高一下学期期中考试物理答案
一、选择题 (48分)
1.A 2.D 3.C 4.D 5.B 6.B 7.D 8.D 9.BD 10.AC 11.AB 12.CD
二、实验题（14分）
13.（1）D（2分） （2）（2分） 向心力与转动角速度的平方成正比（2分）
14. ① D （3分）
② 上 （1分）
③ 相等的时间间隔内水平位移相等 （1分）
④ （3分）
三、计算题（本题共3小题，15题10分，16题12分、17各16分，共38分。）
15．（1）5.4×103s；1.16×10-3rad/s；（2）；（3）
【解析】
（1）空间站的周期
（1分）
空间站的角速度
（1分）
（2）古筝围绕地球做匀速圆周运动，由地球对它的万有引力提供向心力，即
（2分）
代入数据解得
（2分）
（3）设空间站的质量，空间站围绕地球做匀速圆周运动，由地球对空间站的万有引力提供向心力，即 （2分）
可得 （1分）
代入数据可得 （1分）
16.（1）；（2）；（3）
【解析】
（1）飞过最高点时，飞行员和座椅之间弹力怡好为零，（1分）
则 （2分）
解得 （1分）
（2）当最高点速度为时 （2分）
解得 （2分）
（3）最低点时，根据 （2分）
解得 （2分）
17.（1）； （2）。
【解析】
（1）将运动员与装备看成一个质点，设总质量为，在点时的速度为，在点时，运动员对地面的压力为重力（含装备）的2倍，则地面对该整体的支持力为
（1分）
此时支持力与总重力的合力提供向心力，则有 （2分）
解得 （2分）
运动员到达点后，做匀减速直线运动，设加速度大小为，根据牛顿第二定律
（2分）
运动员从点减速到停下通过的位移为
（2分）
故水平停止区的最小长度L为；（1分）
（2）对运动员由点到着陆过程的运动进行正交分解，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做匀减速直线运动，
水平方向速度满足 （1分）
竖直方向速度满足（以竖直向上为正方向）
（2分）
着陆时竖直方向分速度与点的竖直方向分速度方向相反，由于运动员着陆时的速度方向与竖直方向的夹角为，则有
（2分）
代入数值解得
运动员完成空中动作的时间为（1分）延安市部分中学2021-2022学年高一下学期期中考试
物理试题
（全卷100分；时间90分钟）
本试卷分为第一卷和第二卷两部分
第一卷（选择题，共48分）
一、选择题：本题共12小题，每题4分，共48分。在每题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
1．下列说法正确的是（ ）
A．曲线运动一定是变速运动
B．物体在变力作用下一定做曲线运动
C．物体在恒力作用下一定做直线运动
D．物体做圆周运动时，其所受合外力的方向一定指向圆心
2．中学生常用的修正带结构如图所示，其中修正带盘固定在大齿轮上，大、小齿轮相互啮合。图中a、b点分别为大、小齿轮的边缘，c点位于大齿轮的半径中点，大、小齿轮的半径之比为
2：1。当修正带匀速走动时，下列说法正确的是（ ）
A．大、小齿轮的转动方向相同 B．a、c点的角速度大小之比为3：1
C．a、b点的线速度大小之比为2：1 D．b、c点的向心加速度大小之比为4：1
3．地球表面重力加速度为g，地球半径为R，引力常量为G，下式关于地球密度的估算式正确的是（ ）
A． B． C． D．
4．如图所示，质量为m的小车在与竖直方向成α角的恒定拉力F作用下，沿水平地面向左运动一段距离L，车与地面之间的动摩擦因数为μ。下列说法正确的是（ ）
A．拉力对小车做功FL B．重力对小车做功为mgL
C．摩擦力对小车做功为-μmgL D．拉力对小车做功为FLsinα
5．如图所示，AB为半圆环ACB的水平直径，C为环上的最低点，一个小球从A点以速度v0水平抛出，经一段时间t与半圆环相撞，不计空气阻力。则下列判断正确的是（ ）
A．v0越大，运动时间越长
B．要使小球掉到环上时的竖直分速度最大，小球应该落在C点
C．发现小球有两次运动时间相同，则这两次抛出的初速度一定相同
D．适当选取v0值，可使t时刻速度方向的反向延长线过半圆的圆心
6.绿水青山就是金山银山，为加大生态环保力度，打赢污染防治攻坚战，某工厂坚决落实有关节能减排政策，该工厂“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、，则减排前、后相同时间内的排水量之比（ ）
A. B. C. D.
7.祝融”火星车由着陆平台搭载着陆火星，如图所示为着陆后火星车与着陆平台分离后的“自拍”合影。着陆火星的最后一段过程为竖直方向的减速运动，且已知火星质量约为地球质量的，火星直径约为地球直径的。则（ ）
A. 该减速过程火星车处于失重状态
B. 该减速过程火星车对平台的压力大于平台对火星车的支持力
C. 火星的第一宇宙速度与地球第一宇宙速度之比约为
D.火星车在火星表面所受重力约为其在地球表面所受重力的
8.如图，两个质量均为m的小木块a和b（可视为质点）放在水平圆盘上，a与转轴OO′的距离为，b与转轴的距离为2。木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍，重力加速度大小为g。若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，用ω表示圆盘转动的角速度，下列说法正确的是（ ）
A．a一定比b先开始滑动
B．a、b所受的摩擦力始终相等
C．ω＝是a开始滑动的临界角速度
D．当ω＝时，a所受摩擦力的大小为kmg
9.如图所示，这是物体做匀变速曲线运动的轨迹的示意图。已知物体在点的加速度方向与速度方向垂直，则下列说法中正确的是（ ）
A. 点的速率小于点的速率
B. 点的速率大于点的速率
C. A点的加速度比点的加速度大
D. 从A点到点加速度与速度的夹角减小，速率减小
10．如图所示。a为放在赤道上相对地球静止的物体，随地球自转做匀速圆周运动，b为沿地表面附近做匀速圆周运动的人造卫星（轨道半径等于地球半径），c为地球同步卫星，以下关于a、b、c的说法中正确的是（ ）
A．a、b、c做匀速圆周运动的向心加速度大小关系为ab＞ac＞aa
B．a、b、c做匀速圆周运动的向心加速度大小关系为aa＞ab＞ac
C．a、b、c做匀速圆周运动的周期大小关系为Ta=Tc＞Tb
D．a、b、c做匀速圆周运动的线速度大小关系为va=vb＞vc
11．宇宙中，两颗靠得比较近的恒星，只受到彼此之间的万有引力作用互相绕转，称之为双星系统，设某双星系统A、B绕其连线上的某固定点O点做匀速圆周运动，如图所示。现测得两星球球心之间的距离为L，运动周期为T，已知万有引力常量为G。若AO＞OB，则（ ）
A．星球A的质量一定小于星球B的质量
B．两星球的总质量等于
C．双星的质量一定，双星之间的距离减小，其转动周期增大
D．星球A所受向心力大于星球B所受向心力
12.科学家观测到太阳系外某恒星有一类地行星，测得该行星围绕该恒星运行一周所用的时间为9年，该行星与该恒星的距离为地球到太阳距离的8倍，该恒星与太阳的半径之比为2∶1。假定该行星绕恒星运行的轨道和地球绕太阳运行的轨道都是圆，下列说法正确的是（ ）
A.该行星与地球做圆周运动时的运行速度之比为2∶9
B. 该恒星与太阳的密度之比为1∶9
C. 该恒星与太阳的质量之比为512∶81
D. 该恒星表面与太阳表面的重力加速度之比为128∶81
第二卷（非选择题，共52分）
二、实验题（共14分）
13.（6分）某实验小组利用如图所示的装置进行“探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系”实验转动手柄，可使塔轮、长槽和短槽随之匀速转动。塔轮至上而下有三层，每层左、右半径比分别是和。左、右塔轮通过皮带连接，并可通过改变皮带所处层来改变左、右塔轮的角速度之比。实验时，将两个小球分别放在短槽处和长槽的A（或）处，到左、右塔轮中心的距离相等，两个小球随塔轮做匀速圆周运动，向心力大小关系可由标尺露出的等分格的格数判断。
（1）该实验用到的方法是( )
A．理想实验 B．等效替代法 C．微元法 D．控制变量法
（2）在某次实验中，某同学把两个质量相等的小球分别放在位置，将皮带连接在左、右塔轮半径之比为的塔轮上，实验中匀速转动手柄时，得到左、右标尺露出的等分格数之比为；若将皮带连接在左、右塔轮半径之比为的塔轮上，左、右两边塔轮的角速度之比为____________，当左边标尺露出1个等分格时，右边标尺露出9个等分格，则实验说明做匀速圆周运动的物体，在质量和转动半径一定时，_________。
14.（8分）物理兴趣小组的同学用图甲所示的装置和频闪照相仪探究平抛运动的规律。
（1）关于实验注意事项，下列说法正确的是___________（选填选项前的字母）；
A．必须将小球从斜槽上的同一位置由静止释放
B．斜槽轨道必须光滑
C．必须选择质量大的小球
D．小球运动时不能与方格纸相触
（2）某同学用频闪照相仪拍摄到小球抛出后几个位置的照片如图乙所示，由照片可以判断斜槽轨道末端向___________倾斜，根据照片也可判断小球在水平方向做匀速直线运动，依据是___________；
（3）物理兴趣小组重新调整斜槽轨道末端，规范完成实验，根据拍摄到的一张照片测出小球不同位置的竖直位移y和水平位移x，以为横坐标，以y为纵坐标，在坐标纸上画出对应的图像为过原点的倾斜直线，测得直线的斜率，取，由此可得小球做平抛运动的初速度___________。
三、计算题（本题共3小题，15题10分，16题12分、17各16分，共38分。写出必要的文字说明和重要的演算过程，只写结果没有过程的不得分）
15．(10分)如图所示，王亚平用古筝弹奏了《茉莉花》，从中国空间站为中国人民送上元宵祝福。中国空间站在离地面高度的圆周轨道绕地球做匀速圆周运动，一天（）内可以绕地球转动16圈。已知地球半径，万有引力常量，。求：（计算结果保留2位小数）
（1）空间站绕地球做匀速圆周运动的周期T和角速度；
（2）若古筝的质量，古筝在空间站受到地球对它的万有引力大小F；
（3）地球的质量M。
16.（12分）飞行员的质量为，驾驶飞机在竖直面内做飞行表演，可看作半径不变的圆周运动。已知当飞机以的速度飞过最高点时，飞行员和座椅之间弹力怡好为零，已知飞行员能承受的最大压力为，取,求：
（1）该圆周运动轨迹半径；
（2）当最高点速度为时，座椅对人的弹力；
（3）最低点的最大速度。
17.（16分）在2月8日举行的北京2022年冬奥会自由式滑雪女子大跳台的比赛中，18岁的中国选手谷爱凌顶住压力，在关键的第三跳以超高难度动作锁定金牌，这也是中国女子雪上项目第一个冬奥会冠军。滑雪大跳台的赛道主要由助滑道、起跳台、着陆坡、停止区组成，如图所示。在某次训练中，运动员经助滑道加速后自起跳点C以大小为、与水平方向成的速度飞起，完成空中动作后，落在着陆坡上，后沿半径为的圆弧轨道自由滑行通过最低点F，进入水平停止区后调整姿势做匀减速滑行直到静止。已知运动员着陆时的速度方向与竖直方向的夹角为，在F点运动员对地面的压力为重力（含装备）的2倍，运动员在水平停止区受到的阻力为重力（含装备）的0.5倍，取，，，忽略运动过程中的空气阻力。求：
（1）水平停止区的最小长度L；
（2）运动员完成空中动作的时间t。
