2021-2022学年湖南省新邵县第二中学高一（下）期中考试物理试题（解析版）

新邵二中2022年下学期期中考试高一物理试题一、单项选择题（本题共8小题，每小题4分，共32分．在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求）1.如图所示，小物块A与水平圆盘保持相对静止，跟着圆盘一起做匀速圆周运动，下列关于A的受力情况说法正确的是A.受重力、支持力B.受重力、支持力和指向圆心的摩擦力C.受重力、支持力、与运动方向相同的摩擦力和向心力D.受重力、支持力、与运动方向相反的摩擦力和向心力【1题答案】【答案】B【解析】【详解】物块A随圆盘一起做匀速圆周运动，受重力、支持力和指向圆心的静摩擦力，重力和支持力平衡，靠静摩擦力提供向心力，故选B.2.如图所示，为皮带传动的主动轮的轴心，轮半径为，为从动轮的轴心，轮半径为，为固定在从动轮上的小轮的半径。已知，。A、B、C分别是3个轮边缘上的点，则点A、B、C的向心加速度之比是（假设皮带不打滑）（）A. B. C. D.【2题答案】【答案】C【解析】【详解】根据传动规律可知根据可得B、C两点共轴转动，则根据可得点A、B、C的向心加速度之比是故选C。3.冬奥会上的花样滑冰赛场，运动员高超优美的滑姿让观众们大饱眼福．如图为男运动员以一只脚为支点，手拉女队员保持如图所示姿势原地旋转，此时女队员脚与手臂上A、B两点角速度大小分别为、，线速度大小分别为、，向心加速度大小、，向心力大小分别为、，则A. B. C. D.【3题答案】【答案】B【解析】【分析】根据同体转动角速度相同判断角速度大小；根据判断线速度大小；根据判断向心加速度大小；质量不知道，向心力大小无法判断．详解】A、B两点同轴转动，角速度相同，故，A错误；因为，根据可知，B正确；因为，根据可知，C错误；女队员脚与手臂上A、B两点质量关系不知道，无法判断向心力的大小，D错误．【点睛】同轴转动角速度相等，同一条皮带相连线速度相等．4.如图所示，一轻杆一端固定质量为m的小球，以另一端O为圆心，使小球在竖直平面内做半径为R的圆周运动，以下说法正确的是()A.小球过最高点时，杆所受的弹力不能等于零B.小球过最高点时，速度至少为C.小球过最高点时，杆对球的作用力一定随速度增大而增大D.若把题中的轻杆换为轻绳，其他条件不变，小球过最高点时，速度至少为【4题答案】【答案】D【解析】【详解】A.当小球在最高点所需向心力恰好等于重力时，此时球对杆没有作用力，故A错误；B.轻杆固定的小球做圆周运动，由于杆能支撑小球，只要小球能够到达最高点就可以了，所以在最高点的速度可以为零，故B错误；C.小球在最高点时，如果速度恰好为，则此时恰好只有重力作为它的向心力，杆和球之间没有作用力；如果速度小于，重力大于所需要的向心力，杆对球有向上的支持力，方向与重力的方向相反．速度越大，向心力越大，杆对球的作用力一定随速度增大而减小，故C错误；D.若把轻杆换为轻绳，其他条件不变，小球过最高点时，向心力最小为mg，根据，速度至少为，故D正确．故选D5.下列说法符合史实的是（）A.开普勒发现了万有引力定律B.牛顿发现了行星的运动规律C.卡文迪许第一次在实验室里测出了万有引力常量D.牛顿发现了海王星和冥王星【5题答案】【答案】C【解析】【分析】【详解】AB．开普勒发现了行星运动定律，牛顿发现了万有引力定律，故AB错误；C．卡文迪许第一次在实验室里测出了万有引力常量，故C正确；D．海王星和冥王星是后人根据牛顿的万有引力定律通过计算而发现的行星，其中亚当斯发现了海王星，故D错误；故选C。6.对于质量分别为m1和m2的两个物体间的万有引力的表达式F=G，下列说法正确的是()A.公式中G是引力常量，它是由实验测得的，而不是人为规定的B.当两物体间的距离r趋于零时，万有引力趋于无穷大C.当有第三个物体放在m1、m2之间时，m1和m2间的万有引力将增大D.m1和m2所受的引力性质可能相同，也可能不同【6题答案】【答案】A【解析】【详解】A．公式中G是引力常量，它是由实验测得的，而不是人为规定的，故A正确；B．当物体间距离趋于零时，物体就不能看成质点，因此万有引力表达式不再适用，物体间的万有引力不会变得无穷大，故B错误；C．物体间万有引力的大小只与两物体的质量m1、m2和两物体间的距离r有关，与是否存在其他物体无关，故C错误；D．物体间的万有引力是一对作用力与反作用力，是同种性质的力，且始终等大反向共线，故D错误；故选A。7.2020年5月7日，出现超级月亮景观，从科学定义而言，叫作近地点满月更为准确如图所示，月球的绕地运动轨道实际上是一个椭圆，地球位于椭圆的一个焦点上，则（）A.月球运动到远地点时的速度最大B.月球运动到近地点时的加速度最大C.月球由近地点向远地点运动的过程，月球的线速度增大D.月球由远地点向近地点运动的过程，月球的线速度减小【7题答案】【答案】B【解析】【分析】【详解】ACD．由开普勒第二定律可知，月球运动到远地点时的速度最小，月球由近地点向远地点运动的过程中，月球的线速度减小，由远地点向近地点运动的过程中，月球的线速度增大，故A、C、D错误；B．根据牛顿第二定律和万有引力定律可得月球运动到近地点时所受万有引力最大，加速度最大，故B正确故选B。8.2020年7月23日，我国首个火星探测器“天问一号”由长征五号运载火箭在海南文昌航天发射场成功发射。升空后，它将经历7个月左右的长途跋涉靠近火星，开展火星环绕、表面降落、巡视探测三大任务。假设环绕器绕火星运行的轨道半径约为火星同步卫星轨道半径的，火星自转周期与地球接近，那么环绕器绕火星一圈需要的时间最接近()A.1小时 B.3小时 C.6小时 D.12小时【8题答案】【答案】B【解析】【详解】火星自转周期与地球接近，可知火星的同步卫星的周期为24h；根据开普勒第三定律可得故选B。二、不定项选择（每小题至少有一个正确答案．每小题4分，共16分，对而不全得2分．）9.下列说法正确的是（）A.做圆周运动的物体所受合外力恰好等于向心力B.物体所受合外力大于需要的向心力时，物体做离心运动C.物体在做匀速圆周运动时，若所受合外力突然变小了，则物体做离心运动D.洗衣机的脱水桶就是应用了离心现象才把衣服甩干的【9题答案】【答案】CD【解析】【详解】A．只有做匀速圆周运动的物体所受合外力才恰好等于向心力，若物体做变速圆周运动，则合外力的一个分力提供向心力从而改变物体的速度方向，合外力的另一个分力作为切向力改变物体的速率，故A错误；B．物体所受合外力大于需要的向心力时，物体做近心运动，故B错误；C．物体在做匀速圆周运动时，若所受合外力突然变小了，则合外力不足以提供向心力，物体做离心运动，故C正确；D．洗衣机的脱水桶就是应用了离心现象才把衣服甩干的，故D正确。故选CD。10.铁路在弯道处的内外轨道高度是不同的，已知内外轨道平面与水平面的倾角为，如图所示，弯道处的圆弧半径为R，若质量为m的火车转弯时速度小于，则（）

A.内轨对内侧车轮轮缘有挤压 B.外轨对外侧车轮轮缘有挤压C.这时铁轨对火车的支持力等于 D.这时铁轨对火车的支持力小于【10题答案】【答案】AD【解析】【详解】AB．当轨道对火车的支持力和火车重力的合力恰好提供向心力时，有解得若火车转弯时速度小于，则火车支持力和火车重力的合力大于所需向心力，此时有近心运动的趋势，所以火车内轨对内侧车轮轮缘有挤压，故A正确，B错误；CD．设内轨对内侧车轮轮缘的作用力大小为F，铁轨对火车的支持力大小为N，在竖直方向上火车所受合力为零，有解得故C错误，D正确。故选AD11.一人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，假如该卫星变轨后仍做匀速圆周运动，速度减小为原来的，不考虑卫星质量的变化，则变轨前后卫星的（）A.向心加速度大小之比为 B.角速度之比为C.周期之比为 D.轨道半径之比为【11题答案】【答案】CD【解析】【详解】根据万有引力提供向心力，则有则有因速度减小为原来的，则轨道半径之比为，根据万有引力提供向心力，则有可得，，，可知向心加速度之比为；角速度之比为；周期之比为。故选CD。12.“嫦娥五号”探测器由轨道器、返回器、着陆器等多个部分组成，自动完成月面样品采集，并从月球起飞返回地球。若已知月球半径为R，探测器在距月球表面高为R的圆轨道上飞行，周期为T，引力常量为G，下列说法正确的是（）A.月球质量为 B.月球表面的重力加速度为C.月球的密度为 D.月球表面的环绕速度为【12题答案】【答案】AC【解析】【详解】A．设月球质量M，“嫦娥五号”质量为m，根据牛顿第二定律有解得故A正确；B．设月球表面的重力加速度为g，月球表面质量为m0的物体所受重力等于万有引力，即解得故B错误；C．月球的体积为月球的密度为故C正确；D．设月球表面的环绕速度为v，根据牛顿第二定律有解得故D错误。故选AC。三、填空题：每空3分，共6分．13.为验证向心力公式，某探究小组设计了如图所示的演示实验，在米尺的一端钻一个小孔，使小孔恰能穿过一根细线，线下端挂一质量为m，直径为d的小钢球．将米尺固定在水平桌面上，测量出悬点到钢球的细线长度l，使钢球在水平面内做匀速圆周运动，圆心为O，待钢球的运动稳定后，用眼睛从米尺上方垂直于米尺往下看，读出钢球外侧到O点的距离r，并用秒表测量出钢球转动n圈用的时间t.则：（1）小钢球做圆周运动的周期T=________.（2）小钢球做圆周运动的向心力F=________.【13题答案】【答案】①.;②.;【解析】【详解】(1)钢球转动n圈用的时间为t,则周期为:T=.

(2)钢球转动半径为,

根据向心力公式得.

因此，本题正确答案是:(1).;(2)..(1)根据钢球转动n圈用的时间t求出周期;

(2)根据向心力与周期的关系求出小钢球做圆周运动的向心力.【点睛】要先利用转动的圈数求出转动的周期，再利用向心力公式即可求出运动的向心力．四、计算题：要求解题过程必须写明所依据的公式、定理等依据，以及必要的文字说明，涉及数字运算的要正确使用物理量的单位．共46分．14.如图所示是马戏团中上演的飞车节目，在竖直平面内有半径为R的圆轨道。表演者骑着摩托车在圆轨道内做圆周运动。已知人和摩托车的总质量为m，人以v1=的速度过轨道最高点B，并以v2=v1的速度过最低点A。求在A、B两点摩托车对轨道的压力大小相差多少？（不计空气阻力）【14题答案】【答案】6mg【解析】【详解】在B点，由牛顿第二定律有FB＋mg=m解之得FB=mg在A点，由牛顿第二定律有FA－mg=m解之得FA=7mg结合牛顿第三定律可知，在A、B两点轨道对车的压力大小相差6mg。15.如图所示，小球在竖直平面内做圆周运动，其圆周半径为R。（1）若是轻绳拉着小球运动，求小球在最高点的最小速度是多少？（2）若是轻杆拉着小球运动，求小球在最高点的最小速度是多少？

【15题答案】【答案】（1）；（2）0【解析】【详解】（1）轻绳拉着小球运动，小球在最高点时由于绳不能提供支持力，只有重力提供向心力，此时的速度为解得（2）轻杆拉着小球运动，小球在最高点时杆可以提供支持力，所以最小速度为零。16.一颗在赤道上空运行的人造卫星，其轨道半径为（R为地球半径），卫星的转动方向与地球自转方向相同。已知地球自转的角速度为，地球表面处的重力加速度为g。求：（1）该卫星绕地球转动的角速度；（2）若某时刻卫星通过赤道上某建筑物的正上方，求它下次通过该建筑物上方需要的时间。【16题答案】【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）根据万有引力提供向心力，有在地球表面处物体受到的重力等于万有引力联立可得（2）卫星绕地球做匀速圆周运动，建筑物随地球自转做匀速圆周运动，当卫星转过的角度与建筑物转过的角度之差等于2π时，卫星再次出现在建筑物上空，以地面为参照物，卫星再次出现在建筑物上方时，建筑物随地球转过的弧度比卫星转过弧度少2π，即解得17.如图所示，宇航员站在某质量分