山东省潍坊市诸城市、安丘市、高密市2022-2023学年高一下学期期中考试物理试题（含答案）

潍坊市诸城市、安丘市、高密市2022-2023学年高一下学期期中考试
物理
注意事项：
1.答题前，考生先将自己的姓名、考生号、座号填写在相应位置。
2.选择题答案必须使用2B铅笔（按填涂样例）正确填涂；非选择题答案必须使用0.5毫米黑色签字笔书写。字体工整、笔迹清楚。
3.请按照题号在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。保持卡面清洁，不折叠、不破损。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24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.下列关于物体做曲线运动的说法正确的是（ ）
A.速度大小一定发生变化 B.加速度一定发生变化
C.合外力一定不为零 D.合外力的方向与速度方向可能在同一直线上
2.如图所示，当列车静止时，乘客看到窗外雨滴沿竖直方向OE匀速下落。当列车在平直轨道上匀速行驶时，乘客看到雨滴轨迹沿方向，与夹角约为60°。已知雨滴下落速度大小为，则关于列车的行驶速度以下判断正确的是（ ）
A.向右，大小约为 B.向右，大小约为
C.向左，大小约为 D.向左，大小约为
3.在如图甲“观察蜡块的运动”实验中，从时刻开始，玻璃管中的蜡块同时参与水平轴与竖直轴两个方向上的运动，已知沿轴方向做匀加速运动，沿轴方向做匀速运动，运动轨迹如图乙所示，图中的黑点分别为、、、时蜡块的位置。根据轴和轴方向上的位置变化，以下判断不正确的是（ ）
A.蜡块运动的加速度大小约为
B.蜡块的运动轨迹是抛物线
C.蜡块在轴方向上的速度大小约为
D.蜡块在时刻的速度大小约为
4.“渤海之眼”摩天轮是当今世界上最高的无轴式摩天轮，其总高度142.52米，轮盘外径124.97米，共有36个悬挂式观景舱。游客乘坐观景舱（可视为质点）沿轮盘外缘做匀速圆周运动，完成一周游程需要30分钟。关于观景舱的运动，下列说法正确的是（ ）
A.速度不变 B.加速度不变
C.任意一分钟内运动的路程都相等 D.任意一分钟内运动的位移都相同
5.某飞船沿半径为的圆轨道绕地球运行的周期为，地球半径为。若飞船要返回地面，可在轨道上某点处将速率降到适当的数值，从而使飞船沿着以地心为焦点的椭圆轨道运行，椭圆与地球表面的点相切，如图所示，以下说法正确的是（ ）
A.飞船在椭圆轨道上点的速率大于点的速率
B.飞船分别在圆轨道和椭圆轨道运行到点时的加速度不相同
C.飞船由点运动到点所需的时间为
D.飞船在圆轨道和椭圆轨道运行时，均以地球为中心天体，故运动周期相同
6.如图为走时准确的钟表，分针与时针由转动轴到针尖的长度之比是1.4:1，则分针针尖与时针针尖线速度的大小之比是（ ）
A.12:1 B.1.96:1 C.60:1 D.16.8:1
7.已知地球到太阳的距离与地球到月球的距离之比为，地球绕太阳公转周期与月球绕地球公转周期之比为，则太阳与地球的质量之比为（ ）
A. B. C. D.
8.图甲为游乐场某种型号的“魔盘”，儿童坐在圆锥面上，随“魔盘”绕通过顶点的竖直轴转动，图乙为“魔盘”侧视截面图，图丙为俯视图。可视为质点的三名儿童、、，其质量，到顶点的距离，与锥面的动摩擦因数都相等。在“魔盘”转动过程中，下列说法正确的是（ ）
A.若三名儿童均未在锥面上发生滑动，则、、的向心力之比
B.若“魔盘”匀速转动且三名儿童均未在锥面上发生滑动，、、所受合外力都指向顶点0
C.若“魔盘”转速缓慢增大且三名儿童均未在锥面上发生滑动，则、、所受摩擦力均增大
D.若“魔盘”转速缓慢增大，将最先发生滑动，然后发生滑动，最后发生滑动
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16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4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9.北京时间1月9日13时4分，谷神星一号遥五运载火箭搭载着五颗卫星在中国酒泉卫星发射中心成功发射，2023年中国商业航天首发告捷。五颗卫星中“南通中学号”卫星是我国“2050创客星座计划”的首发卫星，顺利进人高度为的极地圆轨道。下列说法正确的是（ ）
A.“南通中学号”卫星的线速度小于
B.“南通中学号”卫星绕地球转动一周的时间可能是
C.“南通中学号”卫星的向心加速度比地球同步卫星的向心加速度大
D.谷神星一号遥五运载火箭的发射速度大于
10.中国空间站已全面建成，计划于2023年5月实施发射天舟六号货运飞船，飞船将通过变轨抬升轨道高度，实现与空间站组合体共轨。若将其变轨前后稳定运行时的运动近似为匀速圆周运动，对接后组合体运行周期为，距离地球表面高度为。已知地球半径约为，万有引力常量，以下说法正确的是（ ）
A.飞船变轨后运行速度变大 B.组合体的角速度约为
C.由给出数据可估算地球的平均密度 D.飞船也可在空间站所在轨道上加速追上空间站
11.如图所示，矩形框竖直放置，其中、足够长，且杆粗粘、杆光滑，轻弹簧一端连接一个穿过杆、质量为的小球，另一端连接另一个穿过杆、质量也为的小球。已知框绕轴分别以角速度和匀速转动时，小球在MP杆的位置不变，且，则与以匀速转动时相比，以匀速转动时（ ）
A.小球的高度更低 B.弹簧弹力的大小相等
C.小球所受杆的摩擦力更大 D.小球所受合外力更大
12.2023年WTT世界乒联新加坡大满贯赛于3月19日晩落下帷幕，中国乒乓队再次创造了包揽5金的辉煌，孙颖莎成就了三冠王。如图所示，球网位于球台的中间位置，球台的左、右边界分别记为、，边界中点正上方处为点。某次孙颖莎将球从点垂直于水平向右击出，恰好经过网上边沿的点后落在球台上点，不计空气阻力。已知网高为，、之间的距离为，重力加速度为。以下说法正确的是（ ）
A.乒乓球被击出时的初速度大小为
B.球的落点与击出点之间的水平距离为
C.球在落点处的速度方向与水平方向夹角的正切值为
D.若只限定在b点水平击出，球的初速度只有不大于，才会落在对方台面上
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13.（6分）某同学用如图甲所示装置研究平抛运动的规律。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直硬板上，钢球沿斜槽轨道滑下后从斜槽末端Q水平飞出，落在水平挡板上。由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球会在白纸上挤压出一个痕迹点。向下移动挡板，依次重复上述操作，白纸上将留下一系列痕迹点。实验中不计空气阻力。
（1）该同学用图甲所示的实验装置得到的痕迹点如图乙所示，其中一个偏差较大的点产生的原因，可能是该次实验时__________（选填选项前的字母）；
A.钢球释放的高度偏高 B.钢球释放的高度偏低
C.钢球没有被静止释放 D.挡板未水平放置
（2）实验中未记录平抛轨迹的起始点，该同学按下述方法处理数据：如图丙所示，在轨迹上取、、三点，、和、的水平间距均为，测得、和、的竖直间距分别是和，则__________（选填“＞”、“＜”或者“＝”）；可求得钢球平抛的初速度大小为__________（已知当地重力加速度为，结果用题中所给物理量符号表示）。
14.（8分）某同学利用如图所示的实验装置进行了向心力来源分析并探究向心力表达式的实验。固定在竖直面内的轨道由竖直轨道和四分之一圆弧轨道组成，处固定有压力传感器和光电门（检测光线与球心等高）。实验中用小球压缩弹簧到某一位置，后由静止释放，小球沿轨道运动经过点时，数字计时器显示遮光时间，压力传感器显示压力数值。已知圆弧轨道半径为，小球直径为。实验过程如下：
（1）调节小球释放位置，使小球经过点时，压力传感器的示数恰好为零，此时数字计时器显示遮光时间为，则经过点时的速度大小__________；实验所在地的重力加速度大小__________；
（2）逐渐压低小球释放点的位置，多次操作，记录每次对应的压力数值、遮光时间，作出的图像，分析可知图线的斜率为，则小球的质量__________；与之间的表达式可表示为____________________。（以上均用已知物理量符号表示）
15.（8分）水平地面上有一足够长的固定斜面，倾角为37°，小华站在斜面底端向斜面上投郑小石子。若小石子出手时的初速度方向与水平方向成45°，出手高度为站立点正上方处，小石子的飞行轨迹所在平面与斜面底边垂直，落在斜面上时速度方向恰好水平。已知站立点到落点的距离为，重力加速度，，，不计空气阻力。求：
（1）小石子在空中的飞行时间；
（2）小石子出手时初速度的大小。
16.（10分）如图甲所示的中国北斗导航是我国自主建设、独立运行的卫星导航定位系统，共35颗组网卫星。根据功能的不同，北斗导航卫星的运行轨道主要分为三种：地球静止轨道（GEO）、倾斜地球同步轨道（IGSO）和中圆地球轨道（MEO）。如图乙所示，Ⅱ为北斗卫星导航系统中的一颗静止轨道卫星，其对地张角为；Ⅰ为地球近地卫星（非北斗系统卫星），轨道半径可认为等于地球半径。已知地球自转周期为，万有引力常量为，求：
（1）卫星Ⅰ的周期；
（2）地球的平均密度。
17.（12分）如图所示，边长的倾斜正方形平板，与水平面的夹角为30°，上表面光滑，当其绕竖直轴在水平面内按图示方向匀速转动时，转轴过边中点，且边始终在水平面内。置于边中点的小物体（视为质点）恰好末与平板发生相对滑动。取重力加速度。
（1）求平板匀速转动的角速度大小；
（2）若平板突然停止转动，求小物体从平板上离开的位置到点的距离。
18.（16分）汽车转弯时如果超过规定的速度可能会发生侧滑。如图甲所示，一辆汽车（可视为质点）在水平公路上经过半径的弯道，已知汽车与路面间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度。
（1）为确保汽车不发生侧滑，求汽车在弯道上行驶的最大速度；
（2）为增加安全性，在弯道半径不变的前提下，将弯道路面设计成外高内低，如图乙所示。当汽车以（1）问中所求最大速度转弯时，轮胎与路面之间的径向摩擦力恰好等于零。已知弯道路面宽度，求路面外侧与内侧高度差；
（3）汽车在（2）问条件下弯道行驶，为确保汽车不发生测滑，求汽车行驶的最大速度。
高一物理试题参考答案及评分标准
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
答案 C B D C C D A C AC BC BD AB
13.（6分）（1）AC （2）＞
评分标准：每空2分
14.（8分）（1） （2）
评分标准：每空2分
15.（8分）解：（1）飞镖做斜上抛运动，初速度与水平夹角45°，落点恰为最高点，
设斜上抛的竖直高度为
，
联立解得
（2）设斜上抛的水平距离为
，，.
16.（10分）解：（1）设地球的质量为，卫星Ⅰ、Ⅱ的轨道半径分别为和
根据开普勒第三定律可得，根据几何关系可得
可得卫星Ⅰ的周期为
（2）对卫星Ⅰ，根据万有引力提供向心力可得
地球的密度，联立解得
17.（12分）解：（1）平板绕轴转动的半径
，，
（2）平抛突然停止转动，小物体将在斜面做类平抛运动
，，，
18.（16分）解：（1）汽车进入弯道后静摩擦力充当向心力，当摩擦力达到最大静摩擦力时，
行驶速度最大，解得
（2）要使轮胎与路面之间的径向摩擦力等于零，则重力与支持力的合力提供向心力
竖直方向
设路面外侧与内侧高度差为，则有
又知
代入数值解之可得，
（3）当汽车以最大速度转弯而不发生滑动时，此时受到的径向最大摩擦力沿倾斜路面向下，
设最大静摩擦力为，斜面支持力为
竖直方向有
水平方向有
又有，解得.