2021-2022學年北京十四中高一（下）期中物理試卷

一、本題共15小題，在每小題給出的四個選項中，只有一個選項是符合題意的。（每小題3分，共45分）

• 1．在2016年的夏季奧運會上，我國跳水運動員獲得多枚獎牌，為祖國贏得榮譽。高臺跳水比賽時，運動員起跳后在空中做出各種動作，最后沿豎直方向進入水中。若此過程中運動員頭部連續(xù)的運動軌跡示意圖如圖中虛線所示，a、b、c、d為運動軌跡上的四個點。關于運動員頭部經(jīng)過這四個點時的速度方向，下列說法中正確的是（　?。?/h2>

  A．經(jīng)過 a、b、c、d 四個點的速度方向均可能豎直向下

  B．只有經(jīng)過 a、c 兩個點的速度方向可能豎直向下

  C．只有經(jīng)過 b、d 兩個點的速度方向可能豎直向下

  D．只有經(jīng)過 c 點的速度方向可能豎直向下
  組卷：723引用：6難度：0.5

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• 2．關于萬有引力定律的數(shù)學表達式

  F

  =

  G

  m

  1

  m

  2

  r

  2

  ，下列說法正確的是（　?。?/h2>

  A．公式中G為引力常數(shù)，是人為規(guī)定的

  B．r趨近于零時，萬有引力趨近于無窮大

  C．m1、m2受到的萬有引力總是大小相等方向相反，是一對平衡力

  D．卡文迪什用“扭秤實驗”測定了G的值，在數(shù)值上等于兩個質量都為1kg的物體相距1m時的相互作用力
  組卷：207引用：1難度：0.7

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• 3．功的單位是焦耳（J），焦耳與基本單位米（m）、千克（kg）、秒（s）之間的關系正確的是（　?。?/h2>

  A．1J=1kg?m/s	B．1J=1kg?m/s2
  C．1J=1kg?m2/s	D．1J=1kg?m2/s2
  組卷：153引用：17難度：0.9

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• 4．用一個水平拉力F拉著一物體在水平面上繞著O點做勻速圓周運動．關于物體受到的拉力F和摩擦力f的受力示意圖，下列四個圖中可能正確的是（　?。?/h2>

  A．

  B．

  C．

  D．
  組卷：170引用：21難度：0.9

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• 5．有關圓周運動的基本模型，下列說法正確的是（　?。?/h2>

  A． 如圖，汽車通過凹形橋的最低點處于失重狀態(tài)

  B． 如圖，小球固定在桿的一端，在豎直面內(nèi)繞桿的另一端做圓周運動，小球的過最高點的速度至少等于 g R

  C． 如圖，用相同材料做成的A、B兩個物體放在勻速轉動的水平轉臺上隨轉臺一起做勻速圓周運動，mB=2mA，rA=2rB，轉臺轉速緩慢加快時，物體A最先開始滑動

  D． 如圖，火車轉彎超過規(guī)定速度行駛時，外軌對外輪緣會有擠壓作用
  組卷：103引用：8難度：0.7

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• 6．在長約1.0m的一端封閉的玻璃管中注滿清水，水中放一個適當?shù)膱A柱形的紅蠟塊，將玻璃管的開口端用膠塞塞緊，并迅速豎直倒置，紅蠟塊就沿玻璃管由管口勻速上升到管底。將此玻璃管倒置安裝在小車上，并將小車置于水平導軌上。若小車一端連接細線繞過定滑輪懸掛小物體，小車從A位置由靜止開始運動，同時紅蠟塊沿玻璃管勻速上升。經(jīng)過一段時間后，小車運動到虛線表示的B位置，如圖所示。按照如圖建立坐標系，在這一過程中紅蠟塊實際運動的軌跡可能是選項中的（　?。?/h2>

  A．

  B．

  C．

  D．
  組卷：418引用：13難度：0.9

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• 7．我們可以用如圖所示的實驗裝置來探究向心力大小與質量、線速度和半徑關系。長槽橫臂的擋板B到轉軸的距離是擋板A到轉軸的距離的2倍，長槽橫臂的擋板A和短槽橫臂的擋板C到各自轉軸的距離相等。轉動手柄使長槽和短槽分別隨變速塔輪勻速轉動，槽內(nèi)的球就做勻速圓周運動。橫臂的擋板對球的壓力提供了向心力，球對擋板的反作用力通過橫臂的杠桿作用使彈簧測力筒下降，從而露出標尺，標尺上的紅白相間的等分格顯示出兩個球所受向心力的相對大小。將傳動皮帶套在兩塔輪半徑相等的輪盤上，若探究線速度、半徑一定時，向心力與質量的關系時，下列說法正確的是（　　）

  A．應將質量相同的小球分別放在擋板A和擋板C處

  B．應將質量相同的小球分別放在擋板B和擋板C處

  C．應將質量不同的小球分別放在擋板A和擋板C處

  D．應將質量不同的小球分別放在擋板B和擋板C處
  組卷：117引用：4難度：0.7

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• 8．如圖所示，地球繞著太陽公轉，而月球又繞著地球轉動，他們的運動均可近似看成勻速圓周運動．如果要通過觀測求得地球的質量，需要測量下列哪些量（　?。?/h2>

  A．地球繞太陽公轉的半徑和周期

  B．月球繞地球轉動的半徑和周期

  C．地球的半徑和地球繞太陽公轉的周期

  D．地球的半徑和月球繞地球轉動的周期
  組卷：88引用：13難度：0.7

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三、論述、計算題（21題8分，22、23題各10分，24題12分。共40分）解題要求：寫出必要的文字說明、方程式、演算步驟和答案。有數(shù)值計算的題，答案必須明確寫出數(shù)值和單位。

• 23．如圖所示，AB是一個固定在豎直面內(nèi)的光滑弧形軌道，與半徑為R的豎直圓形軌道BCD在最低點B平滑連接，且B點的切線是水平的；BCD圓軌道的另一端D與水平直軌道DE平滑連接。B、D兩點在同一水平面上，且B、D兩點間沿垂直圓軌道平面方向錯開了一段很小的距離，可使運動物體從圓軌道轉移到水平直軌道上。一個質量為m的小球（可視為質點）在A點由靜止釋放沿弧形軌道滑下，當它經(jīng)過B點進入圓軌道時對軌道的壓力大小為其重力大小的9倍，小球運動到圓軌道的最高點C時，對軌道的壓力恰好與它所受的重力大小相等，小球沿圓軌道經(jīng)過D點后，再沿水平軌道DE向右運動。已知重力加速度為g。
  （1）求小球運動到圓軌道的最高點C時速度的大??；
  （2）求A點距水平面的高度h；
  （3）若小球在豎直左、右半圓軌道部分克服摩擦阻力做的功近似相等，求小球經(jīng)過豎直圓軌道的過程中，克服摩擦阻力所做的總功。
  組卷：56引用：2難度：0.4

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• 24．萬有引力定律發(fā)現(xiàn)的歷史是物理學中一段波瀾壯闊的歷史，開普勒、牛頓等科學家都貢獻了自己的智慧。開普勒在第谷留下的浩繁的觀測數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)了行星運動的三大定律：①所有行星繞太陽運動的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓的一個焦點上；②對任意一個行星來說，它與太陽的連線在相等時間內(nèi)掃過相等的面積；③所有行星的軌道的半長軸的三次方跟它的公轉周期的二次方的比值都相等，即：

  a

  3

  T

  2

  =K．牛頓是經(jīng)典物理學的集大成者，他利用數(shù)學工具和開普勒定律發(fā)現(xiàn)萬有引力定律之時，雖未得到萬有引力常量G的具體值，但在不停的思考中猜想到：拉住月球使它圍繞地球運動的力與使蘋果落地的力，是否都是地球的引力，并且都與太陽和行星間的引力遵循統(tǒng)一的規(guī)律—平方反比規(guī)律？牛頓給出了著名的“月—地檢驗”方案：他認為月球繞地球近似做勻速圓周運動，首先從運動學的角度計算出了月球繞地球做勻速圓周運動的向心加速度a_n1；他又從動力學的角度計算出了物體在月球軌道上的向心加速度a_n2．他認為可以通過比較兩個加速度的計算結果是否一致驗證遵循統(tǒng)一規(guī)律的猜想。
  （1）牛頓對于萬有引力定律的推導過程嚴謹而繁瑣，中學階段可以借鑒牛頓的思想（即從運動角度推理物體的受力）由簡化的模型得到。若將行星繞太陽的運動視為勻速圓周運動，圓周運動半徑為r,行星質量為m,太陽質量為M，請你結合開普勒定律、圓周運動、牛頓定律等知識，證明：太陽與行星之間的引力與它們質量的乘積成正比，它們距離平方成反比，即：F_引∝

  M

  m

  r

  2

  。
  （2）牛頓時代已知如下數(shù)據(jù)：月球繞地球運行的周期T、地球半徑R、月球與地球間的距離60R、地球表面的重力加速度g。
  a.請你分別從運動學的角度和動力學的角度推導出“月—地檢驗”中的兩個加速度a_n1、a_n2的大小表達式；
  b.已知月球繞地球做圓周運動的周期約為T=2.4×10⁶s,地球半徑約為R=6.4×10⁶m,計算時可取g≈π²m/s²．結合題中的已知條件，求上述兩個加速度大小的比值

  a

  n

  1

  a

  n

  2

  （保留兩位有效數(shù)字），并得出合理的結論。
  組卷：307引用：4難度：0.4

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