河南省信阳市2021-2022学年高一下学期物理期中教学质量检测试卷

试卷更新日期：2022-05-27 类型：期中考试

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一、单选题

1. 日常生活中，我们经常会看到物体做曲线运动。关于曲线运动，下列说法正确的是（）

A、速度总是与加速度垂直 B、速率总是变化的 C、加速度总是变化的 D、速度总是变化的

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2. 在科学发展历程中，许多科学家做出了杰出贡献，下列叙述符合物理学史实的是（）

A、开普勒以行星运动定律为基出总结出万有引力定律 B、牛顿提出了万有引力定律，并通过实验测出了引力常量 C、伽利略通过月一地检验发现地球与苹果间的引力跟天体之间的引力是同一种力 D、1781年发现的天王星的轨迹有些“古怪”，海王星是运用万有引力定律在“笔尖”下发现的行星

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3. 某工厂为了落实有关节能减排政策，水平的排水管道满管径工作，减排前、后，水落点距出水口的水平距离分别为x₀、x₁ ，则减排前、后单位时间内的排水量之比（）

A、 $\frac{x_{0}}{x_{1}}$ B、 $\sqrt{\frac{x_{0}}{x_{1}}}$ C、 $\frac{x_{1}}{x_{0}}$ D、 $\sqrt{\frac{x_{1}}{x_{0}}}$

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4. 2020年12月17日，嫦娥五号的返回舱采用“半弹道跳跃式再入返回”也就是俗称“打水漂”的技术来减速并成功着陆在预定区域，返回器以 $11.2 k m / s$ 的第二宇宙速度急速冲向地球，在距离地面 $120 k m$ 高度的 $a$ 处像一颗弹头扎入大气层。减速下降到距离地面约 $60 k m$ 的 $b$ 点时，借助大气层的升力，弹头又从 $c$ 点跃了出来，回到太空。到达最高点 $d$ 之后，再次下降，二度进入大气层，实施二次诚速。整个过程就像“打水漂”一样。如图所示，虚线为大气层的边界， $a$ 、 $c$ 、 $e$ 三点为返回舱的轨迹与大气层的交点。已知地球半径为 $R$ ，地心到 $d$ 点距离为 $r$ ，地球表面重力加速度为 $g$ 。下列说法正确的是（）

A、返回舱在 $b$ 点处于失重状态 B、返回前在 $d$ 点的加速度等于 $\frac{R^{2}}{r^{2}} g$ C、返回舱在 $a$ 点速度等于在 $c$ 点的速度 D、返回舱从 $c$ 点经过d点到达 $e$ 点的过程中做抛体运动

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5. 如图所示是起吊重物的吊车，当液压杆长度收缩，吊臂绕固定转轴 $O$ 顺时针转动，吊臂上的 $M$ 、 $N$ 两点绕 $O$ 点做圆周运动， $M$ 为 $O N$ 的中点，悬挂重物的钢绳长度不变。则下列说法正确的是（）

A、 $M$ 点的速度方向垂直于液压杆 B、重物沿圆弧下降 C、 $M$ 和 $N$ 两点的线速度之比为 $1 ： 4$ D、 $M$ 和 $N$ 两点的向心加速度之比为 $1 ： 4$

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6. 2021年10月16日神舟十三号飞船顺利将3名航天员送入太空，并与天和核心舱对接。已知核心舱绕地球运行近似为匀速圆周运动，离地面距离约为390km，地球半径约为6400km，地球表面的重力加速度g取10m/s² ，下列说法正确的是（）

A、核心舱的向心加速度小于g B、核心舱运行速度大于7.9km/s C、由题干条件可以求出地球的质量 D、考虑到稀薄大气的阻力，无动力补充，核心舱的速度会越来越小

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7. 如图所示，水平圆盘上放置一物体P，用一轻质弹簧将该物体和圆盘中心O固连，此时弹簧处于拉伸状态，圆盘能绕通过其中心的竖直轴自由转动。现让圆盘从静止开始缓慢加速转动，直到P与圆盘发生相对滑动，则在此过程中P与圆盘间的摩擦力大小（）

A、先增大后减小 B、先减小后增加 C、一直增大 D、一直减小

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二、多选题

8. 2020年7月31日，北斗三号全球卫星导航系统（如图甲所示）建成暨开通仪式在北京举行。若T为北斗系统55颗卫星的周期，r为这些卫星的轨道半径，当这两个物理量都取国际单位制时，分别以10为底取对数后的 $l g T - l g r$ 图像如图乙所示，其中1和2为其中的两颗卫星。已知引力常量为G，下列说法正确的是（）

A、卫星1和2运动的线速度大小之比为 $x_{1} ： x_{2}$ B、地球的半径为 $1 0^{x_{0}}$ C、地球质量为 $\frac{4 π^{2} 1 0^{2 b}}{G}$ D、卫星1和2向心加速度大小之比为 $1 0^{2 x_{2}} ： 1 0^{2 x_{1}}$

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9. 放置在同一竖直面内的两光滑同心圆环 $a$ 、 $b$ 通过过其圆心的竖直轴 $O_{1} O_{2}$ 连接，其半径 $R_{b} = \sqrt{3} R_{a}$ ，环上各有一个穿孔小球A、B（图中B球未画出），均能沿环无摩擦滑动，如果同心圆环绕竖直轴 $O_{1} O_{2}$ 以角速度 $ω$ 匀速旋转，两球相对于铁环静止时，球A所在半径 $O A$ 与 $O_{1} O_{2}$ 成 $30 °$ 角，则（）

A、球B所在半径 $O B$ 与 $O_{1} O_{2}$ 成 $45 °$ 角 B、球B所在半径 $O B$ 与 $O_{1} O_{2}$ 成 $30 °$ 角 C、球B和球A在同一水平线上 D、球B的位置与球A和球B的质量比无关

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10. 有一种被称为“魔力陀螺”的玩具如图甲所示，陀螺可在圆轨道外侧旋转而不脱落，好像轨道对它施加了魔法一样，它可等效为一质点在圆轨道外侧运动模型。如图乙所示。在竖直平面内固定的强磁性圆轨道半径为 $R$ ， A、B两点分别为轨道的最高点与最低点。质点沿轨道外侧做完整的圆周运动，受圆轨道的强磁性引力始终指向圆心 $O$ 且大小恒为 $F$ ，当质点以速率 $v = \sqrt{g R}$ 通过A点时，对轨道的压力为其重力的7倍，不计摩擦和空气阻力，质点质量为 $m$ ，重力加速度为 $g$ ，则（）

A、质点在A点对轨道的压力小于在B点对轨道的压力 B、强磁性引力的大小 $F = 7 m g$ C、若质点在A点对轨道恰好无压力，则质点通过A点速度为 $\sqrt{7 g R}$ D、若强磁性引力大小为 $2 F$ ，为确保质点做完整的圆周运动，则质点通过 $B$ 点的最大速率为 $\sqrt{13 g R}$

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三、实验题

11. 用如图所示的装置可以探究做匀速圆周运动的物体需要的向心力的大小与哪些因素有关。

(1)、在研究向心力的大小 $F$ 与质量 $m$ 、角速度 $ω$ 和半径 $r$ 之间的关系时我们主要用到了物理学中____的方法；

A、理想实验法 B、控制变量法 C、等效替代法 D、演绎法

(2)、图示情景保持两小球运动半径和角速度相同，正在探究小球的向心力与的关系。

(3)、利用此装备探究向心力与角速度之间的关系，某同学测出数据后作图，为了能简单明了的观察出向心力与角速度的关系，最好做出的图像是____

A、 $F - \frac{1}{ω}$ 图像 B、 $F - ω$ 图像 C、 $F - ω^{2}$ 图像

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12. 如图，研究平抛运动规律的实验装置放置在水平桌面上，利用光电门传感器和碰撞传感器可测得小球的水平初速度和飞行时间，底板上的标尺可以测得水平位移。
保持水平槽口距底板高度 $h = 0.420 m$ 不变。改变小球在斜槽导轨上下滑的起始位置，测出小球做平抛运动的初速度 $v_{0}$ 、飞行时间t和水平位移d，并记录在表中。

(1)、由表中数据可知，在 $h$ 一定时，小球水平位移 $d$ 与其初速度 $v_{0}$ 成关系；
$v_{0}$ （ $m / s$ ）
0.741
1.034
1.318
1.584
t（ms）
292.7
293.0
292.8
292.9
d（cm）
21.7
30.3
38.6
46.4

(2)、一位同学计算出小球飞行时间的理论值 $t_{理} = \sqrt{\frac{2 h}{g}} = \sqrt{\frac{2 \times 0.420}{10}} = 289.8 m s$ ，发现理论值与测量值之差约为 $3 m s$ 。经检查，实验及测量无误，其原因是；

(3)、另一位同学分析并纠正了上述偏差后，另做了这个实验，竟发现测量值 $t^{'}$ 依然大于自己得到的理论值 $t_{理}^{'}$ ，但二者之差在 $3 - 7 m s$ 之间，且初速度越大差值越小。对实验装置的安装进行检查，确认斜槽槽口与底座均水平，则导致偏差的原因是。

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四、解答题

13. 一个半径为 $R = 0.5 m$ 的水平转盘可以绕竖直轴 $O' O''$ 转动，水平转盘中心 $O'$ 处有一个光滑小孔，用一根长 $L = 1 m$ 细线穿过小孔将质量分别为 $m_{A} = 0.2 k g$ 、 $m_{B} = 0.5 k g$ 的小球A和小物块B连接，小物块 $B$ 放在水平转盘的边缘，与水平转盘间的动摩擦因数 $μ = 0.3$ ，如图所示.现用竖直向下的力 $F$ 按住小物块 $B$ 并让小球A在水平面做匀速圆周运动，细线与竖直方向的夹角 $θ = 37 °$ （取 $g = 10 m / s^{2}$ ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力， $s i n 37 ° = 0.6$ ）

(1)、小球A在水平面做匀速圆周运动的角速度 $ω_{A}$ ；

(2)、如撤去力 $F$ 并使水平转盘转动起来，使小球A竖直悬挂且小物块 $B$ 与水平转盘间保持相对静止，求水平转盘角速度 $ω_{B}$ 的范围。

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14. 质量为 $2.5 k g$ 的一只长方体型空铁箱在 $129 N$ 的水平拉力作用下沿水平面向右匀加速运动，铁箱与水平面的动摩擦因数为0.3。这时铁箱内一个质量为 $0.5 k g$ 的木块恰好能静止在后壁上。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力， $g = 10 m / s^{2}$ 。求

(1)、木块与铁箱内壁间的动摩擦因数；

(2)、已知木块的下端离铁箱底部高度 $H = 0.8 m$ ，当箱的速度为 $0.6 m / s$ 时撤去拉力，木块落到铁箱地板上的位置与左壁的距离。

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15. 如图a，质量分别为 $m$ 和 $M$ 的两个星球A和B在引力作用下都绕 $O$ 点做匀速圆周运动，星球A和B两者中心之间的距离为 $L$ ，已知A、B的中心和 $O$ 三者始终共线，A和B分别在 $O$ 的两侧。引力常量为 $G$ 。

(1)、求两星球做圆周运动的周期 $T$ ；

(2)、在地月系统中，若忽略其他星球的影响，可以将月球和地球看成上述星球A和B，月球绕其轨道中心运行的周期为 $T_{1}$ 。但在近似处理问题时，常常认为月球是绕地心做圆周运动的，这样算得的运行周期记为 $T_{2}$ ，如图b。已知地球质量约为月球的质量的81倍。求 $T_{2}$ 和 $T_{1}$ 的平方比 $\frac{T_{2}^{2}}{T_{1}^{2}}$ （结果保留3位小数）。

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16. 冬奥会项目—跳台滑雪是以滑雪板为工具，在专设的跳台上通过助滑坡获得速度，比跳跃距离和动作姿势的一种雪上竞技项目。如图所示是跳台滑雪的示意图，雪道由倾斜的助滑雪道 $A B$ 、水平平台 $B C$ 、着陆雪道 $C^{'} D$ 及减速区 $D E$ 组成，其中 $C C^{'}$ 的竖直高度差 $Δ h = 1.25 m ， C^{^{'}} D$ 的倾角为 $37 ° ， A B$ 与 $B C$ 间平滑连接。一滑雪运动员自A处由静止滑下，从水平平台 $B C$ 以速度 $v_{0} = 20 m / s$ 水平飞出，落到着陆雪道 $C^{'} D$ 上。运动员可视为质点，不计其在雪道 $A B C$ 滑行和空中飞行时所受的阻力，重力加速度 $g = 10 m / s^{2}$ ， $s i n 37 ° = 0.6$ ， $c o s 37 ° = 0.8$ 。求：

(1)、A处与水平平台间的高度差h；

(2)、运动员在空中飞行的时间t；

(3)、运动员在空中飞行时，离开 $C^{'} D$ 的最大距离s。

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$v_{0}$ （ $m / s$ ）	0.741	1.034	1.318	1.584
t（ms）	292.7	293.0	292.8	292.9
d（cm）	21.7	30.3	38.6	46.4