹乙同时击中目标 C、两击中点间的距离为125m D、释放炸弹甲时，飞机与峭壁间的水平距离为1000m

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7. 我国的航天事业起步于1956年，经过几代人的努力，现已结出累累硕果。载人航天和太空站建设是接下来的发展重点。新一代载人飞船试验船已被顺利送入太空并在轨运动，若试验船绕地球做匀速圆周运动，周期为 $T$ ，离地高度为 $h$ 。已知试验船运行时所需向心力由地球与试验船之间的万有引力提供，试验船的质量为 $m$ ，地球的质量为 $M$ 、半径为 $R$ ，引力常量为 $G$ ，则下列判断正确的是（）

A、试验船的运行速度大小为 $\frac{2 π R}{T}$ B、试验船的向心加速度大小为 $\frac{4 π^{2} R}{T^{2}}$ C、试验船受到万有引力大小为 $\frac{G M m}{R^{2}}$ D、试验船受到的万有引力大小为 $\frac{4 π^{2} m (R + h)}{T^{2}}$

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8. 歼20是我国自主研制的第五代战斗机，具有包括隐身在内的一系列世界领先的性能。其次演习中，歼20战斗机需要完成一次战术拉升动作。已知战斗机此时水平飞行且速度大小为 $500 m/s$ ，取重力加速度大小 $g = 10 {m/s}^{2}$ ，出于对飞行员安全的考虑，要求飞行员所受支持力应该控制在自身重力的10倍以内，否则很可能会出现“黑视”现象，严重威胁飞行员和战斗机的安全。分析飞机飞行时，尽管各个位置的弯曲程度不一样，但在研究时，可以把这条曲线分割为许多很短的小段，在每小段的运动都可以看作是圆周运动的一部分，通过以上信息可以知道，战斗机在拉升时的最小圆周半径约为（）

A、2.5km B、2.8km C、4.5km D、5.0km

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二、多选题

9. 月球是地球唯一的天然卫星，俗称月亮。地球的质量约为月球的质量的100倍，人们很早就发现了月球总是以同一面（即正面）朝向地球。我国“嫦娥四号”探测器于2019年1月在月球背面预选区着陆，现如今仍在进行着科学试验工作。通过以上信息，下列判断正确的是（）

A、地球对月球的万有引力约为月球对地球的万有引力的100倍 B、地球对月球的万有引力与月球对地球的万有引力的比值为1 C、月球的自转周期与其绕地球公转的周期相等 D、月球绕地球公转的周期与地球自转周期相等

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10. 甲、乙两光滑小球（均可视为质点）用轻直杆连接，球处于粗糙水平地面上甲球紧靠在粗糙的竖直墙壁上，初始时轻杆竖直，杆长为4m。施加微小的扰动使得乙球沿水平地面向右滑动，当乙球距离起点3m时，下列说法正确的是（）

A、甲、乙两球的速度大小之比为 $\sqrt{7}$ ∶3 B、甲、乙两球的速度大小之比为3 $\sqrt{7}$ ∶7 C、甲球即将落地时，乙球的速度与甲球的速度大小相等 D、甲球即将落地时，乙球的速度为零

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11. 如图所示，斜面 $A B$ 固定在水平地面上，斜面的倾角 $α = 30 °$ 、长度 $l = 1 0m$ 。在顶点水平向左抛出一个小球，取重力加速度大小 $g = 10 {m/s}^{2}$ ，不计空气阻力，经过一段时间后，小球落在水平地面上或者斜面上，对于这一过程，下列说法正确的是（）

A、若小球的初速度为 $8m/s$ ，则小球落在斜面上 B、若小球的初速度为 $10m/s$ ，则小球落在斜面上 C、若小球的初速度变大，则位移方向与水平方向的夹角一定变大 D、若小球的初速度变大，则小球在落点时的速度方向与水平方向的夹角可能不变

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12. 摩天轮是游乐园里很受欢迎的游乐项目之一，乘客搭乘座舱随着摩尔天轮慢慢地往上转，可以从高处俯瞰四周景色。如图所示，摩天轮的运动可以看成是绕其中心轴在竖直面内做匀速圆周运动，周期为 $1 \times 10^{3} s$ 。座舱底部始终保持水平且距离中心轴50m、质量为50kg的某乘客在某时刻恰好上升到了与中心轴等高的位置处，乘客坐在座椅上且没有倚靠靠背。下列说法正确的是（）

A、此时乘客处于超重状态 B、乘客受到了重力、座舱的支持力、摩擦力和向心力的作用 C、此时座舱给乘客的摩擦力大小为 $π^{2} \times 10^{- 2} N$ D、接下来的500s内，乘客给座舱的压力将先逐渐减小后逐渐增大

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三、实验题

13. 某课外兴趣小组对研究小球做平抛运动的实验装置进行了一定的创新，实验时将小钢球从半径为 $R$ 的四分之一圆弧轨道的最高点由静止释放，在圆弧轨道最低点 $A$ 处装有一光电门传感器和一压力传感器，右边的水平部分 $B$ 处装有一个压力传感器，各传感器与计算机相连。计算机记录到小钢球经过 $A 、 B$ 两处时对传感器的压力大小分别为 $F_{1}$ 和 $F_{2}$ ，小钢球通过 $A$ 处的瞬时速度为 $v_{0}$ ，重力加速度大小已知并用 $g$ 表示，则小钢球的质量 $m =$ ，四分之一圆弧轨道的半径 $R =$ ；（均用题中给出的物理符号表示）；将 $B$ 处的压力传感器安装在左侧一小段距离处，则圆弧半径的测量值（选填“变大”、“变小”或“不变”）。

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14. 图甲为研究小球做平抛运动的规律的实验装置，图乙中的A、B、C为用频闪照相的方法在坐标纸上得到的小球运动过程中的三个位置。实验小组未记下小球平抛的抛出点，只记录下了y轴。实验小组测得A、B、C各点到y轴的距离分别为x₁=10cm、x₂=15cm、x₃=20cm，A、B两点和B、C两点的竖直距离△y₁=6.25cm、△y₂=8.75cm取重力加速度大小g=10m/s² ，忽略空气阻力，回答下列问题。

(1)、实验中，下列会导致实验误差的因素是。
a.安装斜槽轨道，其末端没有保持水平

b.小球与斜槽轨道之间有摩擦

c.计算初速度时选取的点离抛出点较远

d.频闪照相机闪光频率偏大

(2)、该小球做平抛运动的初速度v₀=m/s，该频闪照相机的闪光频率f=Hz。（结果保留两位有效数字）

(3)、如图乙所示，在以y轴竖直向下为正方向，以抛出点O为坐标原点，建立的xOy平面直角坐标系中，y与x的函数关系式为（用g、x、y和v₀表示）

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四、解答题

15. 2020年10月14日，发生了“火星冲日”天象，这是地球在火星和太阳之间形成的奇观。地球和火星都围绕着太阳公转，做粗略研究时它们的公转轨迹可以近似看成圆。已知地球公转轨道半径 $R_{1} = 1.5 \times 10^{8} km$ ，地球公转周期 $T_{1} = 365$ 天，火星公转轨道半径 $R_{2} = 1.53 R_{1}$ 。

(1)、求火星绕日的公转周期 $T_{2}$ ；（计算结果保留到整数，可能用到的数 $\sqrt{1.53} = 1.24$ ， ${(1.53)}^{2} = 2.34$ ）

(2)、估算两次“火星冲日”的时间间隔 $Δ t$ 。（用 $T_{1}$ 和 $T_{2}$ 表示）

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16. 天花板上悬挂一轻质弹簧，测得其原长为 $r$ ，当其下端固定一可视为质点、质量为 $m$ 的小球静止后弹簧的长度为 $l_{1}$ 。现将轻弹簧和小球转移至光滑水平面，轻弹簧的一端固定在水平面内的竖直转轴 $O$ 点上，现使小球获得一初速度，最后小球和弹簧一起绕转轴 $O$ 做匀速圆周运动，测得小球做匀速圆周运动的周期为 $T$ ，已知弹簧始终处于弹性限度内，重力加速度大小为 $g$ 。求：

(1)、小球做匀速圆周运动时弹簧的形变量；

(2)、小球运动过程中的向心加速度大小。

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17. 如图所示，斜面 $A B$ 长 $L = 9m$ 、倾角 $θ = 37 °$ ，固定于竖直面内，与半径 $R =1m$ 的圆弧轨道在 $B$ 点平滑连接（相切）， $O B$ 与 $O C$ 均为圆弧半径且圆弧 $B C$ 对应的圆心角是 $θ$ 角的补角， $C$ 为圆弧轨道的最高点， $A 、 B 、 C 、 O$ 均在同一竖直平面内。质量 $m = 2kg$ 的小滑块（可视为质点）在 $A$ 点以初速度 $v_{1} = 18 m/s$ 沿斜面向上运动，运动过程中始终挤压轨道，依次经过 $B$ 点和 $C$ 点，最终又恰好落在斜面上的 $A$ 点。已知小滑块与斜面间的动摩擦因数 $μ = 0.75$ ，取重力加速度大小 $g = 10 m/ s^{2}$ ， $\sin 37 ° = 0.6$ ， $\cos 37 ° = 0.8$ 。求：

(1)、小滑块到达 $B$ 点时的速度大小；

(2)、小滑块在 $C$ 点时对圆弧轨道的压力大小。

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