行知高级中学校2022-2023学年高一下学期期中考试
物理试卷
满分100分 考试时间90分钟
一、单选题（每题2分，共20分）
1．匀速圆周运动是一种（ ）
A．加速度不变的曲线运动 B．动能不变的曲线运动
C．速度不变的曲线运动 D．向心力不变的曲线运动
2．用一水平向右50N的拉力拉一重为80N的物体，但未拉动，下列说法正确的是（ ）
A．该物体受到的摩擦力为50N B．该力做正功
C．该力做负功 D．该物体受到的摩擦力为80N
3．关于曲线运动，下列说法正确的一项是 （ ）
A．曲线运动一定是变速运动 B．平抛运动是一种变加速运动
C．做曲线运动物体的速率一定变化 D．平抛运动水平位移的大小只与初速度大小有关
4．为了验证平抛运动的小球在竖直方向上做自由落体运动，用如图所示的装置进行实验.小锤打击弹性金属片，A球水平抛出，同时B球被松开，自由下落。关于该实验，下列说法中正确的有（ ）
A．两球的质量应相等 B．A球运动时间长
C．两球应同时落地 D．实验也能说明A球在水平方向上做匀速直线运动
5．下列四幅图是有关生活中的圆周运动的实例分析，其中说法正确的是（ ）
A．汽车通过凹形桥的最低点时，速度越快越容易爆胎
B．铁路的转弯处，外轨比内轨高是为了利用轮缘与内轨的侧压力来帮助火车转弯
C．“水流星”表演中，在最高点处水对桶底一定有压力
D．洗衣机的脱水是利用了失重现象
6．第谷、开普勒等人对行星运动的研究漫长而曲折，牛顿在他们研究的基础上，得出了科学史上最伟大的定律之一——万有引力定律。下列有关万有引力定律的说法中正确的是（ ）
A．开普勒通过研究观测记录发现行星绕太阳运行的轨道是椭圆
B．太阳与行星之间引力的规律并不适用于行星与它的卫星
C．伽利略利用实验较为准确地测出了引力常量的数值
D．牛顿在发现万有引力定律的过程中没有利用牛顿第三定律的知识
7．关于力、位移和功三个物理量，下列说法正确的是（ ）
A．力、位移和功都是矢量 B．力是矢量，位移和功是标量
C．力和位移是矢量，功是标量 D．位移是矢量，力和功是标量
8．汉墓壁画拓片描绘了汉代人驾车的场景。当马拉车沿水平路面前进时，下列各力中对车做正功的是（ ）
A．马对车的拉力 B．车所受的支持力 C．车所受的重力 D．地面对车的摩擦力
9．下列说法正确的是（ ）
A．开普勒提出了万有引力定律 B．冥王星是太阳系的八大行星之一
C．任何星球的第一宇宙速度大小均为7.9km/s D．卡文迪什测出了引力常量G的值
10．太空电梯的原理是在地球同步轨道上建造一个空间站，并用某种足够长也足够结实的“绳索”将其与地面相连，“绳索”会绷紧，宇航员、乘客以及货物可以通过电梯轿厢一样的升降舱沿绳索直入太空。有一太空电梯连接地球赤道上的固定基地与同步空间站，相对地球静止。已知地球半径为R、质量为M、自转周期为T，引力常量为G，下列说法正确的是（ ）
A．太空电梯上各点均处于完全失重状态
B．太空电梯上各点线速度大小与该点到地心的距离成反比
C．升降舱停在距地球表面高度为2R的站点时，升降舱的向心加速度大小为
D．升降舱停在距地球表面高度为2R的站点时，升降舱的向心加速度大小为
二、多选题（每道4分，共24分）
11．如图所示，物体在恒力F作用下沿曲线从A运动到B，这时突然使它所受的外力反向，但大小不变，即由F变为，在此力作用下，物体以后的运动情况，下列说法正确的是（ ）
A．物体不可能沿曲线运动 B．物体不可能沿直线运动
C．物体不可能沿曲线运动 D．物体不可能沿原曲线由B返回A
12．“飞车走壁”是一种传统的杂技项目，杂技演员驾驶摩托车在倾角很大的“桶壁”内侧做圆周运动而不掉下来。如图所示，一杂技演员驾驶摩托车沿半径为5m的圆周做匀速圆周运动，10s内运动的弧长为200m，则（ ）
A．摩托车的线速度大小为20m/s B．摩托车的角速度大小为4rad/s
C．摩托车运动的周期为s D．摩托车运动的频率为Hz
13．如图所示，小船（视为质点）从岸边A点开始渡河，河两岸平行，河的宽度为150m，水流速度大小为3m/s，船在静水中的速度大小为4m/s，则（ ）
A．船不可能到达正对岸B点
B．船的最短过河时间为37.5s
C．船要以最短路程过河，船头必须指向正对岸
D．船以最短路程过河时的速率为m/s
14．某质点在xOy平面上运动，时，质点位于x轴上，它在y轴方向上运动的速度一时间图像如图甲所示，它在x轴方向上的位移一时间图像如图乙所示。则（ ）
A．时质点的速度大小为 B．时质点的速度大小为5m/s
C．时质点的坐标为 D．时质点的坐标为
15．如图所示，轻杆的一端与一小球相连，可绕过O点的水平轴自由转动。现给小球一初速度，使它在竖直平面内做圆周运动，图中a、b分别表示小球轨道的最低点和最高点。关于杆对球的作用力，下列说法正确的是（ ）
A．a处一定为拉力 B．a处一定为推力
C．b处可能为拉力 D．b处一定为推力
16．“天问一号”火星探测器的成功发射是我国航天事业一个新的里程碑。设地球和火星绕太阳做匀速圆周运动，地球绕着太阳公转的周期为，轨道半径为，火星的轨道半径为，火星的半径为，万有引力常量为，则下列说法中正确的是（ ）
A．太阳的质量为 B．火星绕着太阳运动的角速度为
C．火星表面的重力加速度为 D．火星的平均密度为
三、实验题（每空2分，共22分）
17．在“探究平抛运动特点”的实验中，用如图所示装置和频闪相机来探究平抛运动的特点。
（1）进行实验时，已备有器材：斜槽、小球、木板、白纸(（坐标纸)、图钉、刻度尺、铅笔，还需要下列器材中的______。
A．秒表 B．天平 C．重垂线 D．复写纸
（2）在该实验中，下列说法正确的是______。
A．斜槽轨道末端必须水平 B．斜槽轨道必需光滑
C．将坐标纸上确定的点用直线依次连接 D．小球每次都从斜槽上同一高度由静止释放
（3）某同学利用该装置拍摄小球做平抛运动的频闪照片，如图乙所示，已知频闪周期为T，每个小方格边长为L，则小球在水平方向做______运动，小球在竖直方向做______运动。
（4）根据图乙可以判断A点______（选填“是”或“不是”)抛出点。
（5）根据图乙可以计算小球运动到B点的竖直分速度为______，所在处重力加速度g为______(用题目所给出的符号表示)。
18．某实验装置如图所示。水平光滑圆盘可绕通过圆心的竖直轴匀速转动，竖直轴的角速度可以由电动机控制，圆盘沿半径方向有一个小槽，槽内有可移动的压力传感器，用来测量向心力的大小，将实验小球紧贴压力传感器放置。利用该装置可探究做圆周运动的物体向心力F的大小与小球运动半径r、角速度ω及质量m的关系
（1）换用不同m的小球，在保证___________和r不变的条件下，观察F的大小；发现圆周运动所需向心力随小球的___________的增大而增大。（均用题干所给的符号表示）
（2）经过探究，可以得出向心力大小的表达式F=___________。（用题干所给的符号表示）
（3）物理学中此种实验方法叫___________。
A．理想实验法B．等效替代法C．控制变量法
四、解答题（19、22题10分，20、21题7分，共34分）
19．做匀速圆周运动的物体，质量为1kg， 10 s内沿半径为20 m的圆周运动100 m，试求物体做匀速圆周运动时；
（1）线速度的大小；（2）角速度的大小；
（3）周期的大小;（4）向心加速度的大小;（5）向心力的大小;
20．假设某卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为r，运动周期为T，地球半径为R，引力常量为G，不考虑地球自转，求：
（1）卫星的向心加速度大小；
（2）地球的平均密度。
21．氢原子是由一个质子和一个电子组成的，质子的质量是2×10-27kg，电子的质量是9×10-31kg。在氢原子中，电子和质子相距约6×10-11m，两者间的万有引力有多大？（G=6.67×10-11Nm2/kg2）
22．如图所示，运动员腰部系着轻绳拖着轮胎从静止开始沿着笔直的跑道匀加速奔跑，2s内轮胎的位移为2m。已知绳与地面的夹角，绳对轮胎的拉力大小为70N，，。求：
（1）2s内，绳子拉力对轮胎所做的功W；
（2）2s内，绳子拉力的平均功率；
（3）2s末，绳子拉力的瞬时功率P。参考答案：
1．B
【详解】A．做匀速圆周运动的物体加速度大小不变，方向时刻改变，A错误；
B．做匀速圆周运动的物体速度大小不变，则动能不变，B正确；
C．做匀速圆周运动的物体速度大小不变，方向时刻改变，C错误；
D．做匀速圆周运动的物体向心力大小不变，方向时刻改变，D错误。
故选B。
2．A
【详解】AD．用一水平向右50N的拉力拉一重为80N的物体，但未拉动，根据平衡条件可知物体的静摩擦力等于水平拉力，即静摩擦力大小等于500N，故A正确，D错误；
BC．重物没有被拉动，则拉力没有做功，故BC错误。
故选A。
3．A
【详解】A．曲线运动的速度反向改变，则一定是变速运动，A正确；
B．平抛运动是重力加速度保持不变的匀变速曲线运动，B错误；
C．曲线运动的速率可能不变，例如匀速匀速圆周运动，C错误；
D．平抛运动水平位移的大小与初速度和运动时间有关，D错误。
故选A。
4．C
【详解】ABC．平抛运动竖直方向的分运动为自由落体运动，球体的质量对小球的运动没有影响，两球应同时落地，故AB错误，C正确；
D．水平方向分运动无法确定，故D错误。
故选C。
5．A
【详解】A．汽车通过凹形桥的最低点时，根据牛顿第二定律有
速度越大，汽车轮胎所受地面支持力越大，越容易爆胎。故A正确；
B．在铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，目的是使火车自身重力与所受支持力的合力来提供转弯所需的向心力，减轻轮缘与轨道的挤压。故B错误；
C．表演“水流星”时，当“水流星”通过最高点时，若满足
则此时水对桶底的作用力为零，选项C错误；
D．洗衣机脱水桶的脱水原理是利用了离心现象，选项D错误。
故选A。
6．A
【详解】A．开普勒第一定律的内容是，行星绕太阳运行的轨道是椭圆，太阳在椭圆的焦点处即开普勒观察总结的。故A正确；
B．太阳与行星之间引力的规律也适用于行星与它的卫星。故B错误；
C．卡文迪许利用实验较为准确地测出了引力常量的数值。故C错误；
D．牛顿在发现万有引力定律的过程中想到了A吸引B那么B也吸引A且应该质量越大力越大，即引力应该正比于两个质量的乘积，利用了牛顿第三定律的知识。故D错误。
故选A。
7．C
【详解】力和位移是矢量，有大小有方向；功是标量，只有大小没有方向，C正确，ABD错误。
故选C。
8．A
【详解】A．马对车的拉力与车的运动方向一致，故马的拉力对车做正功，A正确；
B．车所受的支持力方向垂直地面向上，与车的运动方向垂直，故支持力对车不做功，B错误；
C．车所受的重力竖直向下，与车的运动方向垂直，故重力对车不做功，C错误；
D．地面对车的摩擦力与车的运动方向相反，故摩擦力对车做负功，D错误。
故选A。
9．D
【详解】A．牛顿在开普勒研究行星运动规律的基础之上提出了万有引力定律，选项A错误；
B．太阳系的八大行星不包括冥王星，选项B错误；
C．地球的第一宇宙速度大小为7.9km/s，大部分星球的第一宇宙速度大小都不是7.9km/s，选项C错误；
D．卡文迪许在实验室通过几个铅球之间万有引力的测量，比较准确地得出了引力常量G的数值。选项D正确。
故选D。
10．D
【详解】A．太空电梯各点随地球一起做匀速圆周运动，只有位置达到同步卫星的高度的点才处于完全失重状态，不是各点都处于完全失重状态，故A错误；
B．太空电梯各点随地球一起做匀速圆周运动，各点角速度相等，则各点线速度关系为
可知太空电梯上各点线速度大小与该点到地心的距离成正比，故B错误；
CD．升降舱停在距地球表面高度为2R的站点时，升降舱的向心加速度大小为
故C错误，D正确。
故选D。
11．BCD
【详解】物体做曲线运动时，运动轨迹是在速度方向与合力方向之间，且与改点速度方向相切，即合力指向曲线轨迹内侧，由题可知，当由F变为后，物体运动的轨迹应向力的方向弯曲。
故选BCD。
12．ABC
【详解】A．摩托车做匀速圆周运动，10s内运动的弧长为200m，可得线速度的大小为
A正确；
B．根据
v=ωR
得
B正确；
C．根据
得
C正确；
D．根据
得
D错误；
故选ABC。
13．BD
【详解】ACD．由于船在静水中的速度大于水流的速度，当速度满足如图所示关系时，船垂直河岸过河，此时为最短路程过河，船头方向与方向相同，过河时的速率为
m/s
故AC错误，D正确；
B．船头垂直河岸过河时，时间最短，则有
故B正确。
故选BD。
14．BC
【详解】AB．质点在y轴方向上运动的速度关系为
质点在x轴方向上匀速运动
故时质点的速度大小为
A错误，B正确；
CD．时由乙图可知x轴方向上的位置为x=7m；质点在y轴方向上的位置
故时质点的坐标为，C正确，D错误。
故选BC。
15．AC
【详解】AB．小球经过最低点a处时，受重力和杆的弹力，如图所示
由于杆对小球的弹力与重力的合力必须向上，故杆对球的作用力一定为拉力，故A正确，B错误；
CD.小球经过最高点b处时，在最高点受重力和杆的弹力，假设弹力向下，如图所示
根据牛顿第二定律可得
当，杆对球的弹力为支持力，方向向上；
当，杆对球的弹力为拉力，方向向下；
当，杆对球的弹力无弹力；
可知在b处杆对球的作用力可能为拉力，也可能为推力，故C正确，D错误。
故选AC。
16．AB
【详解】A．地球绕太阳做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力得
解得太阳质量为
故A正确；
B．火星绕太阳做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力得
解得火星绕着太阳运动的角速度为
故B正确；
C．物体做火星表面受到的万有引力等于重力，则有
解得火星表面的重力加速度为
由于火星质量无法知道，故无法求出火星表面的重力加速度，故C错误；
D．根据
解得火星的平均密度为
由于火星质量无法知道，故无法求出火星的平均密度，故D错误。
故选AB。
17． CD/DC AD/DA 匀速直线 自由落体运动 是
【详解】（1）[1]根据实验原理可知，还需要的实验器材为中垂线和复写纸，秒表和天平均不需要。
故选CD。
（2）[2]．为了保证小球的初速度水平，斜槽末端需切线水平，故A正确；
BD．为了保证小球每次平抛运动的初速度相等，每次让小球从斜槽的相同位置由静止释放，斜槽轨道不一定需要光滑，故B错误，D正确；
C．将坐标纸上的点要用平滑的曲线连接，故C错误。
故选AD。
（3）[3][4]根据图2可知相邻的两个点水平方向间距相等为
竖直方向
由此可知水平方向匀速运动，竖直方向做自由落体运动；
（4）[5]根据图2可知相邻两点竖直方向的位移之比为，由此可以判断A点为抛出点；
（5）[6]竖直方向根据中间时刻瞬时速度等于该过程平均速度可得
[7]根据
可知
18．
m mω2r C
【详解】（1）[1][2]根据控制变量法准量，在探究向心力和质量m之间的关系时，应保证其余两个变量不发生改变，即保证和，可以观察到向心力随着球的质量增大而增大。
（2）[3]向心力表达式为
（3）[4]该试验主要采用的方法为控制变量法，ABD错误，C正确。
故选C。
19．（1）；（2）；（3）或；（4）；（5）5N
【详解】（1）根据题意，其线速度为
（2）根据角速度与线速度之间的关系有
（3）根据题意，其周期为
（4）根据题意，其向心加速度为
（5）根据题意，其向心力为
20．（1）；（2）
【详解】（1）设卫星的质量和向心加速度分别为m、，有
卫星的向心加速度大小
（2）设地球质量为 ，由万有引力提供向心力可得
得
则地球的密度
21．3.3×10-36N
【详解】根据万有引力公式
22．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）根据功的定义可知
（2）平均功率
（3）根据匀变速直线运动规律可知
解得2s末物体的速度为
则拉力的瞬时功率为
答案第1页，共2页
