山东省潍坊市昌乐县2022-2023学年高一下学期4月期中过关物理试题（含答案）

昌乐县2022-2023学年高一下学期4月期中过关
物理
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1． 在科学发展的历程中，许多科学家做出了杰出的贡献，下列叙述符合史实的是（　　）
A. 开普勒总结出了行星运动的规律，发现了万有引力定律
B. 关于万有引力公式公式中引力常量G的值是牛顿测得的
C. 相对论的出现使经典物理学在自己的适用范围内不再继续发挥作用
D. 牛顿将行星与太阳、地球与月球、地球与地面物体之间的引力规律推广到宇宙中的一切物体，得出了万有引力定律
2.如图所示，细线一端拴一个小球，另一端固定在点，小球沿弧线来回摆动，点是悬线的最低点，则（　　）
A. 小球摆到点时，速度为水平方向，加速度为零
B. 小球摆到A点时，速度为零，且处于平衡状态
C. 小球在整个运动过程中一定有一个位置处于平衡状态
D. 若小球运动到某一点时细线断开，则此后小球做匀变速运动
3． 天文学家发现，三颗行星A、B、C绕着仙女座厄普西仑星做匀速圆周运动，如图所示，行星A周期为4.6170天，轨道半径为0.059AU（地球与太阳之间的距离为1AU，），引力常量，根据题中数据可求出（　　）
A. 厄普西仑星半径 B. 厄普西仑星的第一宇宙速度
C. 行星B的周期大于4.6170天 D. 行星C的加速度大于行星A的加速度
4.国务院批复，自2016年起将4月24日设立为“中国航天日”。1970年4月24日我国首次成功发射的人造卫星东方红一号，目前仍然在椭圆轨道上运行，其轨道近地点高度约为440km，远地点高度约为2060km；1984年4月8日成功发射的东方红二号卫星运行在赤道上空35786km的地球同步轨道上。设东方红一号周期为、在远地点的加速度为，东方红二号的加速度为，周期为；固定在地球赤道上的物体随地球自转的加速度为，周期为。则（　　）
A. B. T2=T35. “套圈游戏”深受大家喜爱，游戏者要站到区域线外将圆圈水平抛出，落地时套中的物体即为“胜利品”。某同学在一次“套圈”游戏中，从P点以某一速度水平抛出的圆圈落到了物体左边，如图。为了套中该物体，该同学做了如下调整，则下列方式中一定套不中的是（忽略空气阻力）（　　）
从P点正上方以原速度水平抛出
从P点正前方以原速度水平抛出
C 从P点增大速度水平抛出
D. 从P点正下方减小速度水平抛出
6.如图所示，在斜面顶端先后水平抛出同一小球，第一次小球落到斜面中点，第二次小球落到斜面底端，从抛出到落至斜面上（忽略空气阻力）（　　）
A. 两次小球运动时间之比：：1
B. 两次小球运动时间之比：：2
C. 两次小球抛出时初速度之比：：
D. 两次小球抛出时初速度之比：：2
7. 长为L的细绳，一端系一质量为m的小球，另一端固定于某点．当绳竖直时小球静止，再给小球一水平初速度v0，使小球在竖直平面内做圆周运动．关于小球的运动下列说法正确的是
A. 小球过最高点时的最小速度为零
B. 小球开始运动时绳对小球的拉力为m
C. 小球过最高点时速度大小一定为
D. 小球运动到与圆心等高处时向心力由细绳的拉力提供
8. 把火星和地球都视为质量均匀分布的球体，已知地球半径约为火星半径的2倍，地球质量约为火星质量的10倍，由这些数据可推算出（　　）
A. 地球表面和火星表面的重力加速度之比为
B. 地球表面和火星表面的重力加速度之比为
C. 地球和火星的第一宇宙速度之比为
D. 地球和火星的第一宇宙速度之比为
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9. 如图所示，下列有关生活中圆周运动实例分析，其中说法正确是（　　）
A. 甲图中，汽车通过凹形桥的最低点时，速度不能超过
B. 乙图中，“水流星”匀速转动过程中，在最低处水对桶底的压力最大
C. 丙图中，火车转弯超过规定速度行驶时，内轨对内轮缘会有挤压作用
D. 丁图中，同一小球在光滑而固定圆锥筒内的A、B位置先后分别做匀速圆周运动，则在A、B两位置小球向心加速度相等
10． 两颗人造地球卫星质量之比是1∶2，轨道半径之比是3∶1，则下述说法中，正确是
A. 它们的周期之比是
B. 它们的线速度之比是
C. 它们的向心加速度之比是1∶9
D. 它们的向心力之比是1∶9
11．人类登上火星,考察完毕后,乘坐一艘宇宙飞船从火星返回地球时,经历了如图所示的变轨过程,则有关这艘飞船的下列说法正确的是(　　)
A.飞船在轨道Ⅰ上经过P点时的速度小于飞船在轨道Ⅱ上经过P点时的速度
B.飞船在轨道Ⅱ上运动时,经过P点时的速度大于经过Q点时的速度
C.飞船在轨道Ⅲ上运动到P点时的加速度等于飞船在轨道Ⅱ上运动到P点时的加速度
D.飞船绕火星在轨道Ⅰ上运动的周期跟飞船返回地球的过程中绕地球以与轨道Ⅰ同样的轨道半径运动的周期相同
12.新华社酒泉2022年11月30日电，中国第十艘载人飞船在极端严寒的西北戈壁星夜奔赴太空，神舟十五号航天员乘组于11月30日清晨入驻“天宫”，与神舟十四号航天员乘组相聚中国人的“太空家园”。已知空间站离地面的高度为h，地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G，忽略地球自转。若空间站可视为绕地心做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（　　）
A．空间站的周期为
B．空间站的线速度大小为
C．空间站的角速度为
D．空间站中的航天员在睡眠区睡眠时，他们相对于地心处于平衡状态
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13.（6分） 某兴趣小组用如图甲所示的装置与传感器结合，探究向心力大小的影响因素。实验时用手拨动旋臂使砝码做圆周运动，力传感器和光电门固定在实验器上，测量角速度和向心力。
(1)电脑通过光电门测量挡光杆通过光电门的时间，并由挡光杆的宽度d、挡光杆通过光电门的时间Δt、挡光杆做圆周运动的半径r，自动计算出砝码做圆周运动的角速度，则其计算角速度的表达式为____________。
(2)在图乙中取①②两条曲线为相同转动半径、不同质量下向心力与角速度的关系图线，由图乙可知。曲线①对应的砝码质量________(选填“大于”或“小于”)曲线②对应的砝码质量。
14.（8分） 某同学利用图(a)所示装置研究平抛运动的规律。实验时该同学使用频闪仪和照相机对做平抛运动的小球进行拍摄，频闪仪每隔0.05 s发出一次闪光，某次拍摄后得到的照片如图(b)所示(图中未包括小球刚离开轨道的影像)。图中的背景是放在竖直平面内的带有方格的纸板，纸板与小球轨迹所在平面平行，其上每个方格的边长为5 cm。该同学在实验中测得的小球影像的高度差已经在图(b)中标出。
完成下列填空：(结果均保留2位有效数字)
(1)小球运动到图(b)中位置A时，其速度的水平分量大小为________ m/s，竖直分量大小为________ m/s；
(2)根据图(b)中数据可得，当地重力加速度的大小为________ m/s2。
15.（8分）如图所示，从A点以水平速度抛出小球，小球垂直落在倾角为的斜面上，不计空气阻力，重力加速度。求：
（1）小球落在斜面上时速度的大小；
（2）小球从抛出到落在斜面上经历的时间。
16.（12分）如图所示，半径为的光滑半圆轨道竖直放置，质量为的钢球从A点射入。通过轨道的最高点后水平抛出，落在A点左侧离A点处的点。重力加速度。求：
（1）小球在点时速度的大小；
（2）小球在点时对轨道的压力。
17．（12分）牛顿发现的万有引力定律是17世纪自然科学最伟大的成果之一。万有引力定律在应用中取得了辉煌的成就。应用万有引力定律能“称量”地球质量，也实现了人类的飞天梦想。已知地球的半径为R，地面的重力加速度为g，引力常量为G。求：
（1）地球的密度。
（2）地球的第一宇宙速度v。
（3）我国成功发射第41颗北斗导航卫星，被称为“最强北斗”。这颗卫星是地球同步卫星，已知地球的自转周期T、求该卫星的高度。
18.（14分） 如图所示装置可绕竖直轴转动，可视为质点的小球A与两细线连接后分别系于B、C两点，当细线AB沿水平方向绷直时，细线AC与竖直方向的夹角。已知小球的质量m＝1kg，细线AC长L＝1m，（重力加速度取，sin37°＝0.6）
（1）若装置匀速转动时，细线AB刚好被拉直成水平状态，求此时的角速度；（结果可用根号表示）
（2）若装置匀速转动的角速度，求细线AB和AC上的张力大小、。
高一物理期中过关检测参考答案
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
D D C D D C D D BD BC ABC AB
13.[解析]　(1)挡光杆转动的线速度v＝，
由ω＝，计算得出ω＝。
砝码与挡光杆转动的角速度相同，则砝码角速度的表达式为ω＝。
(2)若保持角速度和半径都不变，则砝码做圆周运动的向心加速度不变，由牛顿第二定律得Fn＝man可以知道，质量大的砝码需要的向心力大，所以曲线①对应的砝码质量小于曲线②对应的砝码质量。
[答案]　(1)ω＝　(2)小于
(1)利用力传感器测量砝码做圆周运动的向心力大小。
(2)利用光电门测量挡光杆通过光电门的时间，测出挡光杆的速度，并由v＝ωr计算砝码做圆周运动的角速度。　
14. 解析：(1)小球水平方向做匀速直线运动，因此小球在A点速度的水平分量为v0＝＝ m/s＝1.0 m/s
小球竖直方向做自由落体运动，因此A点速度的竖直分量为
vy＝ m/s＝2.0 m/s。
(2)由竖直方向的自由落体运动可得
g＝
代入数据可得g＝9.7 m/s2。
答案：(1)1.0　2.0　(2)9.7
15.【答案】（1）；（2）
【详解】（1）根据几何关系可得
（2）小球落在斜面上时竖直方向的速度
球从抛出到落在斜面上经历的时间
16.【答案】（1） ；（2），方向竖直向上
【详解】（1）设钢球从B点射出时的速度为，根据平抛运动规律有
，
其中，
代入数值解得
（2）小球在点时有
代入数值解得
根据牛顿第三定律可得小球在点时对轨道的压力为
方向竖直向上。
17.【答案】（1）；（2）；（3）
【详解】（1）设地面附近围绕地球做匀速圆周运动的物体质量为m，根据万有引力及向心力关系有
解得地球质量为地球体积为地球密度解得
（2）地面附近围绕地球做匀速圆周运动的卫星的线速度即为第一宇宙速度。根据向心力公式有
解得，地球的第一宇宙速度
（3）地球同步卫星的运行周期与地球自转周期相同，设其运行半径为r，则其向心力
卫星与地球间的万有引力根据解得
那么地球同步卫星的运行高度
18.【答案】（1）；（2），
【详解】（1）当细线刚好被拉直时，细线拉力为零，细线AC的拉力和重力的合力提供向心力，则有
代入数据解得
（2）若装置匀速转动的角速度，则两根绳均有张力，竖直方向上有
水平方向上有
代入数据解得，