2021年高一物理下学期期中试题（含解析）

高一物理下学期期中试题（含解析）

一、单项选择题（8*4=32分）

1.首先通过实验测出万有引力常量的是（）

A.牛顿.B.伽利略.C.卡文迪许.D.爱因斯

坦.

【答案】C

【解析】

卡文迪许通过扭秤实验测得了万有引力常量，C正确。

2.一物体以初速度%水平抛出，经时间3其竖直方向速度大小与为大小相等，重力加速度

为名则时间£为（）

A.V）gB.2%/gC.v/2gD.ev<Jg

【答案】A

【解析】

【详解】根据竖直方向自由落体运动：％=9，所以t=,，BCD错误A正确。

9

3.若已知某行星绕太阳公转的半径为r,公转周期为T,万有引力常量为G,则由此可求出（）

A.某行星的质量B.太阳的质量

C.某行星的密度D.太阳的密度

【答案】B

【解析】

27

根据公式GMFm=mrR可得知=:股行星的质量抵消掉了，所以无法求出行星的质量，也

R2T2GT2

就无法求出行星的密度，由于不知道太阳的半径，所以无法求出太阳的密度。故选B

4.同一辆汽车以同样大小的速度先后开上平直的桥和凸形桥，在桥的中央处（）

A.车对两种桥面的压力一样大

B.车对平直桥面的压力大

C.车对凸形桥面的压力大

D.无法判断

【答案】B

【解析】

汽车开上平直的桥，压力的大小等于重力，汽车开上凸形桥，有mg-N=mJ，N<mg,

R

ACD错误、B正确。

5.如图所示，a、b、c是在地球大气层外圆形轨道上运动的3颗卫星，下列说法正确的是:

()

A.b、c的线速度大小相等，且大于a的线速度；

B.b、c的向心加速度大小相等，且大于a的向心加速度；

C.c加速可追上同一轨道上的b,b减速可等候同一轨道上的c

D.a卫星由于某原因，轨道半径缓慢减小，其线速度将增大

【答案】D

【解析】

试题分析:由万有引力提供向心力的线速度公式丫=

由向心加速度为a==可知半径相同加速度相同，半径越小加速度越大，a的向心加速度

r2

较大，B错；c加速后发生离心运动，到高轨道运动，不能追上同一轨道的卫星b,C错；a卫

星由于某种原因，轨道半径缓慢减小，在新的轨道依然可以看做是匀速圆周运动，所以根据线

速度公式丫=

考点：考查天体运动公式的理解

点评：本题难度较小，天体运动问题其实还是圆周运动的问题，只是由万有引力提供向心

力，另外字母参量较多，公式较多，考查了学生对公式的推导能力，同时要理解离心和向心

运动

6.冰面对溜冰运动员的最大静摩擦力为运动员重力的k倍，在水平冰面上沿半径为R的圆周

滑行的运动员，其安全速度的最大值是（）

A.ky/gRB.^kgRC.^2kgRD.^JgR/k

【答案】B

【解析】

由题意可知，最大静摩擦力为重力的k倍，所以最大静摩擦力等于kmg

设运动员的最大的速度为V,则：

v2

kmg=m—

解得：v=yjkgR,故应选B。

点晴：运动员在水平面上做圆周运动的向心力是由运动员受到的冰给运动员的最大静摩擦力

提供的，根据向心力的公式可以计算出此时的最大速度。

7.若取地球的第一宇宙速度为8km/s,某行星的质量是地球质量的6倍，半径是地球的1.5倍,

则此行星的第一宇宙速度约为：（）

A.16km/sB.32km/sC.4km/sD.2km/s

【答案】A

【解析】

Mmv2\GM

【详解】在地球上有Gr=m石，移项化简得v=—=8km/s,在质量为地球6倍，半径为

R2R{R

.lG-6M

地球1.5倍的星球上，第一宇宙速度为"=――=2v=16km/s,故A项正确，BCD错误。

J1.5A

8.如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上，有一物体随圆筒一起转动而未滑动。当圆筒的角速

度增大以后，下列说法正确的是（）

A.物体所受弹力增大，摩擦力也增大了

B.物体所受弹力增大，摩擦力减小了

C.物体所受弹力和摩擦力都减小了

D.物体所受弹力增大，摩擦力不变

【答案】I）

【解析】

试题分析：物体在竖直方向上受重力G与摩擦力f,是一对平衡力，在向心力方向上受弹力

N.根据向心力公式，可知N=m32r,当3增大时，N增大，所以应选D.

考点：考查圆周运动

点评：本题难度较小，物体在竖直方向上受重力G与摩擦力f,是一对平衡力，在向心力方向

上受弹力N.根据向心力公式，可知N=m32r

二.不定项选择题（4*4=16分）

9.某质点同时受到在同一平面内的几个恒力作用而做匀速直线运动，在运动过程中撤去其中

一个力，而其它力保持不变，则该质点（）

A.一定做曲线运动

B.可以做直线运动

C.可以做匀变速曲线运动

D.可以做匀速圆周运动

【答案】BC

【解析】

试题分析：撤去一个恒力，则物体所受合力恒定，若合力与速度方向同向，则做匀加速直

线运动，若反向，做匀减速直线运动，若不在同一条直线上，做匀变速曲线运动，其轨迹可

以是抛物线，做匀速圆周运动时所受合力是个变力，故B、C正确，A、D错误.故选BC。

考点：曲线运动

【名师点睛】解决本题的关键知道物体所受的合力与速度方向在同一条直线上，物体做直线

运动；若不在同一条直线上，则做曲线运动。

10.假设太阳系中天体的密度不变，天体直径和天体之间距离都缩小到原来的一半，地球绕

太阳公转近似为匀速圆周运动，则下列物理量变化正确的是

A.地球的向心力变为缩小前的一半

B.地球的向心力变为缩小前的1-

16

C.地球绕太阳公转周期与缩小前的相同

I）.地球绕太阳公转周期变为缩小前的一半

【答案】BC

【解析】

A、B、由于天体的密度不变而半径减半，导致天体的质量减小，所以有：=

叫1/日“地

G-----="G----B正确，A

地球绕太阳做圆周运动由万有引力充当向心力.所以有:仆16R2，

（2）

错误;

与原来相同，C正确；D错误;

故选BC,

11.如图所示，细杆的一端与小球相连，可绕过0点的水平轴自由转动，细杆长0.5m,小球

质量为3kg,现给小球一初速度使它做圆周运动，若小球通过轨道最低点a的速度为va=4

m/s,通过轨道最高点b的速度为vb=2m/s,取g=10m/s2,则小球通过最低点和最高点时

对细杆作用力的情况是（）

A.在a处为拉力，方向竖直向下，大小为126N

B.在a处为压力，方向竖直向上，大小为126N

C.在b处拉力，方向竖直向上，大小为6N

D.在b处为压力，方向竖直向下，大小为6N

【答案】AD

【解析】

【详解】在最高点，取向下为正方向：Fb+mg=m^-＞解得：Fb=-6N,所以在最高点细杆

对小球作用力向上，大小为6N,根据牛顿第三定律小球对细杆拉力竖直向下，大小为6N；

在最低点，细杆对小球一定为拉力：F-mg=解得：%=126N,根据牛顿第三定律得:

小球对细杆的作用力方向竖直向下，大小为126N；BC错误AI）正确。

12.经长期观测人们在宇宙中已经发现了“双星系统”，“双星系统”由两颗相距较近的恒星

组成，每个恒星的线度远小于两个星体之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体。如图,

两颗星球组成的双星，在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的。点做周期相同的匀速圆

周运动。现测得两颗星之间的距离为Z,质量之比为阳：色=3：1,则可知（）

A.如、他做圆周运动的线速度之比为1：3

B.0、色做圆周运动角速度之比为3：1

C.如做圆周运动的半径为了£

4

3

D.磔做圆周运动的半径为—Z

【答案】ACD

【解析】

m^m，24TT24TT2

【详解】根据万有引力提供向心力：G--=m1—r1=m2—r2,所以2r2,半径与

LTT

I3Z,

质量成反比，所以「1=1r2=—.周期相同，所以角速度相同；线速度v=3r,所以线速度

与半径成正比，所以线速度与质量成反比是1：3,B错误ACD正确。

三.填空题（每空2分，共16分）

13.从某高度处以12m/s的初速度水平抛出--物体，经2s落地，g取10m/s,则物体抛出处

的高度是m,物体落地点的水平距离是m,速度方向与竖直方向的夹角0的正切

tan0=,

【答案】20,24,3/5o

【解析】

1,1,

根据竖直方向为自由落体运动，则人=3/2=5*10*22加=20科水平为方向为匀速运动,

v-12

则x=vt=12x2m—24m,则tan。=—n=-----=0.6。

ogt10x2

14.在“探究平抛运动的运动规律”的实验中，可以描绘出小球平抛运动的轨迹，实验简要步

骤如下：

A.让小球多次从位置上无初速度滚下，在一张印有小方格的纸上记下小球碰到铅笔

笔尖的一系列位置，如图中的a、b、c、d所示.

a

b

c

d

B.按图安装好器材，注意斜槽末端和平板竖直，记下平抛初位置〃点和过。点的竖

直线.

C.取下白纸以。为原点，以竖直线为y轴建立平面直角坐标系，用平滑曲线画出小球做平抛

运动的轨迹.

(1)完成上述步骤，将正确的答案填在横线上.

(2)上述实验步骤的合理顺序是.

(3)已知图中小方格的边长£=2.5cm,则小球平抛的初速度为%=m/s,小球在6点

的速率为-m/s.(取尸lOm/s?)

【答案】(1).同一(2).切线水平(3).BAC(4).1.0(5).1.25

【解析】

【详解】A.在研究平抛运动时，为了保证每次小球到达轨道末端速度相同，每次必须从同一

位置由静止释放。

B.为了保证小球初速度水平，则斜槽末端切线必须水平。

(2)根据实验操作，应先安装器材，然后让小球多次做平抛运动取点，最后取下白纸，用平

滑曲线描绘轨迹，合理顺序为BAC。

（3）竖直方向匀加速运动：Ay=gf2,解得时间间隔：t=0.05s,水平方向匀速运动：2L=

L4.2L

解得：vo=l.Om/s.在6点竖直速度：==方=0.75m/s,所以在6点的速率为

%=„+%?=L25m/s

四.计算题（共36分）

15.某一行星有一质量为m卫星，行星的半径为R,卫星的高度为h,周期为T做匀速圆周运

动，引力常量为G求：

（1）行星的质量M；

（2）行星的平均密度P；

（3）行星表面的重力加速度是多少g?

4n\R+ft)337r(R+h)47r2(R+/i)3

【答案】（1）M=(2)p=3⑶9=

GT2GT2/?3T2R2

【解析】

（1）卫星绕行星做匀速圆周运动，轨道半径（R+h）,根据万有引力提供向心力有:

GMm47r2

------2=m—7(R+九)

(R+h)2T2

47r2(R+九1

解:M=----------

GT2

4n\R+/i)3

(2)根据p_M_G-_3〃(R+h)3

V4^3GT2R3

3

GMm

(3)根据重力等于万有引力得根9=-^

GM47T2(R+h)3

得9

R2T2R2

点睛：本题考查了万有引力在天体中的应用，解题的关键在于找出向心力的来源，并能列出

等式解题.向心力的公式选取要根据题目提供的已知物理量或所求解的物理量选取应用.

16.如图所示，竖直平面内的3/4圆弧形光滑轨道半径庐1m,4端与圆心。等高，为水平面,

8点为光滑轨道的最高点且在。的正上方。一小球在4点正上方由静止释放，自由下落至｛点

进入圆轨道并恰好能通过8点，最后落到水平面C点处。(取『lOm/s?)

求：(