湖南省常德市桃源县第二中学2022-2023学年高一下学期4月段考物理试卷（含解析）

桃源县第二中学2022-2023学年高一下学期4月段考物理试卷
一、单选题
1．2022年9月30日12时44分，我国空间站在400公里的高空上演了一场惊心动魄的“太空泊车”，将23吨的“问天”实验舱从节点舱的前向对接口缓慢平移至相差90°的侧向对接口，并再次对接锁紧。“问天”实验舱照片如图所示，下列情况中空间站一定可以视为质点的是（　　）
A．航天员在舱内做实验时 B．估算空间站绕地球一周所用时间时
C．空间站闪避太空垃圾时 D．空间站“太空泊车”对接时
2．有一种“猫捉老鼠”趣味游戏，如图所示，D是洞口，猫从A点沿水平线ABD匀速追赶老鼠，老鼠甲从B点沿曲线BCD先加速后减速逃跑，老鼠乙从B点沿BED先减速后加速逃跑，已知猫和两只老鼠同时开始运动且初速率相等，到达洞口D时速率也相等，猫追赶的路程AD与两只老鼠逃跑的路程BCD和BED均相等，则下列说法正确的是（　　）
A．猫能在洞口堵住老鼠甲
B．猫能在洞口堵住老鼠乙
C．两只老鼠在洞口都被猫堵住
D．两只老鼠均能从洞口逃离
3．某同学从一塔顶上每隔0.8s由静止释放一个小球，当刚释放第7个小球时，第1个小球恰好落地。不计空气阻力，重力加速度g取，则下列说法中正确的是（　　）
A．小球落地时的速度大小为56m/s
B．第1个小球落地时，第6个小球下落的距离为3.2m
C．第1个小球落地时，第2个小球与第3个小球的间距为16m
D．第1个小球落地前瞬间，第1个、第2个和第5个小球的速度大小之比为
4．如图所示，建筑工人要将建筑材料送到高处，常在楼顶装置一个定滑轮（图中未画出），用绳通过滑轮将建筑材料提到某一高处。为了防止建筑材料与墙壁相碰，站在地面上的工人另外用绳拉住材料，使它与竖直墙壁保持一定的距离L，若不计两根绳的重力，在建筑材料被提起的过程中（尚未达到在同一直线上），绳与的拉力和的大小变化情况是（　　）
A．增大，增大 B．增大，不变
C．增大，减小 D．减小，减小
5．2022年8月20日，重庆山火肆虐，面对自然灾害，人们并没有选择躺平。由摩托大军、志愿者团队、专业的消防人员与消防直升机组成的灭火军团，并肩作战，最终及时将山火扑灭。下图是消防直升机携带盛满水的吊桶，悬停在空中将水泼洒在火源上进行灭火的瞬间。下列有关说法正确的是（ ）
A．绳子对吊桶的拉力和吊桶对绳子的拉力是一对作用力和反作用力
B．绳子对吊桶的拉力和吊桶的重力是一对平衡力
C．洒水过程中直升机处于失重状态
D．洒出的水在空中做自由落体运动
6．2021年3月14日，中国小将谷爱凌获自由式滑雪世锦赛女子坡面障碍技巧赛的冠军。如图所示，现假设运动员从跳台a处以初速度沿水平方向飞出，落在斜坡上某点b处，将斜坡等效成一个与水平面的夹角为30°的斜面，不计空气阻力，下列说法不正确的有（　　）
A．运动员在空中运动时间与初速度成正比
B．a、b两点间的水平距离与初速度的大小成正比
C．a、b两点间的竖直距离与初速度的二次方成正比
D．运动员落在斜坡上的速度方向与水平方向的夹角与的大小无关
二、多选题
7．关于匀速圆周运动，下列认识错误的是（　　）
A．匀速圆周运动是匀速运动 B．匀速圆周运动是匀变速运动
C．匀速圆周运动的线速度不变 D．匀速圆周运动的周期不变
8．如图所示，在与水平地面夹角为的光滑斜面上有一半径为的光滑圆轨道，一质量为的小球在圆轨道内沿轨道做圆周运动，，下列说法中正确的是（　　）
A．小球能通过圆轨道最高点的最小速度为0
B．小球能通过圆轨道最高点的最小速度为
C．小球以的速度通过圆轨道最低点时对轨道的压力为
D．若小球可以做完整的圆周运动，则小球通过圆心等高处的加速度大小为
9．宇航员在月球表面附近高为h处以初速度v0水平抛出一个小球，测出小球的水平射程为L。已知月球半径为R，引力常量为G。下列说法中正确的是（　　）
A．月球表面的重力加速度 B．月球的质量
C．月球的自转周期 D．月球的平均密度
10．如图甲所示，倾角为θ的斜面体固定在水平面上，其中斜面的长度为l0，一质量为m可视为质点的物块从静止开始由斜面体的顶端A滑到底端B，物块与斜面体之间的动摩擦因数μ随下滑距离x的变化规律如图乙所示。重力加速度为g。则下列说法正确的是（　　）
A．物块克服滑动摩擦力做的功为
B．物块克服滑动摩擦力做的功为
C．物块在B点的速度大小为
D．若物块在沿斜面体向上的外力作用下，由B点缓慢移动到A点，外力做功
三、实验题
11．如图所示是某同学验证动能定理的实验装置。已知重力加速度为g，不计滑轮摩擦阻力，该同学的实验步骤如下：
a. 将长木板倾斜放置，小车放在长木板上，长木板旁放置两个光电门A和B，砂桶通过滑轮与小车相连；
b. 调整长木板倾角，使得小车恰好能在细绳的拉力作用下匀速下滑，测得砂和砂桶的总质量为m；
c. 某时刻剪断细绳，小车由静止开始做加速运动；
d. 测得挡光片通过光电门A的时间为，通过光电门B的时间为，挡光片的宽度为d，小车质量为M，两个光电门A和B之间的距离为L。
e. 依据以上数据探究动能定理。
（1）根据以上步骤，你认为以下关于实验过程的表述正确的是____。
A．实验时，先接通光电门，后剪断细绳
B．实验时，小车加速运动的合外力为Mg
C．实验过程不需要测出斜面的倾角
D．实验时，应满足砂和砂桶的总质量m远小于小车质量M
（2）如果关系式________在误差允许范围内成立，就验证了动能定理。（用M、m、g、L、 d、、表达）
12．在探究加速度a与物体所受合力F关系的实验中，如图甲所示为实验装置简图。
（1）下列做法正确的是___________；
A．实验需要平衡摩擦力
B．实验不需要平衡摩擦力
C．实验需要满足m远小于M的条件
D．实验不需要满足m远小于M的条件
（2）某次实验中，小车拖动纸带做匀加速直线运动，打点计时器所用的电源频率为，实验得到的一条纸带如图乙所示，纸带上每相邻的两个计数点之间都有四个点未画出。按时间顺序取0、1、2、3、4、5六个计数点，实验中用直尺量出各计数点到0点的距离如图乙所示（单位：cm）。在计数点1所代表的时刻，纸带运动的瞬时速度为______，小车的加速度______（保留两位有效数字）。
（3）有一位同学通过实验测量作出了如图丙中的A图线，该图线不通过坐标原点的原因是______。
四、解答题
13．如图所示，在水平地面上固定一倾角的斜面体ABC，A正上方一小物体距离地面高，物体以水平速度向右水平抛出。（，，）求：
（1）物体做平抛运动时的速度大小v；
（2）物体击中斜面的时间。
14．如图所示，地球的两颗卫星绕地球在同一平面内做匀速圆周运动，已知卫星一运行的周期为，地球的半径为，卫星一和卫星二到地球中心的距离分别为，，引力常量为G，某时刻两卫星与地心连线之间的夹角为。求：（结果均用、、G表示）
（1）地球的质量M；
（2）卫星二围绕地球做圆周运动的周期；
（3）从图示时刻开始，经过多长时间两卫星第一次相距最近。
15．如图所示，半径为R的光滑半圆轨道ABC与倾角θ＝37°的粗糙斜面轨道DC相切于C，圆轨道的直径AC与斜面垂直。质量为m的小球从A点左上方距A高为h的斜上方P点以某一速度水平抛出，刚好与半圆轨道的A点相切进入半圆轨道内侧，之后经半圆轨道沿斜面刚好滑到与抛出点等高的D处。已知当地的重力加速度为g，取R＝h，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，不计空气阻力，求：
（1）小球被抛出时的速度v0；
（2）小球到达半圆轨道最低点B时，对轨道的压力大小；
（3）小球从C到D过程中克服摩擦力做的功W。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
【详解】A．航天员在舱内做实验时，不能忽略空间站的形状和大小，不能看做质点，故A错误；
B．估算空间站绕地球一周所用时间时，可以忽略空间站的形状和大小，可以看做质点，故B正确；
C．空间站闪避太空垃圾时，不能忽略空间站的形状和大小，不能看做质点，故C错误；
D．空间站“太空泊车”对接时，不能忽略空间站的形状和大小，不能看做质点，故D错误。
故选B。
2．B
【详解】因两只老鼠运动的加速度大小不清楚，所以无法进行计算，但可根据题中三者运动路程相等，画出速率随时间变化的关系图像，利用图线与t轴所围面积相等来求解。根据猫与老鼠的运动情况可大致作出图像如图所示，由图知老鼠甲首先到达洞口D，所用时间最短，可以逃离洞口。
故选B。
3．B
【详解】小球在空中的点迹如图
A．自由落体运动的小球做匀变速直线运动，落地的速度为
故A错误；
B．第1个小球落地时，第6个小球下落的距离为
故B正确；
C．第1个小球落地时，第2个小球距离释放点的距离为
第3个小球距离释放点的距离为
第2个小球与第3个小球的间距为
故C错误；
D．根据速度时间公式，可得第1个小球落地前瞬间，第1个、第2个和第5个小球的速度大小之比为
故D错误。
故选B。
4．A
【详解】在建筑材料缓慢提起的过程中，其合力保持为零。因物体与墙壁的距离始终保持不变，根据平衡条件得知两绳拉力的合力与物体的重力大小相等、方向相反，保持不变；受力分析如图（1）所示
在题型设条件下图中标明的两角度一个增大，另一个减小。然后就用平行四边形定则作出图（2），由图知
两根绳子上的拉力T1和T2均增大。故A正确，BCD错误。
故选A。
5．A
【详解】A．绳子对吊桶的拉力和吊桶对绳子的拉力是一对作用力和反作用力，A正确；
B C．将水洒出前，直升机和盛满水的吊桶看成一个整体，悬停在空中，受力平衡。对直升机和盛满水的吊桶受力分析，整体受竖直向下的重力，空气对它的浮力，和螺旋桨旋转使空气对它产生的竖直向上的升力。将水洒出后，整体受到竖直向上的力不变，重力减小，直升机向上做加速运动。绳子对吊桶的拉力大于吊桶的重力。洒水过程中直升机处于超重状态。BC错误；
D．洒出的水在空中做竖直上抛运动。D错误。
故选A。
6．B
【详解】A．运动员做平抛运动，可分解为水平方向的匀速运动和竖直方向的自由落体运动，则有
解得
可知运动员在空中运动时间与与初速度成正比，故A正确，不符合题意；
B．运动员在水平方向做匀速直线运动，则有
可知a、b两点间的水平距离与初速度的二次方成正比，故B错误，符合题意；
C．运动员在竖直方向做自由落体运动，则有
可知a、b两点间的竖直距离与初速度的二次方成正比，故C正确，不符合题意；
D．运动员落在斜坡上的速度方向与水平方向的夹角的正切值为
可知运动员落在斜坡上的速度方向与水平方向的夹角与的大小无关，故D正确，不符合题意。
故选B。
7．ABC
【详解】AC．匀速圆周运动中的匀速是指物体运动的线速度的大小不变，方向是时刻在变化的，而匀速运动是指速度的大小和方向都不变化的运动，选项AC错误；
B．匀速圆周运动的向心力始终指向圆心，方向是时刻变化的，而大小是不变的，所以向心加速度的大小也是不变的，但是方向在时刻变化，所以匀速圆周运动是非匀变速运动，选项B错误；
D．周期是标量，匀速圆周运动的周期不变，选项D正确。
本题选错误的，故选ABC。
8．BC
【详解】AB．设小球通过最高点的最小速度为，由题意得在最高点时有
解得通过圆轨道最高点的最小速度为
故A错误，B正确；
C．在最低点时有
代入解得
故C正确；
D．小球在圆心等高处时，切向加速度为
除此之外还有向心加速度，所以在此位置的加速度应大于，选项D错误。
故选BC。
9．AD
【详解】A．由运动的分解
，
解得月球表面的重力加速度
A正确；
B．在月球表面
解得
B错误；
C．月球的自转周期
C错误；
D．月球的平均密度
D正确。
故选AD。
10．BD
【详解】AB．由图乙作出该过程中摩擦力随x的变化规律，如图所示
则图线与坐标轴围成的面积表示物块克服滑动摩擦力所做的功，即
故A错误，B正确；
C．对物块由A点到B点的过程中，由动能定理得
解得物块在B点的速度大小为
故C错误；
D．物体由B点缓慢移动到A点，动能没有变化，由动能定理
解得
故选BD。
11． AC＃＃CA
【详解】（1）[1]A．按照操作规程，应先接通光电门后释放滑块，否则可能滑块已经通过光电门，光电门还没有工作，测不出滑块通过光电门A的时间。故A正确；
B．平衡时，除了绳子拉力以外的力的合力与绳子的拉力等值反向，实验时，剪短细绳，则小车加速运动的合外力为
故B错误；
C．实验过程中，倾斜木板的目的是平衡摩擦力，不需要测出斜面的倾角。故C正确；
D．实验时，剪短细线，砂和砂桶不随小车运动，无需考虑砂和砂桶的总质量m是否远小于小车质量M。故D错误。
故选AC。
（2）[2]小车从A到B的过程中，合力做功为
系统动能的增量为
在误差允许范围内成立，如果二者相等，就验证了动能定理，即
12． AD##DA 平衡摩擦力不足或未平衡摩擦力
【详解】（1）[1]AB．探究加速度a与物体所受合力F关系的实验中，让绳子的拉力为小车的合力，则需要平衡摩擦力，故B错误，A正确；
CD．实验过程中，绳子的拉力由力传感器得到，则不需要满足m远小于M的条件，故C错误，D正确。
故选AD。
（2）[2]根据题意可知，电源频率为，相邻的两个计数点之间都有四个点未画出，则相邻计数点间时间间隔为
由中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度可得，计数点1所代表的时刻，纸带运动的瞬时速度为
[3]由逐差法有
解得
（3）[4]由图丙可知，当时，，则说明平衡摩擦力不足或未平衡摩擦力。
13．（1）；（2）
【详解】（1）根据
由此可得物体做平抛运动0.3s时的速度大小
（2）物体水平方向有
物体竖直方向有
根据几何关系有
解得
14．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）对卫星一有
解得
（2）开普勒第三定律可知
解得
（3）设两卫星第一次相距最近所用时间为t，有
解得
15．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）小球到达A点时，速度与水平方向的夹角为θ，如图所示
根据速度位移公式
由几何关系得
解得
（2）从A到B根据动能定理有
由圆周运动向心力有
联立解得轨道对小球的支持力
根据牛顿第三定律，小球到达半圆轨道最低点B时，对轨道的压力大小为；
（3）整个运动知过程中，重力做功为零，根据动能定理得知，小球沿斜面上滑过程中克服摩擦力做的功等于小球做平抛运动的初动能，则有
小球从C到D过程中克服摩擦力做的功
W=