高一下学期期中考试物理试卷（附含答案解析）学校:___________班级：___________姓名：___________考号：___________一、单选题（本大题共9小题，共36.0分）1. 下列有关做匀速圆周运动的物体(质量不变)的描述正确的是( )A. 物体处于平衡状态B. 物体的动能一定不变C. 物体的向心加速度不变D. 物体的向心力不一定等于合外力2. 下列说法正确的是( )A. 由功率的定义式P=W可知，功率P与功W成正比，与做功时间t成反比tB. 英国物理学家卡文迪许应用“放大法”的方法较精确的测出了引力常量C. 丹麦天文学家第谷坚持对天体进行系统观测20余年，获得了大量的精确资料，并发现了行星运动定律D. 开普勒提出了万有引力定律，并测出了引力常量3. 如图所示，乘坐游乐园的翻滚过山车时，质量为m的人随车在竖直平面内旋转，重力加速度为g，下列说法正确的是( )A. 车在最高点时人处于倒坐状态，全靠保险带拉住，没有保险带，人就会掉下来B. 人在最高点时对座位不可能产生大小为mg的压力C. 人在最低点时对座位的压力等于mgD. 人在最低点时对座位的压力大于mg4. 一根轻质细绳一端缠绕在一半径为r的圆盘边缘，另一端和一放在水平面上的物体相连，如图所示，圆盘在电动机的带动下以角速度ω逆时针匀速转动，此过程中物体沿水平面向左移动，则在绳子变为竖直之前( )A. 物体沿水平面加速运动，速度始终小于ωrB. 物体沿水平面加速运动，速度始终大于ωrC. 物体沿水平面减速运动，速度始终小于ωrD. 物体沿水平面减速运动，速度始终大于ωr5. 如图所示，固定的光滑竖直杆上套着一个滑块，用轻绳系着滑块绕过光滑的定滑轮，以大小恒定的拉力F拉绳，使滑块从A点起由静止开始上升。
若从A点上升至B点和从B点上升至C点的过程中拉力F做的功分别为W1和W2，图中AB=BC，则( )A. W 1>W 2B. W 1<W 2C. W 1=W 2D. 无法确定W 1和W 2的大小关系6. 如图所示，分别用力F1、F2和F3将质量为m的物体沿同一固定粗糙斜面以v1、v2、v3的速度从斜面底端匀速拉到斜面的顶端，其中F1沿斜面向上，F2沿水平方向，F3与斜面有一定的夹角θ，其中v3<v1<v2三个力的功率分别为P1、P2、P3，则( )A. P1=P2=P3B. P1>P2=P3C. P3>P2>P1D. P2>P1>P37. 发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3。
轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点(如图所示)。
则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是( )A. 卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率B. 卫星在轨道3上经过P点时的速率小于它在轨道2上经过P点时的速率C. 卫星在轨道1上运行时的周期大于它在轨道2上运行时的周期D. 卫星在轨道2上经过P点时的加速度大小等于它在轨道3上经过P点时的加速度大小8. 如图所示，在同一轨道平面上的几个人造地球卫星A、B、C绕地球做匀速圆周运动，某一时刻它们恰好在同一直线上，下列说法正确的是( )A. 根据v=√ gr可知，运行速度满足v A>v B>v CB. 运转角速度满足ωA>ωB>ωCC. 向心加速度满足a A<a B<a CD. 运动一周后，A最先回到图示位置9. 如图所示，一个质量为m的圆环套在一根固定的水平直杆上，杆足够长，环与杆的动摩擦因数为μ。
现给环一个向右的初速度v0，如果在运动过程中还受到一个方向始终竖直向上的力F，F=kv(k为常数，v为环的速率)，则环在整个运动过程中克服摩擦力所做的功不可能为( )A. 0B. 12mv02 C. 12mv02+m3g22k2D. 12mv02−m3g22k2二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）10. 如图所示，两个34圆弧轨道固定在水平地面上，半径R相同，A轨道由金属凹槽制成，B轨道由金属圆管制成，均可视为光滑轨道。
在两轨道右侧的正上方分别将金属小球A和B由静止释放，小球距离地面的高度分别用ℎA和ℎB表示，则下列说法正确的( )A. 若ℎA=ℎB≥2R，则两小球都能沿轨道运动到最高点B. 若ℎA=ℎB=32R，两个小球沿轨道上升的最大高度均为32RC. 适当调整ℎB可使B小球从轨道最高点飞出后，恰好落在轨道右端口D. 若使小球沿轨道运动并且从最高点飞出，A小球的最小高度为52R，B小球在ℎB>2R的任何高度均可11. 如图所示，细轻杆的一端与小球相连，可绕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，a、b分别表示轨道的最低点和最高点，则小球在这两点对杆的作用力大小之差可能为( )A. 3mgB. 4mgC. 6mgD. 7mg12. 我国发射的“嫦娥五号”卫星在距月球表面高度为ℎ的轨道上做匀速圆周运动，其运行的周期为T；通过调节速度可以实现变换运行轨道最终使卫星在月球上软着陆，若以R表示月球的半径，忽略月球自转及地球对卫星的影响，则( )A. “嫦娥五号”绕月运行时的向心加速度大小为4π2RT2B. 月球的第一宇宙速度大小为RTC. “嫦娥五号”从较高轨道到较低轨道需点火加速D. 物体在月球表面自由下落的加速度大小为4π2(R+ℎ)3T2R213. 如图所示，倾角为37°的传送带以4m/s的速度沿逆时针方向传动。
已知传送带的上、下两端间的距离为L=7m。
现将一质量m=0.4kg的小木块放到传送带的顶端，使它从静止开始沿传送带下滑，已知木块与传送带间的动摩擦因数为μ=0.25，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取g=10m/s2。
则( )A. 木块在传送带上一直以8m/s2的加速度匀加速直线运动直到从下端离开传送带B. 木块在传送带上运动的时间是1.5sC. 木块从顶端滑到底端的过程传送带对木块做的功是−5.6JD. 木块从顶端滑到底端产生的热量是2.4J三、实验题（本大题共2小题，共18.0分）14. 用如图所示装置研究合外力做功与物体动能变化关系，现有如下器材∶打点计时器、学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、细砂、垫块。
要完成该项实验，则：(1)除上述器材外，还需要的实验器材有______、______。
(2)当滑块连接上纸带，不挂砂桶滑块处于静止状态。
为了把挂上小砂桶后绳中拉力当成滑块所受的合外力，这时应做的步骤是：______。
(3)实验测得滑块质量为0.1kg ，所受拉力为0.1N ，打点计时器打出纸带如下图所示，相邻计数点间时间间隔为0.1s ，则从O 到B 过程中拉力对滑块做功为______J ，滑块动能增量为______Ｊ。
(保留3位有效数字)15. 某同学用如图a 所示装置探究向心力与角速度和运动半径的关系。
装置中竖直转轴固定在电动机的转轴上(未画出)，光滑的水平直杆固定在竖直转轴上，能随竖直转轴一起转动。
水平直杆的左端套上滑块P ，用细线将滑块P 与固定在竖直转轴上的力传感器连接，细线处于水平伸直状态，当滑块随水平直杆一起匀速转动时，细线拉力的大小可以通过力传感器测得。
水平直杆的右端最边缘安装了宽度为d 的挡光条，挡光条到竖直转轴的距离为D ，光电门可以测出挡光条经过光电门所用的时间(挡光时间)。
滑块P 与竖直转轴间的距离可调。
(1)若某次实验中测得挡光条的挡光时间为t 0，则电动机的角速度为_______。
(2)若保持滑块P 到竖直转轴中心的距离为L 不变，仅多次改变竖直转轴转动的快慢，测得多组力传感器的示数F 和挡光时间Δt 。
画出F −(1Δt )2图像，如图b 所示。
实验中，测得图线的斜率为k ，则滑块的质量为_______。
(3)若保持竖直转轴转速不变，调节滑块P 到竖直转轴中心的距离r ，测得多组力F 和r 的数据，以F 为纵轴，以_______(填“r ”“1r ”或“(1r)2”)为横轴，将所测量的数据描绘在坐标系中，可以更直观地反映向心力大小与圆周运动半径r 之间的关系。
现测得挡光条的挡光时间为t 1，则图线的斜率应为_______。
四、计算题（本大题共3小题，共30.0分）16. 已知某星球半径为R，若宇航员随登陆舱登陆该星球后，在此星球表面某处以速度v0竖直向上抛出一个小球，小球能上升的最大高度为H，则(忽略星球自转的影响)。
(1)此星球表面的重力加速度(2)试根据以上条件推导第一宇宙速度v1的表达式；(3)若在登陆前，宇宙飞船绕该星球做匀速圆周运动，运行轨道距离星球表面高度为ℎ，求飞船的运行角速度的大小。
17. 汽车发动机的额定功率为30kW，质量为1000kg，当汽车在水平路面上行驶时受到阻力为1000N，求：(1)汽车在路面上能达到的最大速度大小；(2)若汽车以额定功率启动，当汽车速度为10m/s时的加速度大小；(3)若汽车从2m/s开始保持2m/s2的加速度做匀加速直线运动，达到额定输出功率后，汽车保持功率不变又加速行驶了20s，直到获得最大速度后才匀速行驶。
求汽车从2m/s到获得最大行驶速度所通过的距离。
18. 质量为m的小球由长为L的细线系住，细线的另一端固定在A点，AB是过A的竖直线，且AB=L，E为AB的中点，过E作水平线EF，在EF上某一位置钉一小钉D，如图所示。
现将小球悬线拉至水平，然后由静止释放，不计线与钉碰撞时的机械能损失。
已知重力加速度为g，求：(1)若钉子在E点位置，则小球经过B点碰到钉子前后瞬间，绳子的拉力大小；(2)若小球恰能绕钉子在竖直平面内做圆周运动，求钉子D的位置离E点的距离x；(3)保持小钉D的位置不变，让小球从图示的P点静止释放，当小球运动到最低点时，若细线刚好达到最大张力而断开，最后小球运动的轨迹经过B点。
试求细线能承受的最大张力的大小和释放点P对应的∠MAP的正弦。
答案和解析1.【答案】B【解析】ACD.做匀速圆周运动的物体，合外力指向圆心，大小等于向心力大小，向心加速度大小不变，方向指向圆心，故物体不处于平衡状态，故ACD错误；B.做匀速圆周运动的物体，速度大小不变，故物体的动能一定不变，故B正确。
故选B。
2.【答案】B【解析】A.功率P=W是用比值法定义的物理量，不能说功率P与功W成正比，与做功时间t成反t比，A错误；B.英国物理学家卡文迪许应用“放大法”的方法较精确的测出了引力常量，B正确；C.开普勒发现了行星运动规律，C错误；D.牛顿提出了万有引力定律，卡文迪许测出了引力常量，D错误。
故选B。
3.【答案】D【解析】【分析】本题是实际问题，考查运用物理知识分析实际问题的能力，关键根据牛顿运动定律分析处理圆周运动动力学问题．竖直平面内的圆周运动分为两类，一种是在最高点时有支撑物的情况，此时物体只要速度不为0，就能通过最高点，第二种是物体通过最高点时没有支撑物，此时要求物体的速度必须满足v≥√ gR，物体才能通过最高点。