山东省青岛市第六十五中学2022-2023学年高一下学期期中考试物理试题（含答案）

青岛市第六十五中学2022-2023学年高一下学期期中考试
物理试卷
第Ⅰ卷
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．乒乓球运动是五十八中学生非常热爱的一项体育运动，最近学抛运动后，高一某位同学为了研究平抛运动，用一个乒乓球在O点对准前方一块竖直挡板上的A点抛出。O与A在同一高度，乒乓球的水平初速度分别为、、，不计空气阻力，打在挡板上的相应位置分别是B、C、D，且，则、、之间的正确关系是（ ）
A． B．
C． D．
2．近几年来，我国的航空航天技术取得了巨大的成就，令同学们深受鼓舞，青岛五十八中高一的某位同学对霍曼转移轨道进行了一定的研究。如图所示，卫星先后在近地圆轨道1、椭圆形的转移轨道2和同步轨道3上运动，轨道1、2相切于P点，2、3相切于Q点，则卫星在下列非点火状态下的比较正确的是（ ）
A．在轨道2上运行的周期大于在轨道3上运行的周期
B．在轨道1上P点的速度大于在轨道2上P点的速度
C．在轨道1上P点的速度大于在轨道2上Q点的速度
D．在轨道2上Q点的加速度大于在轨道3上Q点的加速度
3．两根长度不同的细线下面分别悬挂两个小球A、B，细线上端固定在同一点，绕共同的竖直轴在同一水平面内做匀速圆周运动。A球细线跟竖直方向的夹角为30°，B球细线跟竖直方向的夹角为60°，则A球和B球的周期之比为（ ）
A． B． C． D．
4．已知某条河水流速处处相等，大小为4m/s，小船在静水中的速度大小恒为4m/s，要使渡河时的位移方向与河岸的夹角为30°，则船头指向与河岸的夹角为（ ）
A．30° B．45° C．60° D．75°
5．铁路在弯道处的内外轨道高度是不同的，已知内外轨道平面与水平面的夹角为θ，如图所示，弯道处的圆弧半径为R，若质量为m的火车转弯时速度大于，则（ ）
A．这时内轨对内侧车轮轮缘有挤压 B．这时铁轨对火车的作用力等于
C．这时铁轨对火车的作用力小于 D．这时铁轨对火车的作用力大于
D．这时铁轨对火车的作用力大于
6．如图所示，一架轰炸机在高空以150m/s的速度水平匀速飞行到达山坡底端正上方时释放一颗炸弹并垂直击中山坡上的目标A，已知山坡倾角（，取），则下列说法正确的是（ ）
A．A点高度 B．炸弹的飞行时间
C．炸弹到A点的速度为200m/s D．轰炸机所处高度
7．如图甲所示，用一轻质绳拴着一质量为m的小球，在竖直平面内做圆周运动（不计一切阻力），小球运动到最高点时绳对小球的拉力为T小球在最高点的速度大小为v，其图像如图乙所示，则（ ）
A．轻质绳长为
B．当时，小球受到的弹力大小与重力相等
C．当地的重力加速度为
D．当时，轻质绳的拉力大小为
8．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、质量分布均匀的实心球体，O为球心，以O为原点建立坐标轴Ox，如图所示。一个质量一定的小物体（假设它能够在地球内部移动）在x轴上各位置受到的重力大小用F表示，则如图所示的四个F随x的变化关系图正确的是（ ）
A． B．
C． D．
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，选对但不全得2分，有选错的不得分。
9．青岛五十八中使用喷灌系统给草坪浇水，喷头出水速度的大小和方向可以调节已知出水速度与水平方向夹角斜向上方，假设喷头贴近草坪表面，忽略空气阻力，下列哪种调整方式会使水喷得更远（ ）
A．增大出水速度 B．减小出水速度 C．适当增大θ角 D．适当减小θ角
10．2023年电视剧《三体》火遍网络，引发同学们的广泛热议。在宇宙中有一种三体系统如图所示，三颗质量均为m的星球位于边长为R的等边三角形的三个顶点上，并绕其中心O做匀速圆周运动。忽略其他星球对它们的引力作用，引力常量为G，以下对该三星系统的说法正确的是（ ）
A．每颗星球做圆周运动的半径都为
B．每颗星球做圆周运动的加速度都与三颗星球的质量无关
C．每颗星球做圆周运动的周期都为，
D．若距离R和m均增大为原来的3倍，则每颗星球的线速度变大
11．如图，同步卫星与地心的距离为r，运行速率为，向心加速度为，地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为，第一宇宙速度为，地球半径为R，则下列比值正确的是（ ）
A． B． C． D．
12．如图所示，小车以速度v匀速向右运动，通过滑轮拖动物体A上升，不计滑轮摩擦和绳子质量，某时刻细线与水平面的夹角为θ时，下列说法正确的是（ ）
A．此过程中物体A在加速上升
B．此时物体A的速度大小为
C．此时物体A的速度大小为
D．绳子对物体A的拉力大于物体A的重力
第Ⅱ卷
三、非选择题
13．（6分）如图所示是“DIS向心力实验器”，当质量为0.25kg的砝码随旋转臂一起在水平面内做圆周运动时，所需的向心力可通过牵引杆由力传感器测得；旋转臂另一端的挡光杆每经过光电门一次，通过力传感器和光电门就同时获得一组向心力F和挡光时间Δt的数据。
（1）用游标卡尺测得挡光杆的宽度为2.4mm，某次旋转过程中挡光杆的旋转半径为0.20m，经过光电门时的挡光时间为，则角速度______。（结果保留2位有效数字）
（3）保持挡光杆的旋转半径不变，以F为纵坐标，以______（选填“Δt”、“”“”或“”为横坐标，可在坐标纸中描出数据点作一条直线。作出的直线斜率，由此可得砝码做圆周运动的半径为______m（结果保留2位有效数字）。
14．（8分）如图，青岛五十八中高一某位同学利用图示装置在做平地运动实验时得出如图所示的小球运动轨迹，a、b、c三点的位置在运动轨迹上已标出。（g取）
①小球平抛运动的初速度为______m/s。
②小球运动到b点时，在y方向的分速度为______m/s。
③抛出点坐标______cm，______cm
15．（7分）如图甲所示，有一辆质量为的小汽车驶上圆弧半径为的拱桥。g取，求：
（1）汽车到达桥顶的速度为10m/s时对桥的压力是多大；
（2）如果把地球看作一个巨大的拱形桥如图乙所示，桥面的半径就是地球的半径R，汽车要在地面上腾空，速度最小值（地球半径）。
16．（9分）《流浪地球2》中太空电梯非常吸引观众眼球。太空电梯通过超级缆绳连接地球赤道上的固定基地与配重空间站，它们随地球以同步静止状态一起旋转，如图所示。图中配重空间站比同步卫星更高，距地面高达10R。若地球半径为R，自转周期为T，重力加速度为g，求：
（1）通过缆绳连接的配重空间站速度大小为多少；
（2）若配重空间站没有缆绳连接，在该处其速度大小又为多少；若缆绳断裂，空间站是被甩出去，还是掉落回地球
17．（14分）如图所示，一个光滑的圆锥体固定在水平桌面上，其轴线竖直，母线与轴线之间夹角为θ，一条长度为L的轻绳，一端固定在圆锥体的顶点O处，另一端拴着一个质量为m的小球（可看作质点），小球以角速度ω绕圆锥体的轴线做匀速圆周运动，细线拉力F随变化关系如图所示。重力加速度g取，求：
（1）母线与轴线之间夹角θ、绳长L和小球质量m；
（2）小球的角速度为时，小球对锥面的压力大小；
（3）小球的角速度为时，轻绳与竖直方向的夹角。
18．（16分）在2022年北京冬季奥运会上，中国运动员夺得自由式滑雪女子大跳台金牌。如图为该项比赛赛道示意图，AD段为助滑道，DO段为一半径为圆弧轨道，OB段为倾角的着陆坡。一质量为的运动员从助滑道的起点A由静止开始下滑，经过圆弧轨道到达起跳点O时，借助设备和技巧，保持在该点的速率不变而以与水平方向成θ角（起跳角）的方向起跳，最后落在着陆坡上的某点C。已知在圆弧轨道最低点的速度为40m/s，在O点的速度大小为，不计一切摩擦和阻力，重力加速度g取。
可能用到的公式：积化和差。
（1）求运动员在圆弧轨道最低点所受到的支持力
（2）求起跳角θ为多大时落点C距O点最远
（3）落点C距O点最远距离L为多少
（4）在（2）问中，运动员离开雪坡的最大距离为多少
高一物理试卷
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
答案 D C C C D A B A AD AC AD ABD
13．8.0 0.14
14．2 1.5 －10 －1.25
15．（1）汽车到达桥顶的速度为10m/s时，据牛顿第二定律可得待入数据解得据牛顿第三定律可知，此时对桥的压力大小为9000N．
（2）汽车要在地面上腾空，需满足待入数据解得
16．（1）配重空间站绕地心转动的周期与地球自转的周期相同，通过缆绳连接的配重空间站速度大小为
（2）若配重空间站没有缆绳连接，由万有引力提供向心力得地面的物体
解得．由于若缆绳断裂，空间站做离心运动，被甩出去．
17．（1）当小球将要离开锥面时，分析小球受力知即
由图2可知，离开锥面后，设绳子与竖直方向的夹角为
即
图2可知，离开锥面后。当小球未离开锥面时，分析小球受力得，x轴方向上有
y轴方向上有二式联立可得则，解得，，
（2）当小球未离开锥面时，分析小球受力得，x轴方向上有
y轴方向上有二式联立可得
小球的角速度为时，小球对锥面的压力
（3）小球的角速度为时，小球离开锥面，受力如图所示
则，解得
18．（1）在最低点，根据牛顿第二定律，解得，方向竖直向上
（2）设运动员在O点起跳时速度的与水平方向的夹角为θ，将起跳时速度和重力加速度g沿雪坡方向和垂直雪坡方向分解，如图所示
则，，，
设运动员从O点到C点的时间为t，运动员离开雪坡的距离为s，由
当时运动员从O点运动到C点的距离为L，则
解得
所以当时，即
（3）最佳成绩为
（4）当运动员垂直置被的速度为0时，运动员离开雪坡的最大距离，由运动学公式可知