河北省张家口市宣化区2021-2022学年高一下学期期中物理试卷（Word版含答案）

2021-2022学年下学期宣化区高一物理
期中试卷
1. 轨迹为圆周或一段圆弧的机械运动称为圆周运动，圆周运动是生活中常见的曲线运动，为了描述这类曲线运动，我们引入了一些新的物理量，关于圆周运动及这些物理量的说法正确的是
A. 速度的大小和方向一定都改变
B. 线速度的方向可能指向圆弧内部
C. 匀速圆周运动是角速度不变的圆周运动
D. 线速度与角速度一定成正比
2. “狼牙山五壮士”的故事家喻户晓，战士们在弹尽的时候用石头砸敌人，假设石头被砸出的方向为水平方向，砸出点与砸中点的高度差，石头的初速度大小，取重力加速度大小，不计空气阻力，则石头运动的水平位移大小是
A. B. C. D.
3. 在年出版的自然哲学的数学原理中，牛顿设想：把物体从高山上水平抛出，抛出速度一次比一次大，物体的落地点也就一次比一次远；抛出速度足够大时，物体就不会落回地面，成为人造地球卫星。在年月日，世界上第一颗人造地球卫星发射成功，该卫星绕地球做匀速圆周运动，假设该卫星离地面的高度为，地球半径为，引力常量为，地球质量为，则该卫星的运行速度大小为
A. B. C. D.
4. 曲柄连杆机构是发动机的主要运动机构，其功用是将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动，从而驱动汽车车轮转动。其结构示意图如图所示，活塞可沿水平方向往复运动，曲轴可绕固定的点自由转动，连杆两端分别连接曲轴上的点和活塞上的点，若曲轴绕点做匀速圆周运动，则
A. 活塞做水平方向的匀速直线运动
B. 当与垂直时，点与点的速度大小相等
C. 当与共线时，点与点的速度大小相等
D. 当与垂直时，点与点的速度大小相等
5. 一海峡最窄处只有宽，一位运动员以相对于水平面的角度进行“越海之跳”，忽略空气阻力，假设海峡两岸在同一水平面，，取重力加速度大小，则这位运动员越过这个海峡的最小初速度为
A. B. C. D.
6. 过去几千年来，人类对行星的认识与研究仅限于太阳系内，行星“”的发现拉开了研究太阳系外行星的序幕，“”绕其中心恒星做匀速圆周运动，周期约为天，轨道半径约为地球绕太阳运动半径的，该中心恒星与太阳的质量比约为
A. B. C. D.
7. 有一质量为、半径为、密度均匀的球体，在距离球心为的地方有一质量为的质点。现从球体中挖去半径为的球体，如图所示，球心、球体的球心和质点所在位置三点共线，则剩余部分对质点的万有引力为
A. B. C. D.
8. 如图所示，在竖直平面内，直径为的光滑半圆轨道和半径为的光滑四分之一圆轨道水平相切于最低点，两轨道均被固定，一个质量为的小球可视为质点，从点沿切线向左以某一初速度进入半圆轨道，恰好能通过半圆轨道的最高点，然后落在四分之一圆轨道上的点，不计空气阻力，重力加速度大小为，则下列说法正确的是
A. 小球运动到点时的加速度大小为
B. 、两点间的高度差为
C. 小球从点到点的运动轨迹是一段圆弧
D. 小球到达点时的水平方向的分速度大于竖直方向的分速度
9. 一物体在光滑的水平桌面上运动，在相互垂直的方向和方向上的分速度随时间变化的规律如图所示。关于物体的运动，下列说法正确的是
A. 物体的加速度先增大后减小
B. 物体的速度先减小后增大
C. 时，物体的速度大小为
D. 时，物体的速度大小为
10. 如图所示，一个内壁光滑的圆管轨道竖直放置，轨道半径为、、位于同一水平线上，、间的距离为质量为的小球球的直径略小于圆管直径，从管口正上方由静止释放，要使小球能通过点落到区，则球经过点时
A. 速度大小满足
B. 速度大小满足
C. 对管的作用力大小满足
D. 对管的作用力大小满足
11. 宇宙中两颗相距较近的天体称为“双星”，它们以二者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动。如图所示，已知双星的质量分别为和，它们之间的距离为，则双星的运行轨道半径和及运行周期分别为
A. ， B. ，
C. D.
12. 如图所示，水平圆盘绕过圆心的竖直轴以角速度匀速转动，、、三个木块放置在圆盘上面的同一条直径上，已知的质量为，与圆盘间的动摩擦因数为，和的质量均为，和与圆盘间的动摩擦因数均为，、、之间的距离均为，开始时，圆盘匀速转动时的角速度比较小，、、均和圆盘保持相对静止，重力加速度为，则下列说法中正确的是
A. 当圆盘转动的角速度缓慢增加过程中，最先发生滑动
B. 当圆盘转动的角速度缓慢增加过程中，、同时发生相对滑动
C. 若、之间用一根长的轻绳连接起来，则当圆盘转动的角速度时，与圆盘间静摩擦力一直增大
D. 若、之间用一根长的轻绳连接起来，则当圆盘转动的角速度时，、可与圆盘保持相对静止
13. “启明星”研究小组设计了如图甲所示的装置来研究平抛物体的运动规律让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画出小球做平抛运动的轨迹。
下列操作要求正确的是______；
A.斜槽的末端不一定要保持水平
B.要求轨道光滑无摩擦
C.小球运动时不能与木板上的白纸或方格纸发生摩擦
D.小球可以从不同位置释放
图乙为一小球做平抛运动的闪光照片的一部分，图中坐标纸方格的边长均为，取重力加速度大小，那么：
相机的闪光频率为______；
小球运动的水平分速度的大小为______；
小球经过点时的速度大小为______。
14. 在“用圆锥摆验证向心力的表达式”的实验中，如图甲所示，细绳的悬点刚好与一竖直放置的刻度尺零刻度线对齐。将画着几个同心圆的白纸置于水平桌面上，使钢球视为质点静止时刚好位于圆心。用手带动钢球，调整白纸的位置，设法使钢球刚好沿纸上某个半径为的圆做匀速圆周运动，钢球的质量为，重力加速度大小为。
用秒表记录钢球运动圈的总时间为，那么钢球做圆周运动需要的向心力为______。
通过刻度尺测得钢球运动轨道平面距悬点的高度为，那么钢球做圆周运动中外力提供的向心力为______。
改变钢球做圆周运动的半径，多次实验，得到如图乙所示的关系图像为一直线时，可以达到粗略验证向心力表达式的目的，该图线的斜率为______。
15. 一物体在地面上受到的重力大小为，现把物体放在以加速度为竖直向上做匀加速直线运动的火箭中，取地面重力加速度大小，地球半径，求当物体对火箭的压力为时。
物体受到的万有引力的大小；
火箭离地面的高度。
16. 刀削面是北方的一种特色传统面食，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，小面圈视为质点刚被削离时距开水锅的高度为，与锅沿的水平距离为，锅的半径也为，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，重力加速度大小为，求落入锅内的小面圈刚被削离时的速度大小的范围。
17. 如图所示，质量为的小球用细线悬挂于天花板的点，使小球在水平面内做匀速圆周运动，重力加速度大小为。
若悬挂小球的细线长为，小球做匀速圆周运动的角速度为，求细线对小球的拉力的大小；
设小球运动的轨迹圆的圆心到悬挂点的距离为，请写出小球做匀速圆周运动的角速度与的函数关系式；
已知悬挂点到水平地面图中未画出的高度，细线长为，细线能承受的最大拉力是小球所受重力的倍，缓慢增大小球的角速度，若角度已知，求小球的落地点到悬挂点的距离。
18. “东方红一号”是世纪年代初中国发射的第一颗人造地球卫星，迄今仍在轨运行。其发射过程简化如下：卫星在酒泉卫星发射中心发射，由“长征一号”运载火箭送入近地点为、远地点为的椭圆轨道上，点距地面的高度为，卫星飞行若干圈后进行变轨，进入预定圆轨道，如图所示。设卫星在预定圆轨道做匀速圆周运动的角速度为，地球表面重力加速度大小为，地球的半径为，求：
卫星从近地点到远地点速度大小的变化情况；
卫星经过椭圆轨道近地点时的加速度大小；
椭圆轨道运行周期与圆轨道运行周期的比值。
高一物理
期中试卷答案
1.2.3.4.5.6.7.8.
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12.
13.
14.
15.解：根据牛顿第三定律可知，因为物体对火箭的压力为，则火箭对物体的支持力大小为。
对火箭中的物体根据牛顿第二定律得：
在地面上时，
联立解得：
在地面上时，物体的万有引力提供物体的重力，则
对火箭分析，可得：
联立解得：
答：物体受到的万有引力的大小为；
火箭离地面的高度为。
16.解：水小面圈在竖直方向做自由落体运动，水平方向做匀速直线运动，
竖直方向，运动的时间，平位移的范围为，
则水平最小初速度为
水平最大初速度为，
则水平初速度的范围为。
答：为保证削出的小面圈都落在锅内，削出的小面圈初速度大小的取值范围为。
17.解：小球在水平面内做匀速圆周运动，对小球受力分析，如图所示。小球受重力和绳子的拉力，由合力提供向心力，根据牛顿第二定律得：
得
保持轨迹圆的圆心到悬点的距离，根据牛顿第二定律得：

得。
在最低点根据牛顿第二定律有：
小球做平抛运动有
联立解得：
答：细线对小球的拉力的大小为；
小球做匀速圆周运动的角速度与的函数关系式为；
小球的落地点到悬挂点的距离为。
18.解：卫星从近地点到远地点的过程中，卫星的引力势能变大，因为卫星的机械能保持不变，则卫星的动能减小，则速度变小；
当卫星经过点时，万有引力提供卫星的加速度，则根据牛顿第二定律得：
因为卫星在预定圆轨道做匀速圆周运动，则
解得：
根据开普勒第三定律可知
答：卫星从近地点到远地点速度大小逐渐减小；
卫星经过椭圆轨道近地点时的加速度大小为；
椭圆轨道运行周期与圆轨道运行周期的比值为。