广东省广州市番禺区实验中学2022-2023学年高一下学期期中考试物理试题（Word版含答案）

番禺区实验中学2022-2023学年高一下学期期中考试
物理试题
本试卷共8页，15题。全卷满分100分。考试用时75分钟。
注意事项:
1．答题前，先将自己的姓名、考号等填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．选择题的作答：选出每小题答案后用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3．非选择题的作答：用签字笔直接写在答题卡上对应的答题区域内，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。
一、单项选择题:本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．如图所示，在向左匀速行驶的火车窗口，释放一物体，由站在地面上的人来看，该物体的运动轨迹可能为（　　）
A． B． C． D．
2．如图所示，一根轻质不可伸长的细绳绕过光滑的定滑轮，绳的一端系一重物，人握着绳的另一端以速度v拉着绳水平向左匀速运动，经过图示位置时绳与水平方向的夹角为，此时重物的速度大小为（　　）
A． B． C． D．
3．一条河的两侧河岸平行，河的宽度为60m，水流速度为6m/s，—条小船在静水中的速度为10m/s，则下列说法正确的是（　　）
A．渡河所需最短时间为10s
B．渡河最短位移为100m
C．以最短时间渡河时，小船渡河的位移为60m
D．以最短位移渡河时，小船渡河所需的时间为7.5s
4．如图所示，质量为m的小球（可视为质点）在竖直平面内绕O点做半径为L的圆周运动，重力加速度大小为g，连接O点与小球的为轻杆。对小球，下列说法正确的是（ ）
A．过圆周最高点的临界速度为
B．过圆周最高点的的速度不能大于
C．在圆周最高点对轻杆的作用力大小可以为零
D．在圆周最高点对轻杆的作用力大小最小为
5．如图所示，照片中的汽车做匀速圆周运动通过水平弯道，假设汽车受到的最大静摩擦力等于车重的0.6倍，水平弯道路面的半径为150m，取，则该汽车（　　）
A．受到重力、支持力、摩擦力和向心力的作用
B．所受的作用力的合力可能为零
C．在做匀速圆周运动时，速度不变
D．最大速度不能超过30m/s
6．2023年1月13日，“长征二号”丙运载火箭在西昌卫星发射中心点火起飞，成功将“亚太6E”卫星送入预定轨道。若卫星入轨后做匀速圆周运动，轨道半径为r，线速度大小为v，地球的半径为R，则地球的第一宇宙速度为（　　）
A． B． C． D．
7．地球公转轨道接近圆，但彗星运动轨道则是一个非常扁的椭圆。天文学家哈雷成功预言哈雷彗星的回归，它最近出现的时间为1986年，预测下次飞近地球将在2061年左右。如图所示为地球与哈雷彗星绕日运动的示意图，且图中M点为两轨迹的交点。则下列说法正确的是（ ）
A．哈雷彗星经过M点时的速度与地球在M点时的速度相同
B．哈雷彗星经过M点时的加速度与地球在M点时的加速度相同
C．根据已知数据可估算哈雷彗星轨道的半长轴约为地球公转半径的倍
D．地球与太阳的连线和哈雷彗星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等
二、多项选择题:本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8．2022年12月7日9时15分，快舟十一号固体运载火箭在我国酒泉卫星发射中心点火升空，成功将行云交通试验卫星送入离地高700km的预定轨道，发射任务取得圆满成功。已知地球同步卫星离地高度约36000km，对行云交通试验卫星，下列说法正确的是（　　）
A．在轨道上运行时万有引力提供向心力
B．在轨道上运行时处于完全失重状态，是由于不受力的作用
C．周期大于同步卫星的周期
D．线速度大于同步卫星的线速度
9．如图所示，某同学对着墙壁练习打乒乓球。若球与墙壁上的A点碰撞后沿水平方向弹离，恰好垂直拍面落在球拍的点B上。已知球拍与水平线间的夹角θ=60°，A、B两点间的高度差h=0.8m。忽略空气阻力，取重力加速度g=10 m/s2，则对乒乓球，下列说法正确的是（　　）
A．从A点运动到B点所用的时间为0.4s B．从A点运动到B点的位移大小为2. 88m
C．刚弹离墙壁时，速度的大小为4m/s D．刚要落到球拍上时，速度的大小为10m/s
10．智能呼啦圈轻便美观，深受大众喜爱，如图甲所示，腰带外侧带有轨道，将带有滑轮的短杆（大小忽略不计）穿入轨道，短杆的另一端悬挂一根带有配重的轻绳，其简化模型如图乙所示，可视为质点的配重质量为0.5kg，绳长为0.5m，悬挂点P到腰带中心点O的距离为0.2m，水平固定好腰带，通过人体微小扭动，使配重随短杆在水平面内做匀速圆周运动，绳子与竖直方向夹角为，运动过程中腰带可看成不动，重力加速度g＝，下列说法正确的是（ ）
A．若使用者觉得锻炼不够充分，决定增大转速，腰带受到的合力变大
B．当使用者掌握好锻炼节奏后能够使稳定在37°，此时配重的角速度为
C．使用者使用一段时间后成功减肥，再次使用时将腰带调小，若仍保持之前转速则将变小
D．当用力转动使从37°增加到53°时，配重运动的周期变大
三、非选择题:本题共5小题，共54分。
11．（6分）某兴趣小组利用如图甲所示向心力演示器，探究做圆周运动的小球所需向心力大小F与角速度之间关系，控制两小球的质量、做圆周运动的半径相同，经过实验步骤得到的可观察的事实如下:。
（1）如图乙所示，若传动皮带套在塔轮第二层，左、右塔轮半径R1、R2之比为2:1，则塔轮转动时，A、C两处的角速度之比为______；
（2）甲图中左右两个标尺上黑白相间的等分格显示如图丙，则A、C两处钢球所受向心力大小之比约为________；
（3）由此实验，得到的结论是____________________________________________。
12．（12分）如图甲所示为“研究平抛物体的运动”的实验装置图。（重力加速度g取10m/s2）
（1）实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线水平。每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛______。
（2）图乙是正确实验取得数据，O为抛出点，则此小球做平抛运动的初速度______m/s。
（3）在另一次实验中将白纸换成方格纸，每小格的边长L=5cm，通过实验，记录了小球在运动途中的三个位置，如图丙所示，则该小球做平抛运动的初速度为______m/s；A点到B点的时间_____s；B点的速度为______m/s。
13．（10分）如图甲所示的“彩虹滑道”是一种较为受欢迎的新型娱乐项目，游客在滑道上某段的运动可简化如图乙所示. 游客（视为质点）以水平速度从A点滑出，然后落在倾角的斜面上的B点。若不计空气阻力，重力加速度g＝，求：
（1）游客在空中运动的时间；
（2）A、B两点的距离；
（3）游客落到B前瞬间的速度大小。
14．（12分）双人滑冰是2022年北京冬奥会比赛项目之一。如图甲所示为某次训练中男运动员以自己为轴拉着女运动员做圆周运动的情形，若女运动员的质量m=40kg，伸直的手臂与竖直方向的夹角，转动过程中女运动员的重心做匀速圆周运动的半径，如图乙所示，若忽略女运动员受到的摩擦力，重力加速度，，，求：
（1）当女运动员的角速度为时，女运动员受到的拉力及对冰面的压力的大小；
（2）当女运动员刚要离开冰面时，女运动员的角速度的大小及受到的拉力的大小。
15．（16分）“MarsOne”研究所推出了2025年让志愿者登陆火星、建立人类聚居地的计划。如果让小球从火星上一定高度自由下落，测得它在第内的位移是，已知火星的半径约为地球半径的，地球表面的重力加速度g＝，求：
（1）火星表面的重力加速度的大小；
（2）火星的质量和地球的质量M之比；
（3）火星的第一宇宙速度和地球第一宇宙速度之比。
参考答案：
1．A
【解析】物体释放后相对人有向左的初速度，仅受重力作用，所以小球做平抛运动，初速度方向向左，可知该物体的运动轨迹是。
故选A。
2．B
【解析】把速度v分解为沿绳方向和垂直于绳方向，则沿绳方向速度大小即为重物速度大小，为。
故选B。
3．D
【解析】A．当小船速度与河岸垂直时，渡河时间最短，为
故A错误；
B．小船静水速度大于水流速度，小船最短渡河位移就是河宽60m，故B错误；
C．若用最短时间渡河，小船沿河岸方向上的位移为
小船的位移为
故C正确；
D．当合速度方向垂直于河岸时，小船渡河位移最小，合速度为
因此所需渡河时间
故D正确。
故选D。
4．C
【解析】A．连接O点与小球的为轻杆，轻杆可以提供支持力，则小球过圆周最高点的临界速度为零；小球在圆周最高点时轻杆的作用力可能为零，选项ABD错误；选项C正确；
故选C。
5．D
【解析】A．运动的汽车受到重力、支持力、摩擦力，故A错误；
B．汽车在做圆周运动，所受的作用力的合力不可能为零，故B错误；
C．汽车在做匀速圆周运动时，速度的大小不变，方向在时刻发生改变，而速度是矢量，故C错误；
D．由汽车受到的最大静摩擦力等于车重的0.6倍，根据牛顿第二定律有
代入数据解得
故D正确
故选D。
6．C
【解析】地球的第一宇宙速度与近地卫星的环绕速度相等，则有
“亚太6E”卫星在预定轨道有
解得
故选C。
7．B
【解析】A．哈雷彗星在M点时的速度与地球在M点时的速度方向不同，大小关系由题设条件无法判定，A错误；
B．根据牛顿第二定律
哈雷彗星在M点时的加速度大小等于地球在M点时的加速度大小，方向也相同，B正确；
C．根据开普勒第三定律
C错误；
D．根据开普勒第二定律可知同一颗行星与太阳的连线在相同时间内扫过的面积相等，所以地球与太阳的连线在相等时间内扫过的面积与哈雷彗星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积不相等，D错误。
故选B。
8．AD
【解析】AB．行云交通卫星在轨道上运行时，万有引力提供向心力，处于完全失重状态，选项A正确，B错误；
CD．由于行云交通试验卫星的轨道半径比同步卫星半径小，则其周期小于同步卫星周期，线速度比同步卫星大，选项C错误，D正确。
故选AD。
9．BC
【解析】A.由自由落体的位移公式可得
可得
故A错误；
B.则B点到墙壁的距离为
则A点到B点的位移大小为
故B正确。
C.由
可得
球恰好垂直拍面落在球拍的B点上，有几何关系可得
故C正确；
D.球恰好垂直拍面落在球拍的B点上时的速度大小为
故D错误；
故选BC。
10．BC
【解析】A．配重随短杆做水平匀速圆周运动过程中，腰带可看成静止不动，腰带合力始终为零，故A错误；
B．对配重根据牛顿第二定律有
解得
故B正确；
C．使用者使用一段时间后成功减肥，再次使用时将腰带调小，若仍保持转速不变，即角速度不变，对配重根据牛顿第二定律有
可得
由于变小，若不变，可得变大，不满足角速度不变要求；若变大，可得变大，不满足角速度不变要求；则为了满足角速度不变，一定变小，故C正确；
D．根据B中结论，当时
根据
可知周期变小，故D错误。
故选BC。
11． 1:2 1:4 当质量、半径一定时，所需向心力大小F与角速度的平方成正比关系。
【解析】（1）左、右塔轮边缘的线速度相等，则根据
可得
A、C两处的角速度之比为1:2；
（2）根据图中标尺上黑白相间的等分格显示可知，则A、C两处钢球所受向心力大小之比约为1:4 ；
（3）由此实验，得到的结论是：当质量、半径一定时，所需向心力大小F与角速度的平方成正比关系。
12． 初速度相等 1.6 1.5 0.1 2.5
【解析】（1）每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛的初速度相等。
（2）根据
，
得
（3）如图丙，水平方向
竖直方向
得
，
B点的竖直分速度为
13．（1）（2）1.2m （3）
【解析】（1）由平抛运动公式有
；
；
可推导出
解得
（2）由（1）得
（3）游客在B点的速度大小
解得
14． （1），；（2），
【解析】（1）对女运动员受力分析如图
在水平方向
解得女运动员受到的拉力
竖直方向
联立解得
根据牛顿第三定律可得，女运动员对冰面压力的大小为336N。
（2）女运动员刚要离开地面时，受重力和男运动对女运动员的拉力，则
解得
，
15．（1）；（2）；（3）
【解析】（1）第2s内的位移是6m，有
解得
（2）物体在星球表面受到的重力近似等于万有引力即
得
已知火星半径约为地球半径一半，地球表面重力加速度为10m/s2，火星表面重力加速度为4m/s2，则火星质量和地球质量M之比为
（3）火星第一宇宙速度
火星的第一宇宙速度和地球第一宇宙速度之比为