贵州省贵阳市白云区兴农中学2022-2023学年高一下学期期中物理试题（含解析）

兴农中学2022-2023学年度第二学期高一期中考试试题
物理
时长90分钟 满分100分
一、单项选择题（每题只有一个选项正确。每题3分，共24分）
1．下列说法不符合物理学史的是（ ）
A．开普勒第三定律中的常量k与中心天体无关
B．物理学家卡文迪什在实验室里利用扭秤装置，测出了引力常量G的数值
C．牛顿提出万有引力定律，1687年发表于《自然哲学的数学原理》中
D．开普勒行星运动定律是开普勒在第谷留下的观测记录的基础上整理和研究出来的
2．在2022-2023年CBA常规赛中，辽篮猛将赵继伟将篮球投出到入框经多次曝光得到的照片，篮球在P位置时受力方向可能是（　　）
A．① B．② C．③ D．④
3．如图所示，轴在水平地面内，轴沿竖直方向．图中画出了从轴上水平抛出的两个小球和的运动轨迹，不计空气阻力．它们的初速度分别为、，下落时间分别为、．则下列关系正确的是（ ）
A．， B．，
C．， D．，
4．家用台式计算机上的硬磁盘的磁道和扇区如图所示，P、Q为磁道上的两点，计算机正常工作时，电动机使磁盘绕圆心O做匀速圆周运动，P、Q两点线速度大小分别为vP、vQ，角速度大小分别为ωP、ωQ，下列关系正确的是（　　）
A．vP＞vQ
B．vP＝vQ
C．ωP＞ωQ
D．ωP＝ωQ
5．如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上，有一物体随圆筒一起转动而未滑动。当圆筒的角速度增大以后，下列说法正确的是（　　）
A．物体所受弹力增大，摩擦力也增大了
B．物体所受弹力增大，摩擦力减小了
C．物体所受弹力和摩擦力都减小了
D．物体所受弹力增大，摩擦力不变
6．如图所示，斜坡式自动扶梯将质量为60kg的张明从地面送到4m高的二楼，g取10m/s2在此过程中，张明所受重力做功与张明的重力势能变化，下列说法正确的是（　　）
A．重力做功为-2400J，重力势能增加了2400J
B．重力做功为2400J，重力势能增加了2400J
C．重力做功为-2400J，重力势能减少了2400J
D．重力做功为2400J，重力势能减少了2400J
7．如图所示，一辆汽车通过两座连续的“凸”形桥和“凹”形桥，A、B两点分别为两桥的最高点和最低点，已知汽车通过A、B两点时的速度大小分别为vA和vB，桥面所在圆弧半径均为R，重力加速度为g，则以下说法不正确的是（　　）
A．若则汽车对A点的压力大于对B点的压力
B．汽车在B点时处于超重状态
C．无论以多大的速度通过该路面，汽车对A的压力一定小于对B的压力
D．若，汽车将在A点开始做平抛运动
8．如图，某校活动中，甲、乙两名老师进行扳手腕比赛，最终乙获得胜利。设乙的手肘处为O点，掌心处为A点，O、A之间的距离为。若在扳手腕过程中手肘O点不动，手臂在2s内绕O点在同一平面内匀速转动，，则在此过程中（ ）
A．掌心A处于平衡状态 B．掌心A转动的角速度为
C．掌心A转动的线速度大小为 D．掌心A转动的向心加速度大小约为
二、多选题（每题至少有两个选项正确，部分选对得2分，有选错不得分。每题4分，共16分）
9．下列方法能使汽车的动能变为原来的2倍的是（　　）
A．质量不变，速度增大到原来的2倍
B．速度不变，质量增大到原来的2倍
C．质量减半，速度增大到原来的2倍
D．速度减半，质量增大到原来的2倍
10．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v1＝7.9km/s，第二宇宙速度v2＝11.2km/s，则人造卫星绕地球在圆轨道上运行时的速度大于等于v1，小于v2
B．美国发射的凤凰号火星探测卫星，其发射速度大于第三宇宙速度
C．第二宇宙速度是在地面附近发射飞行器，使其克服地球引力，永远离开地球的最小发射速度
D．第一宇宙速度7.9km/s是人造地球卫星绕地球做圆周运动的最大运行速度
11．2018年5月9日发射的“高分五号”卫星轨道高度约为705km，之前已运行的“高分四号”卫星轨道高度约为36000km，假设它们都绕地球做匀速圆周运动，则与“高分四号”相比，下列物理量中“高分五号”较大的是（　　）
A．角速度 B．周期 C．线速度 D．向心加速度
12．2021年4月，我国自主研发的空间站“天和”核心舱成功发射并入轨运行。若核心舱绕地球的运行可视为匀速圆周运动，已知引力常量，由下列哪组物理量能计算出地球的质量（　　）
A．核心舱的质量和绕地半径 B．核心舱的角速度和线速度
C．核心舱的绕地周期和绕地半径 D．核心舱的绕地角速度和绕地周期
三、实验题（每空3分，共12分。）
13．如图所示，在“实验研究平抛运动”中：
（1）为准确确定坐标轴，还需要的器材是
A.弹簧测力计B.铅垂线C.打点计时器D.天平
（2）实验中，下列说法正确的是
A.小球每次从斜槽上不相同的位置自由滚下
B.斜槽轨道必须光滑
C.要使描出的轨迹更好地反映真实运动，记录的点应适当多一些
D.为了比较准确地描出小球运动的轨迹，应该用一条曲线把所有的点连接起来
（3）在做该实验时某同学只记录了物体运动的轨迹上的A、B、C三点，已知相邻两点的时间间隔相等，并以A点为坐标原点建立了直角坐标系，得到如图所示的图像，g取10m/s2.
①据图像求出相邻两点的时间间隔为 s；
②据图像求出物体平抛运动的初速度大小为 m/s。
四、解答题（每题12分，共48分）
14．将一物体从距离地面高20m的位置以5m/s的初速度水平抛出，g＝10 m/s2．求：
（1）物体飞行的时间；
（2）物体水平方向运动的距离；
（3）物体落地时的速度；
15．宇航员在某星球表面将一小钢球以某一初速度竖直向上抛出，测得小钢球上升的最大高度为h，小钢球从抛出到落回星球表面的时间为t．不计空气阻力，忽略该星球的自转，已知该星球的半径为R（R远大于h），该星球为密度均匀的球体，引力常量为G．求：
（1）该星球表面的重力加速度；
（2）该星球的密度；
（3）该星球的第一宇宙速度。
16．据报道，采用大量新型材料制造的歼20战斗机（如图）质量大为减轻，从静止开始滑跑至起飞的距离缩短到320m。若歼20质量为1.5×104kg，起飞速度为80m/s。
（1）起飞时，歼20的动能为多少？
（2）滑跑过程中，歼20克服阻力做功9.6×105J，平均牵引力的大小为多少？
17．如图所示，半径为R的固定圆形轨道由左右两部分组成，右半部分AEB是粗糙的，左半部分BFA是光滑的。现在最低点A给质量为m的小球一个水平向右的初速度，使小球沿轨道恰好能过最高点B。重力加速度为g，不计空气阻力。
（1）求小球刚经过B点时的速度大小；
（2）求小球由B经F回到A点时对轨道的压力大小；
（3）请通过计算说明小球能否再次到达B点。

1．A
【详解】A．开普勒第三定律中的常量k与中心天体的质量有关，故A错误，符合题意；
B．物理学家卡文迪什在实验室里利用扭秤装置，测出了引力常量G的数值，故B正确，不符合题意；
C．牛顿提出万有引力定律，1687年发表于《自然哲学的数学原理》中，故C正确，不符合题意；
D．开普勒行星运动定律是开普勒在第谷留下的观测记录的基础上整理和研究出来的，故D正确，不符合题意。
故选A。
2．C
【详解】篮球在空中受竖直向下的重力，与运动方向（轨迹的切线方向）相反的空气阻力的作用，两者的合力斜向后下。
故选C。
3．C
【详解】下降的高度大于b下降的高度，根据知，．因为，根据知，．
A. ，与计算结果，不相符，故A错误；
B. ，与计算结果，不相符，故B错误；
C. ，与计算结果，相符，故C正确；
D. ，与计算结果，不相符，故D错误．
4．D
【详解】CD．P、Q两点为同轴转动，所以二者的角速度大小相等，即
ωP＝ωQ
故C错误；D正确；
AB．根据
又
解得
故AB错误。
故选D。
5．D
【详解】物体做匀速圆周运动，合力指向圆心，对物体受力分析，受重力、竖直向上的静摩擦力、指向圆心的支持力，如图所示
重力G与静摩擦力f平衡，即
G = f
则静摩擦力不变，且与物体的角速度无关，因为支持力N提供向心力，即
N = mrω2
所以当圆筒的角速度ω增大以后，需要的向心力变大，则物体所受弹力N增大。
故选D。
6．A
【详解】张明所受重力做功为
重力势能变化为
故选A。
7．A
【详解】AC．汽车在两座桥面上均作圆周运动，设在A、B两点处桥面对汽车的压力分别为、，对汽车在A、B两点分别由牛顿第二定律可得
解得
很显无论以多大的速度通过该路面，汽车对A点的压力始终小于对B点的压力，故A错误，C正确；
B．在B点时，桥面对汽车的支持力大于汽车的重力，汽车有竖直向上的加速度，因此汽车在B点时处于超重状态，故B正确；
D．汽车在A点时，若桥面恰好对汽车没有力的作用，则此时汽车自身的重力提供向心力，有
解得
分析可知，若，汽车将在A点开始做平抛运动，故D正确。
本题选择不正确选项，故选A。
8．D
【详解】A．掌心A做匀速圆周运动，合外力不为零，掌心A处于非平衡状态，故A错误；
B．掌心A在内绕O点在同一平面内匀速转动的角度为，，代入数据得
故B错误；
C．根据线速度和角速度的关系，代入数据得
故C错误；
D．根据向心加速度和角速度的关系，代入数据得
故D正确。
故选D。
9．BC
【详解】根据动能公式
A．质量不变，速度增大到原来的2倍，则汽车的动能变为原来的4倍，A错误；
B．速度不变，质量增大到原来的2倍，则汽车的动能变为原来的2倍，B正确；
C．质量减半，速度增大到原来的2倍，则汽车的动能变为原来的2倍，C正确；
D．速度减半，质量增大到原来的2倍，则汽车的动能变为原来的倍，D错误。
故选BC。
10．CD
【详解】A．实际上，由于人造卫星的轨道半径都大于地球半径，故卫星绕地球在圆轨道上运行时的速度都小于第一宇宙速度，故A错误；
B．美国发射的凤凰号火星探测卫星，仍在太阳系内，所以其发射速度小于第三宇宙速度，故B错误；
C．第二宇宙速度是在地面附近发射飞行器，使其克服地球引力，永远离开地球的最小发射速度，故C正确；
D．根据
v＝
可知，卫星的轨道半径r越大，即距离地面越远，卫星的环绕速度越小，v1＝7.9km/s是人造地球卫星绕地球做圆周运动的最大运行速度，故D正确。
故选CD。
11．ACD
【详解】设卫星的质量为m，轨道半径为r，地球的质量为M，卫星绕地球做匀速圆周运动，由地球的万有引力提供向心力，则得
得
可知，卫星的轨道半径越小，周期越小，线速度越大，角速度越大，向心加速度越大，“高分五号”的轨道半径比“高分四号”的小，所以“高分五号”较大的是角速度、线速度和向心加速度，故B错误，ACD正确。
故选ACD。
12．BC
【详解】根据
可得
A．已知核心舱的质量m和绕地半径r不能求解地球质量M，选项A错误；
B．已知核心舱的角速度ω和线速度v可求解绕地半径r和周期T，可求解地球质量M，选项B正确；
C．已知核心舱的绕地周期T和绕地半径r可求解地球质量M，选项C正确；
D．已知核心舱的绕地角速度ω和绕地周期T，不能求解绕地半径r，则不能求解地球质量M，选项D错误。
故选BC。
13． B C 0.1 2
【详解】（1）[1]为准确确定坐标轴，还需要的器材是重锤线。
故选B。
（2）[2]AB．为了保证小球的初速度相等，每次应让小球从斜槽的同一位置由静止释放，但斜槽不要求一定光滑，故AB错误；
C．记录的点适当多一些，才能使描出的轨迹更好地反映真实运动，故C正确；
D．描绘小球运动的轨迹时，将偏离比较远的点（误差较大）可以舍去，剩余的点用一条平滑曲线连接，故D错误。
故选C。
（3）①[3]由图可知，相邻两点间水平距离相等，则相邻两点的时间间隔相等，竖直方向上由逐差法可得
解得
②[2]水平方向上有
解得
14．（1）2s；（2）10m；（3），落地时速度方向与水平速度方向满足
【详解】（1）根据位移公式
解得
（2）物体水平方向运动的距离
（3）竖直方向苏速度为
物体落地时的速度
落地时速度与水平速度方向满足
15．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）根据竖直上抛运动的对称性可知小球上升、下落过程的时间均为，根据自由落体运动公式，有
解得该星球表面的重力加速度
（2）静止在该星球表面的物体，根据重力等于万有引力，有
解得星球的质量
星球的体积
故该星球的密度
（3）根据万有引力提供向心力，有
解得第一宇宙速度
16．（1）；（2）20300N
【详解】（1）歼20起飞时的动能为
得
（2）设歼20受到的平均牵引力大小为F，根据动能定理
解得
F=20300N
17．（1）；（2）；（3）见解析
【详解】（1）小球沿轨道恰好能过最高点B，在B点有
解得
（2）小球由B经F回到A点时由动能定理得
解得
由牛顿第二定律可得
解得
根据牛顿第三定律可得小球由B经F回到A点时对轨道的压力大小为6mg。
（3）小球第一次沿轨道恰好能过最高点B，由于右半部分AEB是粗糙的，小球从B点开始，若小球能够再次达到B点，由动能定理可得
则
所以小球不会再次到达B点。