河南省商开大联考2021-2022学年高一下学期物理期中考试试卷

试卷更新日期：2022-05-27 类型：期中考试

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一、单选题

1. 爱因斯坦为近代物理开辟了新纪元，如图为写有著名质能方程的爱因斯坦亲笔信。关于相对论时空观与牛顿力学的局限性，下列说法中正确的是（）

A、相对论认为在不同的惯性系中，物理规律和形式都是相同的 B、经典时空观认为时间、长度和质量都与参照系的运动有关 C、经典力学就是牛顿运动定律，适用于宏观、低速、弱引力的情况 D、相对论表明真空中的光速在不同的惯性参考系中是不相同的

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2. 一匀速水平飞行的飞机，每隔一段相同的时间投下一颗炸弹，地面上的人员发现投下的炸弹落地前和飞机始终在同一竖直线上，如图所示。不计空气阻力，由此可说明的是（）

A、平抛运动的物体竖直方向上做自由落体运动 B、平抛运动的物体水平方向上做匀速运动 C、平抛运动的物体在竖直方向上做匀速运动 D、平抛运动的物体在水平方向上做匀加速运动

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3. 2022年2月19日，北京冬奥会花样滑冰双人滑自由滑比赛在首都体育馆举行，中国选手隋文静/韩聪夺得双人滑冠军，如图所示，男运动员以自己为转动轴拉着女运动员做圆周运动，关于运动员做圆周运动的向心力、向心加速度，下列说法正确的是（）

A、运动员做匀速圆周运动，其向心加速度时刻在改变 B、运动员向心加速度越大，其速率变化越快 C、向心力可以改变速度的大小和方向 D、女运动员重力的分力提供向心力

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4. 卡文迪什通过扭秤实验第一次测出了引力常量。某位科学家在重做扭秤实验过程中，将质量分别为M、m和半径分别为R、r的两均匀小球分别放置，两小球球面间的最小距离为L，通过巧妙的放大方法测得两小球之间的万有引力大小为F，则所测万有引力常量G的表达式为（）

A、 $\frac{F L}{m M}$ B、 $\frac{F L^{2}}{m M}$ C、 $\frac{F (R + r + L)}{m M}$ D、 $\frac{F (R + r + L)^{2}}{m M}$

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5. 2022年3月5日，我国成功将银河航天02批卫星（6颗）发射升空，六颗卫星是我国自主研发的低轨宽带通信卫星。已知地球同步卫星轨道半径为低轨宽带通信卫星轨道半径的6倍，则该低轨宽带通信卫星绕地球一圈需要的时间约为（）

A、 $\frac{\sqrt{6}}{3} h$ B、 $\frac{2 \sqrt{6}}{3} h$ C、4h D、2h

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6. 如图所示为飞机进行特技表演时在空中划出优美的弧线。若将飞机的飞行轨迹视作竖直面内的圆周，且圆周的半径为R。重力加速度为g，则下列说法正确的是（）

A、飞机在通过最高点时的速率可能小于 $\sqrt{g R}$ B、飞机在通过最高点时飞行员可能受到竖直向上的支持力 C、飞机在圆周轨迹的最低点时飞行员处于超重状态 D、飞机在圆周轨迹的最低点时飞行员受到重力、支持力、向心力

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7. 如图所示，自行车的大齿轮、小齿轮、后轮的半径不一样，它们的边缘有三个点A、B、C，且半径 $R_{A}$ = $3 R_{B} ， R_{C} = 6 R_{B}$ ，正常骑行自行车时，A、B、C三轮边缘的向心加速度的大小之比 $a_{A} ： a_{B} ： a_{C}$ 等于（）

A、 $1 ： 3 ： 6$ B、 $6 ： 3 ： 1$ C、 $18 ： 3 ： 1$ D、 $1 ： 3 ： 18$

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8. 如图所示，竖直线 $O A$ 为两个竖直光滑的墙壁 $M N$ 和 $P Q$ 的中心线，将一小球从O点水平向左抛出，小球与墙壁发生两次弹性碰撞之后恰好落在地面上的A点。已知小球从O点运动到B点的时间为 $t_{1}$ ，从B点运动到C点的时间为 $t_{2}$ ，从C点运动到A点所用的时间为 $t_{3}$ ；O、B两点之间的高度差为 $h_{1}$ ， B、C两点之间的高度差为 $h_{2}$ ， C、A两点之间的高度差为 $h_{3}$ ，不计空气阻力，则下列说法正确的是（）

A、 $t_{1} ： t_{2} ： t_{3} = 1 ： 2 ： 1$ ， $h_{1} ： h_{2} ： h_{3} = 1 ： 7 ： 8$ B、 $t_{1} ： t_{2} ： t_{3} = 1 ： 2 ： 1$ ， $h_{1} ： h_{2} ： h_{3} = 1 ： 8 ： 7$ C、 $t_{1} ： t_{2} ： t_{3} = 1 ： 2 ： 3$ ， $h_{1} ： h_{2} ： h_{3} = 1 ： 7 ： 8$ D、 $t_{1} ： t_{2} ： t_{3} = 1 ： 2 ： 3$ ， $h_{1} ： h_{2} ： h_{3} = 1 ： 8 ： 7$

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二、多选题

9. 2022年3月23日，“天宫课堂”第二课在中国空间站开讲，由航天员在轨演示太空“冰雪”实验、液桥演示实验、水油分离实验、太空抛物实验，空间站轨道高度约为400km，倾角约42°，总重量约100t，地球半径约6400km，已知地球表而重力加速度g取10 $m / s^{2}$ ，忽略地球自转影响。下列说法正确的有（）

A、空间站实质上就是一颗同步卫星 B、宇航员进驻空间站时为完全失重状态 C、空间站的环绕地球的速度大于7.9km/s D、空间站向心加速度大小约为8.9 $m / s^{2}$

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10. 如图所示，甲、乙两小船在静水中的速度大小相等，渡河时甲船头向河的上游偏，乙船头向河的下游偏，两小船在静水中的速度方向与河岸的夹角大小相等，水流速度恒定，则（）

A、甲过河的位移大于乙过河的位移 B、在渡河过程中，两小船不可能相遇 C、仅河水流速增大，两小船渡河时间相同且不变 D、若河水流速改变，只要适当改变θ角，甲总能到达正对岸

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11. 如图所示，a为近地卫星，轨道半径为 $r_{1}$ ；b为地球同步卫星，轨道半径为 $r_{2}$ 。下列说法正确的是（）

A、提供给近地卫星和同步卫星向心力都是万有引力 B、近地卫星的角速度小于同步卫星的角速度 C、近地卫星的线速度小于同步卫星的线速度 D、近地卫星的向心加速度大于同步卫星的向心加速度

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12. 如图所示，一质量 $m = 1 k g$ 的物块（可视为质点）随圆锥面绕竖直轴以角速度 $ω$ （大小未知）匀速转动。已知圆锥面与水平面所成的角 $α = 37$ °，物块到圆锥顶点的距离 $L = 0.5 m$ ，物块和圆锥面间的动摩擦因数 $μ = 0.8$ ，重力加速度g取10 $m / s^{2}$ ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是（）

A、物块受到静摩擦力的作用且方向平行圆锥面向下 B、当 $ω = 0.5 r a d / s$ 时，物块受到的静摩擦力大小为6.08N C、若逐渐增大角速度 $ω$ （物块未发生相对滑动），斜面对物块支持力不变 D、若逐渐增大角速度 $ω$ （物块未发生相对滑动），物块受到的摩擦力变大

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三、实验题

13. 如图甲所示为某实验小组“探究平抛运动”的实验装置。

(1)、进行该实验时，需要用到下列哪些器材____；

A、打点计时器 B、弹簧测力计 C、刻度尺 D、秒表

(2)、研究平抛运动，下列说法正确的是____；

A、应使用密度大、体积小的小球 B、必须测出小球的质量 C、将木板校准到竖直方向，并使木板平面与小球下落的竖直平面平行 D、尽量减小小球与斜槽之间的摩擦

(3)、某同学在白纸上记录了小球的运动轨迹，若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的A、B、C所示，测出x、 $h_{A B} 、 h_{B C}$ 的长度则小球平抛的初速度的计算式为 $v_{0}$ =（用测出的长度 $x$ 、 $h_{A B} 、 h_{B C}$ 和当地重力加速度g表示）。

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14. 如图是利用激光测定圆盘圆周运动的原理示意图，图中圆盘绕固定轴匀速转动，圆盘边缘侧面上右一小段涂有反光材料，当圆盘转到某一位置时，接收器可以接收到反光涂层所反射的激光束，之后实验测得接收器接收到n次激光束所花时间为 $T_{0}$ ，每次激光束持续时间为t，圆盘的直径为d，圆周率用π表示。（计算结果用题中所给字母表示）

(1)、由实验可知，圆盘角速度 $ω$ =；

(2)、圆盘边缘上的点的向心加速度大小 $a_{n}$ =；

(3)、圆盘侧面反光涂层的长度l=。

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四、解答题

15. 一架四旋翼无人机质量为2kg，某段时间内，其在水平x方向的速度—时间图像和竖直y方向的位移—时间图像如图所示，求：

(1)、无人机的初速度大小；

(2)、2s内无人机的位移大小。（计算结果保留根号）

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16. 如图所示，一辆质量为1000kg的轿车经过一段起伏路段，M、N分别为该路段的最高点和最低点。已知在最高点M附近汽车所走过的那一小段圆弧可认为是圆周运动的一部分，其对应半径为R，在最低点N附近对应圆周运动的半径为 $\frac{1}{2}$ R，假设轿车整个运动过程速率不变，轿车经过最高点M时对轨道的压力为轿车自重的0.8倍，重力加速度大小 $g = 10 m / s^{2}$ ，求轿车经过最低点N时路面对它的支持力大小。

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17. 2021年12月14日，我国成功将天链二号02卫星送入预定轨道，发射任务取得圆满成功。假设该卫星绕地球做匀速圆周运动，轨道半径为地球半径R的1.5倍。已知地球表面处的重力加速度大小为g，引力常量为G，忽略地球的自转，求：

(1)、地球的质量和密度；

(2)、卫星绕地球转动的角速度；

(3)、卫星所在处的重力加速度大小。

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18. 某游乐场有一游乐项目，装置如图所示。被固定的装置A上有一 $\frac{1}{4}$ 圆形轨道，圆心为O，半径为R，装置A左侧 $\frac{3}{5}$ R处有一平台。游戏选手站在平台上将手中的小球水平抛出，球砸在圆形轨道上还能沿原路弹回到选手手中即为游戏成功。某次有一游戏选手把球从平台边缘与圆心等高处将一个弹性球沿水平方向抛出，忽略空气阻力，小球可视为质点，重力加速度大小为g，如果小球与圆形轨道碰撞后（碰撞没有动能损失），该选手要想游戏成功，求：

(1)、小球被水平抛出时的速度大小；

(2)、小球到圆形轨道时的速度大小。

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