山东省高一下学期期中考试物理试卷(附答案解析)

第 1 页 共 17 页 山东省高一下学期期中考试物理试卷(附答案解析)

班级:___________姓名：___________考号：______________

一、单选题

1．下列说法正确的是（ ）

A．在经典力学中,物体的质量不随运动状态而改变,在狭义相对论中,物体的质量也不随运动状态而改变

B．在经典力学中,物体的质量随运动速度的增加而减小,在狭义相对论中,物体的质量随物体速度的增大而增大

C．在经典力学中,物体的质量是不变的,在狭义相对论中,物体的质量随物体速度的增大而增大

D．上述说法都是错误的

2．2021年11月8日神舟十三号航天员，顺利完成出窗任务。12月9日三名航天员翟志刚、王亚平、叶光富相互配合在中国自己的空间站完成了第二次太空授课。在空间站内所有物体都处于完全失重状态，航天员可以站在空间站地面上，也可以自由悬停在空中任意位置。则下述说法正确的有（ ）

A．航天员悬停在站内空中时，受重力和站内空气的浮力作用，二者是平衡力

B．航天员悬停在站内空中时受所重力就是合外力

C．航天员站在站内地面对地面的压力大小等于他的重力大小

D．航天员在空间站内的惯性大小与他在去空间站途中不相同

3．在高速公路的拐弯处，通常路面都是外高内低。如图所示，在某路段汽车向左拐弯，司机左侧的路面比右侧的路面低一些。汽车的运动可看做是做半径为R的在水平面内的圆周运动。设内外路面高度差为h，路基的水平宽度为d，路面的宽度为L。已知重力加速度为g。要使车轮与路面之间的横向摩擦力（即垂直于前进方向）等于零，则汽车转弯时的车速应等于（ ）

A．gRhL B．gRhd C．gRLhh D．gRdh

4．如图甲所示，南京紫金山天文台展示的每隔2h拍摄的某行星及其一颗卫星的照片。小齐同学取向左为正方向，在图甲照片上用刻度尺测得行星球心与卫星之间的距离L如图乙所示。已知该卫星围绕行星做匀速圆周运动，在图甲照片上测得行星的直径为2cm，万有引力常量为11226.6710Nm/kgG。下列说法正确的是（ ） 第 2 页 共 17 页 A．该卫星围绕行星运动的周期为24hT

B．该卫星围绕行星运动的周期为32hT

C．该行星的平均密度33510kg/m D．该行星的平均密度53510kg/m

5．如图所示，水平光滑桌面上有一个小球在细绳的作用下，绕桌面上的固定点O做匀速圆周运动。下列说法正确的是（ ）

A．若增大角速度，保持绳长不变，则拉力变大

B．若增大角速度，保持绳长不变，则拉力变小

C．若增大绳长，保持角速度不变，则拉力不变

D．若增大绳长，保持角速度不变，则拉力变小

6．甲、乙两质点间万有引力的大小为F，若保持它们的质量不变，将它们之间的距离减小为原来的二分之一，则它们之间的万有引力将变为（ ）

A．F B．2F C．8F D．4F

7．有一种叫“飞椅”的游乐项目。长为L=5m的钢绳一端系着座椅，另一端固定在半径为R=2m的水平转盘边缘，转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动。当转盘以角速度匀速转动时，钢绳与转轴在同一竖直平面内，与竖直方向的夹角为θ。不计钢绳的重力，以下说法正确的是（210m/ssin530.8g，）（ ）

A．若飞椅以10r/min的转速水平匀速转动，飞椅的旋转周期为10s 第 3 页 共 17 页 B．若飞椅的角速度逐渐缓慢增加，线速度大小会与角速度成正比增大

C．当飞椅的角速度rad/s253时，绳与竖直方向的夹角为53

D．若要使某时刻绳与竖直方向的夹角为30，需要6rad/s2

8．如图所示，在粗糙水平木板上放一个物块，使水平木板和物块一起在竖直平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动，ab为水平直径，cd为竖直直径，在运动过程中木板始终保持水平，物块相对木板始终静止，则（ ）

A．物块始终受到三个力作用

B．只有在a、b、c、d四点，物块受到的合外力才指向圆心

C．从a到b，物块所受的摩擦力先增大后减小

D．从b到a，物块处于超重状态

9．甲、乙两个质点间的万有引力大小为F，若甲物体的质量不变，乙物体的质量增加到原来的6倍，同时，它们之间的距离变为原来的2倍，则甲、乙两物体的万有引力大小将变为（ ）

A．13F B．12F C．23F D．32F

二、多选题

10．如图所示，直径为d的纸筒以角速度绕中心轴匀速转动，将枪口垂直指向圆筒轴线，使子弹穿过圆筒，结果发现圆筒上只有一个弹孔，若忽略空气阻力及子弹自身重力的影响，则子弹的速度可能是（ ）

A．πd B．2πd C．3πd D．4πd

11．我国首次火星探测任务被命名为“天问一号”。已知火星质量约为地球质量的10%，半径约为地球半径的50%，下列说法正确的是（ ）

A．火星探测器的发射速度小于地球的第二宇宙速度 第 4 页 共 17 页 B．火星探测器的发射速度应介于地球的第一和第二宇宙速度之间

C．火星的第一宇宙速度小于地球的第一宇宙速度

D．火星表面的重力加速度小于地球表面的重力加速度

12．如图所示，物理老师将铁锁（可看成质点）从鼻尖处无初速度释放后，保持自己的头部位置不动，忽略空气阻力。以下说法正确的是（ ）

A．铁锁第一次返回时会撞击鼻尖

B．铁锁刚释放时，它的加速度方向不指向圆心O

C．从最高点下摆到最低点过程中，角速度保持不变

D．从最高点下摆到最低点过程中，向心加速度一直增大

13．作为2020夏季奥运会的主办国，日本的“东京8分钟”惊艳亮相里约奥运闭幕式。地理位置上，东京与里约恰好在地球两端，片中，日本首相化身马里奥，通过打穿地球的管道，从东京一跃到达里约现场，带来了名为“东京秀”的表演环节。现代理论上已经证明：质量分布均匀的球壳对壳内物体的万有引力为零。现假设地球是一半径为R、质分布均匀的实心球体，O为球心。不考虑空气阻力，关于人在地球管道中的运动，下列说法正确的是（ ）

A．通过O点前后分别做匀加速和匀减速运动，不需要动力装置和刹车装置

B．通过O点前后分别做加速和减速运动，加速度先变小后变大

C．到达O点时的速度最大，加速度为零

D．在沿管道运动过程中不受引力作用，处于完全失重状态，所以需要动力装置和刹车装置

14．地球同步卫星离地心距离为r，运行速率为1v，加速度为1a，地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为2a，第一宇宙速度为2v，地球半径为R，则下列结论正确的是（ ）

A．12araR B．2122aRar C．2122 vRvr D．12 vRvr 第 5 页 共 17 页 三、实验题

15．一艘宇宙飞船飞近某一新发现的行星，并进入靠近该行星表面的圆形轨道绕行数圈后，着陆在行星上，宇宙飞船上备有以下实验仪器：

A．弹簧测力计一个 B．精确秒表一只 C．天平一台（附砝码一套） D．物体一个

为测定该行星的密度，宇航员在绕行中进行了一次测量，依据测量数据可以求出密度.。

（1）绕行时测量所用的仪器为________（用仪器的字母序号表示），所测物理量为________。

（2）密度表达式：________（万有引力常量为G）

16．探究向心力大小F与物体的质量m、角速度和轨道半径r的关系实验。

(1)本实验所采用的实验探究方法与下列哪些实验是相同的__________；

A．探究平抛运动的特点

B．探究两个互成角度的力的合成规律

C．探究加速度与物体受力、物体质量的关系

(2)某同学用向心力演示器进行实验，实验情景如甲、乙、丙三图所示。

a。三个情境中，图________是探究向心力大小F与质量m关系（选填“甲”、“乙”、“丙”）。

b。在甲情境中，若两钢球所受向心力的比值为1:4，则实验中选取两个变速塔轮的半径之比为_________。

17．为探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系。某实验小组通过如图甲所示装置进行实验。滑块套在水平杆上，随水平杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动，力传感器通过一细绳连接滑块。用来测量向心力F的大小。滑块上固定一遮光片，测得质量为m，遮光片宽度为d，光电门可以记录遮光片通过的时同，测得旋转半径为r，滑块随杆匀速圆周运动，每经过光电门一次，通过力传感器和光电门就同时获得一组向心力F和角

速度的数据。

（1）为了深究向心力与角度的关系，需要控制______和______保持不变，某次旋转过程中遮光片经过光电 第 6 页 共 17 页 门时的遮光时间为r，则角速度______。

（2）以F为纵坐标，以21t为横坐标，可在坐标纸中指出数据点作一条如图乙所示直线，图线不过坐标原点的原因是______。

四、填空题

18．如图所示，质量为0.5kg的小杯里盛有0.5kg的水，用绳子系住小杯在竖直平面内做“水流星”表演，转动半径为0.4m。则为使小杯经过最高点时水不流出，在最高点时最小速率是___________m/s；当水杯在最高点速率4m/sv时，g取210m/s，绳的拉力大小为__________N。

五、解答题

19．物体A的重力为G，如图甲所示，一原长为L的轻弹簧将物体A吊起静止时，弹簧长度为43L；如图乙所示，若将物体A置于水平地面上，用该弹簧水平向左拉物体A。当物体A匀速运动时弹簧的长度为1715L。以上两种情况弹簧都没有超过弹性限度。求：

（1）该弹簧的劲度系数；

（2）物体A与水平地面间的动摩擦因数；

（3）若图乙中的物体A向左运动时弹簧的长度为43L，则此时物体A与水平地面间的摩擦力的大小；

（4）若置于水平地面上的物体A原来静止，图乙中的弹簧长度自原长逐渐增大至1615L时，物体A与水平地面间的摩擦力的大小。

20．太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动。当地球恰好运行到火星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线的时候，天文学称为“火星冲日”。已知火星公转半径与地球公转半径的比值为23C（C为常数），地球的公转周期为T，求： 第 7 页 共 17 页 （1）火星公转周期T火；

（2）相邻两次火星冲日的时间间隔Δt。

21．如图所示，竖直面内有光滑斜面AB和光滑半圆轨道BC在B点平滑连接，半圆轨道的半径为R。一质量为m的小球从A点由静止滚下，恰好能通过半圆轨道最高点C点，之后小球又恰好垂直落到斜面AB上，小球可视为质点，重力加速度g已知，求：

（1）A点到水平面BD的高度H；

（2）斜面AB的长度L。

22．某星球的半径为R，一物体在该星球表面附近自由下落，若在最初T时间内下落的高度为h。已知引力常量为G，该星球表面无大气。试求：

（1）星球的质量。

（2）该星球的第一宇宙速度。

参考答案与解析

1．C

【详解】由相对论质量公式021()mmvc＝可知物体的质量随速度的增大而增大；经典力学的基础是牛顿运动定律，经典力学是狭义相对论在低速（v＜＜c）条件下的近似．在狭义相对论的所有公式中，只要令v＜＜c，在数学上稍作变换，就会发现，它们将全部退化为牛顿的经典力学公式．故ABD错误，C正确；

故选C。