期中物理试题答案
选择题
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请在各题的答案区域内作答，超出黑色边框区域的答案无效
2双鸭山市尖山区2022-2023学年高一下学期期中考试
物理试题
考生注意：
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、考生作答时，答题卡上必须尺规作图，不按规则答题不给分。(先用铅笔做图，再用黑色碳素笔描黑，否则阅卷时系统无法识别。)
选择题（本题共10小题，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1-6题每题只有一个选项符合题意，每题4分；第7-10题每题有多个选项符合题意，全部选对得6分，选对但不全得3分，有选错的得0分。）
1. (原创)下列说法正确的是( )
A.地球绕太阳运动的轨道是椭圆，太阳处在椭圆的中心上
B.根据公式v=ωr，行星位于近日点的时候运行速度较小，而位于远日点的时候运行速度较大
C.设地球绕太阳公转轨道半径为r1,周期为T1;月球绕地球公转轨道半径为r2,周期为T2,则
D.在1687年出版的《自然哲学的数学原理》中，牛顿提出了万有引力定律，但他没有算出
引力常量G的具体数值
2. (改编)高空水平匀速飞行的轰炸机上，每隔1 s相对于轰炸机无初速度投下一颗炸弹。若不计空气阻力，则( )
A.该轰炸机驾驶员看到投下的炸弹做平抛运动
B.地面上观察者观察到这些炸弹落地前全部排列在同一条抛物线上
C.这些炸弹落地时速度大小方向都相同
D.这些炸弹在水平地面上的落点之间的距离之比为1：3：5：7…
3. (改编)表演“顶竿”杂技时，站在地上的演员(称为“底人”)扛一竹竿，演员和竹竿的总质量为90kg，一质量为10kg的小猴(可当质点处理)在竿底端从静止开始以1m/s2的加速度加速上爬，同时演员以1m/s的速度水平向右匀速移动。以猴的出发时刻为计时起点，以猴的出发点为坐标原点建立平面直角坐标系，如图所示。g取10m/s2,则下列说法正确的是( )
A.猴子做速度斜向上的匀变速直线运动
B.1s时猴子的位置坐标为（1m,1m）
C.2s时猴子的瞬时速度大小为m/s
D.在此运动过程中，演员对地面的压力大小为1000N
4 .(改编)如图所示,一条小船位于200 m宽的河正中A点处，从这里向下游100 m处有一危险区，当时水流速度为5 m/s。小船以最小船速行驶恰好能避开危险区沿直线到达河岸，则（ ）
A.=3m/s B.=4m/s
C.小船船头方向与上游河岸夹角为 D.小船船头方向与上游河岸夹角为
5.(原创)2020年7月23日12时41分，长征五号遥四火箭在海南文昌发射场点火起飞，将我国首次火星探测任务“天问一号”探测器送入地火转移轨道，迈出了我国行星探测的第一步。其携带的“祝融号”火星探测车安全到达预定位置，对火星进行科学探测。假想祝融号在火星表面做平抛运动科学试验，将质量为m的小球距离地面高度h位置以速度v水平抛出，空中运动时间为t，落地后水平方向分位移为x。已知火星半径为R，万有引力常量为G。则下列说法正确的是( )
A.天问一号与火箭分离时的速度至少为16.7 km/s B.火星的质量为M=
C.如果小球平抛初位置高度为2h，那么其在空中运动时间为2t
D.天问一号被火星成功捕获后，需要点火加速后才能到达更低的环火轨道
6.(原创)如图所示，A为地球表面赤道上随地球自转的物体，B为轨道在赤道平面内的气象卫星，C为在赤道上空的地球同步卫星，两卫星的环绕方向与地球自转方向相同。下列关于三个物体的线速度v、角速度、向心加速度an和圆周运动周期T的说法正确的是( )
A. > > B. > >
C. > > D. < =
7.(改编)“双星系统”由相距较近的两颗恒星组成，每颗恒星的半径远小于两颗恒星之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体，它们在相互间的万有引力作用下绕某一点做匀速圆周运动。如图所示为某一双星系统，A恒星的质量为m1，B恒星的质量为m2，A恒星的轨道半径为r1，B恒星的轨道半径为r2，A恒星的线速度大小为v1，B恒星的线速度大小为v2，它们中心之间的距离为L，引力常量为G。则下列说法正确的是( )
A. A恒星与B恒星轨道半径大小之比为
B.双星系统的运行周期为2πL
C.A恒星的轨道半径为L
D.A恒星与B恒星线速度大小之比为＝
8.(原创)如图所示，有一竖直圆筒，内壁光滑，上端开口截面水平。一小球沿水平方向由A点切入圆筒内侧，沿着筒壁呈螺旋状滑落，落地点恰好位于A点正下方。已知圆筒高5m，横截面圆环半径1m，g=10m/s2，。则（ ）
A.小球下落时间为1s
B.小球进入圆筒初速度大小可能为3.14m/s
C.小球进入圆筒初速度大小可能为6.28m/s
D.小球进入圆筒初速度大小可能为12.56m/s
9. (原创) 如图所示，AB为竖直转轴，细绳AC和BC的结点C系一质量为3m的小球，AC绳能承担的最大拉力为8mg，BC绳能承担的最大拉力为4mg。 当AC和BC均拉直时，两绳与AB竖直转轴夹角均为53°，AC=BC＝1 m。当ABC组成系统绕竖直轴AB匀速转动时，C球在水平面内做匀速圆周运动。当小球的角速度缓慢增大时，某一根绳会先被拉断，此时小球的角速度大小为ω。其中g=10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6。则( )
A.细绳AC先断
B.细绳BC先断
C.此时小球的角速度大小ω= rad/s
D.此时小球的角速度大小ω=rad/s
10. (原创)如图所示，有一半圆形曲面固定于地面上。一质量为m的小球（可视为质点）静止于曲面最高位置A点，由于受到轻微扰动，小球由静止沿曲面向右侧滑动，控制小球与曲面之间的摩擦因数，使其运动至曲面上B点时恰好脱离曲面，最终落在水平地面上C点（未画出）。已知曲面半径大小为5m，AO与OB之间夹角为60o，g=10m/s2。则（ ）
A.小球运动至B点速度大小为5m/s
B.小球运动至B点速度大小为5m/s
C.小球运动至C点速度大小为5m/s
D.小球落地位置C点到圆心O点之间的水平距离为 m
第II卷 非选择题
二、实验题(本题共2小题，共10分。)
11. (6分)(原创)在“探究平抛运动的特点”的实验中，利用斜槽和贴着带有方格白纸的竖直板描绘出小球平抛运动的轨迹，每小格的边长为L，重力加速度为g。通过实验，记录了小球在运动途中的三个位置O、A、B，如图所示，则该小球做平抛运动的初速度为________。取O点为坐标原点, 水平向右为x轴正方向，竖直向下为y轴正方向，建立平面直角坐标系，则小球平抛抛出点的横坐标x=________,纵坐标y=________。
12. (4分) (改编)如图甲所示是某同学探究做圆周运动的物体的向心力、轨道半径及线速度大小关系的实验装置，圆柱体放置在水平光滑圆盘上做匀速圆周运动，绳子的拉力提供其做圆周运动所需要的向心力。力传感器测量绳中拉力大小为Fn，速度传感器测量圆柱体的线速度大小v，该同学通过保持圆柱体质量和运动半径不变，来探究向心力Fn与线速度大小v的关系。
(1).该同学采用的实验方法为________；(1分)
A．等效替代法 B．控制变量法 C．理想化模型法
(2).改变线速度大小v进行多次测量，该同学测出了五组Fn、v数据，如表所示。
v/(m·s-1) 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
Fn/N 0.88 2.00 3.50 5.50 7.90
该同学对数据分析后，在图乙坐标纸上描出了五个点。
①作出Fn v2图线；(1分)
②若圆柱体运动半径r＝0.5 m，由作出的的图线可得圆柱体的质量m＝________ kg。(结果保留2位有效数字) (2分)
三、计算题(本题共4小题，共42分。在答题卡相应位置写出必要的文字说明或数据说明，及解题过程，只写结果的不给分；计算结果可以整除的保留小数，不可整除的保留分数或保留根号。)
13. (10分) (教材)结合必要的文字证明和作答。
(1).证明：处于同一轨道平面但不同轨道高度的地球卫星，轨道高度越高其圆周运动的周期越长，线速度、向心加速度和角速度越小；
(2).卡文迪什为什么能把自己的扭秤实验说成是“称量”地球的重量。（地球表面的重力加速度g和地球半径R在卡文迪什之前就已知道。）
14. (8分)(原创)如图所示，小物块a的质量为3kg和小物块b的质量为1kg(均可视为质点)都放在水平圆盘上，a与转轴OO'的距离为2m，b与转轴OO'的距离为3m。小物块a与圆盘间的最大静摩擦力为物块a重力的0.1倍, 小物块b与圆盘间的最大静摩擦力为物块b重力的0.2倍，重力加速度g取10m/s2。若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，求小木块a和b都不与圆盘发生相对滑动, 圆盘转动的角速度取值范围。
15. (11分) (改编)如图所示，一质量为m＝2kg的小球，用长为5m的轻杆拴着在其竖直平面内做圆周运动。g取10m/s2，求：
(1).小球要做完整的圆周运动，在最高点的速度至少为多大；
(2).当小球在最高点的速度为5m/s时，求小球对轻杆的作用力；
(3).当小球在最高点的速度为10m/s时，求小球对轻杆的作用力；
(4).若轻杆能承受的最大拉力为100N，则保证小球能做完整圆周运动，小球速度不能超过多大。
(13分) (改编)如图所示，用一根长为L＝1 m的细线，一端系一质量为m＝2 kg的小球(可视为质点)，另一端固定在一光滑圆锥体顶端O点。锥面与竖直方向的夹角θ＝37°，圆锥体高OA=2.4m，A为锥体底面圆心在地面上的投影点。当小球在水平面内绕锥体的竖直轴做匀速圆周运动的角速度为ω时，圆锥体保持静止。则:(sin 37°=0.6，cos 37°=0.8，g取10m/s2，结果可用根式表示，能整除的保留小数，不能整除的保留分数。)
(1).若ω=3rad/s，则细绳的拉力大小为多少；
(2).若ω=rad/s，则细绳的拉力大小为多少;
(3).若小球在以ω=rad/s的角速度做匀速圆周运动的过程中绳子瞬间断裂，随即撤走圆锥体，求小球落地点与A点之间的距离。
