长春市清蒲中学2020-2021学年高一下学期（昆山路校区）期中考试
物理试卷
考试时间：90分钟
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
第I卷（选择题共52分)
一、单选题(共8道，每道题4分）
1．已知引力常量，那么在下列给出的各种情境中，能根据测量的数据求出火星平均密度的是（ ）
A．在火星表面使一个小球做自由落体运动，测出下落的高度和时间
B．发射一颗贴近火星表面绕火星做圆周运动的卫星，测出卫星的周期
C．观察火星绕太阳的圆周运动，算出火星的直径和火星绕太阳运行的周期
D．发射一颗绕火星做圆周运动的卫星，测出卫星离火星表面的高度和卫星的周期
2．一小船渡河，河宽d=225m，水流速度v1=4m/s，小船在静水中的速度为v2=5m/s，下列说法正确的是（ ）
A．小船不能垂直河岸渡过此河
B．小船渡过此河位移大小不可能为225m
C．小船渡河过程中保持船头方向不变，若水流速度变大，则渡河时间将变短
D．船头垂直过河的时间为45s
3．在光滑的水平面上建立平面直角坐标系，一质点在水平面上从坐标原点开始运动，沿x方向和y方向的图像和图像分别如图所示。则内（ ）
A．质点的运动轨迹为直线 B．质点的加速度大小恒为
C．末质点的速度大小为 D．末质点离坐标原点的距离为
4．中国的面食文化博大精深，种类繁多，其中“山西刀削面”堪称天下一绝，传统的操作手法是一手托面，一手拿刀，直接将面削到开水锅里。如图所示，小面圈刚被削离时距开水锅的高度为h，与锅沿的水平距离为L，锅的半径也为L，将削出的小面圈的运动视为平抛运动，且小面圈都落入锅中，重力加速度为g，则下列关于所有小面圈在空中运动的描述错误的是（ ）
A．运动的时间都相同
B．速度的变化量都相同
C．落入锅中时，最大速度是最小速度的3倍
D．若初速度为v0，则
5．宇宙中两颗相距很近的恒星常常组成一个系统，它们以相互间的万有引力彼此提供向心力，从而使它们绕着某一共同的圆心做匀速圆周运动，若已知它们的运转周期为T，两星到某一共同圆心的距离分别为R1和R2，那么，系统中两颗恒星的质量关系是( )
A．这两颗恒星的质量必定相等
B．其中有一颗恒星的质量为
C．这两颗恒星的质量之比为m1∶m2＝R1∶R2
D．这两颗恒星的质量之和为
6．如图所示，水平转台上放着A、B、C三个物体，质量分别为2m、m、m，离转轴的距离分别为r、r、2r，与转台间的动摩擦因数相同（假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），转台旋转时，下列说法中正确的是（ ）
A．若三个物体均未滑动，A物体的向心加速度最大
B．若三个物体均未滑动，B物体受的摩擦力最大
C．转速增加，A物体比B物体先滑动
D．转速增加，C物体先滑动
7．有a、b、c、d四颗地球卫星：a还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动；b处于离地很近的近地圆轨道上正常运动；c是地球同步卫星；d是高空探测卫星。各卫星排列位置如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A．a的向心加速度等于重力加速度g
B．c在4h内转过的圆心角为
C．b在相同时间内转过的弧长最长
D．d的运动周期有可能是23h
8．如图所示的四幅图表示的是有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（ ）
A．如图a，汽车通过拱桥的最高点时处于失重状态
B．图b所示是一圆锥摆，增大θ，但保持圆锥的高度不变，则圆锥摆的角速度减小
C．如图c，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后做匀速圆周运动，在
A B两位置小球的角速度及所受筒壁的支持力大小均相等
如图d，火车转弯超过规定速度行驶时，内轨对内轮缘会有挤压作用
多选题（共4道，每道题5分，少选得3分，选错得0分）
9．如图所示，竖直面内有一内壁光滑的环形管道，质量为m的小球以速度v0通过最高点时对圆管壁压力大小为其重力的三分之一、现在使小球通过圆管最高点时的速度大小变为2v0，重力加速度为g，则此时管壁对小球的弹力可能是（ ）
A．大小为mg，方向竖直向上
B．大小为mg，方向竖直向下
C．大小为mg，方向竖直向下
D．大小为mg，方向竖直向下
10．如图，在某一峡谷的两侧存在与水平面成相同角度的山坡，某人站在左侧山坡上的P点向对面山坡上水平抛出三个质量不等的石块，分别落在A、B、C三处，不计空气阻力，A、C两处在同一水平面上，则下列说法中正确的是（ ）
A．落在C处的石块在空中运动的时间最长
B．落在A、B两处的石块落地速度方向相同
C．落在A、B、C三处的石块落地速度方向相同
D．落在B、C两处的石块落地速度大小有可能相同
11．2019年1月3日，“嫦娥四号”在月球背面成功着陆。它是嫦娥探月工程计划中嫦娥系列的第四颗人造探月卫星，主要任务是更深层次、更加全面地科学探测月球地貌、资源等方面的信息，完善月球档案资料。已知月球的半径为R，月球表面的重力加速度为g，引力常量为G，“嫦娥四号”离月球中心的距离为r，绕月周期为T。根据以上信息可求出（ ）
A．月球的平均密度为
B．“嫦娥四号”绕月运行的速度为
C．月球的平均密度为
D．“嫦娥四号”绕月运行的速度为
12．某航天器完成任务后，在A点从圆形轨道Ⅰ进入椭圆形轨道Ⅱ，B点为椭圆形轨道Ⅱ的近地点，如图所示，关于航天器的运动，下列说法中正确的有（ ）
A．在轨道Ⅱ上经过A点时的速度大于经过B点时的速度
B．从轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ时航天器要在A点制动减速
C．在轨道Ⅰ上经过A点时的加速度等于在轨道Ⅱ经过A点时的加速度
D．在轨道Ⅰ上经过A点时的速度等于在轨道Ⅱ经过A点时的速度
第Ⅱ卷（ 非选择题，共48分）
三、实验题（共16分，每空2分）
13．图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图。
(1)实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线______。每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛________。
(2)图乙是正确实验取得的数据，其中O为抛出点，则此小球作平抛运动的初速度为______m/s。（g取9.8 m/s2）
(3)在另一次实验中将白纸换成方格纸，每小格的边长L＝5cm，通过实验，记录了小球在运动途中的三个位置，如图丙所示，则该小球做平抛运动的初速度为_____m/s；B点的竖直分速度为_____m/s。（g取10m/s2）
14．用如图所示的实验装置来探究小球作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，转动手柄使长槽和短槽分别随变速轮塔匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对球旳压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值。某次实验图片如下，请回答相关问题：
（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．控制变量法 B．等效替代法
C．理想实验法 D．演绎法
（2）图中两球质量相等，是在研究向心力的大小F与___________的关系。
A．角速度 B．质量m C．半径r
（3）若图中标尺上红白相间的等分格显示出A、B两个小球所受向心力的比值为1：4，运用圆周运动知识可以判断与皮带连接的变速轮塔对应的半径之比为___________。
A．1：4 B．1：2 C．2：1 D．1：1
四、解答题（四道共32分，每道题依次为6分、8分、8分、10分）
15．如图所示，某人距离平台右端x0=10m处起跑，以恒定的加速度向平台的右端冲去，离开平台后恰好落在地面上的小车车厢底板中心。设平台右端与车厢底板间的竖直高度H=1.8m，与车厢底板中心的水平距离x=1.2m，取g=10m/s2，求：
(1)人离开平台时的速度v0；
(2)人运动的总时间t。
16．如图所示，小明站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为m的小球，甩动手腕，使球在竖直平面内做圆周运动．当球某次运动到最低点时，绳突然断掉，球飞行水平距离d后落地．已知握绳的手离地面高度为d，手与球之间的绳长为，重力加速度为g．忽略手的运动半径和空气阻力．
（1）若想小球在竖直平面内做完整的圆周运动，其通过最高点的速度至少应为少？
（2）求绳断时球的速度大小和球落地时的速度大小．
（3）轻绳能承受的最大拉力多大？
17．一辆质量m=2.0t的小轿车，驶过半径R=100m的一段圆弧形桥面，重力加速度g=10m/s2，求：
⑴若桥面为凹形，轿车以20m/s的速度通过桥面最底点时，对桥面压力是多大？
⑵若桥面为凸形，轿车以10m/s的速度通过桥面最高点时，对桥面压力是多大？
⑶轿车以多大速度通过凸形桥面顶点时，对桥面刚好没有压力？
我国在2020年发射“嫦娥六号”卫星．以下是某同学就有关月球的知识设计的两个问题，请你解答：
（1）若已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，月球中心与地球中心间距离r，且把月球绕地球的运动近似看做是匀速圆周运动，试求出月球绕地球运动的周期为T；
（2）若宇航员随“嫦娥六号”登陆月球后，站在月球表面以初速度 v0水平抛出一个小球，小球飞行一段时间 t 后恰好垂直地撞在倾角为θ=37°的的斜坡上，已知月球半径为R0，月球质量分布均匀，引力常量为G，试求月球的密度？
（sin 37°=0.6，cos 37°=0.8）选择题
多选9-12CDBD
实验题
解答
水平初速度相同1.6ms1.5m/s2.0m/s
14.AA
解答题15
【详解】(1)设人在平台上运动的时间为t1,离开平台做平抛运动的初速度为v0,平抛运动的时间为2,由平抛运动的规律有
=vo
t2=0.65, Vo=2m/s
2)人在平台上做匀加速直线运动,有
t1=105
t=10.6s
【答案】
3
779
【解析】
若想小球在竖直平面内做完整的圆周运动,其在
最高点时,满足
3
解得
d
设绳断后球飞行时间为
t,由平抛运动规律,知,在水平和竖直两方向上
分别有
竖直:
d
4
水平
d
求得
落地时其竖直分速度为
2
落地时速度为
2
2
2
3
0
U
01
+n2
设绳子承受的最大拉力为
F,这也是球受到绳的最大拉力,球做圆周运
动的半径为:
3
R
在最低点时球受到的合力提供向心力,即:
0g≡m
R
求得
11
R
m79
【解析】
(1)汽车通过凹形桥面最低点时,由牛顿第二定
律:N1-m9=m
解得
N1=m÷+mg
R
20
2000×
100+2000×10)N=28
×104N
根据牛顿第三定律,汽车对桥面最低点的压力大
小是28×104N
(2)汽车通过凸形桥面最高点时,由牛顿第二定律
mg-N2=m
R
解得
N2=mg R
10
2000×10-2000×
N=1.8
100
×104N
根据牛顿第三定律,汽车在桥的顶点时对桥面压
力的大小为18×104N。
(3)汽车通过凸形桥面顶点时对桥面压力恰好为零
时,由牛顿第二定律mg=mR
解得
R=√10×100m/s=1010m
答:(1)若桥面为凹形,轿车以20m/s的速度通
过桥面最低点时,对桥面压力是28×104N;
(2)若桥面为凸形,轿车以10m/8的速度通过桥
面最高点时,对桥面压力是18×104N
(3)轿车以10√10m/8的速度通过凸形桥面顶点
时,对桥面刚好没有压力。
(1)设地球的质量为M,月球的轨道半径为T,
GMm
AT
则有
Mm
由①2式得:、2mAAN②
在地球表面有:m'g=G
(2)设月球表面的重力加速度为g月,设MN的长
度为L,由斜面平抛运动规律得:tam
00
月
00
解得,9月
tame
M
月
m
在月球表面有:m如=G
M/=p·πB⑤,
0
由③④⑤式解得,月球的密度p=GtxR0
2丌y
答:(1)月球绕地球运动的周期为
R
(2)月球的密度为
00
GtTR
