高一下半期考试
物理试题
一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。）
1. 做曲线运动的物体，下列一定变化的物理量是（ ）
A. 合外力 B. 速度 C. 加速度 D. 角速度
【答案】B
【解析】
【详解】A．做曲线运动的物体合外力不一定变化，例如平抛运动，选项A错误；
B．做曲线运动的物体速度方向一定变化，即速度一定变化，选项B正确；
C．做曲线运动的物体加速度不一定变化，例如平抛运动，选项C错误；
D．做曲线运动的物体角速度不一定变化，例如匀速圆周运动，选项D错误。
故选B。
2. 如图所示的四种情形中，属于防止离心现象的是（ ）
A. 甲图：火车转弯时，不得超速通过
B. 乙图：民间艺人在制作棉花糖
C. 丙图：转动雨伞可以去除雨伞上的一些水
D. 丁图：链球运动员通过快速旋转将链球甩出
【答案】A
【解析】
【详解】A．甲图：火车转弯时，不得超速通过，是为了防止离心现象，选项A正确；
B．乙图：民间艺人在制作棉花糖，是利用离心现象，选项B错误；
C．丙图：转动雨伞可以去除雨伞上的一些水，是利用离心现象，选项C错误；
D．丁图：链球运动员通过快速旋转将链球甩出，是利用离心现象，选项D错误。
故选A。
3. 以大小相同的初速度、不同的抛射角同时从地面抛出3个小球A、B、C，3球从抛出到落地在空中的运动轨迹如图所示，下列叙述正确的是（ ）
A. A、B、C三球在运动过程中，A球的加速度最大
B. B球的射程最远，所以B最后落地
C. A、C两球的射程相等，所以它们的水平分速度相等
D. B球的射程最远，B抛出时速度与水平方向的夹角最接近45°
【答案】D
【解析】
【详解】A．A、B、C三球在运动过程中，只受重力作用，加速度均为g，选项A错误；
B．从最高点到落地可看做平抛运动，根据
可知，最大高度越大，则时间越长，故A运动时间最长，所以A最后落地，选项B错误；
C．A、C两球的射程相等，但是A球运动时间较长，根据
可知，所以C的水平初速度较大，选项C错误；
D．根据射程
可知当时射程最大，因B球的射程最远，B抛出时速度与水平方向的夹角最接近45°，选项D正确。
故选D。
4. 如图所示，图甲为吊威亚表演者的照片，图乙为其简化示意图。工作人员A以速度v沿直线水平向左拉轻绳，此时绳与水平方向的夹角为θ，此时表演者B速度大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据关联速度分解可得
故选B。
5. 北京时间2022年6月5日10时44分，“神舟十四号”载人飞船在酒泉卫星发射中心点火发射，20时50分，3名航天员进入中国空间站“天和”核心舱。已知“天和”核心舱在距地球表面约400km的高空绕地球做匀速圆周运动，同步卫星距地球表面高度约为3.6×104km，下列说法正确的是（ ）
A. “天和”核心舱的加速度小于同步卫星的加速度
B. “天和”核心舱的运行周期大于同步卫星的运行周期
C. “天和”核心舱的线速度大于同步卫星的线速度
D. 地球同步卫星处于平衡状态
【答案】C
【解析】
【详解】ABC．根据
可得
“天和”核心舱的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，则“天和”核心舱的加速度大于同步卫星的加速度；“天和”核心舱的运行周期小于同步卫星的运行周期；“天和”核心舱的线速度大于同步卫星的线速度，选项AB错误，C正确；
D．地球同步卫星绕地球做匀速圆周运动，不是处于平衡状态，选项D错误。
故选C。
6. 如图所示，长度均为l=1m的两根轻绳，一端共同系住质量为的小球，另一端分别固定在等高的A、B两点，A、B两点间的距离也为1m，重力加速度g取10m/s2，现使小球在竖直平面内以AB为轴做圆周运动，若小球在最高点速率为v时，每根绳的拉力为零，则小球在最高点速率为2v时，每根绳的拉力大小为（ ）
A. 5N B. N C. N D. 10N
【答案】A
【解析】
【详解】小球在最高点时速率为v时，每根绳的拉力为零，得
小球在最高点速率为2v时，设每根绳的拉力大小为F，则
解得
故选A。
7. 地球上极地处的重力加速度为a，赤道处的重力加速度为g，地球自转的角速度为ω1．要使赤道上的物体“飘”起来，则地球自转的角速度需达到ω2．则ω1与ω2的比值为（ ）
A B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】物体所受的万有引力为F，物体在极地处时
赤道上随地球自转时，有
物体“飘”起来时只受万有引力，故
解得
故选C。
二、多项选择题（本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有错选的得0分。）
8. 从高速公路下来需要通过一段转弯半径较小的匝道，由于车速较大，匝道的路面都不是水平的。图示为某一段匝道的俯视示意图，当汽车行驶的速率为时，汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势。则在该匝道的拐弯处，下列判断正确的是（ ）
A. 匝道外侧较低，内侧较高
B. 以相同的速度经过匝道时，质量大的汽车不容易打滑
C. 当路面结冰时，与未结冰时相比，的值不变
D. 当车速高于一定限度时，车辆有可能会向匝道外侧滑动
【答案】CD
【解析】
【详解】A．当汽车行驶的速率为时，汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势，汽车靠重力和支持力的合力提供向心力，可知匝道外侧较高，内侧较低，故A错误；
BC．根据A分析可知，内侧较低，外侧较高，设倾角为，靠重力和支持力的合力提供向心力，则有
可知，汽车是否容易打滑与汽车的质量无关，与速度有关，则有
可知，当路面结冰时，与未结冰时相比，的值不变，故B错误，C正确；
D．当车速高于一定限度时，即重力、支持力和静摩擦力合力不够提供向心力，汽车做离心运动，向匝道外侧滑动，故D正确。
故选CD
9. 已知地球半径为R，月球半径为r，地球与月球之间的距离（两球中心之间的距离）为L。月球绕地球公转的周期为，地球自转的周期为，地球绕太阳公转周期为，假设公转运动都视为圆周运动，万有引力常量为G，由以上条件可知（ ）
A. 地球的密度为 B. 地球的质量为
C. 月球运动的加速度为 D. 月球的质量为
【答案】AC
【解析】
【详解】AB．由月球绕地球做圆周运动有
求得地球质量
又知体积
则密度为
故A正确，B错误；
C．由月球绕地球做圆周运动有
解得
故C正确；
D．根据万有引力定律而列出的公式可知月球质量将会约去，所以无法求出，故D错误。
故选AC
10. 如图所示，一小球（视为质点）以速度v从倾角为θ的斜面底端斜向上抛出，落到斜面上的M点，且速度水平向右。现将该小球以2v的速度从斜面底端朝同样方向抛出，落在斜面上的N点．下列说法正确的是（ ）
A. 落到M和N两点时间之比大于1:2
B. 落到M和N两点速度之比大于1:2
C. 飞行过程中小球离斜面最远的垂直距离之比1:4
D. M和N两点距离斜面底端的高度之比为1∶2
【答案】C
【解析】
【详解】ABD．由于小球落到M点时，速度水平向右，将运动倒过来，看成从M点以初速度v0向左的平抛运动，设落地时速度大小为v与水平方向夹角为α，落地时的位移为s，根据平抛运动规律
可得
，，，
即小球落到斜面上时的速度与初速度v0成正比，落到斜面上的时间与初速度v0成正比，落地点与抛出点间的位移与v0的平方成正比，落到斜面上时的速度方向是确定的，与初速度v0无关，因此从斜面底端向上斜抛时，速度方向不变，大小为原来的2倍，落到斜面上的时间也是原来的2倍，落到斜面上的速度也是原来的2倍，落到斜面上的位移是原来的4倍，A、B、D错误；
C．设抛出时速度方向与斜面方向夹角为β，将运动分解到沿斜面方向和垂直斜面方向，如图所示
在垂直斜面方向做匀变速运动，加速度大小为
则上升到离斜面的最大距离为
因此当速度增加速度原来的2倍时，最大距离变为原来的4倍，C正确。
故选C。
三、实验题：（本题共2个小题，满分15分，11题6分，12题9分，请按题目要求作答。）
11. 如图所示，利用频闪照相研究平抛运动。小球A由斜槽上某位置静止释放，从斜槽末端滚出。当恰好离开斜槽末端时，小球B同时下落，两球恰在位置4相碰（g取10m/s2）。则：
（1）下列说法不正确的是（ ）
A.实验前应调整斜槽末端水平
B.小球B的释放位置应与小球A离开斜槽末端的位置等高
C.小球A、B的体积、密度、质量的大小对本实验没有影响
（2）A球离开斜槽末端时的速度为v= ______m/s 。
（3）在图中用“×”标出与B球相对应的A球另外两个位置_________。
【答案】 ①. C ②. 1.5 ③.
【解析】
【详解】（1）[1]A．实验前应调整斜槽末端水平，以保证小球做平抛运动，选项A正确；
B．小球B的释放位置应与小球A离开斜槽末端的位置等高，以保证两球在竖直方向的运动完全相同，选项B正确；
C．小球A、B应该选择体积小，密度较大的球，否则空气阻力对本实验会有影响，选项C错误。
此题选择不正确的，故选C。
（2）[2]对B球可得
解得
T=0.1s
则A球离开斜槽末端时的速度为
（3）[3]小球水平位移
x1=vT=0.15m=15cm
x2=v0 2T=0.3m=30cm
如图所示；
12. 某同学利用如图甲所示的向心力演示器探究小球做圆周运动所需的向心力F与小球质量m、运动半径r和角速度之间的关系。左右塔轮自上而下有三层，每层半径之比由上至下分别是1∶1，2∶1和3∶1（如图乙所示），它们通过不打滑的传动皮带连接，并可通过改变传动皮带所处的层来改变左右塔轮的角速度之比。实验时，将两个小球分别放在短槽的C处和长槽的A（或B）处，A、C分别到左右塔轮中心的距离相等，B到左塔轮中心的距离是A到左塔轮中心距离的2倍，转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮一起匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对球的压力提供了向心力，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小球所受向心力的比值。请回答相关问题：
（1）本实验采用的主要实验方法为________
A.等效替代法 B.控制变量法 C.放大法
（2）若要探究向心力的大小F与半径r的关系，可以将相同的钢球分别放在挡板C和挡板B处，将传动皮带置于第________层（填“一”、“二”或“三”）。
（3）某次实验时，将质量为和的小球分别放在B、C位置，传动皮带位于第三层，转动手柄，则当塔轮匀速转动时，左右两标尺的露出的格子数之比1∶3，由此可知________。
【答案】 ①. B ②. 一 ③. 3：2
【解析】
【详解】（1）[1] 在探究向心力与半径、质量、角速度的关系时，用到的实验方法是控制变量法。故选B。
（2）[2]若要探究向心力的大小F与半径r的关系，则角速度和质量相等，需将传动皮带调制第一层塔轮。
（3）[3] 将质量为和的小球分别放在B、C位置，其半径之比为2：1；
根据
若传动皮带套在塔轮第三层，则塔轮转动时，A、C两处的角速度之比为1：3；
根据
由于左右两标尺的露出的格子数之比为1：3，由此可知
3：2
四、计算题：（本题共3个小题，13题12分，14题14分，15题16分，本题满分42分。解答时需要写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写最后答案不得分。）
13. 宇航员站在一星球表面h高处，以初速v0度沿水平方向抛出一个小球，球落到星球表面的水平射程为s，已知该星球的半径为R，引力常量为G，求：
（1）该星球表面的重力加速度g0；
（2）该星球的质量M。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）近似认为小球受到万有引力恒定，由星球表面物体受到的重力等于万有引力可知小球只受重力作用，故小球做平抛运动，由平抛运动规律可得
，
所以，该星球表面的重力加速度为
（2）由星球表面物体受到的重力等于万有引力可得
所以，该星球的质量为
14. 如图所示，轻杆长为3L，在杆的A、B两端分别固定质量均为m的球A和球B，杆上距球A为L处的点O装在光滑的水平转动轴上，杆和球在竖直面内转动，已知球B运动到最高点时，球B对杆恰好无作用力．求：
（1）球B在最高点时，杆对A球的作用力大小．
（2）若球B转到最低点时B的速度，求球A对杆的作用力。
【答案】（1）1.5mg；（2）0.3mg，方向竖直向上
【解析】
【详解】球B在最高点时速度为，有
解得
因为A、B两球的角速度相等，根据
可知，此处A球的速度为
根据牛顿第二定律得
解得杆对A的作用力为
A球的速度为，对A球有
解得杆对A球的作用力
说明杆对A球的作用力方向竖直向下
根据牛顿第三定律，A球对杆的作用力
方向竖直向上。
15. 如图甲，半径为3r的水平圆形转盘可绕竖直轴转动，圆盘上放有小物体A、B、C，质量分别为m、2m、12m，物块A叠放在B上，B、C到转盘中心O的距离分别为3r、2r，已知C与圆盘间的动摩擦因数为，B与圆盘间的动摩擦因数为2，A、B间动摩擦因数为3。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。A、B、C均可视为质点，现让圆盘从静止开始逐渐缓慢加速，求：
（1）C 相对于圆盘恰好滑动时，圆盘的角速度为多少？
（2）B相对于圆盘恰好滑动，圆盘的角速度为多少？
（3）若B、C间用一轻质细线相连如图乙所示，圆盘静止时，细线刚好伸直无拉力，当增加到某一数值时，B、C哪个物体不受圆盘的摩擦力？求此时圆盘角速度大小（物体仍在圆盘上且圆盘角速度不为零）；
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）C随圆盘转动，其摩擦力达到最大时，由牛顿第二定律可知
解得C的角速度
即C相对于圆盘恰好滑动时，圆盘的角速度为；
（2）AB一起随圆盘转动，圆盘对B摩擦力最大时，由牛顿第二定律
解得AB的角速度
B对A的摩擦力最大时，对A，由牛顿第二定律
解得A的角速度
由于则C所受的摩擦力达到最大时，A与B间均相对将至，故B相对于圆盘恰好滑动，圆盘的角速度
（3）随着角速度增加，C、AB整体所需的向心力增加，则C所受的摩擦力方向一定指向圆心且为最大值不变，可见B可以不受摩擦力作用，此时，对C，由牛顿第二定律
对AB整体，由牛顿第二定律
联立解得圆盘的角速度大小高一下半期考试
物理试题
一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。）
1. 做曲线运动的物体，下列一定变化的物理量是（ ）
A. 合外力 B. 速度 C. 加速度 D. 角速度
2. 如图所示的四种情形中，属于防止离心现象的是（ ）
A. 甲图：火车转弯时，不得超速通过
B. 乙图：民间艺人在制作棉花糖
C. 丙图：转动雨伞可以去除雨伞上的一些水
D. 丁图：链球运动员通过快速旋转将链球甩出
3. 以大小相同的初速度、不同的抛射角同时从地面抛出3个小球A、B、C，3球从抛出到落地在空中的运动轨迹如图所示，下列叙述正确的是（ ）
A. A、B、C三球在运动过程中，A球的加速度最大
B. B球的射程最远，所以B最后落地
C. A、C两球的射程相等，所以它们的水平分速度相等
D. B球的射程最远，B抛出时速度与水平方向的夹角最接近45°
4. 如图所示，图甲为吊威亚表演者的照片，图乙为其简化示意图。工作人员A以速度v沿直线水平向左拉轻绳，此时绳与水平方向的夹角为θ，此时表演者B速度大小为（ ）
A. B. C. D.
5. 北京时间2022年6月5日10时44分，“神舟十四号”载人飞船在酒泉卫星发射中心点火发射，20时50分，3名航天员进入中国空间站“天和”核心舱。已知“天和”核心舱在距地球表面约400km的高空绕地球做匀速圆周运动，同步卫星距地球表面高度约为3.6×104km，下列说法正确的是（ ）
A. “天和”核心舱的加速度小于同步卫星的加速度
B. “天和”核心舱的运行周期大于同步卫星的运行周期
C. “天和”核心舱的线速度大于同步卫星的线速度
D 地球同步卫星处于平衡状态
6. 如图所示，长度均为l=1m的两根轻绳，一端共同系住质量为的小球，另一端分别固定在等高的A、B两点，A、B两点间的距离也为1m，重力加速度g取10m/s2，现使小球在竖直平面内以AB为轴做圆周运动，若小球在最高点速率为v时，每根绳的拉力为零，则小球在最高点速率为2v时，每根绳的拉力大小为（ ）
A. 5N B. N C. N D. 10N
7. 地球上极地处的重力加速度为a，赤道处的重力加速度为g，地球自转的角速度为ω1．要使赤道上的物体“飘”起来，则地球自转的角速度需达到ω2．则ω1与ω2的比值为（ ）
A. B. C. D.
二、多项选择题（本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有错选的得0分。）
8. 从高速公路下来需要通过一段转弯半径较小匝道，由于车速较大，匝道的路面都不是水平的。图示为某一段匝道的俯视示意图，当汽车行驶的速率为时，汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势。则在该匝道的拐弯处，下列判断正确的是（ ）
A. 匝道外侧较低，内侧较高
B. 以相同的速度经过匝道时，质量大的汽车不容易打滑
C. 当路面结冰时，与未结冰时相比，的值不变
D. 当车速高于一定限度时，车辆有可能会向匝道外侧滑动
9. 已知地球半径为R，月球半径为r，地球与月球之间的距离（两球中心之间的距离）为L。月球绕地球公转的周期为，地球自转的周期为，地球绕太阳公转周期为，假设公转运动都视为圆周运动，万有引力常量为G，由以上条件可知（ ）
A. 地球的密度为 B. 地球的质量为
C. 月球运动的加速度为 D. 月球的质量为
10. 如图所示，一小球（视为质点）以速度v从倾角为θ的斜面底端斜向上抛出，落到斜面上的M点，且速度水平向右。现将该小球以2v的速度从斜面底端朝同样方向抛出，落在斜面上的N点．下列说法正确的是（ ）
A. 落到M和N两点时间之比大于1:2
B. 落到M和N两点速度之比大于1:2
C. 飞行过程中小球离斜面最远的垂直距离之比1:4
D. M和N两点距离斜面底端的高度之比为1∶2
三、实验题：（本题共2个小题，满分15分，11题6分，12题9分，请按题目要求作答。）
11. 如图所示，利用频闪照相研究平抛运动。小球A由斜槽上某位置静止释放，从斜槽末端滚出。当恰好离开斜槽末端时，小球B同时下落，两球恰在位置4相碰（g取10m/s2）。则：
（1）下列说法不正确的是（ ）
A.实验前应调整斜槽末端水平
B.小球B的释放位置应与小球A离开斜槽末端的位置等高
C.小球A、B的体积、密度、质量的大小对本实验没有影响
（2）A球离开斜槽末端时速度为v= ______m/s 。
（3）在图中用“×”标出与B球相对应的A球另外两个位置_________。
12. 某同学利用如图甲所示的向心力演示器探究小球做圆周运动所需的向心力F与小球质量m、运动半径r和角速度之间的关系。左右塔轮自上而下有三层，每层半径之比由上至下分别是1∶1，2∶1和3∶1（如图乙所示），它们通过不打滑的传动皮带连接，并可通过改变传动皮带所处的层来改变左右塔轮的角速度之比。实验时，将两个小球分别放在短槽的C处和长槽的A（或B）处，A、C分别到左右塔轮中心的距离相等，B到左塔轮中心的距离是A到左塔轮中心距离的2倍，转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮一起匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对球的压力提供了向心力，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小球所受向心力的比值。请回答相关问题：
（1）本实验采用主要实验方法为________
A.等效替代法 B.控制变量法 C.放大法
（2）若要探究向心力的大小F与半径r的关系，可以将相同的钢球分别放在挡板C和挡板B处，将传动皮带置于第________层（填“一”、“二”或“三”）。
（3）某次实验时，将质量为和的小球分别放在B、C位置，传动皮带位于第三层，转动手柄，则当塔轮匀速转动时，左右两标尺的露出的格子数之比1∶3，由此可知________。
四、计算题：（本题共3个小题，13题12分，14题14分，15题16分，本题满分42分。解答时需要写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写最后答案不得分。）
13. 宇航员站在一星球表面h高处，以初速v0度沿水平方向抛出一个小球，球落到星球表面的水平射程为s，已知该星球的半径为R，引力常量为G，求：
（1）该星球表面的重力加速度g0；
（2）该星球的质量M。
14. 如图所示，轻杆长为3L，在杆的A、B两端分别固定质量均为m的球A和球B，杆上距球A为L处的点O装在光滑的水平转动轴上，杆和球在竖直面内转动，已知球B运动到最高点时，球B对杆恰好无作用力．求：
（1）球B在最高点时，杆对A球的作用力大小．
（2）若球B转到最低点时B的速度，求球A对杆的作用力。
15. 如图甲，半径为3r的水平圆形转盘可绕竖直轴转动，圆盘上放有小物体A、B、C，质量分别为m、2m、12m，物块A叠放在B上，B、C到转盘中心O的距离分别为3r、2r，已知C与圆盘间的动摩擦因数为，B与圆盘间的动摩擦因数为2，A、B间动摩擦因数为3。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。A、B、C均可视为质点，现让圆盘从静止开始逐渐缓慢加速，求：
（1）C 相对于圆盘恰好滑动时，圆盘角速度为多少？
（2）B相对于圆盘恰好滑动，圆盘的角速度为多少？
（3）若B、C间用一轻质细线相连如图乙所示，圆盘静止时，细线刚好伸直无拉力，当增加到某一数值时，B、C哪个物体不受圆盘的摩擦力？求此时圆盘角速度大小（物体仍在圆盘上且圆盘角速度不为零）；
