2022_2023学年广东省广州市重点中学高一（下）期中物理试卷（含解析）

2022~2023学年广东省广州市重点中学高一（下）期中物理试卷
一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）
1. 下列说法中正确的是( )
A. 匀速圆周运动是匀速运动
B. 平抛运动是匀变速曲线运动
C. 亚里士多德认为力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因
D. 千克、秒、牛顿是国际单位制中力学的三个基本单位
2. 在年卡塔尔世界杯赛场上，梅西在一次主罚定位球时踢出的足球划出一条完美弧线，轨迹如图所示。下列关于足球在飞行过程中的说法正确的是( )
A. 足球在空中只受到重力的作用
B. 合外力的方向与速度方向在一条直线上
C. 合外力的方向沿轨迹切线方向，速度方向指向轨迹内侧
D. 合外力方向指向轨迹内侧，速度方向沿轨迹切线方向
3. 随着人们生活水平的提高，打高尔夫球将逐渐成为普通人的休闲娱乐方式。如图所示，假设甲、乙、丙三位运动员从同一点沿不同方向斜向上击出的高尔夫球分别落在水平地面上不同位置、、，三条路径的最高点在同一水平面内，不计空气阻力的影响，则( )
A. 甲击出的高尔夫球落地时的速率最大
B. 甲击出的高尔夫球在空中运动的时间最长
C. 三个高尔夫球飞到最高点时速度为零
D. 三个高尔夫球被击出的初速度水平分量相等
4. 如图甲所示，和谐号动车的雨刷器由刮水片和悬臂构成，、为刮水片的端点，为刮水片和悬臂的链接点。悬臂绕点往复转动的过程中，刮水片不绕点转动，如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 、两点的线速度不同 B. 、两点的周期相同
C. 、两点的加速度均指向点 D. 点的线速度大小始终不变
5. 年月日，微信启动页“变脸”：由此前美国卫星拍摄的地球静态图换成了我国“风云四号”卫星拍摄的地球动态图，如图所示。“风云四号”是一颗地球同步卫星，关于“风云四号”，下列说法中正确的是( )
A. 为了北京冬奥会通信畅通，可以把该卫星定位在北京正上空
B. 发射速度应大于第二宇宙速度
C. 运行速度小于天宫二号轨道舱距地高度约的运行速度
D. 加速度大于天宫二号轨道舱距地高度约的加速度
6. 年月日，在天宫课堂中，叶光富老师利用手摇离心机将水油分离。手摇离心机可简化为如图乙所示的模型，假设小瓶包括小瓶中的油和水的质量为，点为小瓶的质心，的长度为，小瓶在时间内匀速转动了圈，以空间站为参考系，下列说法中正确的是( )
A. 空间站中的物体处于完全失重状态，小瓶中的水与油不会和在地面上一样出现分层
B. 水、油能分离的原因是小瓶里的水和油做圆周运动产生了离心现象，密度较小的油集中于小瓶的底部
C. 水和油成功分层后，水做圆周运动的向心力完全由瓶底对水的弹力提供
D. 细线的拉力大小为
7. 质量的小型电动汽车在平直的公路上由静止启动，图甲表示汽车运动的速度与时间的关系，图乙表示汽车牵引力的功率与时间的关系。设汽车在运动过程中所受阻力为车重的倍，在末汽车的速度恰好达到最大。重力加速度取 ，则下列说法中正确的是( )
A.
B. 到过程中汽车牵引力做的功为
C. 汽车在到内的平均速度大小为
D. 到内汽车的牵引力为
二、多选题（本大题共3小题，共12.0分）
8. 目前我国大力提倡发展新能源，新能源车受到大家的青睐。为检测某新能源动力车的刹车性能，在平直公路上进行了一次实验，新能源动力车在整个刹车过程中位移与速度平方之间的关系图像如图所示，下列说法中正确的是( )
A. 新能源动力车的初速度为
B. 刹车过程中新能源动力车的加速度大小为
C. 刹车过程中持续的时间为
D. 刹车过程经过时新能源动力车的位移为
9. 年月，“嫦娥二号”成功进入了环绕“日地拉格朗日点”的轨道，我国成为世界上第三个造访该点的国家，如图所示，该拉格朗日点位于太阳和地球连线的延长线上，一飞行器处于该点，在几乎不消耗燃料的情况下与地球同步绕太阳做圆周运动，则此飞行器的( )
A. 线速度小于地球的线速度 B. 向心加速度大于地球的向心加速度
C. 向心力仅由太阳的引力提供 D. 向心力由太阳、地球引力的合力提供
10. 如图所示，用一根长为的细线的一端系一质量为的小球可视为质点，另一端固定在一光滑锥体顶端，锥面与竖直方向的夹角为，当小球在水平面内绕锥体的轴做匀速圆周运动的角速度为时，细线的张力为。的图像如图所示，已知，，，则下列说法中正确的是 ( )
A. 小球的质量为 B. 小球的质量为
C. 夹角为 D. 细线的长度
三、实验题（本大题共2小题，共18.0分）
11. 某实验小组用如图甲所示的装置探究向心力大小与周期、半径之间的关系，轻绳一端系着小球，另一端固定在竖直杆上的力传感器上，小球套在光滑水平杆上。水平杆在电动机带动下可以在水平面内绕竖直杆匀速转动。已知小球的质量为，小球做圆周运动的半径为，电子计数器可记录杆做圆周运动的圈数，用秒表记录小球转动圈的时间为。
若保持小球运动半径不变，仅减小运动周期，则小球受到的拉力将___________；若保持小球运动的周期不变，仅减小运动半径，则小球受到的拉力将___________。以上两空均选填“变大”“变小”或“不变”
该小组同学做实验时，保持小球做圆周运动的半径不变，选用质量为的小球甲和质量为的小球乙做了两组实验。两组实验中分别多次改变小球运动的转速，记录实验数据，作出了与 的关系，即如图乙所示的和两条曲线，则小球甲的实验数据是_________选填“”或“”。
12. “筋膜枪”是利用内部电机带动“枪头”高频冲击肌肉，缓解肌肉酸痛的装备。某同学为了测量“枪头”的冲击频率，将带限位孔的塑料底板固定在墙面上，“枪头”放在限位孔上方，靠近并正对纸带，如图所示。启动筋膜枪，松开纸带，让纸带在重锤带动下穿过限位孔，“枪头”在纸带上打下一系列点迹。更换纸带，重复操作，得到多条纸带，选取点迹清晰的纸带并舍去密集点迹，完成下列实验内容：
该同学发现点迹有拖尾现象，他在测量各点间距时，以拖尾点迹左侧边沿为测量点，如图所示。则纸带的______选填“左”“右”端连接重锤；若取重力加速度为，可算得“枪头”的冲击频率为______，点对应的速度为______。计算结果均保留两位有效数字
该次实验产生误差的最主要的原因是“枪头”打点瞬间阻碍纸带的运动。该原因导致冲击频率的测量值______实际值选填“大于”或“小于”。
四、计算题（本大题共3小题，共30.0分）
13. 载人登月计划是我国的“探月工程”计划中的第二大目标。假设宇航员登上月球后，在离月球表面高处自由释放一小球，测出小球下落时间为。已知引力常量为，月球的半径为，不考虑月球自转的影响，求：
月球表面的重力加速度大小；
月球的平均密度；
若在月球上发射一近月卫星，则最小发射速度多大？
14. 如图所示，水平匀速运动的传送带的速度为，在传送带的左端点轻放一质量为的物块，使其随传送带运动到点后被水平抛出，物块恰好无碰撞地沿圆弧切线从点进入竖直光滑圆弧轨道并下滑，已知物块在点处的速度方向与间夹角为。、两点为圆弧等高的两端点，其连线水平。已知圆弧半径，轨道最低点为点，点距水平面的高度，物块与传送带间的动摩擦因数为。求：
物块离开点时水平初速度的大小；
求、两点间的距离；
物块经过点时对轨道压力的大小。
15. 如图所示的装置可绕竖直轴转动，可视为质点的小球与两细线、连接后分别系于、两点，装置静止时细线水平，细线与竖直方向的夹角。已知小球的质量，细线长，细线长，点到点所在的水平面的距离为，重力加速度取，，。
当装置以大小为的角速度匀速转动时，细线上的拉力为零而细线与竖直方向的夹角为，求角速度的大小；
当装置以的角速度匀速转动时，求细线与细线的拉力大小；
当装置以的角速度匀速转动时，某时刻两段绳子同时断掉，小球落在点所在水平面上的点，求点与点的距离。
答案和解析
1.【答案】
【解析】A.做匀速圆周运动的物体的速度大小保持不变，但速度方向总是在变，因此匀速圆周运动是一个“变速”运动，故A错误；
B.平抛运动是匀变速曲线运动，根据可知，在相等的时间内速度变化量相同，故B正确；
C.伽利略认为力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因，故C错误；
D.千克、秒、米是国际单位制中力学的三个基本单位，牛顿是导出单位，故D错误。
故选B。
2.【答案】
【解析】A.若足球在空中只受到重力的作用，则其应该做抛体运动，不会划出一条弧线绕过人墙，故A错误；
B.足球做曲线运动，则合外力的方向与速度方向不在一条直线上，故B错误；
做曲线运动的物体，合外力的方向指向轨迹内侧，速度方向沿轨迹切线方向，故C错误，D正确。
故选D。
3.【答案】
【解析】B.三个高尔夫球的最高点相同，故其运动时间相等，B错误；
D.由于三个高尔夫球的运动时间相等，而水平位移不同，故三个高尔夫球被击出的初速度水平分量不相等，D错误；
A.甲击出的高尔夫球的水平位移最大，故被击出时其初速度的水平分量最大，根据运动的对称性和速度的合成可知，甲击出的高尔夫球落地速率最大，A正确；
C.做斜抛运动的物体在最高点还有水平速度，速度不为零，故C错误。
故选A。
4.【答案】
【解析】
【分析】
刮水片上的各点运动的情况完全相同，、的线速度始终相同，周期相等；加速度不可能均指向点；点线速度的大小变化。
本题属于物理知识在日常生活中的应用，解答的关键是要注意到在刮水片上，各点的运动情况都是相同的。
【解答】
刮水片不绕点转动，则刮水片上的各点运动的情况完全相同，所以、的线速度始终相同，周期也是相等的，选项A错位，B正确；
C.刮水片上的各点运动的情况完全相同，即、、点的线速度、角速度始终相同，根据可知三点的半径相同，则、两点的圆心不可能是点，加速度不可能均指向点，选项C错误；
D.悬臂绕点往复转动的过程是非匀速圆周运动，故点线速度的大小变化的，选项D错误。
故选B。

5.【答案】
【解析】A.地球同步轨道卫星必须位于赤道平面，A错误；
B.发射速度应大于第一宇宙速度，B错误；
C.由万有引力公式 可知，轨道半径越大，运行速度越小，故“风云四号”的运行速度小于天宫二号轨道舱的运行速度，C正确；
D.由万有引力公式 可知，轨道半径越大，加速度越小，故“风云四号”的加速度小于天宫二号轨道舱的加速度，D错误。
故选C。
6.【答案】
【解析】小瓶相对于空间站静止时，其受到的地球引力全部用来提供其随空间站绕地球做圆周运动所需的向心力，小瓶完全失重，小瓶中的水与油不会和在地面上一样出现分层现象；摇动小瓶后，小瓶中的水、油能分离的原因是，它们做圆周运动产生了离心现象，而不同物质做圆周运动所需的向心力不同，密度较大的水集中于小瓶的底部，故A、B错误；
C.水对油有指向圆心的作用力，水做圆周运动的向心力由瓶底对水的弹力和油对水的作用力的合力提供，故C错误；
D.小瓶转动的周期为，故细线的拉力大小为，故D正确；
故选D。
7.【答案】
【解析】A.当汽车的速度最大时，牵引力等于阻力，则，故，A错误；
B. 到 过程中汽车牵引力的功率达到最大值，所以牵引力做的功为，故B正确；
C.在 到 内，由动能定理得，代入数据解得，因此平均速度大小为，故C错误；
D.到内汽车做匀加速直线运动，汽车的牵引力不变，则其大小为，故D错误。
故选B。
8.【答案】
【解析】刹车过程中速度与位移的关系为，可得，结合图像可得，，解得，，故A错误，B正确；
C.刹车过程持续的时间为，故C正确；
D.由题图可知，刹车距离为 ，由于刹车时间为 ，故刹车过程经过时新能源动力车的位移为 ，故D错误。
故选BC。
9.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了万有引力定律的应用。
嫦娥二号”绕太阳与地球同步做匀速圆周运动，故角速度与地球的角速度相同，根据分析线速度；根据分析向心加速度；匀速圆周运动合力提供向心力。
【解答】
A.“嫦娥二号”绕太阳与地球同步做匀速圆周运动，故角速度与地球的角速度相同，半径大于地球做匀速圆周运动的半径，由可知线速度大于地球的线速度，故A错误；
B.由向心加速度可知，角速度与地球的角速度相同，半径大于地球做匀速圆周运动的半径，故“嫦娥二号”向心加速度大于地球的向心加速度，故B正确；
嫦娥二号”做匀速圆周运动的向心力由它受到的所有力的合力提供，向心力由太阳和地球的引力的合力提供，故C错误，D正确。
故选BD。
10.【答案】
【解析】C.小球未脱离圆锥时，有，，联立解得，
可知图中第一段图线的斜率为，由图像可得，当 时，小球即将脱离圆锥，
此时其所受锥面的支持力为零，绳子拉力 ，代入，可得，所以夹角为，C正确；
当角速度为零时，小球受力平衡，故，解得小球的质量为，故A错误，B正确；
D.当 时，小球即将脱离圆锥，此时其所受锥面的支持力为零，绳子拉力 ，代入，可得细线的长度，故D正确。
故选BCD。
11.【答案】变大；变小；

【解析】小球做圆周运动时有，所以当小球的运动半径不变，仅减小运动周期时，小球受到的拉力将变大；若保持小球运动的周期不变，仅减小运动半径，则小球受到的拉力将变小。
根据题意有，可得，因为甲球的质量较大，所以可得曲线为小球甲的实验数据。
12.【答案】 左 ； ；
大于
【解析】重锤自由落体，速度越来越大，纸带点迹间的距离越来越大，故纸带的左端连接重锤；
由逐差法得，则，
点的速度为。
“枪头”打点瞬间阻碍纸带的运动，使得重锤下落的加速度小于自由落体的加速度，故计算频率时，重力加速度的计算值比实际值大，即测量值大于实际值。
13.【答案】解：小球自由下落，有，
解得；
对月球表面的物体有，，
联立解得；
近月卫星贴近月球表面做匀速圆周运动，有，
解得近月卫星贴近月球表面绕月球做匀速圆周运动的速度为，
即最小发射速度为。

【解析】见答案
14.【答案】解：物块由点运动到点的过程中做平抛运动，根据速度与位移的关系公式得，
在点有，
解得。
因为传送带的速度为 ，所以小物块在传送带上一直加速，由牛顿第二定律得，
解得物块运动的加速度大小为，
所以、两点间的距离是。
物块由点运动至点的过程中应用动能定理得，
物块在点的速度大小为，
在点由牛顿第二定律得，
联立可得，
由牛顿第三定律可得，物块经过点时对轨道压力的大小为。

【解析】见答案
15.【答案】解：细线 上张力恰为零时，对小球进行受力分析，如图所示：
由细线 上张力的水平分量提供小球做匀速圆周运动的向心力，
由受力分析可得，，
解得；
由于，故小球应该向左上方摆起，假设细线上的张力仍然为零，则有，，
解得，则。
由几何关系可得，此时细线 恰好竖直，如图所示 ：
可得，；
由于，故细线 在竖直方向上绷直，仍然由细线 上张力的水平分量提供小球做圆周运动所需的向心力，受力分析如图所示：
则某时刻两段绳子同时断掉，小球将做平抛运动，落在 点所在水平面上的点，由几何关系可得，小球做平抛运动的初速度即为圆周运动的线速度，大小为，
此时小球距离 点所在水平面的高度为，
根据平抛运动的规律，在竖直方向上有，
解得，
抛出点到点的水平位移为，
点到转轴 的距离为，
点与 点的距离为。

【解析】见答案
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