江西省赣州市部分学校2022-2023学年高一下学期期中考试物理试题（Word版含答案）

赣州市部分学校2022-2023学年高一下学期期中考试
物理试卷
考生注意：
1.请将各题答案填写在答题卡上，填写在试卷上无效。
2.考试期间考生不得向监考老师提出任何与试卷内容相关问题，若有违反一律按考试舞弊处理（本场考试科目记做0分）。
3. 请勿在草稿纸上做任何标记，考试结束后请立即停止作答，由监考老师回收试卷、答题卡、草稿纸，期间考生不得离开考场。
一、选择题 （共11题，每题4分，共44分，1-7单选，8-11多选。）
1．下列有关物理知识和史实的说法，正确的是（　　）
A．做圆周运动的物体，其所受合力的方向必定指向圆心
B．万有引力定律由牛顿发现，引力常量由卡文迪许测定
C．在地面发射地球卫星，发射速度必须大于第二宇宙速度
D．伽利略通过整理大量的天文观测数据得出了行星的运动规律
2．如图所示，汽车以一定速率通过桥面为圆弧的拱形桥，当汽车通过桥顶时（　　）
A．汽车的速度越大，则汽车对桥面的压力也越大
B．汽车处于超重状态
C．汽车对桥面的压力等于汽车所受的重力
D．若汽车的速度大到一定程度，汽车对桥面的压力可能为0
3．明朝的《天工开物》记载的工艺技术体现了我国古代劳动人民的智慧。如图所示，可转动把手上的a点到转轴的距离为，辘轳边缘b点到转轴的距离为。甲转动把手可以把井底的乙匀加速拉起来，下列说法正确的是（　　）
A．a点角速度与b点角速度之比为
B．a点线速度与b点线速度大小之比为
C．a点向心加速度与b点向心加速度大小之比为
D．绳对乙拉力的冲量等于乙的动量变化量
4．已知地球质量为M，半径为R，自转周期为T，地球同步卫星质量为m，引力常量为G。有关同步卫星，下列表述正确的是（ ）
A．卫星距地面的高度为
B．卫星的运行速度大于第一宇宙速度
C．卫星运行时受到的向心力大小为
D．卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度
5．2022年4月16日神舟十三号与空间站天和核心舱分离，分离过程简化如图所示：脱离前天和核心舱处于半径为的圆轨道Ⅰ，运行周期为，从P点脱离后神舟十三号飞船沿轨道Ⅱ返回近地半径为的圆轨道Ⅲ上，Q点为轨道Ⅱ与轨道Ⅲ的切点，轨道Ⅲ上运行周期为，然后再多次调整轨道，绕行5圈多顺利着落在东风着落场，根据以上信息可知（　　）
A．
B．可以计算地球的平均密度为
C．在轨道Ⅱ上Q点的速率小于在轨道Ⅱ上P点的速率
D．飞船在P到Q过程中与地心连线扫过的面积与天和核心舱与地心连线在相同时间内扫过的面积相等
6．如图所示，用长为L的细线控住一个质量为m的小球，使小球在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直方向的夹角为角，重力加速度为g。则（　　）
A．小球受到3个力的作用 B．绳子的拉力等于
C．小球做圆周运动的向心力等于 D．小球做圆周运动的角速度等于
7．如图所示，两个质量相等、可视为质点的木块A和B放在转盘上，用长为L的细绳连接，最大静摩擦力均为各自重力的K倍，A与转轴的距离为L，整个装置能绕通过转盘中心的转轴转动，开始时，绳恰好伸直但无弹力。现让该装置从静止开始转动，使角速度缓慢增大，重力加速度为g，下列正确的是（　　）
A．当时，绳子一定无弹力
B．当时，A、B相对于转盘会滑动
C．在范围内增大时，A所受摩擦力大小一直变大
D．在范围内增大时，B所受摩擦力大小变大
8．如图所示，小球在水平面内做匀速圆周运动（不计空气阻力），则下列叙述正确的是（ ）
A．小球受重力、绳的拉力、向心力
B．绳子对球的拉力就是向心力
C．重力和绳对球的拉力的合力，方向一定指向圆心O，此合力就是向心力
D．绳的拉力的水平分力即为该球运动的向心力
9．2021年2月24日，我国“天问一号”火星探测器成功实施第三次环火制动，先在高度为、周期为的停泊轨道上做匀速圆周运动，之后又下降到高度为、周期为的轨道上运行，为择机着陆做准备。已知引力常量为，根据以上信息，可以推导出的物理量有（　　）
A．火星的第一宇宙速度 B．火星表面的重力加速度
C．探测器在高度为的轨道上的向心力 D．探测器在高度为的轨道上的向心加速度
10．2022年4月16日，神舟十三号载人飞船顺利脱离“天和”核心舱返回地面。将神舟十三号的返回过程简化为如图所示轨道模型，神舟十三号载人飞船与“天和”核心舱一起在轨道I上绕地球做匀速圆周运动，神舟十三号载人飞船与“天和”核心舱在B点分离后进入椭圆轨道II，随后从A点进入近地圆轨道III。设地球表面的重力加速度为g，地球半径为R，圆轨道I的半径为地球半径的k倍，不考虑地球自转和公转的影响。下列说法正确的是（　　）
A．宇航员在轨道III上的机械能小于在轨道I上的机械能
B．载人飞船在轨道II上B点的加速度大小为
C．由题目信息可得载人飞船在轨道II上的运行周期
D．载人飞船在A点由轨道II进入轨道III时需加速
11．藏族文化是中华文化的重要组成部分，如图甲所示为藏族文化中的转经轮，转经轮套在转轴上，轮上悬挂一吊坠，简化模型如图乙。可视为质点的吊坠质量，绳长，悬挂点P到转经轮转轴的距离为，吊坠的运动可视为水平面内的匀速圆周运动，绳子与竖直方向夹角为=37°（g取，，）。下列说法正确的是（　　）
A．吊坠受到的拉力大小为1.25N
B．吊坠的角速度大小为
C．若不变，减小绳长，吊坠的转动周期变大
D．若从增加到，吊坠的线速度不变
二、实验题（共20分）
12．采用如图1所示的装置可以研究平抛运动。图2是确定小球位置的硬纸片的示意图，带有一大一小两个孔，大孔宽度与做平抛的小球的直径d相当，可沿虚线折成图1中的样式，放在如图1中的多个合适位置，可用来确定小球经过的运动轨迹。已知重力加速度为g。
（1）已备有器材：有孔的硬纸片、坐标纸、图钉、长方形平木板、铅笔、三角板、刻度尺、弧形斜槽、小球、铁架台（含铁夹），还需要的一种实验器材是___________。
A．秒表 B．天平 C．重锤线 D．弹簧测力计
（2）关于本实验的一些说法，正确的是___________。
A．斜槽必须是光滑的，且每次释放小球的初位置相同
B．应该将斜槽轨道的末端调成水平
C．以斜槽末端，紧贴着槽口处作为小球做平抛运动的起点和所建坐标的原点O
D．为使所描曲线与小球运动轨迹吻合，应将所有通过硬纸片确定的点都用直线依次连接
（3）已知理想的平抛运动在水平方向和竖直方向的位移分别为x和y，则其初速度大小v0= ___________。在实际的平抛运动实验的研究中，也利用上述关系式计算初速度，那么计算的初速度误差与x、y的大小选取是___________。（选填“有关”或“无关”）
（4）甲同学得到部分运动轨迹如图3所示。图中水平方向与竖直方向每小格的长度均为l，P1、P2和P3是轨迹图线上的三个点，P1和P2、P2和P3之间的水平距离相等。那么，小球从P1运动到P2所用的时间为___________，小球抛出后的水平速度为___________。
（5）判断所描绘曲线是否为抛物线是本实验的目的之一、若乙同学实验得到的平抛运动的轨迹是图4所示的曲线，图中的O点是小球做平抛运动的起点。可用刻度尺测量各点的x、y坐标，如P1的坐标（x1，y1）、P2的坐标（x2，y2）、P3的坐标（x3，y3）等。怎样通过这些测量值来判断这条曲线是否是一条抛物线？并请简述判断的方法___________。
13．如图为一种利用气垫导轨“验证机械能守恒定律”的实验装置，已知重力加速度为g。主要实验步骤如下：
A．将气垫导轨放在水平桌面上，将导轨调至水平；
B．测出挡光条的宽度d；
C．将滑块移至图示位置，测出挡光条到光电门的距离l；
D．释放滑块，读出挡光条通过光电门的挡光时间t；
E．用天平称出托盘和砝码的总质量m；
F．……
（1）在滑块从静止释放到运动到光电门的过程中，系统的重力势能减少了________。
（2）挡光条通过光电门的速率为_________。
（3）关于本实验，下列说法正确的有_________。
A．滑块质量必须远大于托盘和砝码的总质量
B．挡光条宽度越宽，实验越精确
C．调节好的气垫导轨，要保证滑块静止释放后，在不挂托盘时能够单方向缓慢滑行
D．滑块释放的位置离光电门适当远一点，可以减小实验误差
（4）为验证机械能守恒定律，还需要测量的物理量是_________。（写出物理量的名称并用符号X表示）
（5）若要符合机械能守恒定律，以上测得的物理量应该满足__________________。（用X、g、d、l、t、m表示）
三、计算题（共36分）
14．如图所示，一传送带顺时针匀速转动，工人将货物轻轻放上传送带的不同位置，在传送带的带动下，从传送带右端的B点水平抛出，发现货物均落到地面上的C点，已知物块与传送带之间的动摩擦因数，传送带B点距离地面高度，B、C点的连线与地面的夹角为（，，）；求：
（1）货物从B点的抛出速度；
（2）求货物放上传送带时的位置与B点的最小距离。
15．如图所示，A是地球的一颗同步卫星，O为地球中心，地球半径为R，地球自转周期为。另一卫星B的圆形轨道也位于赤道平面内，且距地面的高度，地球表面的重力加速度为g。
（1）求卫星B的运行周期；
（2）某时刻A、B两卫星相距最近（O、B、A三点在同直线上），若卫星B运行方向与地球自转方向相同，求A、B两卫星两次相距最近的最短时间间隔。（用和表示）
16．滑板运动是极限运动的鼻祖，许多极限运动项目均由滑板项目延伸而来。如图所示是滑板运动的轨道，BC和DE是两段光滑圆弧形轨道，BC段的圆心为O点，圆心角为60°，半径OC与水平轨道CD垂直，水平轨道CD段粗糙且长8m，一运动员从轨道上的A点以3m/s的速度水平滑出，在B点刚好沿轨道的切线方向滑入圆弧形轨道BC，经CD轨道后冲上DE轨道，到达E点时速度减为零，然后返回。已知运动员和滑板的总质量为60kg，B、E两点与水平面CD的竖直高度分别为h和H，且，。求：
（1）运动员从A运动到达B点时的速度大小和在空中飞行的时间；
（2）轨道CD段的动摩擦因数、离开圆弧轨道末端时，滑板对轨道的压力；
（3）通过计算说明，第一次返回时，运动员能否回到B点？如能，请求出回到B点时的速度大小；如不能，则最后停在何处？
1．B
A．做圆周运动的物体，其所受合力的方向不一定指向圆心，只有做匀速圆周运动的物体，其合力才指向圆心，A错误；
B．万有引力定律由牛顿发现，引力常量由卡文迪许测定，B正确；
C．在地面发射地球卫星，发射速度必须大于第一宇宙速度，才能不落回地面，C错误；
D．开普勒通过整理大量的天文观测数据得出了行星的运动规律，D错误。
故选B。
2．D
A．设汽车通过桥顶时的速度为v，质量为m，拱形桥的圆弧半径为R。当汽车通过桥顶时，对汽车分析，根据牛顿第二定律有
可知，汽车的速度越大，桥面对汽车的支持力越小，则汽车对桥面的压力也越小，故A错误；
B．根据上式可知，则汽车处于失重状态，故B错误；
C．由于，则汽车对桥面的压力小于汽车所受的重力，故C错误；
D．由上式可知，当汽车速度为时，桥面对汽车的支持力为0，则汽车对桥面的压力也为0，故D正确。
故选D。
3．B
A．因a、b两点同轴转动，则a点的角速度等于b点的角速度，A错误；
B．根据，可知a点线速度与b点线速度大小之比为，B正确；
C．根据，可知a点向心加速度与b点向心加速度大小之比为，C错误；
D．根据动量定理
即绳对乙拉力和重力的合力的冲量等于乙的动量变化量，D错误。
故选B。
4．D
A．万有引力提供向心力
r为轨道半径，得
而卫星到地表的高度
A错误；
B．第一宇宙速度为
第一宇宙速度是最大的圆轨道运行速度，所以卫星的运行速度小于第一宇宙速度，B错误；
C．卫星运行时受到的向心力大小是
C错误；
D．根据
地表重力加速度为
根据
卫星运行的向心加速度
卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度，D正确。
故选D。
5．B
A．根据开普勒第三定律
得
故A 错误；
B．根据万有引力提供向心力
轨道Ⅲ为近地轨道，地球体积为
得
故B正确；
C．飞船沿轨道Ⅱ运动过程中满足机械能守恒定律，Q点的引力势能小于P点的引力势能，故Q点的动能大于P点的动能，即Q点的速率大于P点的速率，故C错误；
D．根据开普勒第二定律，同一环绕天体与地心连线在相同时间内扫过的面积相等，飞船与核心舱在不同轨道运动，故D错误。
故选B。
6．C
A．小球在水平面内做匀速圆周运动，对小球受力分析，如图
小球受重力、和绳子的拉力，由于它们的合力总是指向圆心并使得小球在水平面内做圆周运动，故在物理学上，将这个合力就叫做向心力，即向心力是按照力的效果命名的，所以小球只受到重力和绳子的拉力，A错误；
BCD．受力分析可得
由
可求出
BD错误C正确。
故选C。
7．C
A．根据题意可知，A、B两物体属于同轴转动，则角速度相等，根据
可知，B物体需要的向心力较大，随着缓慢增大，B先达到最大静摩擦力，当B达到最大静摩擦力时，绳子开始出现弹力，根据牛顿第二定律有
解得
可知，当时，绳子具有弹力，故A错误；
B．当A所受的摩擦力达到最大静摩擦力时，A、B相对于转盘会滑动，设此时绳子的弹力为，根据牛顿第二定律，对A有
对B有
解得
可知，当时，A、B相对于转盘会滑动，故B错误；
CD．由上述分析可知，角速度在
范围内增大时，A、B所受的摩擦力变大，当
时，B所受摩擦力达到最大静摩擦力，保持不变，当在
范围内增大时，B所受摩擦力不变，A所受静摩擦力继续增大，即当在
范围内增大时，A所受摩擦力一直增大，故D错误，C正确。
故选C。
8．CD
A．小球受重力和绳子的拉力作用，两个力的合力提供做匀速圆周运动的向心力，向心力不是物体实际受到的力，A错误；
BC．绳子对球的拉力和重力和合力方向一定指向圆心O，此合力充当小球做圆周运动的向心力， B错误C正确；
D．绳的拉力的竖直分量大小等于重力大小，水平分力即为该球运动的向心力，D正确。
故选CD。
9．ABD
AB．设火星的质量为M、半径为R，探测器环绕火星做圆周运动，由万有引力提供向心力分别可得
可解得、的数值，由
解得第一宇宙速度
由
解得火星表面的重力加速度
故可推导出火星的第一宇宙速度及火星表面的重力加速度，AB正确；
C．因探测器的质量未知，探测器在高度为轨道上的向心力
无法求解，C错误；
D．探测器在高度为轨道上的向心加速度为
可以求解，D正确。
故选ABD。
10．AC
A．飞船从低轨道到高轨道需要加速离心，除了万有引力的其他力做正功，机械能变大，所以宇航员在轨道III上的机械能小于在轨道I上的机械能，故A正确；
B．设地球的质量为M，载人飞船的质量为m，载人飞船在轨道II上A点的加速度大小为
根据万有引力等于重力得
在轨道II上B点，有
所以载人飞船在轨道II上B点的加速度大小为
故B错误；
C．载人飞船在轨道III上运行时，根据万有引力提供向心力得
得
根据开普勒第三定律得
得载人飞船在轨道II上的运行周期为
故C正确；
D．载人飞船在A点由轨道II进入轨道III时做近心运动，需减速，故D错误。
故选AC。
11．AB
A．吊坠匀速转动过程中，绳子与竖直方向夹角保持不变，竖直方向根据受力平衡可得
解得
T=1.25N
A正确；
B．当稳定在时，以吊坠为对象，根据牛顿第二定律可得
解得吊坠的向心加速度大小为
设绳子长度为，则吊坠做匀速圆周运动的半径为
又向心加速度大小可表达为
解得
B正确；
C．以吊坠为对象，根据牛顿第二定律可得
解得
若不变，减小绳长，可知吊坠做匀速圆周运动的半径减小，则吊坠的转动周期变小，C错误；
D．设绳子长度为，则吊坠做匀速圆周运动的半径为
以吊坠为对象，根据牛顿第二定律可得
解得
可知若从增加到，吊坠的线速度增大，D错误。
故选AB。
12． C B 有关 见解析
（1）[1]除已备有的器材外，实验中还需要的一种实验器材是重锤线，故选C。
（2）[2]A．斜槽轨道不一定必须是光滑的，只要小球到达底端时速度相等即可，A错误；
B．应该将斜槽轨道的末端调成水平，以保证小球能做平抛运动，B正确；
C．以斜槽末端以上小球球心的投影点处作为小铁球做平抛运动的起点和所建坐标的原点O，C错误；
D．应将所有通过硬纸片确定的点用平滑曲线连接，而不是用直线连接，D错误。
故选B。
（3）[3]根据，得
则初速度
[4]为了减小测量误差，x、y取值应大一些，可知计算初速度的误差与x、y的大小选取是有关的。
（4）[5]在竖直方向上，根据y = 4l = gT2，得
[6]水平分速度
（5）[7]令y = ax2，代入实验所得各点坐标值求出a，看在误差允许的范围内，a是否相等，可判断实验所得的曲线是否为抛物线。
13． D 滑块与挡光条的总质量
（1）[1]在滑块从静止释放到运动到光电门的过程中，托盘和砝码下降了的距离，则可知系统的重力势能减少了
（2）[2]实验中用平均速度来代替瞬时速度，因为遮光条的宽度足够窄且通过光电门的时间足够短，则可用遮光条的宽度与时间的比值表示滑块通过光电门时的瞬时速度，即
（3）[3]A．本实验为“验证机械能守恒定律”的实验，实验过程中将托盘和砝码以及滑块和遮光条看成一个系统，托盘和砝码重力势能的减少量理论上等于整个系统动能的增加量，因此不需要滑块质量必须远大于托盘和砝码的总质量，故A错误；
B．挡光条宽度越窄，得到的滑块和遮光条的瞬时速度越转却，实验越精确，故B错误；
C．调节好的气垫导轨，要保证在不挂托盘时轻推滑块后，纸带上能够打出均匀的点迹，则说明气垫导轨调节水平，故C错误；
D．滑块释放的位置离光电门适当远一点，则滑块在通过光电门时的时间就越短，得到的瞬时速度就越精确，可以减小实验误差，故D正确。
故选D。
（4）[4]为验证机械能守恒定律，还需要测量滑块和遮光条的总质量。
（5）[5]若要符合机械能守恒定律，则必选满足托盘和砝码重力势能的减小量等于系统动能的增加量，即
14．（1）；（2）
（1）根据题意可知，货物从B点的抛出之后做平抛运动，设水平位移为，由平抛运动规律有
联立解得
（2）根据题意可知，货物一直加速运动时，距离最小，由牛顿第二定律有
由运动学公式有
联立解得
15．（1）；（2）
（1）对B根据万有引力提供向心力
在地球表面有
联立可得
（2）它们再一次相距最近时，一定是B比A多转了一圈，有
再由周期公式可得
联立可得
16．（1），；（2），，方向竖直向下；（3）不能，最后停在距离D点左侧6.4m处
（1）由题意可知
解得
在B点竖直方向的速度
空中飞行的时间
（2）由B点到E点，由动能定理可得
代入数据可得
由B点到C点，由动能定理可得
在C点由牛顿第二定律知
由几何知识
联立解得
根据牛顿第三定律
方向竖直向下。
（3）运动员能到达左侧的最大高度为h'，从B到第一次返回左侧最高处，根据动能定理有
解得
所以第一次返回时，运动员不能回到B点，设运动员从B点运动到停止，在CD段的总路程为s，由动能定理可得
代入数据解得
因为
所以运动员最后停在距离D点左侧6.4m处