四川省眉山市仁寿县部分学校2022-2023学年高一下学期5月期中联考物理试题（含解析）

仁寿县部分学校2022-2023学年高一下学期5月期中联考
物理
一、单项选择题（本题共7道小题，每小题4分，共28分）
1.如下图所示，将甲、乙两个小球分别从图示位置以初速度水平抛出，结果同时落到P点。不计空气阻力，下列判断中正确的有（　　）
A．它们的初速度关系是 B．它们的初速度关系是
C．它们一定是同时抛出 D．乙一定先抛出
2.如图所示，甲、乙两个物体放在旋转圆台上，它们的质量均为m，它们与圆台之间的动摩擦因数均为，甲物体离轴心距离为2R，乙物体离轴心距离为R。若滑动摩擦力等于最大静摩擦力，重力加速度为g，当圆台旋转时，甲、乙两个物体都没有滑动，则下列说法中正确的是（　　）
A．乙物体的向心加速度大
B．乙物体受到的静摩擦力大
C．是甲物体开始滑动的临界角速度
D．当圆台转速增加时，甲物体先滑动
3.神舟十四号载人飞船于2022年6月5日成功发射升空，航天员陈冬、刘洋、蔡旭哲进驻中国空间站天和核心舱。若认为天和核心舱绕地球近似做匀速圆周运动，周期约90分钟，下列说法正确的是（　　）
A．航天员在核心舱内不受地球引力作用
B．天和核心舱距离地面的高度小于地球同步卫星距离地面的高度
C．天和核心舱在圆周轨道上匀速飞行时的速度大于第一宇宙速度
D．神舟十四号载人飞船与天和核心舱对接时，若以地面为参考系，则神舟十四号是静止不动
4.发射地球同步卫星时不是一次性地把卫星送到最终的轨道上，发射时，先将卫星发射至近地圆周轨道1，然后使其在轨道2上沿椭圆轨道运行，最后将卫星送入同步圆周轨道3，轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，如图所示，卫星分别在三个轨道上正常运行时，下列物理量的比较关系中正确的是（　　）
A．卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率
B．卫星在轨道3上的角速度大于在轨道1上的角速度
C．卫星在轨道2上运行到P点时与它在轨道3上运行到P点时加速度是相等的
D．卫星在轨道1上运行时的速度，与它在轨道2上经过Q点时的速度大小相等
5.若地球半径为R，把地球看作质量分布均匀的球体。“蛟龙号”下潜深度为d，“天宫一号”轨道距离地面高度为h，“蛟龙”号所在处与“天宫一号”所在处的加速度大小之比为（质量分布均匀的球壳对内部物体的万有引力为零）（　　）
A． B． C． D．
6.在某次帆船运动比赛中，质量为500kg的帆船在风力和水的阻力的共同作用下做直线运动的v—t图像如图所示。下列表述正确的是（　　）
A．在0~1s内，风力对帆船做功为1000J
B．在0~1s内，合外力对帆船做功为1000J
C．在1~2s内，合外力对帆船做功为750J
D．在0~3s内，合外力对帆船做功为750J
7.如图所示，质量m=2kg的小物体放在长直的水平地面上，用水平细线绕在半径R=0.5m的薄圆筒上。t=0时刻，圆筒由静止开始绕竖直的中心轴转动，其角速度随时间的变化规律如图所示，小物体和地面间的动摩擦因数μ=0.1，重力加速度g取10m/s2，则（　　）
A．小物体的速度随时间的变化关系满足v=4t(m/s)
B．细线的拉力大小为2N
C．细线拉力的瞬时功率满足P=1.5t(W)
D．在0~4s内，细线拉力做的功为16J
二、多项选择题（本题共3道小题，每小题6分，共18分）
8.如图所示，在水平力F作用下，物体B沿水平面向右运动，物体A恰匀速上升，那么以下说法正确的是（ ）
A．物体B正向右做加速运动
B．物体B正向右做减速运动
C．地面对B的摩擦力减小
D．斜绳与水平方向成30°时，
9.如图所示的皮带传动装置中，轮A和B同轴，A、B、C分别是三个轮边缘的点，，则下列说法中正确的是（　　）
A．A、B点的线速度之比
B．A、B点的角速度之比
C．A、C点的角速度之比
D．B、C点的周期之比
10.地球绕地轴自转周期为T，B为赤道上某处，A为地球上北纬60°的某处，地球可近似看成半径为R的球体，质量为M，万有引力常量为G，以下判断正确的是（　　）
A．B处重力加速度大于A处重力加速度
B．地球同步卫星的轨道半径为
C．经过A处和经过B处的两颗轨道半径相同的近地卫星线速度大小不同
D．A处相对地面静止的物体随地球自转的向心加速度大小为
三、实验题（本题共2道小题,第11题8分,第12题8分,共16分）
11.某同学在做平抛运动实验时得到了如图所示的物体运动轨迹，A、B、C三点的位置在运动轨迹上已标出（g取10m/s2），则：
(1)小球平抛的初速度为________m/s.
(2)小球在B点瞬时速度vB=________m/s.
(3)小球开始做平抛运动的位置坐标为：x=________cm，y=________cm.
12.某兴趣小组设计如图1所示的实验装置，测定当地的重力加速度。主要器材有：铁架台、细绳、小钢球、刻度尺、铁夹和小型电动机等。
实验时，首先将细线上端固定在电动机转盘上，用夹子将刻度尺竖直固定，并将“0”刻度线与悬点水平对齐。然后启动电源，待电动机稳定工作后，将带动钢球做圆锥摆运动。利用转速测定仪测定其转速为n（以r/s为单位），并通过刻度尺测定细线悬点到圆平面的竖直距离h。多次改变n，读出多组h。
回答下列问题：
（1）某次刻度尺上读数如图1所示，读数为______cm；
（2）调节电动机的转速n，钢球转动稳定时，若n越大，h越______（选填“大”或“小”）；
（3）小组利用测得的多组数据作出图像，得出一条过原点的倾斜直线，如图2所示，图中横坐标代表的物理量是h，则纵坐标应为______（选填“n”、“”或“”）。若图像的斜率为k，则当地的重力加速度为______。
四、计算题（本题共4道小题,第13题6分,第14题8分,第15题10分,第16题14分,共38分）
13.如图所示，跳台滑雪运动员经过一段滑行后从斜坡上的A点水平飞出，落到斜坡上的B点。两点间的竖直高度，斜坡与水平方向的夹角，不计空气阻力，。则
（1）运动员在空中的飞行时间为多少？
（2）运动员刚落到B点时的速度大小为多大？（结果可以保留根号）
14.2022年北京冬奥会短道速滑混合团体2000米接力决赛中，我国短道速滑队夺得中国队在本届冬奥会的首金。
（1）如果把运动员起跑后进入弯道前的过程看作初速度为零的匀加速直线运动，若运动员加速到速度时，滑过的距离，求加速度的大小；
（2）如果把运动员在弯道滑行的过程看作轨道为半圆的匀速圆周运动，如图所示，若甲、乙两名运动员同时进入弯道，滑行半径分别为，滑行速率分别为，求甲、乙过弯道时的向心加速度大小之比，并通过计算判断哪位运动员先出弯道。
15.兴趣小组成员合作完成了下面的两个实验：①当飞船停留在距X星球一定高度的P点时，正对着X星球发射一个激光脉冲，经时间t1后收到反射回来的信号，此时观察X星球的视角为θ，如图所示。②当飞船在X星球表面着陆后，把一个弹射器固定在星球表面上，竖直向上弹射一个小球，经测定小球从弹射到落回的时间为t2.已知用上述弹射器在地球上做同样实验时，小球在空中运动的时间为t，又已知地球表面重力加速度为g，引力常量为G，光速为c，地球和X星球的自转以及它们对物体的大气阻力均可不计，试根据以上信息，求：
（1）X星球的半径R；
（2）X星球的质量M；
（3）X星球的第一宇宙速度v；
（4）在X星球发射的卫星的最小周期T。
16.在水平路面上运动的汽车的额定功率为100 kW，质量为10 t，设阻力恒定，且为车重的0.1倍，求：
(1)汽车在运动过程中所能达到的最大速度；
(2)若汽车以0.5 m/s2的加速度从静止开始做匀加速直线运动，这一过程能维持多长时间？
(3)若汽车以额定功率从静止启动，当汽车的加速度为2 m/s2时，速度为多大？
试卷答案
1.B
CD．由图可知，甲球的抛出点竖直高度h更高，则根据
可知，甲球运动的时间更长，为使得两球同时落到P点，则需将甲球先抛出，故C、D错误；
AB．由图可知，乙球的水平位移更大，而乙球运动时间更短，根据
可知，乙球的初速度更大，即它们的初速度关系是，故A错误，B正确。
故选B。
2.D
A．甲、乙两个物体随旋转圆台转动时，角速度相同。根据得
A错误；
B．根据牛顿第二定律
可知甲受到的静摩擦力大，B错误；
C．对甲物体，最大静摩擦力提供向心力时，角速度达到临界值
得
C错误；
D．对乙物体，最大静摩擦力提供向心力时，角速度达到临界值
得
因为
当圆台转速增加时，甲物体先滑动。D正确。
故选D。
3.B
A．航天员在核心舱内受地球引力作用提供做匀速圆周运动的向心力，故A错误；
B．由可得
可见轨道半径越大周期越大，由所以天和核心舱距离地面的高度小于地球同步卫星距离地面的高度，故B正确；
C．由可得
可知天和核心舱在圆周轨道上匀速飞行时的速度小于第一宇宙速度，故C错误；
D．神舟十四号载人飞船与天和核心舱对接时，若以地面为参考系，则神舟十四号仍然做匀速圆周运动，故D错误。
故选B。
4.C
AB．由万有引力提供向心力可得
解得
，
可知，r大的，线速度和角速度小，故A、B错误；
C．利用牛顿第二定律可知
卫星在轨道2上经过P点时的加速度大小等于它在轨道3上经过P点时的加速度大小，故C正确；
D．卫星在轨道1上经过Q点时需要点火加速做离心运动才能变轨到轨道2，故卫星在轨道1上运行时的速度小于它在轨道2上经过Q点时的速度大小，故D错误。
故选C。
5.C
设地球的密度为ρ，则在地球表面，物体受到的重力和地球的万有引力大小相等，有
由于地球的质量为
所以重力加速度的表达式可写成
质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零，故在深度为d的地球内部，受到地球的万有引力即为半径等于（R－d）的球体在其表面产生的万有引力，故“蛟龙号”的重力加速度
所以有
根据万有引力提供向心力有
G＝ma
“天宫一号”所在处的重力加速度为
a＝
所以
，
故选C。
6.B
AB．在0~1s内，根据动能定理得
而合外力做的功等于阻力做的负功加上风力做的正功，所以风力对帆船做功大于1000J，故A错误，B正确；
C．在1~2s内，根据动能定理得
则合外力做负功，故C错误；
D．在0~3s内，帆船动能变化量为零，则根据动能定理可知，则合外力做的总功为0，故D错误。
故选B。
7.C
A．根据图象可知角速度随时间变化的关系式为
圆筒边缘线速度与物块前进速度大小相同
A错误；
B．由A解析可知，物体做匀加速直线运动，加速度大小为
根据牛顿第二定律可得
解得
B错误；
C．细线拉力的瞬时功率为
C正确；
D．物体在4s内运动的位移为
细线拉力做的功为
D错误。
故选C。
8.BD
AB．将物体B的运动分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，沿绳子方向上的分速度等于A的速度，如图
根据平行四边形定则有
所以
减小，所以B的速度减小，但不是匀减速，故B正确，A错误。
C．在竖直方向上，对B有
，
减小，则支持力增大，根据，摩擦力增大，故C错误。
D．根据，斜绳与水平成30°时
故D正确。
故选BD。
9.AC
AB．由于轮A和B同轴，可知A、B点的角速度相等，即
根据
可得
A正确，B错误；
C．B、C点线速度相等，根据
可得
C正确；
D．根据周期与角速度关系
可得
D错误。
故选AC。
10.BD
A．在地球表面，万有引力一部分提供物体绕地轴旋转的向心力，一部分提供物体的重力。物体在AB处的向心力分别为
其中为纬度，即地球表面某点与球心的连线与赤道平面的夹角。纬度越大，向心加速度约小，万有引力提供向心力约小，则重力越大，则纬度越大，重力加速度越大。故A错误。
B．地球卫星，有万有引力提供向心力，则
故B正确；
C．地球卫星，有万有引力提供向心力，则
可得线速度
经过A处和经过B处的两颗近地卫星轨道半径相同，则线速度也相同，故C错误；
D．由题意可得，AB两处绕地轴同轴转动，周期、角速度相同，则向心加速度大小为
故D正确。
故选BD。
11. (1). 2 (2). (3). -20 (4). -5
【详解】（1）竖直方向：，代入数据得：，水平速度：
（2）竖直匀加速，所以：，所以B点速度
（3）从抛出点到B点设时间为t，竖直方向，解得，竖直位移，所以抛出点纵坐标；水平方向：，抛出点横坐标：
12. 20.00 小
（1）[1]刻度尺的最小分度为0.1cm，由图可知，刻度尺读数为20.00cm；
（2）[2]设细线与竖直方向夹角为，则由牛顿第二定律可得
由几何关系有
则有
所以n越大，h越小；
（3）[3][4]由（2）分析可得
则横坐标代表的物理量是h，则纵坐标应为；则
所以当地的重力加速度为
13.（1）2s；（2）m/s
（1）物体竖直方向做自由落体运动，由
可得
（2）运动员刚落到B点时竖直速度
运动员水平运动距离
x=h=2m
则水平速度
运动员刚落到B点时的速度大小为
14.（1）；（2），甲
（1）根据速度位移公式有
代入数据可得
（2）根据向心加速度的表达式
可得甲、乙的向心加速度之比为
甲、乙两物体做匀速圆周运动，则运动的时间为
代入数据可得甲、乙运动的时间为
，
因，所以甲先出弯道。
15.
（1）；（2）；（3） ；（4）
（1）由题图可知
得
（2）在X星球上以v0竖直上抛
在地球上以v0竖直上抛
故
又由
所以
（3）在X星球表面有
可得
（4）当卫星速度达到第一宇宙速度时，有最小周期T，则
16.(1)10 m/s　(2)13.3 s　(3)3.3 m/s
(1)当汽车速度最大时，F＝F阻，P＝P额，故
vm＝＝ m/s＝10 m/s。
(2)汽车从静止开始做匀加速直线运动的过程中，a不变，v变大，P也变大，
根据F－F阻＝ma得F＝F阻＋ma＝(0.1×104×10＋104×0.5) N＝1.5×104 N
当P＝P额时，此过程结束v＝＝ m/s＝ m/s
则t＝＝ s≈13.3 s。
(3)F′＝F阻＋ma′＝(0.1×104×10＋104×2) N＝3×104 N
v′＝＝ m/s≈3.3 m/s。