江西省赣州市全南县2022-2023学年高一下学期4月期中考试物理试题（含答案）

全南县2022-2023学年高一下学期4月期中考试
物理科
一、选择题 （共11题，每题4分，共44分，1-7单选，8-11多选。）
1．一物体沿固定粗糙斜面下滑。关于它所受各力对其做功的判断，正确的是（　　）
A．重力做正功，支持力做正功
B．重力做正功，支持力做负功
C．重力做负功，摩擦力做负功
D．摩擦力做负功，支持力不做功
2．关于人造地球卫星的向心力，下列各种说法中正确的是（ ）
A．根据向心力公式，可见轨道半径增大到2倍时，向心力减小到原来的
B．根据向心力公式，可见轨道半径增大到2倍时，向心力也增大到原来的2倍
C．根据卫星的向心力是地球对卫星的引力，可见轨道半径增大到2倍时，向心力减小到原来的
D．根据向心力公式，可见向心力的大小与轨道半径无关
3．2013年12月2日，我国成功发射“嫦娥三号”探月卫星，如图所示为“嫦娥三号”飞行轨道示意图．“嫦娥三号”任务全过程主要经历5个关键飞控阶段，分别是：发射及入轨段；地月转移段；环月段；动力下降段；月面工作段．其中在环月段时要从圆轨道变换到椭圆轨道．下列说法正确的是( )
A．“嫦娥三号”的发射速度大于11.2 km/s
B．由圆轨道变换到椭圆轨道时，“嫦娥三号”要加速
C．由圆轨道变换到椭圆轨道时，“嫦娥三号”绕月球运动的周期减小
D．“嫦娥三号”在动力下降段处于失重状态
4．如图为洗衣机脱水桶的示意图。在匀速转动的洗衣机脱水桶内壁上有一件湿衣服与圆桶一起运动，衣服相对圆桶壁静止，则（　　）
A．桶壁对衣物的摩擦力随转速的增大而增大
B．衣物随桶壁做圆周运动的向心力是摩擦力提供的
C．洗衣机脱水桶转动得越快，衣服与桶壁间的弹力就越小
D．衣服上的水滴与衣服间的附着力不足以提供所需的向心力时，水滴做离心运动
5．“太极球”运动是一项较流行的健身运动，做该项运动时，健身者半马步站立，手持太极球拍，拍上放一橡胶太极球，健身者舞动球拍时，太极球却不会掉到地上，现将太极球简化成如图所示的平板和小球，熟练的健身者让小球在竖直面内始终不脱离平板且做匀速圆周运动，则
A．在B、D两处小球运动的加速度一定相同
B．只要平板与水平面的夹角合适，小球在B、D两处可能不受平板的摩擦力作用
C．平板对小球的作用力在A处最大，在C处最小
D．小球运动过程中机械能保持不变
6．如图甲所示，质量为m的小火箭由静止开始加速上升，竖直向上的推力F与速度倒数的关系图像如图乙所示，火箭获得的最大速度为，由静止开始到速度为需要的时间为。不计空气的阻力和燃料燃烧时的质量损失，重力加速度为g，则（　　）
A．火箭在启动过程中，加速度不变
B．关系图像的面积表示火箭的最大功率
C．火箭的速度为时，加速度为
D．，火箭上升的高度为
7．如图甲所示，在光滑水平面上，静止放置一质量为M的足够长的木板，质量为m的小滑块（可视为质点）放在长木板上。长木板受到的水平拉力F与其加速度a的关系如图乙所示，重力加速度大小g取，下列说法正确的是（　　）
A．长木板的质量
B．小滑块与长木板之间的动摩擦因数为0.4
C．当时，长木板的加速度大小为
D．当F增大时，小滑块的加速度一定增大
8．如图所示为甲、乙两物体运动的图象，，关于两物体在0至时间内的运动，下列说法正确的是（　　）
A．在0至时间内甲一直做匀加速直线运动
B．乙先做匀减速到速度为0，再做匀加速直线运动
C．两物体在0至时间内的位移大小关系为
D．此图中，甲做一维直线运动，乙做二维折线运动
9．“天问一号”到达火星附近后“刹车”被火星捕获，进入环火椭圆轨道，如图所示，为近火点，为远火点，卫星在环火轨道上运行的周期为，假设“天问号”沿逆时针方向运行，从到所用时间为，与火星中心连线从到扫过的面积与从到扫过的面积相等，不计空气阻力，则“天问一号”在一个周期内（　　）
A．在点的加速度比在点小 B．从运动到所用时间为
C．从运动到机械能越来越小 D．从运动到克服火星引力做功的功率越来越小
10．人通过挂在高处的定滑轮，用绳子拉起静止在地面上的重物，使它的高度上升h，如图所示．第一次拉力为F，第二次拉力为2F，则（ ）
A．两次克服重力做的功相等
B．两次上升到h处时拉力的功率，第二次是第一次的2倍
C．两次上升到h处时的动能，第二次为第一次的2倍
D．两次上升到h处时机械能的增加量，第二次为第一次的2倍
11．如图所示，物块a质量为、b和c的质量均为m，a和b、b和c之间用完全相同的轻弹簧和相连，通过系在a上的细线悬挂于固定点O，整个系统处于静止状态。现将细线剪断，在剪断细线的瞬间，将物块a的加速度的大小记为，和相对于原长的伸长量分别记为和，重力加速度为g，则（　　）
A． B．
C． D．
二、实验题（共20分）
12．在做“研究匀变速直线运动”实验中，打点计时器打出的一条纸带中的某段如图所示，已知计时器打点的时间间隔。从点开始每隔四个计时点选取一个计数点，各个计数点与点的距离如图所示（单位：）。
（1）实验室提供了以下器材：电火花计时器、一端附有定滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、交流电源、秒表。其中在本实验中不需要的器材是哪一个？请填空______；
（2）两个相邻计数点间的时间间隔为______；
（3）用打点计时器研究该物体运动时，接通电源和让纸带随物体开始运动，正确的操作应为( )
A．先接通电源，后释放纸带
B．先释放纸带，后接通电源
C． 释放纸带的同时接通电源
D．先接通电源或先释放纸带都可以
（4）利用图中给定的长度，计算打下点时小车的速度大小是_______；（结果保留两位有效数字）
（5）利用图中给定的长度，计算小车的加速度的大小______。（结果保留两位有效数字）
13．利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图所示，水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨，导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的小球相连；遮光片两条长边与导轨垂直，导轨上B点有一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t，用d表示A点到光电门B处的距离，b表示遮光片的宽度，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度，实验时滑块在A处由静止开始运动。
（1）用游标卡尺测量遮光条的宽度b，结果如图所示，由此读出b=______mm；
（2）滑块通过B点的瞬时速度可表示为v=______（用题中字母表示）；
（3）某次实验测得倾角θ=30°，重力加速度用g表示，滑块从A处到达B处时m和M组成的系统动能增加量可表示为ΔEk=______，系统的重力势能减少量可表示为ΔEp=______，在误差允许的范围内，若ΔEk=ΔEp则可认为系统的机械能守恒（用题中字母表示）；
（4）在上次实验中，某同学改变A、B间的距离，作出的v2—d图像如图所示，并测得M=m，则重力加速度g=______m/s2（结果保留三位有效数字）。
三、计算题（共36分）
14．实验课上老师和学生自制水火箭，模拟火箭发射成功，学生欢呼雀跃。水火箭从地面由静止竖直向上做加速度大小为的匀加速直线运动，当水火箭距离地面的高度为100m时水火箭的箭头与箭身分离，此后箭头在空中运动的加速度大小，方向竖直向下。求：
（1）水火箭的箭头与箭身分离时的速度大小；
（2）水火箭的箭头与箭身分离后，箭头落回地面的时间t。
15．“嫦娥一号”的成功发射，为实现中华民族几千年的奔月梦想迈出了重要的一步，已知“嫦娥一号”绕月飞行轨道近似圆周，距月球表面的高度为H，飞行周期为T，月球的半径为R，万有引力常量为G，求：
（1）月球的质量M是多大？
（2）假设宇航员在飞船上，飞船在月球表面附近竖直平面内做半径为r的圆周运动，（宇航员质量为m，飞船经过最低点时的速度为v）求：经过最低点时，座位对宇航员的作用力多大？
16．如图所示，从A点以某一水平速度抛出一质量的小物块（可视为质点），当小物块运动至B点时，恰好沿切线方向进入的固定粗糙圆弧轨道BC，且在圆弧轨道上做匀速圆周运动，经圆弧轨道后滑上与C点等高、静止在粗糙水平面上的长木板上，圆弧轨道C端的切线水平。已知长木板的质量，A点距C点的高度为，圆弧轨道的半径，小物块与长木板间的动摩擦因数，长木板与地面间的动摩擦因数，不计空气阻力，取重力加速度大小，，。
（1）求小物块在B点时的速度大小；
（2）求小物块滑动至C点时受到圆弧轨道的支持力大小；
（3）木板至少为多长，才能保证小物块不滑出长木板？
1．D
重力方向与位移方向夹角小于90°，故重力做正功，支持力方向与位移垂直，故支持力不做功，摩擦力方向与位移方向相反，故摩擦力做负功。
故选D。
2．C
A．卫星轨道半径增大到原来的两倍时，线速度也发生了变化，不能根据该公式判断向心力的变化，A错误；
B．卫星轨道半径增大到原来的两倍时，角速度也发生了变化，不能根据该公式判断向心力的变化，B错误；
CD．人造卫星绕地球做圆周运动，根据万有引力提供向心力由，可知卫星轨道半径增大到原来的两倍时，向心力减为原来的，C正确，D错误。
故选C。
3．C
嫦娥三号发射出去后绕地球做椭圆运动，没有离开地球束缚，故嫦娥三号的发射速度大于7.9km/s，小于11.2km/s，故A错误；嫦娥三号在圆轨道上做圆周运动万有引力等于向心力，要进入椭圆轨道需要做近心运动，使得在交界点所受万有引力大于圆周运动向心力，因为同在交界点万有引力不变，故嫦娥三号只有通过减速减小向心力而做近心运动进入椭圆轨道，故B错误；根据开普勒第三定律得R3/T2=k，由圆轨道变换到椭圆轨道时，“嫦娥三号”绕月球运动的周期减小，故C正确；“嫦娥三号”在动力下降段做减速下降，即加速度方向向上，处于超重状态，故D错误；故选C．
4．D
A．桶壁对衣物的摩擦力等于衣物的重力，不会随着转速的增大而增大，A错误；
B．衣物随桶壁做圆周运动的向心力是桶壁对衣物的弹力提供的，B错误；
C．脱水桶转动得越快，所需的向心力也就越大，则衣服与桶壁间的弹力就越大，C错误；
D．衣服上的水滴与衣服间的附着力不足以提供所需的向心力时，水滴做离心运动，加快脱水桶的转动角速度，脱水效果会更好，D正确。
故选D。
5．B
A．在B、D两处小球运动的加速度方向都指向圆心，则加速度不相同，A错误；
B．只要平板与水平面的夹角合适，小球在B、D两处时，若小球受重力和平板的弹力的合力充当向心力，此时平板不受摩擦力作用，B正确；
C．在A处满足
在C处满足
可知平板对小球的作用力在A处最小，在C处最大，C错误；
D．小球运动过程中，动能不变，势能不断变化，则机械能不守恒， D错误。
故选B。
6．D
A．根据题意，由牛顿第二定律有
可得
由图可知，随着速度的变化，推力变化，则加速度a变化，故A错误；
B．根据功率与速度的关系
可得
由图可知，图像是过原点的倾斜直线，则火箭以恒定的最大功率启动，图像的斜率表示火箭启动的恒定功率，当速度达到最大速度vm时，开始匀速运动，由平衡条件可得
则有
故B错误；
C．根据题意可知，火箭的速度为时，推力
由牛顿第二定律可知，火箭的加速度为
故C错误；
D．根据题意，设0~t1内火箭上升的高度为，由动能定理有
解得
故D正确。
故选D。
7．B
A．当时，小滑块和木板发生相对运动，故对木板有
解得
结合图像可知，图线斜率为
A错误；
B．由图可知，当时，小滑块和木板恰好相对静止，此时加速度
即对整体有
对小滑块有
联立解得
B正确；
C．由上分析可知
故当时，小滑块和木板发生相对运动，与的关系为
故当时，木板的加速度为
C错误；
D．当时，小滑块和木板发生相对运动，小滑块的加速度仅由滑动摩擦力提供，这个阶段滑动摩擦力不变，故小滑块的加速度不变，与的大小无关，也就是说当F增大时，小滑块的加速度不变，D错误。
故选B。
8．ABC
A．在0至时间内，甲的速度均匀增大，加速度不变，一直做匀加速直线运动，故A正确；
B．在0至时间内乙做匀减速到速度为0，在至时间内做匀加速直线运动，故B正确；
C．由于图线与时间轴围成的面积表示位移，我们现在将图象的范围分成6个部分如图，
则甲的位移：
乙的位移：
其中由于，，由图可知：
，
所以：
则：
，
故C正确；
D．速度图象反映物体的速度随时间的变化情况，不是物体的运动轨迹，故D错误．
故选ABC．
9．AB
A．根据牛顿第二定律有
可得
因“天问一号”在N点的距离大于在M点的距离，所以“天问一号”在N点的加速度比在M点的加速度小，A正确；
B．由于与火星中心连线从P到M扫过的面积与从Q到N扫过的面积相等，根据开普勒第二定律，可知从Q到N的时间也为；因从P到Q所用时间为，则从M运动到N所用时间也为，B正确；
C．“天问一号”在同一轨道运行，只有引力做功，故“天问一号”的机械能保持不变，C错误；
D．由题可知在P、Q点克服引力做功的功率均为零，因此从运动到克服火星引力做功的功率先变大后变小，D错误。
故选AB。
10．AD
A．两次克服重力做功都为
故A正确；
BC．用F拉动时，根据动能定理
解得
则拉力的瞬时功率为
用拉力为2F拉动时有
解得
所以拉力的瞬时功率
对比可得
故BC错误；
D．机械能的变化根据除了重力以外其他力做功来判断，两次拉力做功分别为Fh和2Fh，可得两次上升到h处时机械能的增加量，第二次为第一次的2倍，故D正确。
故选AD。
11．BD
剪断细绳的瞬间，绳子的拉力消失，弹簧的弹力还没有来得及改变。
AB．剪断前对b、c和弹簧组成的整体分析可知，弹簧S1的拉力T1
T1＝2mg
设弹簧S2的拉力为T2，则
T2＝mg
则
T1＝2T2
根据胡克定律
得
故A错误，B正确；
CD．剪断细绳的瞬间，a受到重力和弹簧S1的拉力T1，合力
加速度
故C错误，D正确。
故选BD。
12． 秒表 0.10 A 1.5 4.0
(1)[1]电火花计时器记录了小车运动时间，因此不需要秒表，故不需要的器材为：秒表。
(2)[2]每隔四个计时点选取一个计数点，各个计数点的时间间隔为
(3)[3]如果先放开纸带开始运动，再接通打点计时时器的电源，由于重物运动较快，不利于数据的采集和处理，会对实验产生较大的误差；故在实验时，应先给打点计时器通电打点，然后释放纸带让纸带（随物体）开始运动，故A正确，BCD错误。
故选A。
(4)[4]根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出D点的速度大小为
(5)[5]根据逐差法
△x=aT2
解得加速度为
13． 3.80 9.60
（1）[1]根据游标卡尺的读数规律，该读数为
b=3mm+16×0.05mm=3.80mm
（2）[2]由于光电门的宽度b很小，可用很短时间内的平均速度代替瞬时速度，则滑块通过光电门的速度为
（3）[3]滑块从A处到达B处时m和M组成的系统动能增加量为
[4]系统的重力势能减少量为
比较ΔEp与ΔEk，若在实验误差允许的范围内相等，即可认为机械能是守恒的。
（4）[5]根据系统机械能守恒有
则有
根据v2—d图像有
解得
g=9.60m/s2
14．（1）40m/s；（2）10s
（1）水火箭向上加速，直到分离时，根据速度与位移的关系有
代入数据解得
（2）水火箭的箭头与箭身分离后，向上做竖直上抛运动，设向上为正方向，从分离到落地过程中有
代入数据解得
15．（1）；（2）
（1）设嫦娥一号的质量为，则
解得
（2）设月球表面的重力加速度为g，则
解得
16．（1）；（2）；（3）
（1）根据题图中的几何关系，小物块下落的高度
平抛运动竖直方向有
小物块在B点的速度关系有
解得
（2）在C点对小物块进行受力分析，根据向心力公式
其中
解得
（3）在木板上，对小物块受力分析有
对长木板受力分析有
根据速度—时间关系有
根据速度—时间关系有
小物块与长木板共速
根据位移—时间关系有
根据位移—时间关系有
最短板长
解得