河南省信阳市2022-2023学年高一下学期期中教学质量检测物理试卷（含答案）

信阳市2022-2023学年高一下学期期中教学质量检测 物理
注意事项：
1.答题前，考生务必将本人的姓名、准考证号等考生信息填写在答题卡上，并用2B铅笔将准考证号填涂在相应位置。
2.选择题答案使用2B铅笔填涂，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号；非选择题答案使用0.5毫米的黑色墨水签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。
3.请按照题号在各题的答题区域(黑色线框)内作答，超出答题区域书写的答案无效。
4.保持卡面清洁，不折叠，不破损。
第Ⅰ卷(选择题，共44分)
一、选择题(共11小题，每小题4分，共44分。在每小题给出的4个选项中，第1—7题只有一个选项正确，第8—11题有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)
1. 对于向心力的表达式 F=mv /r, 匀速圆周运动的线速度v=2πr/T，牛顿第二定律的表达式F=ma，以及开普列第三定律的表达式r /T =k， 这四个等式来说，有的可以在实验室中验证，有的则不能，这个无法在实验室验证的规律是
A.向心力的表达式 B.匀速圆周运动的线速度
C.牛顿第二定律的表达式F=ma D.开普列第三定律的表达式
2. 如图甲，在水平桌面上放一张白纸，白纸上固定一条由几段弧形轨道组合而成的弯道.使表面沾有红色印泥的钢球以一定的初速度从弯道的C端滚入，钢球从出口A离开后会在白纸上留下一条痕迹。如图甲所示，现拆去一段轨道，球仍从C端滚入，如图乙所示，则球离开B端后留下的痕迹可能为
A.痕迹② B.痕迹①或② C.痕迹④ D.痕迹③或④
3. 一辆汽车在水平公路上转弯，沿曲线由M向N行驶，速度逐渐增大。图甲、乙、丙、丁分别画出了汽车转弯时所受合力F的四种方向，正确的是
A.甲图所示方向 B.乙图所示方向 C.丙图所示方向 D.丁图所示方向
4. 某同学目测桌子高度大约为0.8m，他使小球沿桌面水平飞出，用数码相机拍摄小球做平抛运动的录像(每秒25帧)。如果这位同学采用逐帧分析的办法，保存并打印各帧的画面。他大约可以得到小球正在空中运动的照片的帧数为
A.5帧 B.10帧 C.15帧 D.20帧
5. 中国的面食文化博大精深，种类繁多，其中“山西刀削面”堪称天下一绝，传统的操作手法是一手托面，一手拿刀，直接将面削到开水锅里。如图所示，小面圈刚被削离时距开水锅的高度为h，与锅沿的水平距离为L，锅的半径也为L，将削出的小面圈的运动视为平抛运动，且小面圈都落入锅中，重力加速度为g，不计空气阻力。则下列关于所有小面圈在空中运动的描述正确的是
A.运动的时间不相同 B.速度的变化量不相同
C.落入锅中时，最大速度小于最小速度的3倍 D.若初速度为v ，则
6. 在空间站中，宇航员长期处于失重状态。为缓解这种状态带来的不适，科学家设想建造一种如图所示环形空间站，圆环绕中心匀速旋转，宇航员站在旋转舱内的侧壁上，可以受到与他站在地球表面时相同大小的支持力。已知地球表面的重力加速度为g，宇航员可视为质点，现测得旋转舱绕其轴线匀速转动的周期为T。为达到目的，圆环的半径r的大小应设计为
A．
7. 月球上一宇航员，他已经知道引力常量G和月球半径R，想利用质量m已知的钩码来大致测出月球的质量，下列宇航员的操作正确且合理的是
A.用弹簧秤测出钩码在月球表面处的重力
B.用已知长度的细绳拴住钩码，使其在水平面内做匀速圆周运动，测得其做圆周运动的周期
C.竖直向上抛出钩码，测出钩码从抛出到落回抛出点的时间
D.沿月球表面水平抛出钩码，使钩码绕月球表面做匀速圆周运动，测出圆周运动的周期
8. 三颗人造卫星A、B、C都在赤道正上方同方向绕地球做匀速圆周运动，A、C为地球同步卫星，某时刻A、B相距最近，如图所示。已知地球自转周期为T ，B的周期为T ，则下列说法正确的是
A. A加速可追上同一轨道上的C
B.经过时间再次相距最近
C.A、C向心加速度大小相等，且大于B的向心加速度
D.在相同时间内，A与地心连线扫过的面积大于B与地心连线扫过的面积
9. 如图(a)所示为游乐园中的旋转飞椅，建立在一个水平场地上，可简化为如图(b)所示的模型。乘坐在吊椅上的游客甲和乙的运动均可视为匀速圆周运动，不考虑空气阻力的影响，游客甲和乙的坐椅吊绳长度不同，坐椅与游客均可视为质点，则吊绳与竖直方向夹角θ较大的游客
A.向心力较大 B.向心力较小
C.坐椅离地面高度较大 D.坐椅离地面高度较小
10. 如图所示，倾角θ=30°的斜面ABC固定在可以绕竖直轴转动的水平转台上，斜面最低点A在转轴OO 上。可视为质点、质量为m的小物块随转台一起以角速度ω匀速转动，此时小物块到A点的距离为L，其与斜面之间动摩擦因数为 重力加速度为g，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则物块随斜面一起转动且无相对滑动的过程中，下列说法正确的是
A.小物块对斜面的压力大小可能等于
B.小物块对斜面的压力大小不可能等于
C.水平转台转动角速度ω可能为
D.水平转台转动角速度ω不可能为
11. 如图所示，在水平地面上M点的正上方h=5m高度处，将小球S 以初速度 v =5m/s 水平向右抛出，同时在地面上N点处将小球S 以初速度v 竖直向上抛出。已知小球S与地面的碰撞是弹性碰撞，且碰撞时间忽略不计，即水平分速度不变，竖直分速度大小不变而方向突然反向。M、N两点间的距离为x=10m，重力加速度大小为 g=10m/s , 不计地面阻力和空气阻力。若在S 落地前两小球相遇，则
A.两小球抛出后经1.5s相遇
B. S 的初速度v =12.5m/s
C. S 上升到最高点时与S 相遇
D.两小球在N点上方5.0m处相遇
第Ⅱ卷(非选择题，共56分)
二、实验题(本大题共2小题，共14分)
12. (6分)研究平抛运动时运用了运动的分解的探究方法，将自由落体运动与平抛运动类比得出运动规律与结论。频闪照相技术为这个实验提供了保障，两小球运动的频闪照片如图所示。拍摄时，光源的频闪频率为8Hz，a球从A点水平抛出的同时，b球自B点开始下落，背景的坐标纸小方格为相同的正方形。重力加速度g取10m/s ,不计阻力。
(1)根据照片显示的信息,下列说法中正确的是 ;
A.只能确定b球的运动是自由落体运动，不能确定a球沿竖直方向的运动是自由落体运动
B.可以断定a球的运动是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的合成
C.因坐标纸小方格边长未测量，所以不能求出a球沿水平方向的运动初速度
D.即使坐标纸小方格边长未测量，也能求出a球沿水平方向的运动初速度
(2)根据照片信息可求出，当a球与b球运动了 s时它们之间的距离最小。
13. (8分)图甲是探究向心力大小跟质量、半径、线速度关系的实验装置图。电动机带动转台匀速转动，改变电动机的电压可以改变转台的转速，光电计时器可以记录转台转n圈的时间。用一轻质细线将金属块与固定在转台中心的力传感器连接，金属块被约束在转台的回槽中并只能沿半径方向移动且跟转台之间的摩擦力忽略不计。
(1)某同学为了探究向心力跟线速度的关系，需要控制 两个变量保持不变。(填选项前字母)
A.质量和角速度 B.半径和角速度 C.质量和半径
(2)现用刻度尺测得金属块做匀速圆周运动的半径为r，光电计时器读出转n圈的时间t，则线速度,v= ________(用题中所给字母表示);
(3)该同学多次改变转速后，记录了一系列力与对应周期数据，通过数据处理描绘出了F-v 图线(图乙),若半径r=0.40m,则金属块的质量m= kg(结果保留2位有效数字)。
三、计算题(本大题共3小题，共42分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不给分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)
14. (12分)已知月球的半径是地球半径的k倍，月球的质量是地球质量的n倍，在地球表面的重力加速度为g。那么：
(1)忽略地球以及月球的自转，请利用万有引力定律的相关知识，计算月球表面的重力加速度g 为多大
(2)若某航天员在月球表面上用一条轻绳穿过一根竖直放置、高度d的硬质光滑细管。绳的两端分别连接可视为质点的小球A和B。手持该细管，保持其下端不动，轻微摇动上端。稳定时，小球A刚好绕处于细管下端的小球B做匀速圆周运动，如图所示。若航天员测得小球A做匀速圆周运动的周期为T，请利用圆周运动的相关知识，计算月球表面的重力加速度g 为多大
(3)如果以上两问解得的表达式均能计算出具体数值，能否验证万有引力定律的正确性。如果能，请简述方法；如果不能，请说明理由。
15. (14分)如图甲所示，光滑水平实验台的上表面ABCD距地面高度h=0.8m，质量为m=0.4kg的小球从AD边上某点P以初速度 v =2.0m/s 沿桌面水平射出，方向与AD成60°角，后来从CD边上Q点垂直于CD离开桌面然后落到水平地面，如图乙为桌面俯视图。小球在整个运动中始终受到一个平行于CD的水平恒力F,DQ间的距离L=0.6m,不计空气阻力,重力加速度g取10m/s 。求:
(1)水平恒力F大小是多大
(2)小球落地瞬间，速度的大小是多大 速度的方向与水平地面的夹角θ的正切值是多少 (结果可以用根号表示)
16. (16分)如图甲所示，倾角为θ=37°的斜面AB上方有一半径R=0.4m、圆心角等于143°的竖直圆弧形光滑轨道与斜面相切于B处，圆弧轨道的最高点为C。现有质量为1.0 kg的可视为质点的小物块，在AB间沿斜面向上运动时的v—t图像如图乙中实线部分所示，小物块沿着轨道恰好能过最高点C。不计空气阻力，取 g=10m/s ,sin37° =0.6,cos37°=0.8。
(1)求小物块与斜面间的动摩擦因数μ；
(2)若AB斜面足够长，小球从C点水平抛出，则经多长时间离斜面最远 最远距离是多少 (保留两位有效数字)
(3)若AB斜面足够长，小球从C点水平抛出的同时，对小球再施加一个水平向右的恒力F，其大小为7.5N，经多长时间速度最小 最小速度是多大 (保留两位有效数字)
物理参考答案
一、选择题：(每题4分)
1. D 2. A 3. B 4. B 5. C 6. B 7. A 8. BD 9. D 10. BC 11. BD
二、实验题：
12.(1)BD(2分) (2)0.25(4分)
13.(1)C(2分) (2)(3)0.36(4分)
三、计算题：
14.(12分)【答案】(1) (3)能验证
【解析】(1)对地球表面上的一个质量为m的小物体， 1分
对月球表面上的一个质量为m的小物体，
1分
解得 2分
(2)对A
………………………………………………………… 1分
…………………………………… 1分
又 ………………………………………………………… 1分
解得
2分
(3)能验证 1分
如果在误差允许的范围内，利用解得的表达式计算出的具体数值g 和g 近似相等,则能验证万有引力定律的正确性。………………………………………………2分
15. (14分)【答案】:(1)1.0N 2
【解析】(1)小球在桌面上运动时，把运动沿AD、DC两个方向进行分解，在DC方向上
2分
F=ma 2分
解得
F=1.0N 2分
(2)小球离开桌面后，在竖直方向上是自由落体运动
1分
落地瞬间速度的竖直分量
1分
落地瞬间速度水平分量
= 2分
故落地瞬间速度大小为
= 2分
速度的方向与水平地面的夹角θ的正切值
2分
注：如果第(2)问没有考虑沿CD方向的分速度，即答案分别是 和tanθ=4,则第(2)问扣4分。
16. (16分)【答案】:(1)0.5;(2)0.15s;0.8m;(3)0.096s;1.6m/s
【解析】(1)由乙图可知，物体在斜面上运动时，加速度大小为
方向沿斜面向下 1分
由牛顿第二定律得
mgsin37°+μmgcos37°=ma 1分
解得μ=0.5 2分
(2)物块恰好能过最高点C，重力提供向心力
解得∈=2m/s 1分