甘肃省庆阳市华池县2022-2023学年高一下学期期中考试物理试题（Word版含答案）

华池县2022-2023学年高一下学期期中考试
物理
注意事项：
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。
2.答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。
4.本卷命题范围：必修第二册第五章—第七章。
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.关于万有引力定律，下列说法正确的是（ ）
A.两个物体间的万有引力总是大小相等、方向相反，是一对平衡力
B.公式中的G为比例系数，它的单位是
C.万有引力定律是牛顿在总结前人研究的基础上发现的
D.测出引力常量的科学家是伽利略
2.“套圈圈”是小孩喜爱的一种游戏，游戏规则是：游戏者站在界线外从手中水平抛出一个圆形圈圈，落下后套中前方的物体，所套即所得如图所示，小孩站立抛出圈圈并套取了前方一物体，若小孩还想套取后方的另一物体，忽略空气阻力，则以下方法可行的是（ ）
A.小孩站在同样的位置，以更大的速度抛出圈圈
B.小孩站在同样的位置，以较小的速度抛出圈圈
C.小孩下蹲，以等大的速度抛出圈圈
D.小孩退后一步，以等大的速度抛出圈圈
3.如图所示是一种能够方便脱水的地拖桶，拖把脱水时把拖把头放进脱水桶，用脚上下踩踏踏板可以把拖把头中的水分脱干，下列说法正确的是（ ）
A.拖把头中的水离脱水桶的转轴越远角速度越大
B.拖把头中的水离脱水桶的转轴越近越容易被甩出
C.踩踏踏板的速度越大，拖把头中的水分越容易被甩出
D.踩踏踏板的速度不变，拖把头中所有水分的线速度大小相同
4.一辆汽车在水平公路上行驶，路面对轮胎的径向最大静摩擦力为车重的0.7倍，当汽车经过半径为80 m的水平弯道时，下列判断正确的是（ ）
A.汽车转弯时所受的力有重力、弹力、摩擦力和向心力
B.汽车转弯时所受的合外力可能为零
C.汽车转弯的速度为25 m/s时汽车会发生侧滑
D.汽车能安全转弯的向心加速度不超过0.7
5.在我校某周年校庆活动上，一小型无人机在空中航拍，将其运动沿水平方向和竖直方向分解，水平位移x随时间t变化的图像如图甲所示，竖直方向的速度随时间变化的图像如图乙所示.关于无人机的运动，下列说法正确的是（ ）
甲 乙
A.0～2s内做匀加速曲线运动 B. 时速度大小为m/s
C.2s～4s内加速度大小为1 D.0～4s内位移大小为7 m
6.2022年2月4日，第24届冬季奥林匹克运动会在北京开幕，至此，北京成为全世界唯一一个既举办过夏季奥运会又举办过冬季奥运会的城市.如图所示，某次训练中，短道速滑运动员在水平冰面上做匀速圆周运动，则运动员（ ）
A.受到的合外力为0
B.受到的每个力功率均为0
C.受到冰面的作用力方向竖直向上
D.受到冰面的作用力方向水平指向圆心
7.2022年5月10日，天舟四号货运飞船采用快速交会对接技术，顺利与在轨运行的天和核心舱进行交会对接.对接前，天舟四号货运飞船绕地球做椭圆运动，近地点A和远地点B，如图所示；天和核心舱在离地球表面高度h处做匀速圆周运动.若对接地点在椭圆轨道的远地点B处，下列说法正确的是（ ）
A.天舟四号在A点的运行速度小于在B点的运行速度
B.天舟四号与天和核心舱对接后的运行速度大于7.9 km/s
C.天舟四号在B处点火加速，才能与天和核心舱顺利完成对接
D.若天和核心舱在轨运行时受阻力作用，则其运行周期将变大
8.如图所示为一电脑CPU的散热风扇，O点在风扇上表面，叶片围绕O点所在转轴转动，可以通过改变转速为CPU散热降温.图中a、b两点为同一叶片上靠近边缘的两点，a、b两点到O点距离相等，当风扇转速稳定在1800 r/mm时，下列说法正确的是（ ）
A. a点转动的周期约为0.3 s
B. b点转动的角速度约为18.8 rad/s
C. a、b两点转动的线速度一定不同
D. a、b两点转动的角速度一定不同
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.网球发球机固定在平台上，从距水平地面高h处沿水平方向发射出质量均为m的甲、乙两球，两球均落在水平地面上，其运动轨迹如图所示.不计空气阻力，重力加速度为g，网球可视为质点.下列说法正确的是（ ）
A.甲乙两球在空中运动时间相等
B.甲球的发射速度大于乙球的发射速度
C.两球从抛出到落地过程中仅受重力作用
D.从发射出到落地，两球的速度始终不变
10.某计算机上的硬磁盘的磁道和扇区如图所示，这块硬磁盘共有9216个磁道（即9216个不同半径的同心圆），每个磁道分成8192个扇区（每扇区为圆周），每个扇区可以记录512个字节（byte）.电动机使盘面以7200 r/min的转速匀速转动.磁头在读、写数据时是不动的，盘面每转一圈，磁头沿半径方向跳动一个磁道. ，不计磁头转移磁道的时间，下列说法正确的是（ ）
A.盘面转动的角速度为120 rad/s磁道
B.一个扇区通过磁头所用的时间约为
C.计算机1 s内最多可以从一个盘面上读取约480 Mb的数据
D.当磁头处于外磁道时，读取的速度较快
11.在高空运行的同步卫星功能失效后，往往会被送到同步轨道上空几百公里处的“基地轨道”，以免影响其他在轨卫星并节省轨道资源.如图所示，2022年1月22日，我国实践21号卫星在地球同步轨道“捕获”已失效的北斗二号G2卫星后，成功将其送人“基地轨道”.已知同步轨道和基地轨道的轨道半径分别为、，转移轨道与同步轨道、基地轨道分别相切于P、Q点，地球自转周期为，则北斗二号G2卫星（ ）
A.沿转移轨道从P点运行到Q点所用最短时间为
B.沿转移轨道从P点运行到Q点所用最短时间为
C.在转移轨道上经过P点的速度大于在基地轨道经过Q点的速度
D.在转移轨道上经过P点的加速度大于在同步轨道上经过P点的加速度
12.2022年2月12日，在速度滑冰男子500米决赛上，高亭宇以34秒32的成绩刷新奥运纪录.国家速度滑冰队在训练弯道技术时采用人体高速弹射装置，如图甲所示，在实际应用中装置在前方通过绳子拉着运动员，使运动员做匀加速直线运动，到达设定速度时，运动员松开绳子，进行高速入弯训练，已知弯道半径为25 m，人体弹射装置可以使运动员在4.5 s内由静止达到入弯速度18 m/s，入弯时冰刀与冰面的接触情况如图乙所示，运动员质量为50 kg，重力加速度，忽略弯道内外高度差及绳子与冰面的夹角、冰刀与冰面间的摩擦，下列说法正确的是（ ）
甲 乙
A.运动员匀加速运动的距离为81 m
B.匀加速过程中，绳子的平均弹力为200 N
C.运动员入弯时的向心力为684 N
D.入弯时冰刀与水平冰面的夹角小于45°
三、非选择题：本题共5小题，共60分.
13.（6分）某同学用圆锥摆验证向心力公式.先在一张白纸上以O为同心圆画一组同心圆，再将白纸铺在水平桌面上，在O点正上方距桌面高为h处的处用铁架台（图中未画出）悬挂一质量为m的小球，设法使小球沿着半径为R的圆周运动但恰不与纸面接触.
（1）现用刻度尺测得R、h，用天平测得m，用g表示重力加速度，则小球所受的合力 .
（2）为了测出小球圆周运动的角速度，先用停表测得小球完成n次圆周运劲共用时t，则由向心力公式求得小球做圆周运动的向心力 代入数值，验证是否成立.
14.（8分）高一（2）班的同学在实验室利用如图甲所示的装置，通过描点法来研究平抛运动的轨迹，先将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上，让钢球多次沿斜槽轨道PO滑下后从O点飞出，落在水平挡板MN上，并挤压白纸留下一系列痕迹点.
甲 乙 丙
（1）实验中，老师叮嘱让钢球多次从斜槽上滚下，并在白纸上依次记下小球的位置，小邓同学和小陈同学的记录纸分别如图乙a、b所示，从图中可以看出小邓同学的错误最可能是 ，小陈同学的实验错误最可能是 （将正确选项前面的字母填在横线上）.
A.每次由静止释放小球的位置不同
B.小球与斜槽之间摩擦太大
C.小球在斜槽上释放的位置离斜槽末端的高度太髙
D.斜槽末端不水平
（2）小万同学对钢球采用频闪数码照相机连续拍摄的方法来获取钢球平抛运动的轨迹，并得到如图丙所示的图片，图片中a，b、c、d是连续四次拍摄的小球所在的位置.
①方格纸中每个小方格的实际边长为1.6 cm，在已探究出竖直方向的运动为自由落体运动的基础上，求得小球做平抛运动的初速度大小为 m/s.（重力加速度）
②试分析a点 （填“是”或“不是”）为小球的抛出点.
15.（12分）如图所示，某人距离平台右端处起跑，以恒定的加速度向平台的右端冲去，离开平台后恰好落在地面上的小车车厢底板中心.设平台右端与车厢底板间的竖直高度，与车厢底板中心的水平距离，取，求：
（1）人离开平台时的速度；
（2）人运动的总时间t.
16.（16分）2022年4月16日，圆满完成任务的三名中国航天英雄乘坐神舟十三号飞船从空间站顺利返回地面，刷新中国载人航天器最快返回的记录，实现了中国航天的又一项重大技术突破.如图所示，某颗卫星的返回回收过程可简化如下：轨道1是某近地圆轨道，其半径可近似看作等于地球半径，轨道2是位于与轨道1同一平面内的中地圆轨道，轨道半径为地球半径的3倍.一颗在轨道2上运行的质量为m的卫星通过两次制动变轨，先从转移轨道进入轨道1运行，调整好姿态再伺机进入大气层，返回地面.已知地球半径为R，卫星在轨道1上运行时的加速度大小为a.忽略其他星体对该卫星的作用力，试求：
（1）该卫星在轨道2上运行的速度；
（2）该卫星在转移轨道上从轨道2上的A点运行至轨道1上的B点（A、B与地心在同一直线上）所需的最短时间.
17.（18分）小明站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为m的小球，甩动手腕，使球在竖直平面内做圆周运动.当球某次运动到最低点时，绳突然断掉，球飞离水平距离d后落地，如图所示.已知握绳的手离地面高度为d，手与球之间的绳长为，重力加速度为g，忽略手的运动半径和空气阻力.求：
（1）绳断开时球的速度大小；
（2）绳能承受的最大拉力多大；
（3）改变绳长，使球重复上述运动，若绳仍在球运动到最低点时断掉，要使球抛出的水平距离最大，绳长应为多少；最大水平距离为多少.
华池县2022-2023学年高一下学期期中考试
物理
参考答案、提示及评分细则
1.C A.两个物体间的万有引力是相互作用力，引力的作用点分别作用与对方，它们不是平衡力，故A错误；B.根据万有引力定律公式，得引力常量，因此引力常量的单位为，故B错误；C.万有引力定律是牛顿在总结开普勒等前人研究的基础上，通过自己艰苦的研究发现的，故C正确；D.万有引力定律常量是由卡文迪什通过扭秤装置测定的，故D错误.故选：C.
2.A 设抛出的圈圈做平抛运动的初速度为v，高度为h，则下落的时间为：，水平方向的位移：，联立解得：.AB、大人站在小孩同样的位置，由以上的公式可得，由于大人的高度h比较大，所以如果要让大人与小孩抛出的水平位移相等，则要以小点的速度抛出圈圈，故A正确，B错误.C、小孩下蹲，高度减小，时间减小.以等大的速度抛出，则水平位移减小，所以套不中更远的物体.故C错误；D、小孩退后一步，以等大的速度抛出圈圈，水平位移不变，但后退一步离目标更远，故D错误.故选：A.
3.C AB、拖把头中的水在拖把旋转时做同轴转动，角速度相同，根据可知，水离脱水桶的转轴越远需要向心力越大，越容易被甩出，故AB错误；C、踩踏踏板的速度越大，则拖把转动角速度越大，拖把头中的水分越容易被甩出，故C正确；D、拖把头中所有水分角速度相同，根据可知，做圆周运动半径不相等的，线速度大小不同，做圆周运动半径相同时，线速度大小相同，故D错误；故选：C.
4.C AB、汽车在水平面转弯时做圆周运动，所受的力有重力、弹力、静摩擦力，重力与弹力平衡，侧向静摩擦力，提供向心力，故AB错误；B、汽车转弯的速度为25 m/s时，需要的向心力，汽车所受的最大静摩擦力，则，所以汽车会发生侧滑，故C正确；D、汽车能安全转弯的最大向心加速度为：，故D错误；故选C.
5.A 物体在水平方向上做匀速直线运动，在x—t图象中水平速度等于斜率，即；在0—2 s内，物体在竖直方向做匀加速直线运动，在v—t图象中加速度等于斜率，即，在2—4 s内做速度为2 m/s的匀速直线运动.A、由于合力方向竖直向上，最初合速度方向水平向右，不共线，所以在0—2 s内做匀加速曲线运动，故A正确；B、2 s末时候的合速度，故B错误；C、2—4 s内无论是水平还是竖直方向都平衡，所以加速度为0，故C错误；D、由甲图可知，水平位移为4 m，在v—t图象中面积表示位移，可知竖直方向位移，所以合位移为，故D错误；故选：A.
6.B A、运动员在水平冰面上做匀速圆周运动，受到的合外力不为0，由合外力提供向心力，故A错误；B、运动员受到重力、冰面的支持力和摩擦力，受到的每个力都与速度垂直，则每个力功率均为0，故B正确；CD、冰面对运动员的作用力是支持力和摩擦力的合力，支持力方向竖直向上，摩擦力方向水平指向圆心，则受到冰面的作用力方向斜向圆心上方，故CD错误.故选：B.
7.C A、根据开普勒第二定律可知，天舟四号在A点的运行速度大于在B点的运行速度，故A错误；B、7.9 km/s是第一宇宙速度，也是近地卫星环绕地球的速度，而天舟四号与天和核心舱对接后的轨道并不是近地轨道，所以运行速度小于7.9 km/s，故B错误；C、要使天舟四号从低轨道到高轨道，要先在B点点火加速，做离心运动达到更高轨道，才能与天和核心舱顺利完成对接，故C正确；D、若天和核心舱在轨运行时受阻力作用，则天和核心舱会到更低的轨道上运动，根据万有引力提供向心力可得：，解得：，当半径减小时，核心舱的运行周期将变小，故D错误；故选：C.
8.C CD、ab两点共轴转动，角速度大小相等，但是a、b转动的半径相等，根据可知，a、b两点转动的线速度大小相等，方向不同，故C正确，D错误；C、风扇转速，a、b角速度大小相等，则周期相等，，故A错误；B、风扇转速，角速度，故B错误.故选：C.
9.AC A、两球下落的高度相同，由得可知两球在空中运动的时间相同，故A正确；B、甲球的水平位移小于乙球的水平位移，根据可知甲球的发射速度小于乙球的发射速度，故B错误；CD、从发射出到落地，两球仅受重力，合力相同；故选：AC.
10.BC A、，盘面转动的角速度为，故A错误；B、经过一个扇区转过的角度为，一个扇区通过磁头所用的时间约为，故B正确；C、计算机1 s内最多可以从一个盘面上读取的字节约为，故C正确；D、由于每个磁道都有8192个扇区，每个扇区可以记录512个字节，转速一定时，磁头在任意磁道转动一圈的时间相同，读取的字节一样多，读取的速度一样快，故D错误.故选：BC.
11.BC AB、根据开普勒第三定律得：解得：，所以沿转移轨道从P点运行到Q点所用最短时间为，故A错误，B正确.C、高轨道人造卫星的线速度小于低轨道人造卫星的线速度，所以墓地轨道的线速度同步轨道的，即：，在同步轨道P位置需要点火加速才能使失效的北斗二号G2卫星到转移轨道，所以转移轨道的，综上所述，，故C正确.D、根据牛顿第二定律得转移轨道上经过P点的加速度等于在同步轨道上经过P点的加速度，故D错误.故选：BC.
12.BD A、运动员匀加速的距离为，故A错误；B、匀加速过程中，加速度为，由牛顿第二定律，绳子的平均弹力为，故B正确；C、运动员入弯时的向心力为，故C错误；D、设入弯时冰刀与水平冰面的夹角，，则，故D正确；故选：BD.
13.（1）（2）
解析：（1）设摆线与竖直方向的夹角为，则有，钢球做圆周运动中所受合力的表达式为；
（2）钢球做圆周运动的周期为，向心加速度的表达式为，小球做圆周运动的向心力，所以若能大致满足，就可达到粗略验证向心力表达式的目的.
14.（1）D A（2）0.8 不是
解析：（1）从a图中可以看到小球会先往上运动，说明小邓同学的错误可能是斜槽末端不水平，故选D；小陈同学的实验中小球的抛出点的水平距离大小偏差很大，说明小球平抛的初速度是不相等的，即每次由静止释放小球的位置不同，故选A.
（2）①根据平抛运动的特点可知，在竖直方向上，
其中，
在水平方向上，
联立解得：
②因为平抛运动的竖直方向上是自由落体，则在相等的时间内的位移比值关系为1：3：5：7……，由图可知，竖直方向上的比值关系不遵循此规律，故a点不是小球的抛出点.
15.解：（1）人在平台上运动的时间为，离开平台后做平抛运动的初速度为v，运动的时间为，则：
由平抛运动的公式得
解得
（2）人在平台上运动，代入数据解得
人运动的总时间
16.解：（1）在轨道2上，根据万有引力提供向心力，有：，在轨道1上，根据牛顿第二定律得：，联立解得
（2）转移轨道是椭圆轨道，其长轴：，
卫星在轨道2上的周期T2，满足：
设卫星在转移轨道的周期为T，由开普勒第三定律可得：，
卫星在转移轨道的最短时间：，
联立解得
17.解：（1）设绳断后球飞行时间为t，由平抛运动规律，竖直方向：
水平方向：，解得：
（2）设绳能承受的最大拉力为T，球做圆周运动的半径为：
由圆周运动向心力公式，有：；
解得：
（3）设绳长为l，绳断时球的速度大小为，有：
绳断后球做平抛运动，竖直位移为，水平位移为x，时间为，有：，
联立解得：
当时，x有极大值，