2021—2022 学年（下）高一级模块期中考试
物 理
本试卷分选择题和非选择题两部分，共 6 页，满分 100 分，考试用时 75 分钟。注意事项：
答卷前，考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的姓名、考号填写在答题卷上。
选择题每小题选出答案后，用 2B 铅笔把答题卷上对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案；不能答在试卷上。
非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卷各题目指定区域内的相 应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用铅笔和涂改液. 不按以上要求作答的答案无效。
考生必须保持答题卡的整洁，考试结束后，将答题卷收回。
第一部分选择题（共 46 分）
一、单项选择题：本题共 7 小题，每小题 4 分，共 28 分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
(
C.
滑冰时倾斜身体拐弯
)下列哪种现象利用了物体的离心运动( )
如图所示,“嫦娥一号”探月卫星在由地球飞向月球时,沿曲线从 M 点向 N 点飞行的过程中,速度逐渐减小,在此过程中探月卫星所受合力方向可能是下列图中的( )
B． C． D．
(
1
)
如图所示，一条小船渡河，河宽 100 米，河水流速 v1=3m/s，船在静水中速度 v2=4m/s，船头方向与河岸垂直，关于小船的运动，下列说法正确的是( )
A．小船的实际运动轨迹与岸垂直B．小船相对于岸的速度大小为 7m/s C．小船过河所用时间为 25s
D．小船过河后航行到了河对岸下游 60m 处
如图甲是滚简洗衣机滚筒的内部结构，内筒壁上有很多光滑的突起和小孔。洗衣机脱水时， 衣物紧贴着滚筒壁在竖直平面内做顺时针的匀速圆周运动，如图乙。abcd 分别为一件小衣物
（可理想化为质点）随滚筒转动过程中经过的四个位置。叫 a 为最高位置，c 为最低位置，b、
d 与滚筒圆心等高。下面正确的是（ ）
衣物在四个位置加速度相同
衣物转到 c 位置时的脱水效果最好
衣物对滚筒壁的压力在 a 位置比在 c 位置的大
衣物在 b 位置受到的摩擦力和在 d 位置受到的摩擦力方向相反
饲养员在池塘边堤坝边缘 A 处以水平速度 v0 往鱼池中抛掷鱼饵颗粒.堤坝截面倾角为 53°.坝顶
离水面的高度为 5m，g 取10m/s2 ，不计空气阻力（ sin 53 0.8 ， cos 53 0.6 ），下列说法正确的是( )
若鱼饵颗粒能落入水中，平抛初速度v0 越大，从抛出到落水所用的时间越长
若鱼饵颗粒能落入水中，平抛初速度v0 越大，落水时速度方向
与水平面的夹角越大
若平抛初速度v0 5m/s ，则鱼饵颗粒不会落在斜面上
若鱼饵颗粒不能落入水中，平抛初速度 v0 越大，落到斜面上时速度方向与斜面的夹角越小
如图所示，是在同一轨道平面上的三颗不同的人造地球卫星，关于各物理量的关系，下列说 法正确的是（ ）
周期 TA< TB < TC
根据 v= gr，可知 vA< vB < vC
根据万有引力定律，可知 FA>FB>FC
向心加速度 aA< aB < aC
(
F
B
F
A
h
S
)质量为 m 的小车在水平恒力 F 推动下，从山坡底部 A 处由静止起运动至高为 h 的坡顶 B， 获得速度为 v ，AB 的水平距离为 S。则关于小车所受各力的做功情况下列说法正确的是（ ） A．重力对小车做的功是 mgh
1
合力对小车做的功是
mv2 mgh
2
推力对小车做的功是 Fs-mgh
阻力对小车做的功是 1 mv 2 mgh Fs
2
二．多项选择题（共 3 小题，每小题 6 分，共 18 分．选对但不全的得 3 分，有选错或不答的得 0 分）
一辆汽车从静止出发，在平直的公路上加速启动，如果初始阶段发动机的牵引力保持恒定， 汽车所受阻力保持不变，当功率达到额定功率后继续加速到最大速度，对于其速度变化图像和功率变化图像正确的是（ ）
有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是( ) A．如图甲，汽车通过凹形桥的最低点处于失重状态B．如图乙，小球固定在杆的一端，在
(
gR
)竖直面内绕杆的另一端做圆周运动， 小球过最高点的速度至少等于
如图丙，用相同材料做成的 A、B 两个物体放在匀速转动的水平转台上随转台一起 做匀速圆周运动，mB=2mA，rA=2rB，转台转速缓慢加快时，物体 A 最先开始滑动
如图丁，火车转弯超过规定速度行驶时，外轨对外轮缘会有挤压作用
如图所示，一轻绳系着可视为质点的小球在竖直平面内做圆周运动，已知绳长为 l，重力加速度为 g，小球在最低点 Q 的速度为 v0，则（ ）
小球运动到最高点 P 时，处于失重状态
小球的速度 v0 越大，则在 P、Q 两点绳对小球的拉力差越大
(
6
gl
)当v0 时，小球一定能通过最高点 P
(
gl
)当v0
时，轻绳始终处于绷紧状态
(
4
)第二部分非选择题（共 54 分）
三．实验题（共 2 小题，共 14 分．）
11．（6 分）为验证做匀速圆周运动物体的向心加速度与其角速度、轨道半径间的定量关系：a＝ ω2r，某同学设计了如图所示的实验装置。其中 AB 是固定在竖直转轴 OO'上的水平凹槽，A 端固定的压力传感器可测出小钢球对其压力的大小，B 端固定一宽度为 d 的挡光片，光电门可测量挡光片每一次的挡光时间。实验步骤：
①测出挡光片与转轴的距离为 L；
②将小钢球紧靠传感器放置在凹槽上，测出此时小钢 球球心与转轴的距离为 r；
③使凹槽 AB 绕转轴 OO'匀速转动；
④记录下此时压力传感器示数 F 和挡光时间△t。
小钢球转动的角速度ω＝ （用 L、d、△t 表示）；
若忽略小钢球所受摩擦，则要测量小钢球加速度，还需要测出 ；若该物理量用字母 x 表示，则在误差允许范围内，本实验需验证的关系式为 （用 L、d、△t、F、r、x 表示）。
12．（8 分）小明用如图甲所示的装置“研究平抛运动及其特点”，他的实验操作是：在小球 A、B
处于同一高度时，用小锤轻击弹性金属片，使 A 球水平飞出，同时 B 球被松开。
他观察到的现象是：小球 A、B （填“同时”或“先后”）落地；
上述现象说明：平抛运动的竖直分运动是 运动；
然后小明用图乙所示方法记录平抛运动的轨迹，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，是为了保证每次小球平抛 。
在一次实验中，实验记录了小球在运动中的三个位置，如图丙所示，每个格的边长 L 5 cm ，
g 10 m/s2 。则该小球做平抛运动的初速度为 m/s， 小球运动到 B 点的速度为
m/s。
四．计算题（共 3 小题，共 40 分．）
13．（11 分）在一次抗洪救灾工作中，一架直升机 A 用长 H＝50m 的悬索（重力可忽略不计）系住一质量 m＝50kg 的被困人员 B，直升机 A 和被困人员 B 以 v0＝10m/s 的速度一起沿水平方向匀速运动，如图甲所示．某时刻开始收悬索将人吊起，在 5s 时间内，A、B 之间的竖直距离以 l＝50﹣t2（单位：m）的规律变化，取 g＝10m/s2（计算结果可以保留根号）。
求这段时间内悬索对被困人员 B 的拉力大小．
直升机在 t＝5s 时停止收悬索，但发现仍然未脱离洪水围困区，为将被困人员 B 尽快运送到安全处，飞机在空中旋转后静止在空中寻找最近的安全目标，致使被困人员 B 在空中做圆周运动，如图乙所示．此时悬索与竖直方向成 37°角，不计空气阻力，求被困人员 B 做圆周运动的线速度以及悬索对被困人员 B 的拉力．（sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8）
14．（13 分）中国自行研制，具有完全自主知识产权的“神舟号”飞船，目前已经达到或优于国际第三代载人飞船技术，其发射过程简化如下：飞船在酒泉卫星发射中心发射，由长征运载 火箭送入近地点为 A、远地点为 B 的椭圆轨道上，A 点距地面的高度为 h1，飞船飞行五周后进行变轨，进入预定圆轨道，如图所示，设飞船在预定圆轨道上飞行 n 圈所用时间为 t，若已知地球表面重力加速度为 g，地球半径为 R，已知万有引力常量 G，求：
地球的平均密度是多少；
飞船经过椭圆轨道近地点 A 时的加速度大小；
椭圆轨道远地点 B 距地面的高度。
(
5
)
15．（16 分）如图所示固定光滑斜面 ABC，其中 AC＝BC＝2.5m，质量为 m＝1kg 的小球（可视为质点），以 10m/s 的初速度从底端 A 冲上斜面，恰好沿 P 点切线进入口径很小的光滑圆管轨道中，圆心为 O，轨道半径 R＝1m，且 OP 与竖直方向的夹角为θ＝60°，Q 点为轨道最高点（不计空气阻力，取 g＝10m/s2, 计算结果可以保留根号）求：
小球从 A 点运动到 B 点所用的时间；
小球从 B 点抛出后在空中运动到最高点时的速度；
小球在 Q 点对圆弧轨道的作用力。2021—2022学年（下）高一级模块期中考试(物理）
答案及说明
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
D A C B C A D BC CD ACD
11. 【答案】（1） （2）小钢球质量， ＝ 。
12. 答案：（1）同时（2）自由落体（3）水平；初速度相同（4）1.5；2.5
13.（1）被困人员在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上被困人员的位移 y＝H﹣l＝50﹣（50
﹣t2）＝t2，1 分
由此可知，被困人员在竖直方向上做初速度为零、加速度 a＝2 m/s2 的匀加速直线运动 1 分
由牛顿第二定律可得 F﹣mg＝ma 2 分
解得悬索的拉力 F＝600 N．1 分
（2）l′＝H﹣y＝25 m，1 分
旋转半径 r＝l′sin 37°，1 分
由 m ＝mgtan 37°1 分
解得 v′＝ m/s 1 分
此时被困人员 B 的受力情况如图所示，由图可知
FTcos 37°＝mg， 1 分
解得 FT＝ ＝625 N．1 分
4
R314.⑴根据质量、密度、体积间的关系可知，地球的质量为：M＝ 1 分
3
Mm
在地球表面附近时，万有引力与重力近似相等，有：mg＝G 2 分
R2
3g
由①②式联立解得：地球的平均密度 ρ＝ 1 分
4 GR
Mm
⑵根据牛顿第二定律有：G ＝ma
2 A
2 分
R h1
1
gR2
由②③式联立解得，飞船经过椭圆轨道近地点 A 时的加速度大小为：aA＝ 2 分 2
R h1
2
Mm 4
⑶飞船在预定圆轨道上飞行时由万有引力提供向心力，有：G ＝m R h2 2分 2 2
R h T2
t
由题意可知，飞船在预定圆轨道上运行的周期为：T＝ 1 分
n
gR2t 2
由②④⑤式联立解得，椭圆轨道远地点 B 距地面的高度为：h2＝ －R 2 分
4n2 2
15.（1）设 AB 的长为 s，小球从 A 到 B 过程中，根据动能定理得
﹣mghBC＝ ﹣ 1 分
解得 vB＝5 m/s 1 分
小球从 A 运动到过程，设时间为 t1，加速度为 a，则
m a＝mgsin45° 解得 a＝5 m/s2。1 分
t1＝ ＝ s＝（ ﹣1）s 1 分
（2） 小球到 B 点抛出后做斜抛运动，在 B 点将速度沿水平方向和竖直方向分解
得 vBx＝vBy＝vBcos45°＝5m/s 2 分
小球斜抛到最高点后只保留水平方向的速度，则 v 最高点＝5m/s 1 分
（3） 根据小球运动到 P 点时分解可得 vP＝ ＝ m/s＝10m/s 2 分
小球从 P 到 Q 过程中，由动能定理得
﹣mg（R+Rcosθ）＝ ﹣ 2 分
解得 vQ＝ m/s 1 分
假设小球在 Q 点圆弧轨道对小球的作用力方向竖直向下，根据牛顿第二定律得
FN+mg＝m 1 分
解得 FN＝60N 1 分，
方向竖直向下 1 分
根据牛顿第三定律知，小球在 Q 点对圆弧轨道的作用力大小为 60N，方向竖直向上。1 分
2
