2020-2021学年河南省南阳市高一下学期期中考试物理试题

河南省南阳市2020-2021学年高一下学期期中考试
一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分。

在每小题给出的四个选项中，1－8题只有一个选项正确，9－12题有多个选项正确。

全部选对得4分，选对但不全的得2分，选错或不答的得0分)
1.关于曲线运动，下列说法中正确的是
A.速度发生变化的运动是曲线运动
B.做曲线运动的物体加速度方向不断变化
C.做曲线运动的物体速度大小不断变化
D.做曲线运动的物体加速度可能不变
2.我国计划于2021年开展火星上软着陆。

已知地球绕太阳运行的轨道半径比火星绕太阳运行的轨道半径小，则
A.在相等的时间内，地球与太阳的连线扫过的面积等于火星与太阳的连线扫过的面积
B.地球绕太阳运行的周期比火星绕太阳运行的周期大
C.地球绕太阳运行的角速度比火星绕太阳运行的角速度大
D.地球绕太阳运行的线速度比火星绕太阳运行的线速度小
3.行星绕恒星做圆周运动的半径的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等。

这个比值的大小
A.与恒星质量成正比
B.与行星质量成正比
C.与恒星质量成反比
D.与行星质量成反比
4.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，称之为双星系统。

如图所示，设某双星系统A、B绕其连线上的某固定点O做匀速圆周运动，测得两恒星球心之间的距离为L，运动周期为T，已知万有引力常量为G。

若AO>OB，则
A.A的角速度大于B的角速度
B.A所受向心力大于B所受向心力
C.A的质量大于B的质量
D.A的向心加速度大于B的向心加速度
5.如图所示，在某次乒乓球比赛中，有两次发球时球落台后恰好在同一高度水平越过球网，过网时的速度方向均垂直于球网。

把两次落台的乒乓球看成完全相同的球1和球2，不计乒乓球的旋转和空气阻力，在乒乓球起跳后到最高点的过程中，下列说法正确的是
A.球1起跳的速度小于球2起跳的速度
B.球1的速度变化率等于球2的速度变化率
C.球1的飞行时间大于球2的飞行时间
D.过网时球1的速度小于球2的速度
6.如图所示，A、B、C三个物体放在水平圆盘上，它们与圆盘之间的动摩擦因数均为µ。

A 的质量为2m，B、C质量均为m，A、B离轴心距离为R，C离轴心2R。

当圆盘旋转时(设A、B、C都没有滑动)
A.A的向心加速度最大
B.B受到的静摩擦力最大
C.
2g R
μ
ω=是A开始相对于圆盘滑动的临界角速度
D.当圆台转速增加到一定程度时，A和B同时开始相对于圆盘滑动
7.雨天在野外骑车时，在自行车的后轮胎.上常会粘附一些泥土。

如果将自行车后轮撑起，使后轮离开地面，然后匀速摇动脚踏板，使后轮快速转动，泥土就会被甩下来。

如图所示，a、b、c、d为后轮轮胎边缘上的四个特殊位置，则
A.泥土在a、c位置的向心加速度大于b、d位置的向心加速度
B.泥土在b、d位置时最容易被甩下来
C.泥土在c位置时最容易被甩下来
D.泥土在a位置时最容易被甩下来
8.如图所示，质量为m的小球固定在长为L的细杆一端，绕细杆的另一端O点在竖直面内
做圆周运动，小球转到最高点A 时，线速度大小为2
gL
，则此时小球对细杆的作用力方向和大小分别为
A.向下，
2mg B.向上，2
mg C.向上，32mg D.向下，32mg
9.一个小孩拉着的氢气球突然被风吹走了。

设风速是水平的，气球被吹走后在水平方向做匀速直线运动，在竖直向上的方向做初速度为零的匀加速直线运动。

则气球被吹走后 A.做曲线运动 B.运动轨迹是抛物线 C.做直线运动 D.做匀加速直线运动 10.如图所示，小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，内侧壁半径为R ，小球半径为r ，r 略小于管道内径，不计管壁厚度。

则
A.小球通过最高点时的最小速度v min =()g R r +
B.小球通过最高点时的最小速度v min =0
C.小球在水平直径ab 以下的管道中运动时，内侧管壁对小球无作用力
D.小球在水平直径ab 以上的管道中运动时，外侧管壁对小球有作用力
11.发射地球同步卫星要经过三个阶段：先将卫星发射至近地圆轨道1，然后使其沿椭圆轨道2运行，最后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。

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1上经过Q 点时的速度小于它在轨道2上经过Q 点时的速度
B.卫星在轨道3上经过P 点时的速度大于它在轨道2上经过P 点时的速度
C.卫星在轨道1上经过Q点时的加速度小于它在轨道2上经过Q点时的加速度
D.卫星在轨道3上经过P点时的加速度大于它在轨道2上经过P点时的加速度
12.已知地球表面的重力加速度为g，地球的半径为R，万有引力常量为G，地球同步通讯卫星的轨道离地面的高度为h，则
A.地球的质量为gR
G
B.地球的第一宇宙速度为
R
g
C.地球自转的周期为
3
2
R
GM
π D.地球的自转的角速度为
3
()
GM
R h
+
二、填空题(本题2小题，共15分。

请将答案填在答题卷.上对应位置)
13.(6分)如图所示，为“用向心力演示器探究向心力公式”的实验装置俯视图。

图中A、B槽分别与a、b两轮同轴固定，a、b两轮半径相同，在皮带的传动下匀速转动。

(1)两槽转动的角速度ωAωB。

(选填“>”“=”或“<”)
(2)①球和②球的质量比为m1：m2=2：1，①球放在A槽的边缘，②球放在B槽的边缘，它们到各自转轴的距离之比为2：1。

则①球、②球的线速度之比为；受到的向心力之比为。

14.(9分)如图所示，在用斜槽轨道做“研究平抛物体运动”的实验中：
(1)实验中斜槽末端的切线必须是水平的，这样做的目的是；
A.保证小球飞出时，速度既不太大，也不太小
B.保证小球运动的轨迹是一条抛物线
C.保证小球在空中运动时的加速度为g
D.保证小球飞出时，速度沿水平方向
(2)某同学在做“研究平抛运动”的实验中，忘了记下小球做平抛运动的起点位置O。

A为物体运动一段时间后的位置，他以A为坐标原点建立直角坐标系xAy，描绘得到平抛运动的部分轨迹，如图所示。

重力加速度g取10m/s2，由此图像求出物体做平抛运动的初速度大小为m/s，B点的速度大小为m/s(结果均保留2位有效数字)。

三、计算题(本题共4小题，共47分。

解答要有必要文字说明和方程式，只写出最后答案的不能得分)
15.(10分)如图所示，一辆质量为400kg的汽车通过一座半径为40m的圆弧形拱桥顶部。

已知g=10m/s2，求：
(1)汽车以6m/s的速度经过拱桥的顶部时拱桥对汽车支持力的大小；
(2)汽车以多大的速度经过拱桥的顶部时对拱桥的压力恰好为零？
16.(10分)某物体做平抛运动，落在水平地面前的最后一段时间△t=0.3s内，其速度方向与水平方向的夹角由α=45°变为β=53°，g=10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6。

求：
(1)物体被拋出时的速度大小v0；
(2)物体被抛出时离地的高度h。

17.(12分)一宇航员在半径为R、密度均匀的某星球表面，做如下实验：如图所示，在不可伸长的长度为l的轻绳一端系一质量为m的小球，另一端固定在O点，当小球绕O点在竖直面内做圆周运动通过最高点速度为v0，绳的弹力为零。

不计小球的尺寸，已知引力常量
为G ，求：
(1)该行星表面的重力加速度； (2)该行星的第一宇宙速度； (3)该行星的平均密度。

18.(15分)如图所示，长度为L 的细绳上端固定在天花板上O 点，下端拴着质量为m 的小球。

当把细绳拉直时，细绳与竖直线的夹角为θ=60°，此时小球静止于光滑的水平面上。

不计小球的尺寸，求：
(1)当小球以多大的角速度做圆周运动时，小球在桌面上运动但对桌面无压力？ (2)当小球以角速度ω1=
2g
L
做圆周运动时，细绳的张力为多大？ (3)当小球以角速度ω2=3g
L
做圆周运动时，细绳的张力是多大？
——★ 参*考*答*案 ★——
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 D
C
A
D
B
D
C
A
AB
BC
AB
AD
13. (6分) (1) = (2分) (2) 2:1 (2分) 4:1 (2分) 14. (9分) (1) D (3分) (2)2.0 (3分) (3)2.8(3分) 15. (10分)
(1)汽车通过拱桥顶部时，2
v mg F m R
-=支， (3分)
解得N 3640
=支F 。

(2分) (2)压力为零时，2
v mg m R
=，(3分)
解得s /m 20=v 。

(2分) 16. (10分)
(1) 物体做平抛运动，根据题意得 v ⊥=gt ，(1分)
tan gt
v α=
， (1分) v ⊥′=g (t +Δt )，(1分)
()
tan g t t v β+∆=
， (1分) 解得，m/s 90=v （1分） t = 0.9s 。

（1分）
(2)物体被抛出时离地的高度为21
()2
h g t t =+∆ ，(2分) 解得h =7.2m 。

(2分) 17. (12分)
(1)小球通过最高点时 2
0v mg m l
=，(2分)
解得2
0v g l
=。

(1分)
(2)对在行星表面附近做匀速圆周运动的质量为m 的卫星，有2
v mg m R
=，(2分)
解得第一宇宙速度为20v R v l
=。

(2分)
(3)对行星表面质量为m 0的物体，有g m R Mm G
02
0=，(1分)
解得行星质量22
0R v M Gl
=，(1分)
故行星的密度V
M
=
ρ，(1分) 33
4
R V π=，(1分)
解得GlR
v πρ432
0=。

(1分)
18.(15分)
(1)设小球对桌面恰好无压力时角速度为ω0，有
T 0sinθ＝θsin ω2
0L m ，(2分)
T 0cosθ＝mg ，(2分) 解得ω0＝
L
g
2。

(1分) (2)由于ω1<ω0，
小球在水平面桌面上做匀速圆周运动，有T 1sinθ＝m ω12L sinθ，(3分) 解得T 1 ＝mg 2
1。

(2分)
(3)由于ω2>ω0，小球离开桌面做匀速圆周运动，
设绳子与竖直方向的夹角为α，有mg tanα＝m ω22L sinα，(2分)
αcos 2
=T mg
，(2分) 解得T 2 ＝3mg 。

(1分)。