山东省临沂市蒙阴县2022-2023学年高一下学期期中考试物理试题（含答案）

蒙阴县2022-2023学年高一下学期期中考试
物理试题
一、单项选择题：本题共9小题，每小题4分，共36分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求，选对得4分，选错得0分。
1. 如图所示，虚线为飞机在某一平面内飞行的一段轨迹，P是轨迹上的一点。某班同学在该平面内共画出了四条有向线段甲、乙、丙、丁用来表示飞机经过P点时瞬时速度的方向，其中正确的是（ ）
A. 甲 B. 乙 C. 丙 D. 丁
2. 如图所示为一个做匀变速曲线运动的质点的轨迹示意图，已知在B点时的速度与加速度相互垂直，则下列说法中正确的是（ ）
A. D点的速率比C点的速率大 B. A点的加速度与速度的夹角小于
C. A点的加速度比D点的加速度大 D. 从A到D加速度与速度的夹角先增大后减小
3. 如图所示，跳伞员在降落伞打开一段时间之后，在空中做匀速运动。若跳伞员在无风时竖直匀速下落，着地速度大小是4.0m/s。现有由正东方向吹来的风，风速大小是3.0m/s，则跳伞员着地时的速度（ ）
A. 大小为5.0m/s，方向偏西 B. 大小为5.0m/s，方向偏东
C. 大小为7.0m/s，方向偏西 D. 大小为7.0m/s，方向偏东
4. 关于平抛运动，下列说法正确的是（ ）
A. 平抛运动是一种不受任何外力作用的运动
B. 平抛运动是曲线运动，它的速度方向不断改变，不可能是匀变速运动
C. 平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动
D. 平抛运动的物体质量越小，落点就越远，质量越大，落点就越近
5. 下列关于三种宇宙速度的说法中正确的是（ ）
A. 第一宇宙速度是人造地球卫星绕地球做圆周运动的最小运行速度
B. 第二宇宙速度是在地面附近使物体可以挣脱地球引力束缚，成为绕太阳运行的人造小行星的最小发射速度
C. 人造卫星绕地球在圆轨道上运行时的速度介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间
D. 我国发射的火星探测器，其发射速度大于第三宇宙速度
6. 起重机将质量为50kg的物体从地面提升到10m高处，在这个过程中，下列说法中正确的是（g取）（ ）
A. 重力做正功，重力势能减少 B. 重力做正功，重力势能增加
C. 重力做负功，重力势能减少 D. 重力做负功，重力势能增加
7. 甲、乙两个物体都做匀速圆周运动，转动半径之比为，转动周期之比为，则它们的向心加速度大小之比为（ ）
A. B. C. D.
8. 如图是太阳系的行星围绕太阳运动的示意图，关于地球、土星围绕太阳运动的说法正确的是（ ）
A. 它们围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳位于椭圆轨道的中心
B. 它们与太阳的连线在相等时间内扫过的面积都相等
C. 它们轨道半长轴的三次方跟公转周期二次方的比值仅与太阳的质量有关
D. 它们轨道半长轴的三次方跟公转周期二次方的比值不仅与太阳的质量有关，还与它们各自的质量有关
9. 某实心匀质球半径为R，质量为M，在实心球外离球面h远处有一质量为m的质点，则它们之间万有引力的大小为（ ）
A. B. C. D.
二、多项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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，有漏选不全的得2分，有错选的得0分。
10.（多选）神舟十三号载人飞船在太空运行六个月之久，在2022年4月16日返回到地面。航天员在匀速圆周运动的飞船内均处于完全失重状态。下列说法正确的是（ ）
A. 航天员仍受重力的作用 B. 航天员受力平衡
C. 航天员所受重力等于所需的向心力 D. 航天员不受重力的作用
11.（多选）关于太阳与行星间的引力，下列说法正确的是（ ）
A. 太阳与行星间的引力只与太阳与行星的质量有关
B. 行星绕太阳沿椭圆轨道运动时，在近日点所受引力大，在远日点所受引力小
C. 太阳对行星的引力大于行星对太阳的引力
D. 行星绕太阳的椭圆轨道可近似看成圆轨道，其向心力来源于太阳对行星的引力
12.（多选）如图所示，飞船从轨道1变轨至轨道2。若飞船在两轨道上都做匀速圆周运动，不考虑质量变化，相对于轨道1，飞船在轨道2上的（ ）
A. 线速度大 B. 向心加速度大 C. 运行周期长 D. 角速度小
13.（多选）甲、乙两个做圆周运动的质点，它们的角速度之比为，线速度之比为，那么下列说法正确的是（ ）
A. 它们的半径之比为 B. 它们的半径之比为
C. 它们的周期之比为 D. 它们的周期之比为
14.（多选）如图所示，质量为m的飞机在水平甲板上，受到与水平方向成角斜向下的恒定拉力F作用，沿水平方向移动了距离s，飞机与水平甲板之间的摩擦阻力大小恒为，重力加速度为g，则在此过程中（ ）
A. 摩擦力做的功为 B. 力F做的功为
C. 重力做的功为mgs D. 力F做的功为
15.（多选）质量为2kg的小球从某一高度由静止释放，经3s到达地面，不计空气阻力，g取。则（ ）
A. 落地时重力的瞬时功率为600W B. 落地时重力的瞬时功率为450W
C. 3s内重力的平均功率为600W D. 3s内重力的平均功率为300W
三、非选择题（40分）
16.（10分）用如图所示装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出，落在水平挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。
（1）下列实验条件必须满足的有______。
A. 斜槽轨道光滑 B. 斜槽轨道末端水平
C. 挡板高度等间距变化 D. 每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球
（2）为定量研究，建立以水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系。
a. 取平抛运动的起始点为坐标原点，将钢球静置于Q点，钢球的______（选填“最上端”“最下端”或“球心”）对应白纸上的位置即为原点；在确定y轴时______（选填“需要”或“不需要”）y轴与重垂线平行。
b. 该同学在轨迹上任取一点M如图，测得坐标为，重力加速度为g，则初速度的测量值为（用x、y、g表示）______。
（3）为了得到平抛物体的运动轨迹，同学们还提出了以下三种方案，其中可行的是______。
A. 从细管水平喷出稳定的细水柱，拍摄照片，即可得到平抛运动轨迹
B. 用频闪照相法在同一底片上记录平抛钢球在不同时刻的位置，平滑连接各位置，即可得到平抛运动轨迹
C. 将铅笔垂直于竖直的白纸板放置，笔尖紧靠白纸板，铅笔以一定初速度水平抛出，将会在白纸上留下笔尖的平抛运动轨迹
17.（10分）如图所示，质量的汽车先后驶过凹形桥面和凸形桥面，两桥面的圆弧半径均为。如果汽车行驶的速率恒为10m/s，取。求：
（1）汽车驶到凹形桥底部时，汽车受到的支持力；
（2）汽车在凸形桥最高点对桥面的压力。
18.（10分）从离地高处水平抛出一个物体，抛出速度大小为，g取，不计空气阻力。求：
（1）物体在空中运动的时间；
（2）物体落地时的水平位移。
（3）抛出3s末物体的速度大小。
19.（10分）一个人站在距地面的高处，将质量为的石块以的速度斜向上抛出，g取，求：
（1）人抛石块过程中对石块做了多少功？
（2）若不计空气阻力，石块落地时的动能是多少？
（3）若石块落地时的速度大小为22m/s，则在空中运动过程中克服阻力做了多少功？
蒙阴县2022-2023学年高一下学期期中考试
物理答案
一、单项选择题：本题共9小题，每小题4分，共36分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求，选对得4分，选错得0分。
1. 答案 C
解析 做曲线运动的物体的速度方向沿轨迹的切线方向，根据飞机的飞行轨迹可知飞机经过P点时瞬时速度的方向与图中丙所示方向相同，选项C正确。
2. 答案 A
解析 质点做匀变速曲线运动，合力的大小和方向均不变，加速度不变，故C错误；由B点速度与加速度相互垂直可知，合力方向与B点切线垂直且向下，故质点由C到D运动过程，合力方向与速度方向夹角小于，速率增大，A正确；A点的加速度方向与过A的切线夹角为钝角，即加速度方向与速度方向夹角大于，B错误；从A到D加速度与速度的夹角一直变小，D错误。
3. 答案 A
解析 如图所示，跳伞员着地时的速度大小。选项A正确。
4. 答案 C
解析 做平抛运动的物体除了受自身重力外，不受其他外力，A错误；平抛运动轨迹是抛物线，它的速度方向不断改变，物体的加速度是重力加速度，故平抛运动是匀变速曲线运动，B错误；平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动，C正确；平抛运动的运动情况与物体的质量无关，D错误。
5. 答案 B
解析 第一宇宙速度是人造地球卫星的最小发射速度，也是人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动的最大运行速度，故A错误；第二宇宙速度是在地面附近使物体挣脱地球引力束缚，成为绕太阳运行的人造小行星的最小发射速度，故B正确；人造卫星绕地球在圆轨道上运行时的速度一定小于第一宇宙速度，故C错误；我国发射的火星探测器，其发射速度应大于第二宇宙速度，小于第三宇宙速度，故D错误。
6. 答案 D
解析 起重机将质量为50kg的物体从地面提升到10m高处，重力对物体做功，则重力势能增加，故D项正确。
7. 答案 B
解析 设甲、乙两个物体的转动半径分别为、，周期分别为、，根据题意，，由得，选项B正确。
8. 答案 C
解析 太阳系的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳位于椭圆轨道的一个焦点上，故A错误；对同一个行星而言，太阳与行星的连线在相等时间内扫过的面积相等，不同行星与太阳的连线在相同时间内扫过的面积不相等，故B错误；各行星轨道半长轴的三次方跟公转周期二次方的比值仅与太阳的质量有关，与它们各自的质量无关，故C正确，D错误。
9. 答案 B
解析 对于质量分布均匀的球体，求万有引力时，r是质点到球心的距离，故它们之间万有引力的大小为，故B正确。
二、多项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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，有漏选不全的得2分，有错选的得0分。
10. 答案 AC
解析 围绕地球做匀速圆周运动的空间站中的航天员，所受重力全部提供其做圆周运动的向心力，处于完全失重状态，并非航天员不受重力作用，A、C正确，B、D错误。
11. 答案 BD
解析 根据可知，F与行星质量m、太阳质量和轨道半径r均有关，选项A错误；根据知，太阳对行星的引力，r越小，F越大，r越大，F越小，故选项B正确；太阳对行星的引力与行星对太阳的引力是作用力和反作用力，大小相等，选项C错误；通常的研究中，行星绕太阳的运行轨道可近似看成圆轨道，其向心力由太阳对行星的引力提供，选项D正确。
12. 答案 CD
解析 设地球质量为M，由，解得，，，，因为r增大，所以飞船的线速度减小，向心加速度减小，运行周期变长，角速度减小，即C、D正确。
13. 答案 AD
解析 由，所以，，故A正确，B错误；由，所以，故C错误，D正确。
14. 答案 AB
解析 摩擦力大小为，则摩擦力所做的功，故A正确；由题意可知，拉力方向与位移方向的夹角为，则根据功的公式可得，故B正确，D错误；由于竖直方向上没有位移，故重力不做功，故C错误。
15. 答案 AD
解析 小球只受重力，做自由落体运动，则3s末速度为，所以落地时重力的瞬时功率，故A正确，B错误；3s内小球下落的高度为，所以3s内重力的平均功率，故C错误，D正确。
三、非选择题（60分）
16. 答案 （1）BD （2）a. 球心 需要 b. （3）AB
17. 答案 （1）10m/s （2）
解析 （1）汽车驶过凹形桥底部时，根据牛顿第二定律可得
代入数据解得
（2）汽车驶过凸形桥顶部时，根据牛顿第二定律可得，代入数据解得
由牛顿第三定律可知汽车对桥面的压力是。
18. 答案 （1）40m/s （2）4s （3）160m
解析 （1）根据得，物体平抛运动的时间。
（2）物体落地的水平位移。
（3）物体在3s末的竖直分速度
根据平行四边形定则知，物体的速度
19. 答案（1）14.4J （2）54.4J （3）6J
解析 （1）人抛石块的过程中，根据动能定理得
。
（2）不计空气阻力，石块从抛出至落地过程中，根据动能定理得
解得。
（3）考虑阻力，设石块从抛出至落地过程中，克服阻力做的功为，由动能定理得
解得。