吉林省长春外国语学校2021-2022学年高一下学期阶段测试物理（详解版）.docx

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长春外国语学校2021-2022学年高一年级第二学期第一次月考试题物理试卷考试时间：50分钟；注意事项：1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2.请将答案正确填写在答题卡上第I卷（选择题）一、单选题（共5题，每题6分，共30分）1.下列说法正确的是（　　）A.物体恒力作用下一定做直线运动B.物体在变力作用下一定做曲线运动C.曲线运动一定是变速运动D.物体做圆周运动时，其所受合外力的方向一定指向圆心【1题答案】【答案】C【解析】【详解】AB．物体做直线运动还是曲线运动取决于合外力方向与运动方向的关系，共线则为直线，不共线则为曲线运动，故AB错误；C．曲线运动的速度方向一直在发生变化，所以曲线运动一定是变速运动，故C正确；D．物体做匀速圆周运动时，合外力提供向心力，但在变速圆周运动中，合外力即提供向心力，也给了物体一个切线方向加速度，故此时合外力不指向圆心，故D错误。故选C。2.如图所示，a、b、c为三个完全相同的时钟，a放在水平地面上，b、c分别放在以速度vb、vc向同一方向飞行的两枚火箭上，且vb大于vc，则地面上的观察者认为走得最慢的钟为（　　）A.aB.bC.cD.无法确定【2题答案】 【答案】B【解析】【分析】【详解】根据可知，相对观察者的速度越大，其上的时间越慢，a放在水平地面上，在地面上的人看来，a钟没有变化，b、c均变慢，且vb大于vc，b钟比c钟更慢，则地面上的观察者认为走得最慢的钟为b，B正确。故选B。3.高铁项目的建设加速了国民经济了发展，铁路转弯处的弯道半径r是根据高速列车的速度决定的。弯道处要求外轨比内轨高，其内外轨高度差h的设计与r和速率v有关。当火车以规定速度通过弯道时，内低外高的轨道均不受挤压，则下列说法正确的是（　　）A.当火车以规定速度转弯时，火车受重力、支持力、向心力B.若要降低火车转弯时的规定速度，可减小火车的质量C.若要增加火车转弯时的规定速度，可适当增大弯道的坡度D.当火车的速度大于规定速度时，火车将挤压内轨【3题答案】【答案】C【解析】【详解】A.当火车以规定速度转弯时，火车受重力、支持力作用，二者的合力提供向心力，故A错误；B.合力提供向心力，即则可以看出规定的速度与火车的质量无关，故B错误； C.根据公式，可以看出当θ增大时，规定速度也增大，故C正确；D.当火车的速度大于规定速度时，则受到外轨弹力与重力和支持力的合力一起提供向心力，使火车继续做圆周运动，所以火车将挤压外轨，故D错误。故选C。4.2021年6月7日，搭载神舟十二号载人飞船运载火箭，在酒泉卫星发射中心点火发射。神舟十二号飞船入轨后，成功与天和核心舱对接，3名航天员顺利进入天和核心舱，标志着中国人首次进入自己的空间站。如图为飞船运动过程的简化示意图。飞船先进入圆轨道1做匀速圆周运动，再经椭圆轨道2，最终进入圆轨道3完成对接任务。轨道2分别与轨道1、轨道3相切于A点、B点。则飞船（　　）A.在轨道1的运行周期大于在轨道3的运行周期B.在轨道2运动过程中，经过A点时的速率比B点大C.在轨道2运动过程中，经过A点时的加速度比B点小D.从轨道2进入轨道3时需要在B点处减速【4题答案】【答案】B【解析】【详解】A．根据可得由上式可知飞船在轨道1的运行周期小于在轨道3的运行周期，故A错误；B．根据开普勒第二定律可知，飞船在轨道2运动过程中，经过A点时的速率比B点大，故B正确；C．根据 可知飞船在轨道2运动过程中，经过A点时的加速度比B点大，故C错误；D．飞船从轨道2进入轨道3时需要在B点处加速，故D错误。故选B。5.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，称为双星系统。设某双星系统A、B绕其连线上的某点O做匀速圆周运动，如图所示，，则（　　）A.星球A受到的引力一定大于星球B受到的引力B.星球A的向心加速度一定小于星球B的向心加速度C.星球A的角速度一定大于星球B的角速度D.星球A的质量一定小于星球B的质量【5题答案】【答案】D【解析】【详解】A．星球A受到的引力与星球B受到的引力是作用力与反作用力，大小相等，故A错误；BCD．双星系统中两颗星的周期相等，角速度相等，根据万有引力提供向心力可得因为所以由于向心加速度，星球A的轨道半径较大，因此星球A的向心加速度较大，故BC错误，D正确。故选D。二、多选题（共3题，每题6分，选对一半得3分，选错不得分，共18分）6.如图所示，内壁光滑竖直圆桶，绕中心轴做匀速圆周运动，一物块用细绳系着，绳的另一端系于圆桶上表面圆心，且物块贴着圆桶内表面随圆桶一起转动，则（　　） A.绳的张力可能为零B.桶对物块的弹力有可能为零C.随着转动的角速度增大，绳的张力一定增大D.随着转动的角速度增大，绳的张力一定保持不变【6题答案】【答案】BD【解析】【详解】ACD．设细绳与竖直方向夹角为θ，因筒的内壁光滑，则则绳的张力不可能为零，且随着转动的角速度增大，绳的张力一定保持不变，选项D正确，AC错误；B．水平方向当满足时，桶对物块的弹力为零，选项B正确。故选BD。7.如图所示，三个质量均为的小木块、和（可视为质点）放在水平圆盘上，与竖直转轴的距离为，、与竖直转轴的距离均为。圆盘各处的粗糙程度相同。若圆盘从静止开始绕竖直转轴缓慢地加速转动，下列说法正确的是（　　）A.最先开始滑动 B.和一定同时开始滑动C.、和一定同时开始滑动D.、和滑动之前的任一时刻，的向心加速度最小【7题答案】【答案】BD【解析】【分析】【详解】ABC．三个木块的最大静摩擦力相等，三个木块随转盘一起转动，未发生滑动之前角速度相等，静摩擦力提供向心力，由公式知所需的向心力可得b木块和c木块所需的向心力大小相等，且大于a木块所需的向心力，故b木块和c木块先达到最大静摩擦，所以b和c会同时先开始滑动，故B正确，AC错误；D．由公式可知、和滑动之前的任一时刻，的向心加速度最小，故D正确。故选BD。8.2020年7月23日，我国成功发射了“天问一号”火星探测器。假设探测器着陆火星后测得火星赤道表面上质量为m的物块受到的火星引力为F，已知火星的半径为R，自转角速度为ω，万有引力常量为G，则火星（　　）A.质量为B.赤道表面的重力加速度为C.第一宇宙速度为RωD.同步卫星的高度为【8题答案】【答案】AD【解析】 【详解】A．根据可得A正确；B．星球表面赤道处有解得B错误；C．由于ω是星球的自转角速度，所以Rω表示卫星赤道表面物体的线速度，不是火星的第一宇宙速度，根据可得，火星的第一宇宙速度为故C错误；D．同步卫星的周期与星球自转周期相同，故有解得D正确。故选AD。第II卷（非选择题）三、实验题（共2题，每空3分，共18分）9.用如图所示的装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系。两个变速塔轮通过皮带连接，转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的钢球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对钢球的压力提供向心力，钢球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个钢球所受向心力的比值。如图所示是探究过程中某次实验时装置的状态。 （1）在研究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系时我们主要用到了物理学中______的方法；A．理想实验法B．等效替代法C．控制变量法D．演绎法（2）在探究向心力的大小与质量关系时，要保持不变的是______（填选项前的字母）。A．和B．和C．和D．和（3）图中所示是在探究向心力的大小与______（填选项前的字母）。A．质量的关系B．半径的关系C．角速度的关系（4）若图中标尺上红白相间等分格显示出两个小球所受向心力之比为，则与皮带连接的两个变速塔轮的半径之比为______（填选项前的字母）。A．B．C．D．【9题答案】【答案】①.C②.A③.C④.B【解析】【详解】（1）[1]在研究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系时我们主要用到了物理学中的控制变量法，故选C；（2）[2]根据F=mω2r可知，在探究向心力的大小与质量关系时，要保持不变的是和，故选A；（3）[3]根据F=mω2r可知，图中所示，若两个钢球质量和运动半径相等，则是在研究向心力的大小F与角速度ω的关系，故选C；（4）[4]若两个钢球质量m和运动半径r相等，图中标尺上黑白相间的等分格显示出钢球1和钢球2所受向心力的比值为1:9，可知两轮的角速度之比为1:3，根据v=ωR可知，因为变速轮塔1和变速轮塔2是皮带传动，边缘线速度相等，则与皮带连接的变速轮塔1和变速轮塔2的半径之比为3:1，故选B。10.宇航员在某星球表面以大小为2.0m/s的初速度水平抛出一物体，并记录下物体的运动轨迹，如图所示，O点为抛出点。若该星球半径为4000km，万有引力常量G＝6.67×10－11N·m2·kg－2，则该星球表面的重力加速度为___________，该星球的第一宇宙速度为____________。 【10题答案】【答案】①.4.0m/s2②.4.0km/s【解析】【详解】[1]由平抛运动的分位移公式，有，联立解得[2]由公式得四、解答题（共2题，共34分）11.天宫二号在距地面h高度处绕地球做匀速圆周运动。2016年10月19日，神舟十一号飞船发射成功，与天宫二号空间站圆满完成自动交会对接。已知地球质量为M，半径为R，引力常量为G。（1）求天宫二号在轨运行线速度v的大小；（2）求天宫二号在轨运行周期T。【11题答案】【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）设天宫二号质量为m，轨道半径为根据万有引力定律和牛顿第二定律，万有引力提供向心力解得 （2）根据周期公式解得12.如图所示，AB是在竖直平面内的圆弧轨道，半径为，在B点轨道的切线是水平的。在圆弧轨道的下面有一半径为R的水平圆盘，绕垂直于盘面的中心轴BO2匀速转动，C点为轮盘边缘上一点。一可视为质点且质量为的小球从圆弧轨道上某处下滑，达到B点时速度为，此时速度方向恰与O2C平行，且C点与B球的位置关系如图所示，重力加速度为。求：（1）小球到达点时对圆弧轨道的压力大小；（2）要使小球刚好落在圆盘边缘，BO2间的距离h；（3）要使小球刚好落在C点，圆盘转动的转速n。【12题答案】【答案】（1）；（2）；（3），、、【解析】【详解】（1）由向心加速度公式有根据牛顿第二定律可得 可得由牛顿第三定律（2）球从点起做平抛运动，设飞行时间为，水平方向有竖直方向有由以上两式（3）由得圆板转动的周期球刚好落在点应满足的条件是由以上三式可得，、、