重慶市渝東六校共同體2021-2022學(xué)年高一下學(xué)期物理期中聯(lián)合診斷性測試試卷（含答案）

重慶市渝東六校共同體2021-2022學(xué)年高一下學(xué)期物理期中聯(lián)合診斷性測試試卷姓名：__________班級：__________考號：__________題號一二三四總分評分一、單選題1．物理學(xué)的發(fā)展極大地豐富了人類對物質(zhì)世界的認(rèn)識，推動了科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新，促進(jìn)了物質(zhì)生產(chǎn)繁榮與人類文明的進(jìn)步．關(guān)于物理學(xué)發(fā)展過程的認(rèn)識，下列說法正確的是（）A．伽利略利用理想斜面實驗說明力是維持物體運動的原因B．牛頓是最早將實驗和邏輯推理和諧地結(jié)合起來的人，并且提出牛頓三大運動定律C．卡文迪許利用扭秤測出了萬有引力常量，被譽為能“稱出地球質(zhì)量的人”D．開普勒研究了行星運動得出開普勒三大定律，并從中發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律2．經(jīng)典力學(xué)有一定的適用范圍和局限性，不適合用經(jīng)典力學(xué)描述的運動是（）A．子彈的飛行 B．飛船繞地球的運行C．列車的運行 D．粒子接近光速的運動3．河水的流速與某河岸的距離的變化關(guān)系如圖甲所示，船在靜水中的速度與時間的關(guān)系如圖乙所示若要使船以最短時間渡河（河寬為300m），下列說法正確的是（）A．船渡河的最短時間為100sB．船渡河的位移為300mC．船在河中航行的軌跡是一條直線D．船在河水中的最大速度為7m/s4．如圖所示，人在岸上拉船，已知船的質(zhì)量為m，水的阻力恒為f，當(dāng)輕繩與水平面的夾角為θ時，船的速度為v，此時人的拉力大小為F，則（）A．人拉繩行走的速度為vsinθ B．人拉繩行走的速度為vC．人拉繩行走的速度為vcosθ D．人拉繩行走的速度為vtanθ5．某物體在地面上受到地球（地球半徑為R）對它的萬有引力為F，為使此物體受到的引力減小到F4A．R B．2R C．4R D．8R6．如圖所示，在網(wǎng)球的網(wǎng)前截?fù)艟毩?xí)中，若練習(xí)者在球網(wǎng)正上方距地面H處，將球以速度v沿垂直球網(wǎng)的方向擊出，球剛好落在底線上。已知底線到網(wǎng)的距離為L，重力加速度取g，將球的運動視作平拋運動，下列表述正確的是（）A．球的速度v等于LgB．球從擊出至落地所用時間為2HC．球從擊球點至落地點的位移等于LD．球從擊球點至落地點的位移與球的質(zhì)量有關(guān)7．一個內(nèi)壁光滑的圓錐形筒的軸線垂直水平面，圓錐筒固定，有小球A和B沿著筒的內(nèi)壁在水平面內(nèi)做勻速圓周運動，如圖所示，則（）A．球A的向心加速度小于球B的向心加速度B．球A的線速度大于球B的線速度C．球A的運動周期等于球B的運動周期D．球A與球B對筒壁的壓力相等二、多選題8．如圖所示，在發(fā)射地球同步衛(wèi)星的過程中，衛(wèi)星首先進(jìn)入橢圓軌道I，然后在Q點通過改變衛(wèi)星速度，讓衛(wèi)星進(jìn)入地球同步軌道II，則（）A．該衛(wèi)星在軌道I上運動的周期大于衛(wèi)星在軌道II上運動的周期B．衛(wèi)星在同步軌道II上的運行速度小于7.9km/sC．在軌道I上，衛(wèi)星在P點的速度大于在Q點的速度D．衛(wèi)星在Q點通過減速實現(xiàn)由軌道I進(jìn)入軌道II9．長為L的細(xì)繩，一端系一質(zhì)量為m的小球，另一端固定于某點，當(dāng)繩豎直時小球靜止，再給小球一水平初速度v0A．球過最高點時，速度為零B．球過最高點時，速度大小為gLC．開始運動時，繩的拉力為mvD．球過最高點時，繩的拉力為mg10．在一斜面項端，將甲、乙兩個小球分別以v和v/2的速度沿同一方向水平拋出，兩球都落在該斜面上（重力加速度為g），下列說法正確的是（）A．甲、乙兩球在空中運動時間之比為2：1B．甲、乙兩球落到斜面上時速度與斜面夾角的正切之比為2：1C．甲、乙兩球平拋運動的位移之比為2：1D．如果此斜面光滑且傾角為30°，在斜面頂端甲以v的速度水平出拋出的同時，乙以3v2三、實驗題11．向心力演示器是用來探究小球做圓周運動所需向心力F的大小與質(zhì)量m、角速度ω和半徑r之間的關(guān)系實驗裝置，如圖所示。兩個變速輪塔通過皮帶連接，勻速轉(zhuǎn)動手柄使長槽和短槽分別隨變速輪塔1和變速輪塔2勻速轉(zhuǎn)動，槽內(nèi)的鋼球就做勻速圓周運動。橫臂的擋板對鋼球的壓力提供向心力，鋼球?qū)醢宓姆醋饔昧νㄟ^橫臂的杠桿作用使彈簧測力筒下降，從而露出標(biāo)尺，標(biāo)尺上的黑白相間的等分格顯示出兩個鋼球所受向心力的大小關(guān)系。如圖是探究過程中某次實驗時裝置的狀態(tài)。（1）在研究向心力F的大小與質(zhì)量m、角速度ω和半徑r之間的關(guān)系時，我們要用到物理學(xué)中的________；A．理想實驗法 B．等效替代法 C．控制變量法 D．演繹推理法（2）圖中所示，若兩個鋼球質(zhì)量和運動半徑相等，則是在研究向心力的大小F與_______的關(guān)系；A．鋼球質(zhì)量m B．運動半徑r C．向心加速度a D．角速度ω（3）圖中所示，若兩個鋼球質(zhì)量和運動半徑相等，圖中標(biāo)尺上黑白相間的等分格顯示出鋼球A和鋼球C所受向心力的比值為1：4，運用圓周運動知識可以判斷與皮帶連接的變速塔輪對應(yīng)的半徑之比為。12．2020年12月17日凌晨，嫦娥五號返回器攜帶月球樣品，采用半彈道跳躍方式再入返回并安全著陸，標(biāo)志著我國航天又邁上了一個新臺階。假設(shè)我國宇航員乘坐探月飛船登上月球，如圖所示是宇航員在月球表面水平拋出小球的閃光照片的一部分已知照片上方格的實際邊長為a，閃光周期為T，據(jù)此分析：（1）圖中A點（“是”或“不是”）平拋運動拋出點（2）小球平拋的初速度為；（3）月球上的重力加速度為；（4）嫦娥五號上升器月面點火，順利將攜帶月壤的上升器送入到預(yù)定環(huán)月軌道，成功實現(xiàn)我國首次地外天體起飛。已知月球半徑為R，結(jié)合實驗結(jié)果估算返回時上升器的最小發(fā)射速度。四、解答題13．為了探測X星球，載著登陸艙的探測飛船總質(zhì)量為m1，在以該星球中心為圓心，半徑為r1的圓軌道上運動，周期為T1。隨后登陸艙脫離飛船，變軌到離星球更近的半徑為r2的圓軌道上運動，此時登陸艙的質(zhì)量為m2，已知萬有引力恒量為G。求：（1）X星球的質(zhì)量；（2）登陸艙在半徑為r2的軌道上做圓周運動的周期。14．在光滑水平轉(zhuǎn)臺上開有一小孔O，一根輕繩穿過小孔，一端拴一質(zhì)量為0.1kg的物體A，另一端連接質(zhì)量為1kg的物體B，如圖所示，已知O與物體A間的距離為25cm，開始時物體B與水平地面接觸，設(shè)轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)過程中物體A始終隨它一起運動g=10m/s2。問：（1）當(dāng)轉(zhuǎn)臺以角速度ω=4rad/s旋轉(zhuǎn)時，物體B對地面的壓力多大？（2）要使物體B開始脫離地面，則轉(zhuǎn)臺旋的角速度至少為多大？15．某游樂設(shè)施如圖所示，由半圓形APB和直線形BC細(xì)圓管組成的軌道固定在水平桌面上（圓半徑比細(xì)圓管內(nèi)徑大得多），軌道內(nèi)壁光滑。已知APB部分的半徑R=0.8m，BC段長L=1.6m彈射裝置將一質(zhì)量m=0.2kg的小球（可視為質(zhì)點）以某一水平初速度從A點彈入軌道，小球從C點離開軌道后水平拋出，落地點D離C點的水平距離為s=1.6m，桌子的高度h=0.8m，不計空氣阻力，取g=10m/s2。求：（1）小球水平初速度v0的大小。（2）小球從A點運動到D點的時間t。（3）小球在半圓形軌道上運動時細(xì)圓管對小球的作用力F的大小。

答案解析部分1．【答案】C【解析】【解答】伽利略利用理想斜面實驗說明力是改變物體運動的原因，A不符合題意；伽利略是最早將實驗和邏輯推理和諧結(jié)合起來的人，B不符合題意；卡文迪許利用扭秤測出了萬有引力常量，被譽為能“稱出地球質(zhì)量的人”，C符合題意；牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，D不符合題意．故答案為：C

【分析】伽利略利用斜面實驗說明力不是維持物體運動的原因；伽利略最早將實驗和邏輯推理相結(jié)合的人；牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律。2．【答案】D【解析】【解答】經(jīng)典力學(xué)的局限性是宏觀物體及低速運動。當(dāng)達(dá)到高速時，經(jīng)典力學(xué)就不在適用。子彈的飛行、飛船繞地球的運行及列車的運行都屬低速，經(jīng)典力學(xué)能適用。而粒子接近光速運動，則經(jīng)典力學(xué)就不在適用。故答案為：D。

【分析】經(jīng)典力學(xué)的局限性是高速運動及微觀的粒子運動，所以粒子接近光速的運動不適用。3．【答案】A【解析】【解答】A．由運動的獨立性可知，垂直河岸方向速度越大，渡河時間越短，即船頭始終與河岸垂直，航行時所用時間最短tA符合題意；B．速度是矢量，矢量的合成遵循平行四邊形定則，由圖可知，船在垂直河岸方向和平行于河岸方向都有速度，即船的合速度方向不與河岸垂直，運動軌跡不與河岸垂直，故位移大小應(yīng)大于300m，B不符合題意；C．當(dāng)物體沿某一方向做直線運動時，速度的方向不會發(fā)生變化。由題圖甲可知，水流速度在變化，根據(jù)平行四邊形定則，船的合速度大小及方向均會隨位置發(fā)生變化，因此軌跡不是直線，C不符合題意；D．船在靜水中的速度與水流方向垂直，水流速度最大值為4m/s，矢量合成遵循平行四邊形定則，則船在河水中最大速度為5m/s，D不符合題意。故答案為：A。

【分析】利用其河岸寬度除以船速可以求出最短的過河時間；利用其位移的合成可以求出合位移的大??；利用其速度的合成結(jié)合其加速度的方向可以判別運動的軌跡；利用速度的合成可以求出合速度的最大值。4．【答案】C【解析】【解答】解：船運動的速度是沿繩子收縮方向的速度和繞定滑輪的擺動速度的合速度．如右上圖所示根據(jù)平行四邊形定則有：v人=vcosθ．故ABD錯誤，C正確．故選：C【分析】繩子收縮的速度等于人在岸上的速度，連接船的繩子端點既參與了繩子收縮方向上的運動，又參與了繞定滑輪的擺動．根據(jù)船的運動速度，結(jié)合平行四邊形定則求出人拉繩子的速度．5．【答案】A【解析】【解答】在地球表面時有F=當(dāng)物體受到的引力減小到F4時有解得h＝R。故答案為：A。

【分析】利用引力形成重力可以求出物體距離地面的高度。6．【答案】B【解析】【解答】B．球做平拋運動，從擊出至落地所用時間為t=B符合題意；A．球的速度v=LA不符合題意；CD．球從擊球點至落地點的位移為s=這個位移與球的質(zhì)量無關(guān)，CD不符合題意。故答案為：B。

【分析】小球做平拋運動，利用位移公式可以求出其運動的時間及初速度的大小，利用位移的合成可以判別與質(zhì)量大小無關(guān)。7．【答案】B【解析】【解答】設(shè)筒壁與軸線的夾角為θ，受力分析如圖A．根據(jù)牛頓第二定律，可得mg解得a=g可知球A的向心加速度等于球B的向心加速度，A不符合題意；B．根據(jù)牛頓第二定律得mg解得v=因為球A的半徑大于球B的半徑，則球A的線速度大于球B的線速度，B符合題意；C．根據(jù)牛頓第二定律得mg解得T=2π因為球A的半徑大于球B的半徑，則球A的運動周期大于球B的運動周期，C不符合題意；D．將FN沿水平和豎直方向分解得FF解得F由于兩球質(zhì)量大小不知道，則兩球?qū)ν脖诘膲毫Υ笮〔淮_定，D不符合題意；故答案為：B。

【分析】利用牛頓第二定律可以比較向心加速度的大??；利用其牛頓第二定律結(jié)合半徑的大小可以比較其線速度和周期的大??；利用其豎直方向的平衡方程可以比較壓力的大小。8．【答案】B,C【解析】【解答】A．由開普勒第三定律可得r由于軌道I的半長軸小于軌道II的半徑，則該衛(wèi)星在軌道I上運動的周期小于衛(wèi)星在軌道II上運動的周期，A不符合題意；B.7.9km/s是衛(wèi)星在近地軌道運行的速度，也是人造地球衛(wèi)星飛船環(huán)繞地球做勻速圓周運動時的最大速度，所以衛(wèi)星在同步軌道II上的運行速度小于7.9km/s，B符合題意；C．在軌道I上，P點是近地點，Q點是遠(yuǎn)地點，則衛(wèi)星在P點的速度大于在Q點的速度，C符合題意；D．衛(wèi)星在Q點通過加速實現(xiàn)由軌道I進(jìn)入軌道II，D不符合題意。故答案為：BC。

【分析】利用開普勒第三定律可以比較衛(wèi)星周期的大??；利用其引力提供向心力可以比較線速度的大?。焕闷溟_普勒第二定律可以比較近地點和遠(yuǎn)地點的速度大?。恍l(wèi)星從A點實驗變軌需要進(jìn)行加速。9．【答案】B,C【解析】【解答】小球剛好越過最高點，知T=0，根據(jù)牛頓第二定律得，mg=mv2L，解得v=gL．AD不符合題意，B符合題意．開始運動時，根據(jù)牛頓第二定律得，故答案為：BC．

【分析】利用牛頓第二定律可以求出拉力等于0速度的大小，結(jié)合牛頓第二定律可以求出繩子拉力的大小。10．【答案】A,D【解析】【解答】A．設(shè)斜面傾角為θ，則對甲球有tan對乙球，有tan即g即tA符合題意；B．設(shè)甲球速度與水平方向夾角為α，有tan設(shè)乙球速度與水平方向夾角為β，有tan所以tan因斜面傾角不變，則速度與水平方向的夾角不變，所以速度方向與斜面之間的夾角不變，則甲、乙兩球落到斜面上時速度與斜面夾角的正切值之比也恒定不變，因速度與水平夾角的正切之比為1：1，則速度與斜面夾角的正切值之比也為1：1，B不符合題意；C．根據(jù)x=甲球初速度和運動時間均為乙球的2倍，可得兩球水平方向的位移之比為4：1，因斜面為同一斜面，即夾角相同，所以根據(jù)相似三角形可知，平拋運動的位移之比為4：1，C不符合題意；D．對乙，其沿斜面拋出，設(shè)其沿斜面方向的加速度為a，有v0=如圖所示，將甲的初速度和重力加速度沿著斜面和垂直斜面的方向進(jìn)行分解，如圖所示在沿斜面方向上有vx=v這與乙的運動是一樣的，所以在沿斜面方向上兩球運動相同，則若要求解甲乙之間的最大距離，求甲距離斜面的最大距離即可，在垂直于斜面的方向上滿足vy=v則最大距離為H=D符合題意。故答案為：AD。

【分析】（1）利用位移的公式結(jié)合位移的方向可以求出運動時間的比值；利用其位移的方向可以比較速度的方向；利用其位移方向結(jié)合水平位移之比可以求出合位移大小之比；利用其速度的分解及加速度的分解結(jié)合速度位移公式可以求出離斜面最大的距離。11．【答案】（1）C（2）D（3）2：1【解析】【解答】（1）在研究向心力F的大小與質(zhì)量m、角速度ω和半徑r之間的關(guān)系時，需要保持質(zhì)量m、角速度ω和半徑r中的兩個量不變，研究向心力F與其它一個量的關(guān)系，因此采用的為控制變量法。故答案為：C。（2）若兩個鋼球質(zhì)量和運動半徑相等，根據(jù)控制變量法可知，研究的是向心力的大小F與角速度ω的關(guān)系。故答案為：D。（3）根據(jù)F=m因鋼球A和鋼球C所受向心力的比值為1：4，則兩輪的角速度之比為1：2，根據(jù)v=ωl因變速塔輪為皮帶傳動，則邊緣線速度相等，則半徑之比為2：1?！痉治觥浚?）探究向心力的影響因素需要使用控制變量法；

（2）當(dāng)兩個小球質(zhì)量和半徑相同時，其探究的是向心力與角速度的大小關(guān)系；

（3）利用向心力的表達(dá)式可以求出角速度之比，結(jié)合線速度相等可以求出半徑之比。12．【答案】（1）是（2）3a（3）2a（4）2aR【解析】【解答】(1)圖中四點水平方向間距相等，可知時間間隔相等，豎直方向位移之比為1∶3∶5，根據(jù)初速度為零的勻變速運動的規(guī)律可知，可知A點是平拋運動拋出點。(2)小球平拋的初速度為v(3)豎直方向，根據(jù)Δy=g可得月球上的重力加速度為g=(4)根據(jù)G可得返回時上升器的最小發(fā)射速度v=【分析】（1）利用其相同時間的位移之比可以判別其A是平拋運動的拋出點；

（2）利用其水平方向的位移公式可以求出初速度的大??；

（3）利用豎直方向的鄰差公式可以求出重力加速度的大??；

（4）利用引力形成重力可以求出最小的發(fā)射速度。13．【答案】（1）解：選飛船為研究對象，由萬有引力提供向心力