贵州省毕节市威宁县第八中学2022-2023学年高一下学期期中物理试题（含答案）

威宁八中2022-2023学年度第二学期期中考试试题
高一物理
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．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。
3．本试卷命题范围：必修第二册第五—七章。
一、单项选择题：本题共6小题，第小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确。
1．关于万有引力定律的发现，符合历史事实的是 （ ）
A．开普勒通过分析第谷的天文观测数据发现了万有引力定律
B．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许测出了万有引力常量
C．牛顿发现了万有引力定律，笛卡儿测出了万有引力常量
D．牛顿发现了万有引力定律并测出了万有引力常量
2．所示，汽车用跨过定滑轮的轻绳提升物块A。汽车匀速向右运动，在物块A到达滑轮之前，关于物块A，下列说法正确的是（　　）
A．将竖直向上做匀速运动 B．将处于超重状态
C．将处于失重状态 D．将竖直向上先加速后减速
3．如图所示为一皮带传动装置，右轮半径为r，a点在它的边缘上，左轮半径为2r，b点在它的边缘上。若在匀速转动过程中。皮带不打滑，则a、b两点（　　）
A．周期相等 B．角速度相等
C．线速度大小相等 D．都处于受力平衡状态
4．近年来我国航天技术发展迅速，对宇宙深空的探测也逐步推进。“嫦娥四号”在2018年发射成功，我国首个火星探测器在2020年发射成功。假设“嫦娥四号”在半径为的轨道上绕月球做周期为的匀速圆周运动；火星探测器着陆前在半径为的轨道上绕火星做周期为的匀速圆周运动。根据以上信息可求出（　　）
A．火星探测器与“嫦娥四号”所受的引力之比
B．火星探测器与“嫦娥四号”环绕时的密度之比
C．月球与火星的质量之比
D．月球表面与火星表面重力加速度之比
5．如图，用细绳系着一个小球，使小球在水平面内做匀速圆周运动，不考虑空气阻力。则以下说法正确的是（　　）
A．球受到重力、拉力、向心力
B．若球转动加快，绳子的拉力不变
C．球所受的合力指向悬点O
D．球的向心加速度时刻在变化
6．如图所示，甲、乙两颗卫星绕地球做同向圆周运动，已知甲卫星的周期为N小时，每过9N小时，乙卫星都要运动到与甲卫星同居于地球一侧且三者共线的位置上，则甲、乙两颗卫星的线速度之比为（　　）
A． B． C． D．
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分，在每小题给出的四个选项中，有多个选项正确，金部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7．设月球半径为R，月球表面的重力加速度为，飞船沿距月球表面高度为3R的圆形轨道I运动，到达轨道的A点时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道的近月点B时再次点火进入月球近月轨道Ⅲ绕月球做圆周运动。忽略月球自转影响，则（　　）
A．飞船在轨道I上运行的线速度大小为
B．飞船在A点变轨时速度增大
C．飞船在轨道Ⅲ绕月球运动一周所需的时间
D．飞船从A到B运行的过程中加速度减小
8．滑板运动是很多年轻人喜欢的一种技巧性运动，如图所示，滑板运动员沿水平地面向前滑行，运动到横杆前某一时刻相对于滑板竖直向上起跳，人板分离。当运动员上升1.25m高度时以6m/s的水平速度过横杆。若地面光滑，忽略运动员和滑板受到的空气阻力，运动员视为质点，g=10m/s2。则运动员（　　）
A．在空中的上升阶段处于失重状态
B．过横杆后可能落在滑板上的任意位置
C．在空中运动过程中滑板的水平位移为6m
D．刚落在滑板时速度方向与水平方向夹角的正切值为1.2
9．如图，在匀速转动的水平圆盘上，沿半径方向放着用细绳相连的质量均为m的两个物体A和B，它们分居圆心两侧，与圆心距离分别为，，与盘间的动摩擦因数相同，当圆盘转速缓慢加快到两物体刚好要发生滑动时，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则下列说法正确的是（　　）

A．此时绳子张力为
B．此时A所受摩擦力方向沿半径指向圆内
C．此时圆盘的角速度为
D．此时烧断绳子，A仍相对盘静止，B将做离心运动
10．如图甲所示，一轻杆一端固定在O点，另一端固定一小球，在竖直平面内做半径为R的圆周运动小球运动到最高点时，杆与小球间弹力大小为，小球在最高点的速度大小为，图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　）
A．当地重力加速度大小为
B．小球的质量为
C．当时，杆对小球弹力方向向上
D．若，则杆对小球弹力大小为2a
三、非选择题：本题共5小题，共56分
11．如图所示，用一根结实的细绳，一端拴一个小物体。在光滑桌面上抡动细绳，使小物体做圆周运动，体验手对做圆周运动的物体的拉力。仅减小旋转的速度，拉力 （选填“增大”、“减小”或“不变”）；角速度不变的前提下，仅增大旋转半径，拉力 （选填“增大”、“减小”或“不变”）；松手后的短时间内，物体的运动将 （选填“靠近圆心”、“远离圆心”或“沿原轨迹”）。
12．某校课外物理兴趣小组通过改进探究平抛运动特点的实验测定当地的重力加速度。
（1）请高年级同学用比较精密的仪器测得钢球的直径；
（2）用如图所示的装置进行实验，将光电门传感器固定在水平槽末端并与计算机相连，将质量为的钢球从斜槽上某一位置滚下，计算机记录的挡光时间为，则根据光电门的工作原理可以得到钢球平抛运动的初速度 ；（用和表示）
（3）测得桌面离地的高度为，设当地的重力加速度大小为，则钢球在空中运动的时间可以表示为 ；（用和表示）
（4）测得落地点到水平槽末端的水平距离为，则钢球在空中运动的时间可以表示为 ；（用、和表示）
（5）综合上面的分析，可知当地的重力加速度大小可以表示为 。（用、、和表示）
13．设地球质量为M，半径为R，万有引力常量为G。
（1）推导出第一宇宙速度表达式。
（2）若地球表面处的重力加速度为g，地球质量未知，试推导出第一宇宙速度表达式。
（3）若只知地球的第一宇宙速度为v，其他条件均为未知，某行星的质量是地球的8倍，半径是地球的2倍，则此行星的近地卫星环绕速度为多少？
14．如图所示为常见的高速公路出口匝道，某汽车在AB段做匀减速直线运动，在BC段做水平面内的匀速圆周运动，圆弧段最高限速，已知汽车与匝道间的动摩擦因数，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，AB段长度，汽车在出口A的速度为，：
(1)若汽车到达B点速度恰好为36km/h，求汽车在AB段运动时加速度的大小;
(2)为保证行车安全(车轮不打滑)，求水平圆弧段BC半径R的最小值。
15．如图所示，A点距水平面BC的高度h=1.25m，BC与圆弧轨道CDE相接于C点，D为圆弧轨道的最低点，圆弧轨道DE对应的圆心角，圆弧的半径R=0.5m，圆弧与斜面EF相切于E点。一质量m=1kg的小球从A点以v0=5m/s的速度水平抛出，从C点沿切线进入圆弧轨道，当经过E点时，该球受到圆弧的摩擦力f=40N，经过E点后沿斜面向上滑向洞穴F。已知球与圆弧上E点附近以及斜面EF间的动摩擦因数μ均为0.5，EF=4m，sin37=0.6，cos37=0.8，重力加速度取g=10m/s2，空气阻力忽略不计。求：
（1）小球在C点的速度；
（2）小球到达E处时的速度大小；
（3）要使小球正好落到F处的球洞里，则小球在E处的速度多大。（结果可用根式表示）
1．B
【详解】牛顿通过分析第谷的天文观测数据发现了万有引力定律，选项A错误；牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许测出了万有引力常量，选项B正确，CD错误；故选B.
2．B
【详解】对汽车的速度v沿绳子的方向和垂直于绳子的方向进行正交分解，如图所示：
根据三角形关系有
v2=vcosθ
物块A上升的速度大小等于v2，可知汽车匀速向右运动，θ角变小，所以v2增大，物块向上做加速运动，加速度向上，物块处于超重状态，故ACD错误，B正确；
故选B。
3．C
【详解】A．本题为皮带传送装置，皮带传送装置中，皮带上的两点线速度相同，根据，且raB．皮带传送装置中，皮带上的两点线速度相同，根据，且raC．皮带传送装置中，皮带上的两点线速度相同，故va=vb，故C正确；
D．匀速转动过程过程中，a、b均做匀速圆周运动，匀速圆周运动不是匀速运动，故受力不平衡，故D错误。
故选:C。
4．C
【详解】AB．由万有引力提供向心力，对嫦娥四号可得
对火星探测器可得
可得
因嫦娥四号与火星探测器的质量之比不可求出，所以火星探测器与“嫦娥四号”所受的引力之比不可求出，火星探测器与“嫦娥四号”环绕时的密度之比也不可求出，AB错误；
C．由万有引力提供向心力，可得
解得
可得月球与火星的质量之比
C正确；
D．星球表面物体的重力等于星球的引力，则有
可得星球表面的重力加速度为
月球与火星的质量之比可求出，可题中只给出了轨道半径，不是月球与火星的半径，则月球表面与火星表面重力加速度之比不可求出，D错误。
故选C。
5．D
【详解】A．球受到重力、拉力作用，两个力的合力充当向心力，选项A错误；
B．设细线与竖直方向的夹角为θ，根据
若球转动加快，ω变大，则绳子的拉力变大，选项B错误；
C．球做匀速圆周运动，则所受的合力指向圆心，不是指向悬点O，选项C错误；
D．球的向心加速度指向圆心，方向时刻在变化，即向心加速度时刻在变化，选项D正确。
故选D。
6．A
【详解】由
T1=N
解得
根据开普勒定律
线速度
则
故选A。
7．AC
【详解】A．飞船在圆轨道I上运行时，所受万有引力提供向心力，有
则其线速度为
因月球表面的重力加速度为，则有
联立可得
故A正确；
B．飞船由轨道I运动到A点时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，因要做向心运动，则需向前喷气减速，则飞船在A点变轨时速度减小，故B错误；
C．飞船在轨道Ⅲ上绕月球运动的轨道半径为，由万有引力提供向心力，则周期为
故C正确；
D．飞船从A到B运行的过程中离地球的距离逐渐减小，由可知加速度增大，故D错误。
故选AC。
8．AC
【详解】A．人在空中仅受重力作用，加速度为g，处于完全失重状态，A正确；
B．人在跳起时时是相对于滑板竖直向上起跳，板和人水平速度始终一样，过横杆后落点与起跳时相对于滑板是同一点，并非任意位置，B错误；
C．人竖直方向可以看作是竖直上抛运动，因此人在空中运动的时间为
水平位移为
C正确。
D．刚落在滑板时速度方向与水平方向夹角的正切值
D错误。
故选AC。
9．AC
【详解】ABC．两物块A和B随着圆盘转动时，由合外力提供向心力，则
B的半径比A的半径大，所以B所需向心力大，绳子拉力相等，所以当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时，B的最大静摩擦力方向指向圆心，A的最大静摩擦力方向指向圆外，有相对圆盘沿半径指向圆内的运动趋势，根据牛顿第二定律得
解得
故AC正确，B错误；
D．烧断绳子瞬间A物体所需的向心力为
此时烧断绳子，A的最大静摩擦力不足以提供向心力，则A做离心运动，同理B也做离心运动，故D错误。
故选AC。
10．AB
【详解】小球运动到最高点时，向心力，当v2较小时，F较小，那么，FN方向向上
F=G FN
当v2较大时，F较大，那么，FN方向向下
F=G+FN
A．当v2=b时，F=G，即
所以
A正确；
B．当v2=0时，F=0，那么
G=FN=a
所以
B正确；
C．v2=c>b，故F>G，所以，FN方向向下，C错误；
D．由A可知：当v2=b时，F=G，那么，若v2=2b，则F=2G，所以，FN=G=a，D错误。
故选AB。
11． 减小 增大 远离圆心
【详解】[1]在光滑桌面上抡动细绳，使小物体做圆周运动，绳子拉力提供向心力，根据向心力公式
则仅减小旋转的速度，拉力减小。
[2]在光滑桌面上抡动细绳，使小物体做圆周运动，绳子拉力提供向心力，根据向心力公式
则仅增大旋转半径，拉力增大。
[3]松手后的短时间内，物体将做离心运动，则其运动将远离圆心。
12．
【详解】(2)[1] 根据光电门的工作原理可以得到钢球平抛运动的初速度
(3)[2] 钢球在空中运动的时间可以表示为
，
(4)[3]水平匀速
(5)[4] 联立可得当地的重力加速度大小
13．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）由万有引力提供卫星做圆周运动的向心力，有
得地球的第一宇宙速度
（2）地球表面的物体，受到的万有引力与重力相等，有
故有，则地球的第一宇宙速度
（3）行星的第一宇宙速度等于近地卫星的环绕速度
已知
行星的近地卫星环绕速度为
14．(1) 2m/s2(2) 50m
【详解】(1)根据题意可知
v0＝36km/h＝10m/s， v1＝108km/h＝30m/s
对AB段有
解得
a＝-2m/s2
则汽车在AB段运动的加速度的大小为2m/s2
(2)汽车在BC段做匀速圆周运动，静摩擦力提供向心力
当静摩擦力达到最大静摩擦力时，半径R最小即
联立以上各式代入数据得
R＝50m
15．（1），方向与水平方向成；（2）；（3）
【详解】（1）小球从A点做平抛运动，在竖直方向有
则小球到达C点时速度大小
又速度方向与水平方向夹角满足
即小球在C点速度方向与水平方向成；
（2）小球在E点，根据
代入解得
在E点，对小球根据牛顿第二定律可得
解得
（3）小球在斜面上做匀减速直线运动，根据牛顿第二定律得
加速度
又，根据
解得