河南省南阳市六校2022-2023学年高一下学期期中考试物理试题（含解析）

南阳市六校2022-2023学年高一下学期期中考试
物理
考生注意：
1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上，并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定住置．
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑．如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号．回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效．
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回．
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．手握绳子使在光滑水平面内做圆周运动的沙袋由M到N加速运动，P是轨迹上的一点，O是沙袋运动轨迹的圆心，F是绳对沙袋的拉力．下图中表示力F的四种方向，可能正确的是（ ）．
A．B．C．D．
2．为实现“绿水青山就是金山银山”的发展目标，环保人员加大了对环境保护的检查力度．在一次巡查中发现，某工厂两根相同的排污管甲和乙（如图所示）正在向外满口排出大盘污水，污水的落点分别为A和B，忽略空气阻力，甲、乙两管的流量分别为、（单位时间排出的污水体积），则（ ）．
A． B．
C． D．两管离地的高度未知，无法比较Q的大小
3．假定某行星是质量分布均匀的球体，引力常量为G，贴着该行星表面绕球心飞行的航天飞船中的宇航员，要想估算该行星的密度，只需携帶一个（ ）．
A．天平 B．弹簧秤 C．速度传感器 D．计时器
4．如图所示为俯视图，质量的智能电动车玩具以恒定速率沿水平面内的圆弧路径运动，和是相切于B点半径分别为和的半圆弧．轮胎与路面间的最大静摩擦力为．若小车（视为质点）在最短的时间内能安全地从A行驶到C，则车在段向心加速度大小为（ ）．
A． B． C． D．
5．如图所示，在某次抗洪抢险中，突击队员冒着滔滔洪水驾驶汽艇由河岸边的A点到正对岸的B点救援．河宽，水流速度，汽艇相对静水速度的，汽艇与上游河岸的夹角为，则汽艇（ ）．
A．航向角 B．航向角
C．渡河的时间为 D．合速度大小为
6．2023年2月，我国成功发射的中星26号卫星是一颗地球静止轨道高通量宽带通信卫星，卫星在同步轨道做圆周运动的半径为地球半径的k倍．若地球表面的重力加速度为g，地球自转的周期为T，则地球的半径为（ ）．
A． B． C． D．
7．如图所示某运动员跳起投篮，投篮点与篮筐正好在同一水平面上，投篮点到篮筐中心距离为a，篮球与水平方向成角落入篮筐，不计空气阻力，重力加速度为g，则篮球（ ）．
A．水平速度大小为 B．进筐时的速度大小为
C．从投出到进入篮筐的时间为 D．投出后的最高点相对篮筐的竖直高度为
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分．每小题有多个选项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．
8．如图所示，半球形陶碗绕过球心O的竖直轴以某一角速度匀速转动，落入陶碗内的一个小物体，经过一段时间后在P点随陶碗一起转动且与陶碗相对静止．对小物体，下列说法正确的是（ ）．
A．一定受到3个力作用 B．可能受2个力作用
C．受到的摩擦力沿碗壁向上 D．受到的摩擦力可能为零
9．如图所示，机械人手臂由两根长均为l的轻质臂杆和链接而成，可绕O点转动．当N端抓住货物后，在智能遥控操控下，杆在时间t内绕O点由竖直位置逆时针匀速转过角到图示虚线位置，整个过程，杆始终水平．则（ ）．
A．M点的线速度大小为 B．M点的向心加速度大小为
C．货物在水平方向速度减小 D．货物在竖直方向匀速运动
10．两宇航员分别站在质量分布均匀的两球形星体M、N上，将质量相同的小球以相同的初速度竖直上抛，不计空气阻力，两小球运动过程中与离地高度h的关系图像分别如图中M、N所示．已知两星球的半径之比为，则（ ）．
A．两星球的第一宇宙速度之比
B．两星球的密度之比
C．两星球的质量之比
D．小球在两星球上所受的引力之比为
三、非选择题：本题共5小题，共54分．
11．（6分）如图所示是运动场单板滑雪U形池的圆弧形轨道，半径为R，M、N为两侧边缘上的点，b为最低点．某同学设计了应用力传感器（安装见图示）粗测运动员经过b点速度的实验，运动员视为质点．已知当地的重力加速度为g，完成下列填空：
（1）运动员连同单板静站于b处，力传感器的示数为，则运动员（含单板）质量为__________．
（2）该运动员从M点静止滑下，经过b点时，力传感器的示数为F，运动员在b点所受的合力大小为__________，运动员通过b点的速度大小为__________（用、F、R及g表示）．
（3）让运动员多次从M点由静止滑下，测出其每次通过b点的速度大小，取平均值作为运动员通过b点的速度大小．
12．（10分）甲、乙两同学设计了应用如图所示的装置和频闪照相机研究平抛运动的实验．木板上贴有与小球影像反差明显的背景纸，频闪照相机闪光周期为．
（1）现有下列三种不同材质而体积相同的小球，该实验应选______（填选项序号）．
A．实心塑料球 B．实心木球 C．实心钢球
（2）为了正确完成实验，以下做法必要的是______（填选项序号）．
A．实验应选择尽量光滑的斜槽 B．斜槽末端应调整至水平
C．小球应从斜槽上的适当位置由静止释放 D．应测出平抛小球的质量
（3）实验装置中，木板上悬挂一条铅垂线，其作用是__________．
（4）甲同学将小球从斜槽上释放，乙同学用频闪照相机对从槽口飞出的小球进行拍摄．拍摄的照片编辑后如图所示．图中的第一个小球为抛出瞬间的影像，每相邻两个球之间被删去了3个影像，所标出的两个线段和的长度之比为．重力加速度g取，不计空气阻力．小球做平抛运动初速度的大小__________，对应的实际距离为__________m（结果均保留根号）．
13．（11分）如图所示北京冬奥会上，质量为的滑雪运动员（不含滑板，可视为质点）从长的斜直坡道的顶端A点由静止开始下滑进入竖直平面内半径为的圆弧形滑道，从B点滑行到最低点C的过程中，因摩擦力的存在，运动员的速率不变．坡道与水平面夹角，滑板与坡道间的动摩擦因数，重力加速度g取，，，不计空气阻力，求：
（1）运动员在B点时的速度大小；
（2）运动员滑至C点时对滑板的压力与其重力的比值k．
14．（13分）如图所示，“天问一号”从地球发射后，进入长轴为的火星停泊轨道，绕行的周期为T，卫星在近火点和远火点离火星表面的距离之和为．已知引力常量为G，求：
（1）火星的质量M；
（2）火星的密度；
（3）“天问一号”绕火星表面做匀速四周运动的线速度大小．
15．（14分）悬停在空中的无人机将一弹丸以初速度从O点水平射出，弹丸在竖直平面内做曲线运动，轨迹方程为．弹丸恰好垂直打在远处倾角的斜坡上的A点．不计空气阻力，重力加速度g取，求：
（1）弹丸初速度的大小；
（2）弹丸在空中飞行的时间t；
（3）弹丸位移s的大小．
物理·答案
1～7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．8～10小题每小题6分，共18分，在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．
1．答案 B
命题透析 本题以沙袋的变速圆周运动为背景，考查变速圆周运动的受力特点，意在考查学生分析与应用知识解决问题的能力．
思路点拨 做圆周运动的沙袋由M到N加速转动，拉力F并非指向圆心，其切向分力使沙袋加速，其法向分力指向圆心，提供沙袋做圆周运动所需的向心力，选项B正确．
2．答案 C
命题透析 本题以污水的运动为背景，考查平抛运动知识，意在考查学生应用知识解决实际问题的能力．
思路点拨 污水做平抛运动，水平速度，，
由于，，有，
又流量，两管S相同，故有，选项C正确．
3．答案 D
命题透析 本题以航天器的运动为背景，考查万有引力定律在天体中的应用，意在考查学生应用知识的能力．
思路点拨 设行星的质量为M，半径为R，航天飞船的质量为m，绕行周期为T，
由、、得，
因此，只需携带一个计时器测出T，即可知道行星的密度，选项D正确．
4．答案 D
命题透析 本题以智能电动车玩具的运动为背景，考查匀速圆周运动知识，意在考查学生分析与解决问题的能力．
思路点拨 设小车在段安全行驶的最大速率为，在段最大速率为，
由得，，
由于，要使小车在最短的时间内能安全地从A行驶到C，应以的速率行驶，
故车在段的加速度大小为，选项D正确．
5．答案 A
命题透析 本题以汽艇渡河为背景，考查运动的合成，意在考查学生的分析能力和应用知识解决问题的能力．
思路点拨 汽艇由A点能到达正对岸的B点，有，解得，选项A正确，B错误；
汽艇合速度大小，渡河时间，选项C、D错误．
6．答案 A
命题透析 本题以中星26号卫星的运动为背景，考查万有引力定律在天体运动中的应用，意在考查学生应用知识的能力．
思路点拨 设地球的质量为M，地球的半径为R，卫星的质量为m，卫星在同步轨道做圆周运动的半径为r，
由、及，解得，选项A正确．
7．答案 B
命题透析 本题以篮球的运动为背景，考查抛体运动，意在考查学生应用知识解决曲线运动问题的能力．
思路点拨 设篮球水平速度大小为，进入篮筐的速度大小为v，投出后的最高点相对篮筐的竖直高度为h，篮球从最高点D到进入篮筐B做平抛运动，将v反向延长交于C，
则，则，选项D错误；
，有，由抛体运动的对称性知，得，选项A错误；
，选项B正确；
篮球从投出到进入篮筐的时间，选项C错误．
8．答案 BD
命题透析 本题以陶碗内物体的运动为背景，考查圆周运动的相关知识，意在考查学生分析问题的能力．
思路点拨 小物体可能只受重力和支持力作用，它们的合力提供其做圆周运动的向心力，摩擦力为零，设此情况，陶碗转动的角速度为，选项B、D正确，A错误；
若陶碗的角速度，小物体做圆周运动所需的向心力比时要小，摩擦力方向沿碗壁向上．
若陶碗的角速度，小物体做圆周运动所需的向心力比大，摩擦力方向沿碗壁向下，即摩擦力方向有两种可能，选项C错误．
9．答案 AC
命题透析 本题以机械人手臂的运动为背景，考查圆周运动与速度分解等知识点，意在考查学生综合应用知识的能力．
思路点拨 M点做匀速圆周运动，角速度，线速度大小，向心加速度大小，选项A正确，B错误；
货物与M点运动状态相同，将M点的速度v分解（如图），
水平方向，竖直方向，角增大，减小，增大，选项C正确，D错误．
10．答案 BC
命题透析 本题以小球在星球上的竖直上抛运动为背景，考查万有引力定律，意在考查学生理解与应用知识的能力．
思路点拨 设两星球表面的重力加速度分别为和，小球竖直上拋，有，结合关系图像得，由，引力知两星球的第一宇宙速度之比，引力之比，选项A、D错误；
设星球的质量为m，在星球表面有，星球的密度，星球的体积，
由以上三式得，，选项B、C正确．
11．答案（1）（2分）
（2）（2分） （2分）
命题透析 本题以运动员单板滑雪为背景，考查学生创新实验的能力．
思路点拨 运动员连同单板静站于b处，力传感器的示数为，则，即；
运动员从M点静止滑下，经过b点滑向另一侧时，力传感器的示数为F，
则运动员在该点所受的合力，
由，得．
12．答案 （1）C（2分）
（2）BC（2分）
（3）方便将木板调整到竖直平面（意思对即给分，2分）
命题透析 本题以小球的平抛运动为背景，考查平抛运动实验，意在考查学生的实验能力．
思路点拨 （1）为减小空气阻力的影响，小球应选用钢球．
（2）斜槽光滑与否及小球的质量对实验无影响，选项A、D没有必要．
为保证小球做平抛运动，斜槽末端一定要调整至水平．小球要从斜槽上适当位置由静止释放，以使小球平抛运动轨迹在由木板的左上角一直到右下角为宜，B、C正确．
（3）木板上悬挂一条铅垂线，其作用是：方便将木板调整到竖直平面．
（4）小球在竖直方向上做自由落体运动，设相邻小球间的水平位移为x，相邻两球间高度差分别为h和，
则有，，
由，解得，
相邻小球间的时间间隔是，，
水平速度，．
13．命题透析 本题以运动员的滑雪运动为背景，考查匀变速运动、圆周运动的向心力、牛顿运动定律等知识，意在考查学生的理解和应用知识的能力．
思路点拨 （1）设运动员在坡道间滑行的加速度为a，滑至B的速度大小为v．
依据牛顿第-二定律有，（2分）
代入数据解得，（1分）
又，（2分）
解得．（1分）
（2）在最低点C有，（2分）
代入数据解得，（1分）
由牛顿第三定律知，运动员对滑板的压力，（1分）
所以．（1分）
14．命题透析 本题以天问一号卫星为载体，考查万有引力定律的应用，意在考查学生灵活应用知识的能力．
思路点拨 （1）由开普勒第三定律知，天问一号绕火星做匀速圆周运动的半径为a时，其周期也为T，
由，（2分）
火星的质量．（1分）
（2）火星的密度，（1分）
火星的半径，（2分）
火星的体积，（1分）
由以上三式，解得．（2分）
（3）设“天问一号”绕火星表面做匀速圆周运动的线速度大小为v．
由，（2分）
又由第（1）问知，（1分）
结合以上两式，解得．（1分）
15．命题透析 本题以无人机投弹为背景，考查平抛运动知识，意在考查学生应用知识解决实际问题的能力．
思路点拨 （1）弹丸在竖直平面内做平抛运动，设在空中运动的时间为t，
水平位移，（1分）
竖直位移，（1分）
由以上两式，得弹丸运动的轨迹方程为，（2分）
对比，知，（1分）
解得．（1分）
（2）弹丸垂直打在斜坡上的A点时，设竖直方向的速度为，
有，（2分）
而，（1分）
由以上两式，解得．（1分）
（3）水平位移大小，（1分）
竖直位移大小，（1分）
弹丸的位移．（2分）