山西省運城市新絳縣2021-2022學年高一下學期物理期中質(zhì)量監(jiān)測試卷（含答案）

山西省運城市新絳縣2021-2022學年高一下學期物理期中質(zhì)量監(jiān)測試卷姓名：__________班級：__________考號：__________題號一二三四總分評分一、單選題1．2022年3月24日15：40“天宮課堂”第二講在中國空間站開講，神舟十三號乘組航天員翟志剛、王亞平、葉光富將相互配合進行授課，航天員們在軌演示太空“冰雪”實驗、液橋?qū)嶒灐⑺头蛛x實驗、太空拋物實驗?？臻g站內(nèi)航天員王亞平將“冰墩墩”平拋出去，航天員們看到“冰墩墩”的運動軌跡是（）A．拋物線 B．直線 C．圓周 D．曲線2．2022年2月中國成功舉辦了第24屆冬季奧林匹克運動會（TheXXIVOlympicWinterGames），即2022年北京冬季奧運會，北京成為世界上第一個“雙奧之城”。速滑運動員在彎道拐彎時的圖片如圖，下列說法正確的是（）A．拐彎時運動員所受合力一定為0B．拐彎時運動員所受合力一定不為0C．拐彎時運動員的加速度方向和速度方向在同一直線上D．拐彎時冰面對運動員的支持力不垂直于冰面3．如圖所示是水流星表演示意圖，A、B是完全相同的水杯，兩水杯繞對稱中心做圓周運動，水杯里面盛有等質(zhì)量的水，水的質(zhì)量均為m，當A水杯在最高點，水杯里的水恰好沒流出，此時A水杯的速度為v，針對圖示位置，下列說法正確的是（）A．v的大小與繩子長度無關B．v的大小與水杯和水的總質(zhì)量有關C．B水杯里的水對杯子底部的壓力為2mgD．B水杯里的水對杯子底部的壓力為3mg4．2022年2月爆發(fā)了俄烏戰(zhàn)爭，沖突雙方都使用了大炮。假設炮筒與水平方向成30°角，炮彈從炮口射出時的速度大小為800m/s，本次發(fā)射沒有擊中空中目標，炮彈落到同一水平面上某點，忽略空氣阻力，重力加速度g取10m/sA．28km B．38km C．55km D．79km5．已知地球半徑R=6.4×10A．0.17N B．0.50N C．1.7N D．5.0N6．某生態(tài)公園的人造瀑布景觀如圖所示，水流從高處水平流出槽道，恰好落入步道邊的水池中?，F(xiàn)制作一個為實際尺寸164A．12 B．14 C．187．宇宙中存在質(zhì)量相等的四顆星組成的四星系統(tǒng)，這些系統(tǒng)一般離其他恒星較遠，通?？珊雎云渌求w對它們的引力作用；四顆星穩(wěn)定地分布正方形的四個頂點上運動，它們都繞正方形中心做圓周運動，如題圖所示，若每個星體的質(zhì)量均為m，引力常量為G，正方形的邊長為a，則每個星體所受萬有引力為（）A．2Gm2C．(2+1)8．如圖一汽車過拱形橋，汽車質(zhì)量為2×104kgA．5% B．8% C．10% D．15%.9．如圖所示為自行車的傳動裝置，圖中Ⅰ輪半徑為r1，Ⅱ輪半徑為r2，Ⅲ輪半徑為A．2πTr3 B．2πr1r10．如圖所示，小張同學為自己設計了一個投擲彈性小球的小游戲，他站在水平地面上將一個彈性小球水平拋出，拋出點A點距地面高度為1.8m，小張的右側(cè)有一豎直放置的擋板B，當小球打到右側(cè)擋板時水平方向小球等速彈回，豎直方向的速度不受影響，若小球能恰好落入水平地面的地洞C里，則該游戲成功。已知C點到A、B兩點的水平距離相等，重力加速度g取10m/sA．1.0m B．0.8m C．0.9m D．0.5m二、多選題11．有關萬有引力定律及其公式F=GA．牛頓給出了萬有引力計算公式但他卻無法算出兩個天體之間的萬有引力大小B．當兩個物體間距r趨近于0時，萬有引力F趨于無窮大C．萬有引力公式只適用于天體之間的相互作用力D．引力常量G的單位是N?12．環(huán)球飛車是在鐵籠里駕駛摩托車的雜技表演，題圖為兩個表演者在鐵籠里繞鐵籠做圓周運動，其工作原理可以簡化成題圖所示，假設題圖中A和B兩個質(zhì)點分別代表兩個表演者且均繞圖示虛線軌跡勻速圓周運動，忽略摩擦力，則以下說法正確的是（）A．兩個質(zhì)點的角速度大小關系ωB．兩個質(zhì)點的線速度大小關系vC．兩個質(zhì)點的向心加速度大小關系aD．兩個質(zhì)點的向心力大小關系F13．如圖所示，細繩一端固定在O點；另一端系一個小球，在O點的正下方頂一個釘子A，小球從一定高度擺下，細繩與釘子相碰前后瞬間小球的線速度分別為v1和v2，角速度分別為ω1和ω2，向心加速度分別為A．vB．ωC．a(chǎn)D．釘子的位置越靠近小球細繩越容易斷裂14．如圖所示，在一固定斜面的頂端分別以v和2v分兩次平拋同一小球，小球都落到斜面上，關于兩次平拋過程中，以下說法正確的是（）A．飛行時間之比1：2 B．水平位移之比為1：2C．豎直位移之比為1：2 D．合位移之比為1：415．如圖，矩形金屬框MNQP豎直放置，其中MN、PQ足夠長，且PQ桿光滑，一根輕彈簧一端固定在M點，另一端連接一個質(zhì)量為m的小球，小球穿過PQ桿，金屬框繞MN軸分別以角速度ω和ω'勻速轉(zhuǎn)動時，小球均相對PQ桿靜止，若ω'>ω，則與以ω??A．小球的高度一定降低B．彈簧彈力的大小一定不變C．小球?qū)U壓力的大小一定變大D．小球所受合外力的大小一定變大三、實驗題16．如圖所示是向心力演示儀示，用來探究向心力大小的表達式：勻速轉(zhuǎn)動手柄，可以使變速塔輪2和3以及長槽4和短槽5隨之勻速轉(zhuǎn)動，槽內(nèi)小球隨之做勻速圓周運動，使小球做勻速圓周運動的向心力由橫臂6的擋板對小球的壓力提供。球?qū)醢宓姆醋饔昧?，通過橫臂的杠桿作用使彈簧測力筒7下降，從而露出標尺8，根據(jù)標尺8上露出的紅白相間等分標記，可以粗略計算出兩個小球所受向心力的比值。（1）變速塔輪2和3用皮帶相連，它們邊緣處的相等（填“線速度”或“角速度”）（2）某次實驗時，使塔輪2和3的半徑比為3：2，把完全相同的小球放在左右兩邊，使它們的半徑為3：1，搖動手柄使它們緩慢轉(zhuǎn)動直至勻速轉(zhuǎn)動，此時，左右兩邊露出的紅白相間的等分標記的格數(shù)之比為；（3）本次實驗用到的科學方法主要是。17．某小組用圖1實驗裝置來描繪鋼球平拋的軌跡，M是斜槽，N是水平放置的可以上下調(diào)節(jié)的傾斜擋板N，實驗前先將一張白紙和復寫紙固定在裝置的背板上并保持背板豎直。⑴調(diào)整斜槽M使斜槽末端水平⑵使鋼球從斜槽某一位置滾下，鋼球落到擋板后擠壓擋板，在白紙上留下痕跡。通過多次實驗，在白紙上記錄鋼球所經(jīng)過的多個位置?；卮鹨韵聠栴}：①本實驗中，（選填“需要”或“不需要”）記住鋼球開始滾下時在斜槽上的位置；②小球滾下時，（選填“需要”或“不需要”）小球從靜止?jié)L下。③本次實驗中是否要求斜槽越光滑越好（選填“需要”或者“不需要”）④做完實驗后某同學以鋼球平拋初始位置為坐標原點建立坐標系畫出鋼球的軌跡如圖2，若已知重力加速度為g，測出A點的坐標為(x，y⑤做完實驗后另一同學沒有得到鋼球平拋初始位置，他畫出的軌跡圖的坐標原點不是平拋初始位置，如圖3所示，他測出了軌跡中兩點的坐標B(x1，y1四、解答題18．如圖所示，小河寬度d=200m，小船在靜水中速度為5m/s，水流速度為3m/s。小船自A點開始過河。（1）若小船以最短的位移過河求小船過河時間；（2）若小船船頭垂直岸邊向?qū)Π缎旭?，當小船達到小河中心線時水流速度變?yōu)?m/s，求過河時間以及小船達到對岸時的位置與A的水平距離。19．火車質(zhì)量很大，在拐彎時需要較大向心力，如果內(nèi)外軌一樣高，外軌對輪緣的彈力是向心力的主要來源，這樣很容易使鐵軌和車輪受損，還可能使列車側(cè)翻。在修筑鐵路時，要根據(jù)彎道半徑和規(guī)定的行駛速度，適當選擇內(nèi)外軌高度差Δh，使鐵軌平面與水平地面間有一個很小的θ角。我國鐵路的標準間距為L=1.435m，若在某拐彎處列車的設計時速為20m/s，拐彎半徑為4km，重力加速度g取10m/s2，按上述設計數(shù)據(jù)求Δh20．火星與地球有很多相似之處，其中火尾的自轉(zhuǎn)周期為24.62小時、火星具有類似地球的晝夜交替現(xiàn)象，這為未來人類移民火星生活提供了便利。月前中國“祝融號”火星車正在火星上進行科學探索。若“祝融號”在火星平原地帶距火星地面2.0m高處以10m/s的初速度平拋一個小球，已知火星的質(zhì)量為地球的0.1倍，半徑為地球的0.5倍，地球表面的重力加速度g大小取10m/s21．如圖所示，在豎直面內(nèi)有一輕桿上分別固定住兩個小球A和B，兩球的質(zhì)量分別為1kg和2kg，輕桿一端可繞固定轉(zhuǎn)軸O點轉(zhuǎn)動，當輕桿運動到圖示OB豎直位置時，小球A的速度為0.5m/s，已知OA長度和AB長度相等且都等于0.1m，重力加速度g取10m/s（1）求在圖示位置時輕桿對B的拉力；（2）求在圖示位置時，輕桿OA段的拉力。22．如圖所示，圓盤可以繞過圓心O的豎直軸線做圓周運動，完全相同的兩個小物塊A和B放在圓盤上，A和B之間用細線相連，OAB在同一直線上，OA=AB=0.25m，小物塊的質(zhì)量均為m=2.（1）當圓盤的轉(zhuǎn)速為多大時，細線剛好有力的作用；（2）當圓盤的轉(zhuǎn)速為多大時，A和B不再保持相對靜止。23．2022北京冬奧會，讓世界再次看見中國的“大國智慧”，其中國家跳臺滑雪中心“雪如意”更是驚艷世界，其形象如中國的如意，“雪如意”完美地向世人展現(xiàn)了奧林匹克精神和中國文化的高度融合?！把┤缫狻钡暮喕瘓D如題圖，現(xiàn)假定某運動員從滑雪道獲得一定速度后從跳臺起點水平飛出，最后運動員恰好落在K點，且AK之間距離為90m，設斜面傾角為30°，不計空氣阻力，g取10m/s（1）當運動員從跳臺起點出發(fā)經(jīng)1.5s時速度與水平方向夾角；（2）運動員距離AK的最遠距離。24．如圖所示，細繩一端連有小球A，另一端繞過定滑輪并穿過固定小圓環(huán)后與小球B相連，小球B做勻速圓周運動時，小球A保持靜止，圓周的半徑r=0.3m，兩個小球的質(zhì)量分別為mA=0.5kg，（1）求小球B的運動角速度。（2）若某時刻繩子突然斷裂，求小球B的落地點N到小圓環(huán)在水平面上投影O點距離。

答案解析部分1．【答案】B【解析】【解答】在空間站里各物體處于完全失重狀態(tài)，物體不做自由落體運動，宇航員把物體平拋后，物體將沿直線運動。故答案為：B。

【分析】在太空站里的物體處于完全失重，宇航員把物體平拋后物體做直線運動。2．【答案】B【解析】【解答】AB．運動員拐彎時做的是曲線運動，曲線運動的速度方向在時刻改變，物體一定有加速度，合外力一定不為0，A不符合題意，B符合題意；C．運動員拐彎時做的是曲線運動，加速度方向與速度方向一定不在同一直線上，C不符合題意；D．支持力方向垂直于接觸面，故拐彎時冰面對運動員的支持力垂直于冰面，D不符合題意；故答案為：B。

【分析】運動員做曲線運動其合力一定不等于0，其速度方向和加速度方向不在同一直線上；拐彎時支持力的方向垂直于冰面。3．【答案】C【解析】【解答】AB．由題意可知，A水杯在最高點恰好水沒有流出，重力剛好提供向心力，則有mg=m解得v=可知v的大小與繩子長度有關，與水杯和水的總質(zhì)量無關，AB不符合題意；CD．A、B兩水杯總是有相同大小的向心加速度，A水杯在最高點的向心加速度大小為g，則B水杯在最低點的向心加速度大小也為g，以B水杯里的水為對象，根據(jù)牛頓第二定律可得F?mg=ma=mg解得F=2mg根據(jù)牛頓第三定律可知，B水杯里的水對杯子底部的壓力為2mg，C符合題意，D不符合題意；故答案為：C。

【分析】利用重力提供向心力可以判別其速度的大小的影響因素；利用其牛頓第二定律可以求出B水杯的水對底部壓力的大小。4．【答案】C【解析】【解答】炮彈的速度分解為水平速度v炮彈的豎直速度v沿豎直方向做豎直上拋運動，運動的總時間t=水平射程x=故答案為：C。

【分析】對炮彈的速度進行分解，結合其豎直方向的速度公式可以求出運動的總時間，利用其水平方向的位移公式可以求出水平射程的大小。5．【答案】C【解析】【解答】根據(jù)向心力計算公式F把自轉(zhuǎn)周期T=24×3600s，R=6.4×1所以C符合題意。故答案為：C

【分析】利用向心力與周期的表達式可以求出向心力的大小。6．【答案】C【解析】【解答】由題意可知，水流出后做平拋運動的水平位移和豎直位移均變成原來的164，豎直方向做自由落體運動，則有解得t=可知時間變?yōu)閷嶋H的18，水平方向做勻速直線運動，則有由于水平位移變?yōu)閷嶋H的164，時間變?yōu)閷嶋H的18，可知水流速度應為實際的故答案為：C。

【分析】利用平拋運動的位移公式結合其位移的變化可以判別其水流速度的大小變化。7．【答案】D【解析】【解答】對于每一個星體受到三個力的作用，相鄰兩個星體的作用力的矢量合F對角線上星體對它的作用力F這兩個力在同一直線上，所以合力應該為F=故答案為：D。

【分析】利用其引力的表達式結合力的合成可以求出其每個星體受到的萬有引力的大小。8．【答案】C【解析】【解答】在最高點對汽車受力分析mg?解得F與重力之差占汽車自身重力的百分數(shù)為2×1故答案為：C。

【分析】利用最高點的牛頓第二定律可以求出其支持力的大??；結合重力的大小可以求出百分數(shù)的大小。9．【答案】B【解析】【解答】腳踏輪的周期ω腳踏輪邊緣速度等于飛輪的邊緣速度v=得ω飛輪和車輪共軸，二者角速度相等，所以自行車的速度為v故答案為：B。

【分析】利用其周期的大小可以求出其腳踏板的角速度大小，結合腳踏輪與飛輪的線速度相等可以求出飛輪的角速度大小，其車輪與飛輪共軸角速度相等，結合半徑的大小可以求出車輪速度的大小。10．【答案】A【解析】【解答】水平方向做勻速運動，從A到B的距離為從B到C的距離的2倍，所以小球在AB之間的運動時間與小球在BC之間的運動時間之比為2：1，即可以求出小球總的下落時間與小球從A下落到B的時間之比為3：2，根據(jù)2得出總的下落高度與AB間豎直距離之比為h所以B點距地面高度為h故答案為：A。

【分析】利用平拋運動水平方向的位移公式可以求出運動時間的比值，利用其下落時間可以求出下落高度的比值；利用高度的比值可以求出B點距離地面的高度。11．【答案】A,D【解析】【解答】A．牛頓不知道引力常量的具體數(shù)值，所以他無法計算兩個天體之間的萬有引力，A符合題意；B．當兩個物體之間距離接近與0時，兩個物體不能看成質(zhì)點，萬有引力計算公式不成立，所以B不符合題意；C．萬有引力定律適用于任何兩個物體之間，所以C不符合題意；D．根據(jù)公式可以得出G的單位N?m故答案為：AD。

【分析】牛頓由于未知引力常量的大小所以不能求出引力的大小；當兩個物體之間的距離趨近于0，萬有引力不再適用；萬有引力適用于任何兩個物體之間。12．【答案】A,B【解析】【解答】ABC．根據(jù)向心力與向心加速度、線速度、角速度的關系，可得FFF解得a=gtanα，v=由圖可知r故有aA=aBAB符合題意，C不符合題意；D．可認為兩個質(zhì)點在同一斜面上的不同位置，受力情況一樣，如圖所示可得向心力大小為F由于不知道兩個質(zhì)點的質(zhì)量大小關系，所以無法確定向心力大小關系，D不符合題意；故答案為：AB。

【分析】利用重力和支持力可以求出向心力的大小，由于未知質(zhì)點的質(zhì)量無法比較向心力的大小；利用其向心力的大小結合牛頓第二定律可以比較加速度、線速度和角速度的大小。13．【答案】A,D【解析】【解答】A．細繩碰釘子瞬間由于繩子拉力和重力都與速度方向垂直，故碰釘子瞬間無外力做功，小球的動能保持不變，即小球的線速度大小不變，則有v1B．細繩碰釘子瞬間，小球做圓周運動的半徑變小了，根據(jù)v=ωr可知角速度變大了，則有ω1C．細繩碰釘子瞬間，小球做圓周運動的半徑變小了，根據(jù)a=可知向心加速度變大了，則有a1D．小球在最低點時，根據(jù)牛頓第二定律可得T?mg=m解得T=mg+m細繩碰釘子瞬間線速度大小不變，釘子的位置越靠近小球，則碰后瞬間小球做圓周運動半徑越小，可知繩子拉力越大，細繩越容易斷裂，D符合題意；故答案為：AD。

【分析】由于細繩碰到釘子時其繩子拉力和重力不做功其小球速度大小保持不變；結合半徑的變化可以比較加速度和角速度的大?。焕门ｎD第二定律可以求出繩子拉力的表達式。14．【答案】A,D【解析】【解答】A．兩次落到斜面上的位移方向相同tan得t=時間之比等于初速度之比，等于1：2，所以A符合題意；BCD．水平位移x=所以水平位移之比為1：4豎直位移之比為1：4；合位移s=則合位移之比為1：4，所以BC不符合題意，D符合題意。故答案為：AD。

【分析】利用平拋運動的位移公式結合其位移的方向可以求出飛行時間之比；利用其位移公式可以求出其位移之比。15．【答案】B,D【解析】【解答】由于小球相對于桿靜止，則小球與豎直方向的夾角θ保持不變，對小球受力分析，根據(jù)豎直方向的平衡方程有：T根據(jù)胡克定律有：T=k(由于θ為定值，T不變，則當轉(zhuǎn)速增大后，小球的高度不變，彈簧的彈力不變。則A不符合題意，B符合題意；當小球受到彈簧的彈力和本身的重力提供向心力時，其桿對小球FN=0，根據(jù)牛頓第二定律有：Tcosθ=mω2r

且根據(jù)平衡方程有：Tsinθ=mg，

聯(lián)立可以解得：ω=grtanθ；

當ω<g當ω>grtanθ，F(xiàn)N指向轉(zhuǎn)軸，根據(jù)牛頓第二定律有：Tcosθ+F'則因ω'根據(jù)F可知，因角速度變大，則小球受合外力變大。則D符合題意。故答案為：BD。

【分析】當相對于PQ桿靜止時其小球的高度保持不變，由于小球高度不變所以彈簧產(chǎn)生的彈力大小不變；利用水平方向的牛頓第二定律且未知桿對小球支持力的方向不能判別其小球?qū)U壓力的大小變化；利用牛頓第二定律結合角速度變大可以判別小球受到的合力變大。16．【答案】（1）線速度（2）4：3（3）控制變量法【解析】【解答】（1）變速塔輪2和3用皮帶相連，它們邊緣處的線速度相等；（2）塔輪2和3的半徑比為3：2，則角速度之比為2：3；完全相同的小球放在左右兩邊，它們的半徑為3：1，根據(jù)F=mω2r可得向心力之比為4：3，即左右兩邊露出的紅白相間的等分標記的格數(shù)之比為4：3。（3）本次實驗用到的科學方法主要是控制變量法。

【分析】（1）兩個變速塔輪用皮帶連接其線速度大小相等；

（2）已知塔輪的半徑可以求出角速度之比；結合其半徑的比值可以求出向心力的比值；

（3）本次實驗使用控制變量法。17．【答案】需要；需要；不需要；xg2y【解析】【解答】（2）①本實驗中，要求每次使小球從斜槽上的同一位置滾下，則需要記住鋼球開始滾下時在斜槽上的位置；②為保證小球到達底端時的速度相等，則小球滾下時，需要小球從同一位置從靜止?jié)L下。③本次實驗中只需要小球到達底端時的速度相等即可，斜槽不需要越光滑越好。④若已知重力加速度為g，測出A點的坐標為(x，y=解得鋼球平拋時的初速度v⑤從B到C水平方向x豎直方向Δy=解得v

【分析】本實驗需要記錄小球開始在斜槽滾下的位置；為了保證其小球到達底端速度相等，其小球滾下時需要小球從同一位置靜止滑下；本次斜槽軌道的摩擦力對小球的運動沒有影響；利用其平拋運動的位移公式可以求出初速度的表達式；利用其水平方向的位移公式結合豎直方向的鄰差公式可以求出初速度的大小。18．【答案】（1）解：若小船以最短位移過河，則小船的合速度垂直于河岸，根據(jù)速度矢量三角形v過河時間t（2）解：船頭垂直岸邊，過河時間與水速無關，則t到達中心線時間t從中心線開始到達對岸時間t從開始到達到中心線過程中向下游水平位移x從中心線到達對岸過程中向下游水平位移x總位移x=【解析】【分析】（1）當小船以最短位移過河時，利用其速度的合成可以求出合速度的大小，結合其位移公式可以求出過河的時間；

（2）當其小船船頭垂直與河岸，利用其過河的寬度與船速可以求出過河的時間，結合水流方向的位移公式可以求出水平位移的大小。19．【答案】解：如圖所示，對火車進行受力分析可知支持力和重力的合力提供向心力，則有F解得tan又有tan聯(lián)立可得Δh=【解析】【分析】當火車受到的重力和支持力提供向心力時，利用牛頓第二定律可以求出其內(nèi)外軌道傾斜的角度；結合其幾何關系可以求出其高度差的大小。20．【答案】解：在火星表面忽略自轉(zhuǎn)火星自轉(zhuǎn)，火星表面上質(zhì)量為m的小球所受的重力等于火星對小球的引力m同理在地球表面mg=解得g在火星上平拋過程h=得t=水平射程x=vt=10m【解析】【分析】在火星的表面，其引力形成對小球的重力，在地球表面，其引力形成小球的重力，利用其牛頓第二定律可以求出小球在火星表面重力加速度的大小，結合平拋運動的位移公式可以求出水平射程的大小。21．【答案】（1）解：小球A的速度為vA和B角速度相等，所以v輕桿AB段對B的拉力和重力之和提供向心力F解得F（2）解：對A受力F解得F【解析】【分析】（1）兩個小球角速度相等，結合半徑的大小可以求出其B小球線速度的大小；結合牛頓第二定律可以求出輕桿對B拉力的大小；

（2）對A進行受力分析，利用牛頓第二定律可以求出輕桿對A的拉力