1、1万州二中高 2021 级高一下期中期考试物理试题一、选择题（共 10 个小题，每小题 4 分，共 40 分（1-6 题为单项选择题，7-10 题为多项选择题，多选题选错得 0 分，选对但不全得 2 分）1.在足球场上罚任意球时，运动员踢出的足球，在行进中绕过“人墙”转弯进入了球门，守门员“望球莫及” ，轨迹如图所示。关于足球在这一飞行过程中的受力方向和速度方向，下列说法中正确的是( )A合外力的方向与速度方向在一条直线上B合外力的方向沿轨迹切线方向，速度方向指向轨迹内侧C合外力方向指向轨迹内侧，速度方向沿轨迹切线方向D合外力方向指向轨迹外侧，速度方向沿轨迹切线方向2.关于平抛运动的叙述，下列
2、说法不正确的是( )A平抛运动是一种在恒力作用下的曲线运动B平抛运动的速度方向与恒力方向的夹角保持不变C平抛运动的速度大小是时刻变化的D平抛运动的速度方向与加速度方向的夹角一定越来越小3.如图所示，轻质且不可伸长的细绳一端系一质量为 m 的小球，另一端固定在天花板上的O 点。则小球在竖直平面内摆动的过程中，以下说法正确的是( )A小球在摆动过程中受到的外力的合力即为向心力B在最高点 A、 B，因小球的速度为零，所以小球受到的合力为零C小球在最低点 C 所受的合力，即为向心力D小球在摆动过程中绳子的拉力使其速率发生变化4.如图所示，轻杆长为 L，一端固定在水平轴上的 O 点，另一端系一个小球(可
3、视为质点)。小球以 O 为圆心在竖直平面内做圆周运动，且能通过最高点， g 为重力加速度。下列说法正确的是( )A小球通过最高点时速度可能小于 gLB小球通过最高点时所受轻杆的作用力不可能为零C小球通过最高点时所受轻杆的作用力随小球速度的增大而增大D小球通过最高点时所受轻杆的作用力随小球速度的增大而减小5.为了探测引力波， “天琴计划”预计发射地球卫星 P，其轨道半径约为地球半径的 16 倍；2另一地球卫星 Q 的轨道半径约为地球半径的 4 倍。 P 与 Q 的周期之比约为( )A21 B41C81 D1616.如图所示，水平路面出现了一个大坑，其竖直截面为半圆， AB 为沿水平方向的直径。一
4、辆行驶的汽车发现情况后紧急刹车安全停下，但两颗石子分别以速度 v1、 v2从 A 点沿 AB 方向水平飞出，分别落于 C、 D 两点， C、 D 两点距水平路面距离分别为圆半径的 0.6 倍和 1 倍。则v1 v2的值为( )A. B.335C. D.3155 3357(多选)关于曲线运动的性质，以下说法正确的是( )A曲线运动一定是变速运动B曲线运动一定是变加速运动C变速运动不一定是曲线运动D运动物体的速度大小、加速度大小都不变的运动一定是直线运动8. (多选)如图为甲、乙两球做匀速圆周运动时向心加速度随半径变化的关系图线，甲图线为双曲线的一支，乙图线为直线。由图像可以知道( )A甲球运动时
5、，线速度的大小保持不变B甲球运动时，角速度的大小保持不变C乙球运动时，线速度的大小保持不变D乙球运动时，角速度的大小保持不变9. (多选)1789 年英国物理学家卡文迪许测出引力常量 G，因此卡文迪许被人们称为“能称出地球质量的人” 。若已知引力常量为 G，地球表面处的重力加速度为 g，地球半径为 R，地球上一个昼夜的时间为 T1(地球自转周期)，一年的时间为 T2(地球公转周期)，地球中心到月球中心的距离为 L1，地球中心到太阳中心的距离为 L2。下列说法正确的是( )A地球的质量 m 地 gR2GB太阳的质量 m 太 4 2L23GT223C月球的质量 m 月 4 2L12GT12D由题中
6、数据可求月球的密度10.(多选)如图所示，一固定斜面倾角为 ，将小球 A 从斜面顶端以速率 v0水平向右抛出，小球击中了斜面上的 P 点；将小球 B 从空中某点以相同速率 v0水平向左抛出，小球恰好垂直斜面击中 Q 点。不计空气阻力，重力加速度为 g，下列说法正确的是( )A若小球 A 在击中 P 点时速度方向与水平方向所夹锐角为 ，则 tan 2tan B若小球 A 在击中 P 点时速度方向与水平方向所夹锐角为 ，则 tan 2tan C小球 A、 B 在空中运动的时间之比为 2tan2 1D小球 A、 B 在空中运动的时间之比为 tan2 1二、实验题（共 2 个小题，每空 3 分，共 1
7、5 分）11.（6 分）某研究性学习小组进行如下实验：如图所示，在一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水，水中放一个红蜡做成的小圆柱体 R将玻璃管的开口端用胶塞塞紧后竖直倒置且与 y 轴重合，在 R 从坐标原点以速度 v03 cm/s 匀速上浮的同时，玻璃管沿 x 轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动同学们测出某时刻 R 的坐标为(4,6)，此时 R 的速度大小为_cm/s R在上升过程中运动轨迹的示意图是_( R 视为质点)12.（9 分）在研究平抛运动的实验中，（1）如图所示，小球 A 沿轨道滑下，离开轨道末端（末端水平）时撞开接触开关 S，被电磁铁吸住的小球 B 同时自由下落，改变整个装置的高
8、度 H 做同样的实验，发现位于同一高度的 A、 B 两个小球总是同时落地，该实验现象说明了 A 球在离开轨道后 BAS H4A水平方向的分运动是匀速直线运动B水平方向的分运动是匀加速直线运动C竖直方向的分运动是自由落体运动D竖直方向的分运动是匀速直线运动（2）用一张印有小方格的纸记录小球在平抛运动中的轨迹，小方格的边长 L1.25cm，若小球在平抛运动途中的几个位置如图中a、 b、 c、 d 所示，则小球平抛的初速度为 v0 （用L、 g 表示） ，其值是 m/s。 （ g 取 9.8m/s2） （保留两位小数）三、计算题（共 4 小题，共 45 分）13 （8 分）如图所示，在绕竖直轴匀速转
9、动的水平圆盘盘面上，离轴心 r20 cm 处放置一小物块 A，其质量为 m2 kg， A 与盘面间相互作用的静摩擦力的最大值为其重力的 k 倍(k05)(1)当圆盘转动的角速度 2 rad/s 时，物块与圆盘间的摩擦力大小多大？方向如何？(2)欲使 A 与盘面间不发生相对滑动，则圆盘转动的最大角速度多大？(取 g10 m/s 2)14 （10 分）如图为一娱乐节目中的某个通关环节示意图，参赛选手从高台上以一定的速度水平跳出，落到水中的平台上才能进入下一通关环节。图中高台离平台水平面高 h 3.2 m。平台距离高台 l14.8 m，平台宽度为 l21.6 m(不计空气阻力，g10 m/s 2)。
10、则：abcd5(1)选手要落到平台上，水平跳出的速度至少为多少？(2)某质量为 50 kg 的选手因跳出的速度太大，刚好从平台的右侧边缘落入水中，求选手刚落水时的速度。15. （12 分）如图所示，内壁光滑的弯曲钢管固定在天花板上，一根结实的细绳穿过钢管，两端分别拴着一个小球 A 和 B。小球 A 和 B 的质量之比 。当小球 A 在水平面内做匀速圆周mAmB 12运动时，小球 A 到管口的细绳长为 l，此时小球 B 恰好处于平衡状态。钢管内径的粗细不计，重力加速度为 g。求：(1)拴着小球 A 的细绳与竖直方向的夹角 ；(2)小球 A 转动的周期。16. （15 分）用如图甲所示的水平斜面装
11、置研究平抛运动。一物块(可视为质点)置于粗糙水平面上的 O 点， O 点与斜面顶端 P 点的距离为 s。每次用水平拉力 F，将物块由 O 点从静止开始拉动，当物块运动到 P 点时撤去拉力 F。实验时获得物块在不同拉力作用下落在斜面上的不同水平射程，作出了如图乙所示的图像。若物块与水平面间的动摩擦因数为 0.5，斜面与水平地面之间的夹角 45， g 取 10 m/s2，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求 O、 P 间的距离s。(保留两位有效数字)6万州二中高 2021 级高一下期中期考试物理试题答案一、选择题（共 10 个小题，每小题 4 分，共 40 分（1-6 题为单项选择题，7-10 题为多
12、项选择题，多选题选错得 0 分，选对但不全得 2 分）1.解析：选 C 足球做曲线运动，则其速度方向为轨迹的切线方向，根据物体做曲线运动的条件可知，合外力的方向一定指向轨迹的内侧，故 C 正确。2.解析：选 B 做平抛运动的物体只受重力作用，故平抛运动是匀变速曲线运动，A 说法正确；平抛运动是曲线运动，速度的方向时刻变化，即与恒力方向的夹角时刻改变，B 说法错误；平抛运动是匀变速运动，速度大小时刻变化，C 说法正确；设水平初速度为 v0，速度方向与加速度方向(竖直方向)的夹角为 ，有 tan ，可知随着时间增加，夹角 变小，D 说法正确。v0gt本题选择说法不正确的，故 B 符合题意。3.解析
13、：选 C 小球摆动过程中，合力沿绳子方向的分力提供向心力，不是靠外力的合力提供向心力，故 A 错误。在最高点 A 和 B，小球的速度为零，向心力为零，但是小球所受的合力不为零，故 B 错误。小球在最低点受重力和拉力，两个力的合力竖直向上，合力等于向心力，故C 正确。小球在摆动的过程中，由于绳子的拉力与速度方向垂直，则拉力不做功，拉力不会使小球速率发生变化，故 D 错误。4.解析：选 A 小球在最高点时，杆对球可以表现为支持力，由牛顿第二定律得： mg F m，则得 v ，故 A 正确。当小球速度为 时，由重力提供向心力，杆的作用力为零，故 Bv2L gL gL错误。轻杆在最高点可以表现为拉力，
14、此时根据牛顿第二定律有 mg F m ，则知 v 越大， Fv2L越大，即随小球速度的增大，杆的拉力增大；小球通过最高点时杆对球的作用力也可以表现为支持力，当表现为支持力时，有 mg F m ，则知 v 越大， F 越小，即随小球速度的增大，杆v2L的支持力减小，故 C、D 错误。75.解析：选 C 根据开普勒第三定律 k，得两卫星周期之比为 r3T2 TPTQ (rPrQ)3 8，故 C 正确。(164)36.解析 设圆弧的半径为 R，依平抛运动规律得 x1 v1t1， x2 v2t2，联立得 。v1v2 x1t2x2t1 2R 0.2R t2Rt1 1.8t2t1时间由竖直方向做自由落体运
15、动来比较， y1 gt12， y2 gt22，12 12由两式相比得 ，其中 y1 R， y2 R，t1t2 y1y2 35则有 ，代入速度公式得 ，C 项正确。t1t2 35 v1v2 3155答案 C7解析：选 AC 曲线运动一定是变速运动，但不一定是变加速运动，A 正确，B 错误；变速运动不一定是曲线运动，如匀变速直线运动，C 正确；运动物体的速度大小、加速度大小都不变的运动不一定是直线运动，如匀速圆周运动，D 错误。8.解析：选 AD 题图的图线甲中 a 与 r 成反比，由 a 可知，甲球的线速度大小不变，v2r由 v r 可知，随 r 的增大，角速度逐渐减小，A 正确，B 错误；题图
16、的图线乙中 a 与 r 成正比，由 a 2r 可知，乙球运动的角速度大小不变，由 v r 可知，随 r 的增大，线速度大小增大，C 错误，D 正确。9. 解析 若不考虑地球自转，根据地球表面万有引力等于重力，有 G mg，则 m 地 m地 mR2，故 A 正确；根据太阳对地球的万有引力提供向心力，有 G m 地 L2，则 m 太 gR2G m太 m地L22 4 2T22，故 B 正确；由题中数据无法求出月球的质量，也无法求出月球的密度，故 C、D 错误。4 2L23GT22答案 AB10.解析 由题图可知，斜面的倾角 等于小球 A 落在斜面上时的位移与水平方向的夹角，由平抛运动的推论可知，ta
17、n 2tan ，选项 B 正确，A 错误；设小球 A 在空中运动的时间为 t1，小球 B 在空中运动的时间为 t2，则由平抛运动的规律可得 tan ，tan 12gt12v0t18，故 2tan 2 ，选项 C 正确，D 错误。v0gt2 t1t2答案 BC二、实验题（共 2 个小题，每空 3 分，共 15 分）11.解析 红蜡块有水平方向的加速度，所受合外力指向曲线的内侧，所以其运动轨迹应如 D 图所示，因为竖直方向匀速，由 y6 cm v0t 知 t2 s，水平方向 x t4 cm，所以 vx4 vx2cm/s，因此此时 R 的速度大小 v 5 cm/sv2x v20答案 5 D12.（1
18、）解析 A 球平抛的同时 B 球自由下落，且两球在同一高度上，又两球总是同时落地，这只能说明 A 球在抛出后竖直方向的分运动是自由落体运动，但并不能说明 A 球的水平分运动是匀速直线运动。正确选项为 C。答案 C（2）解析 由水平方向上 ab bc cd 可知，相邻两点的时间间隔相等，设为 T，竖直方向相邻两点间距之差相等， s L，则由 s aT2，即得 T 。时间 T 内，水平方向位移为 s2 L，所以 sa Lgv0 2 m/s0.70m/s。sT Lg 8.90125.答案 2 0.70Lg三、计算题（共 4 小题，共 45 分）13解析 (1)物块随圆盘一起绕轴转动，需要向心力，而竖
19、直方向物块受到的重力 mg、支持力FN不可能提供向心力，向心力只能来源于圆盘对物块的静摩擦力根据牛顿第二定律，物块受到的静摩擦力的大小 f F 向 m 2r16 N， （2 分）方向沿半径指向圆心 （2 分）(2)欲使物块与盘面不发生相对滑动，最大静摩擦力提供物块做圆周运动的向心力，求出来角速度就是最大角速度。所以 kmg mr ， （2 分）2max解得 max 5 rad/s （2 分）kgr答案 (1)16 N 方向沿半径指向圆心，(2)5 rad/s14解析 (1)选手要落到平台上，水平跳出的速度至少为 v0，下落时间为 t，9竖直方向 h gt2（1 分）12解得 t0.8 s（1
20、分）水平方向 l1 v0t （1 分）v06 m/s（1 分）(2)若选手刚好从平台的右侧边缘落入水中，设选手跳出的初速度为 v0，水平方向 l1 l2 v0 t（2 分）解得 v08 m/s（1 分）竖直方向 vy gt8 m/s（1 分）选手落水时速度 v 8 m/s。 （2 分）v0 2 v2y 215. 解析：(1)设细绳的拉力为 F，小球 B 处于平衡状态，有 F mBg（1 分）在竖直方向上，小球 A 处于平衡状态，有 Fcos mAg（2 分）解得 cos （1 分）mAmB 12所以拴着小球 A 的细绳与竖直方向的夹角 60。 （1 分）(2)对于小球 A，细绳拉力的水平分量提
21、供圆周运动的向心力，有 Fsin mA （2 分）v2rr lsin （1 分）解得小球 A 的线速度 v （1 分）32gl又 T （1 分）2 rv则小球 A 转动的周期 T 。 （2 分）2lg答案：(1)60 (2) 2lg16. 解析：根据牛顿第二定律，在 OP 段有 F mg ma， （2 分）又 2as vP2， （1 分）由平抛运动规律，物块的水平射程 x vPt， （2 分）物块的竖直位移 y gt2， （2 分）12由几何关系有 y xtan ， （2 分）10联立以上各式可以得到 x ， （1 分）2vP2tan g解得 F x mg 。 （2 分）mg4stan 由题图乙知 mg 5， （1 分）10， （1 分）mg4stan 代入数据解得 s0.25 m。 （1 分）答案：0.25 m
