云南省楚雄彝族自治州民族中学2022-2023学年高一下学期期中物理试卷（含答案）

云南省楚雄彝族自治州民族中学2022-2023学年高一下学期期中物理试卷

学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题

1、质点在五个恒力的共同作用下做匀速直线运动，若突然撤去某个力，则质点(   )

A.一定做匀变速运动 B.一定做直线运动

C.一定做非匀变速运动 D.一定做曲线运动

2、如图所示，小船沿直线AB过河，船头始终垂直于河岸。若水流速度减小，为保持航线不变，下列措施与结论正确的是(   )

A.减小船速，过河时间变长 B.减小船速，过河时间不变

C.增大船速，过河时间不变 D.增大船速，过河时间缩短

3、某建筑工地需要把货物提升到高处，采取图示装置，当工人沿水平地面向右沿直线运动（保持手握绳的高度不变），利用跨过定滑轮的轻绳将一物体A沿竖直方向匀速提升，在此过程中，下列结论正确的是(   )

A.工人做匀速直线运动 B.工人做匀变速直线运动

C.工人受到的合外力方向水平向右 D.工人的加速度方向水平向左

4、如图所示，一个倾角为45°的斜面与一个圆弧对接，斜面的底端在圆心O的正下方。从斜面顶点以一定的初速度向右水平抛出一小球，则下列说法正确的是(   )

A.小球初速度不同，则运动时间一定不同

B.小球落到斜面上时，其速度方向一定相同

C.小球落到圆弧面上时，其速度方向可能与该处圆的切线垂直

D.小球落到圆弧面上时位置越高，末速度越大

5、明代出版的《天工开物》一书中就有牛力齿轮翻车的图画（如图），记录了我们祖先的劳动智慧，体现了科学原理的应用。若A、B、C三齿轮半径（）的大小关系如图，则转动时(   )

A.齿轮A的角速度比C的大 

B.齿轮A边缘的向心加速度比B边缘的大 

C.齿轮B与C边缘的线速度大小相等 

D.齿轮A的周期比C的大

6、神舟十二号载人飞船与天和核心舱的对接过程示意图如下，天和核心舱处于半径为的圆轨道Ⅲ；神舟十二号飞船处于半径为的圆轨道Ⅰ，运行周期为，通过变轨操作后，沿椭圆轨道Ⅱ运动到B处与天和核心舱对接。则神舟十二号飞船(   )

A.在轨道I的A点加速可进入轨道Ⅱ，因此在轨道Ⅱ的运行速度始终大于在轨道Ⅰ

的运行速度

B.沿轨道Ⅱ从A运动到对接点B过程中，速度不断增大

C.沿轨道Ⅱ运行的周期为

D.沿轨道Ⅰ运行的周期大于天和核心舱沿轨道Ⅲ运行的周期

7、如图所示，四个小球质量、，在距地面相同高度处以相同的速率分别竖直下抛、竖直上抛、平抛和斜抛，不计空气阻力，则下列关于这四个小球从抛出到落地过程的说法中不正确的是(   )

A.小球飞行过程中单位时间内的速度变化量相同

B.A、B两小球落地时，重力的瞬时功率相同

C.从开始运动至落地，重力对四个小球做功均相同

D.从开始运动至落地，重力对A小球做功的平均功率最大

8、设宇宙中有一自转角速度为ω、半径为R、质量分布均匀的小行星。在它上用弹簧测力计称量某一质量为m的物块，在极点处弹簧测力计示数为F，此处重力加速度大小为；在赤道处弹簧测力计示数为，此处重力加速度大小为，则下列关系式正确的是(   )

A. B. C. D.

二、多选题

9、有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是(   )

A.图a中，增大圆锥摆的摆角θ，但保持圆锥的高度不变，则圆锥摆的角速度不变

B.图b中，在光滑固定圆锥筒的水平面内做匀速圆周运动的小球，受重力、弹力和向心力

C.图c中，小球绕轻质细杆一端O点在竖直面内做圆周运动，到达最高点时速度可能为零

D.图d中，火车以某速度经过外轨高于内轨的弯道时，车轮可能对内、外轨均无侧向压力

10、电动汽车能实现更精确的运动控制，有一电动汽车由静止启动并沿直线运动，其速度与时间图像（图）如图所示，0到段图像为倾斜直线，到段图像为曲线，时刻以后的图像为与时间轴平行的直线，则下列选项中正确的是(   )

A.内，牵引力的功率保持不变 B.时刻起，牵引力的功率可能保持不变

C.内，牵引力大小保持不变 D.时刻起，牵引力与阻力大小相等

11、翟志刚、王亚平、叶光富三位航天员在天和核心舱中进行了为期半年的在轨驻留，开展了机械臂操作、出舱活动、舱段转移、天宫课堂等工作，将于2022年4月返回地球。已知天和核心舱距离地面的高度约400km，绕地球的运动可近似为匀速圆周运动，运动一周约1.5h。已知万有引力常量为，地球半径约6400km。根据以上信息可估算出(   )

A.地球的质量  B.核心舱的质量

C.核心舱所受地球的引力 D.核心舱所处位置的重力加速度

12、如图所示，假设甲、乙、丙三位高尔夫球运动员从同一点O斜向上沿不同方向击出的高尔夫球分别落在水平地面上的A、B、C位置，三条路径的最高点在同一水平面内，忽略空气阻力的影响，则(   )

A.甲击出的高尔夫球落地的速率最大 

B.丙击出的高尔夫球在空中运动时间最长

C.三个高尔夫球的初速度竖直分量相等

D.三个高尔夫球的初速度水平分量相等

三、实验题

13、用如图1所示装置研究平地运动。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.斜槽轨道末段水平

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”或者“不需要”）y轴与重锤线平行；

b.若遗漏记录平抛轨迹的起始点，也可按下述方法处理数据：如图2所示，在轨迹上取A、B、C三点，AB和BC的水平间距相等且均为x，测得AB和BC的竖直间距分别是和，则______（选填“大于”、“等于”或者“小于”）。可求得钢球平抛的初速度大小为_________。（已知当地重力加速度为g，结果用上述字母表示）。

（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，其中不可行的是_________。

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.用频闪照相在同一底片上记录平抛小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

14、某学习小组在进行验证牛顿第二定律实验中采用了图甲装置，请回答下列问题：

（1）实验中平衡摩擦力时，要先_________（填“挂上”或“取下”）砂桶；

（2）图乙为该小组实验中得到的一条纸带的一部分。已知电火花计时器电源频率为50Hz，A、B、C、D、E是纸带上的五个计数点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出，由此可得小车的加速度大小为__________（计算结果保留两位有效数字）；

（3）保持砂和砂桶的总质量不变，改变小车的质量m，同学甲根据得到的实验数据画出如图（b）所示图线，从图线可得砂和砂桶的总质量为___________kg。（g取，结果保留两位有效数字）；

（4）保持小车的质量不变，改变砂和砂桶的质量，该小组根据实验数据画出如图丙所示的图像，你认为图像弯曲的理由可能是___________。

四、计算题

15、科学家发现某星球可能有生命迹象，但无大气层，为了进一步探索该星球，向该星球发射了一颗监测卫星，卫星先绕星球表面进行环境探索。之后当宇航员登陆该星球后，做了一次竖直上抛实验，将一个物体以竖直向上抛出，经时间t返回出发点，已知引力常量为G，星球半径为R。求：

（1）该星球的第一宇宙速度；

（2）该星球的密度。

16、在篮球比赛中，投篮的投出角度太大和太小，都会影响投篮的命中率。在某次比赛中，某同学在距离篮筐中心水平距离为x的地方跳起投篮，出手点离地面的高度为2.6m，篮筐离地面的高度为3.05m。该同学出手的瞬时速度，篮球到达篮筐中心时，竖直速度刚好为零。将篮球看成质点，篮筐大小忽略不计，忽略空气阻力，重力加速度。求：

（1）出手后，篮球在空中运动的时间；

（2）出手时瞬时速度与水平方向的夹角（可用三角函数值表示）：

（3）水平距离x。

17、某滑雪场的滑道示意图如图所示，滑道AB的倾角，BD为圆弧，O为圆弧的圆心，DE水平，AB、DE均与圆弧BD相切。滑板与滑道AB、DE之间的动摩擦因数，AB的长度，圆弧的半径，一位滑雪者连同滑雪设备（视为质点）的质量，滑雪者从A点由静止下滑，在滑道BD上做匀速圆周运动，最后停在水平道DE上。取重力加速度大小，，）求：

（1）滑雪者在B点的速度大小；

（2）滑雪者在D点对弧形滑道的压力大小；

（3）整个过程中，滑雪者运动的时间。（该问结果保留三位有效数字）

参考答案

1、答案：A

解析：物体受到五个共点的恒力作用而处于平衡状态，当撤去某个恒力时，物体的合力与大小相等、方向相反，说明物体受到的合力恒定不变，加速度不变，物体做匀变速运动，若原来的与速度方向相反时，撤去后，物体的合力与速度方向相同，物体做匀加速直线运动；若原来的与速度方向相同时，撤去后，物体的合力与速度方向相反，物体做匀减速直线运动；若物体原来做匀速直线运动，而且原来的与速度不在同一直线上时，撤去后，物体的合力与速度方向不在同一直线上，则物体做匀变速曲线运动。故知物体可能做直线运动，也可能做曲线运动。

故选A。

2、答案：A

解析：设小船在静水中速度为，水流速度为，直线AB与河岸的夹角为θ，河岸宽度为d，则有

渡河时间为

若水流速度减小，为保持航线不变，可知减小，渡河时间变长。

故选A。

3、答案：D

解析：如下图所示

设工人的运动方向与垂直于运动方向的夹角为θ，对工人的速度进行正交分解，分解为沿着绳子方向的速度和垂直于绳子方向的速度，而沿着绳子的速度大小等于货物上升的速度大小，为

夹角θ随着人向右运动逐渐增大，则增大，又不变，则工人的速度v必须减小，因此可知工人在向右做变减速运动，故工人的加速度方向水平向左，合力水平向左。

故选D。

4、答案：B

解析：A.平抛运动的时间由下落的高度决定。若小球落到斜面与圆弧面上时的下落高度相同，则小球平抛运动的时间相同，A错误；

B.设斜面倾角为θ，小球落到斜面上时速度与水平方向夹角为α，则

故，B正确；

C.小球落到圆弧面上时，若落点速度方向与该处圆的切线垂直，则速度的反向延长线通过圆心，但由平抛运动规律知，速度的反向延长线应通过水平位移的中点，C错误；

D.设小球的初速度为运动时间为t，则小球落到圆弧面上时速度大小为

当越大时落点位置越高，但t越小，v不一定大，D错误。

故选B。

5、答案：D

解析：A.齿轮A与齿轮B是同缘传动，边缘点线速度相等，根据公式

可知，半径比较大的A的角速度小于B的角速度。而B与C是同轴传动，角速度相等，所以齿轮A的角速度比C的小，故A错误；

B.齿轮A与齿轮B是同缘传动，边缘点线速度相等，根据公式

半径比较大的A的加速度小于B的加速度，故B错误；

C.B、C两轮属于同轴转动，故角速度相等，根据公式

可知，半径比较大的齿轮B比C边缘的线速度大，故C错误；

D.齿轮A的角速度比C的小，根据公式可知，齿轮A的周期比C的大。故D正确。

故选D。

6、答案：C

解析：A.飞船在轨道Ⅲ上经过B点的速度大于在轨道Ⅱ上经过B点的速度，而在轨道I上的速度大于在轨道Ⅲ上的速度，所以飞船在轨道I上的速度大于在轨道Ⅱ上经过B点的速度，故A错误；

B.沿轨道Ⅱ从A运动到对接点B过程中，万有引力做负功，速度不断减小，故B错误；

C.根据开普勒第三定律，有

解得

故C正确；

D.飞船绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，有

解得

所以沿轨道Ⅰ运行的周期小于天和核心舱沿轨道Ⅲ运行的周期，故D错误。

故选C。

7、答案：C

解析：A.根据

可知，小球飞行过程中单位时间内的速度变化量相同，A正确；

B.根据动能定理可得

可得落地时速度大小为

四个小球落地时的速度大小相等；AB球落地时速度方向与重力方向相同，根据

可知，A、B两小球落地时重力的瞬时功率相同，B正确；

C.根据重力做功计算公式可知

由于、，所以从开始运动至落地，重力对四个小球做功不相同，C错误；

D.从开始运动至落地，重力对A小球做的功最大、而A球运动时间最短，则平均功率最大，D正确。

本题选错误的，故选C。

8、答案：B

解析：A.设小行星的质量为M，则在极点有

在赤道有

由上述两个式子解得

故A项错误；

B.对极点处物块受力分析，物块受重力和弹簧弹力，且二者合力为零，所以有

故B项正确；

CD.由之前的分析可知

故根据题意有

解得

故CD错误。

故选B。

9、答案：ACD

解析：A.如图所示，设摆长为l，有

解得

增大圆锥摆的摆角θ，但保持圆锥的高度不变，则圆锥摆的角速度不变，选项A正确；

B.图b中，在光滑固定圆锥筒的水平面内做匀速圆周运动的小球，受重力、弹力作用，两个力的合力充当向心力，选项B错误；

C.图c中，小球绕轻质细杆一端O点在竖直面内做圆周运动，到达最高点时速度可能为零，选项C正确；

D.图d中，火车以某速度经过外轨高于内轨的弯道时，若速度满足

则此时重力和轨道支持力的合力充当火车做圆周运动的向心力，此时车轮对内、外轨均无侧向压力，选项D正确。

故选ACD。

10、答案：BD

解析：A.0到段图像为倾斜直线，则汽车做匀加速直线运动，牵引力不变，由

可知，牵引力的功率增大，故A错误；

BC.内，加速度减小，则牵引力减小，而速度在增加，所以牵引力的功率可能保持不变，故B正确，C错误；

D.时刻起，汽车做匀速直线运动，牵引力与阻力平衡，保持不变，故D正确。

故选BD。

11、答案：AD

解析：AB.根据牛顿第二定律得，解得，可以估算出地球的质量M，不能估算出核心舱的质量m,A符合题意，B不符合题意；

C.核心舱所受地球的引力为，因为核心舱的质量m未知，不能估算出核心舱所受地球的引力，C不符合题意；

D.核心舱所处位置的重力加速度为，，解得，可以估算出核心舱所处位置的重力加速度，D符合题意。

故选AD。

12、答案：AC

解析：BC.根据题意，由图可知，竖直高度相同，则空中运动时间相等，初速度竖直分量相等，故B错误，C正确；

AD.由于运动时间相等，水平位移甲的最大，故击出初速度的水平分量甲的最大，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，故D错误，A正确。

故选AC。

13、答案：（1）BD（2）球心；需要；大于；（3）C

解析：（1）AD.本实验要求钢球每次从斜槽末端抛出时的速度相同，所以必须每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球，而斜槽轨道是否光滑对上述要求无影响，故A错误，D正确；

B.为使钢球离开斜槽末端后做平抛运动，即钢球离开斜槽末端时速度沿水平方向，斜槽轨道末段必须水平，故B正确；

C.挡板高度决定于钢球所留痕迹点的高度，而每个痕迹点的高度差是否相同对绘图无影响，所以挡板高度不一定等间距变化，故C错误。

故选BD。

（2）因为钢球所挤压的痕迹点是球心的投影点，而所有痕迹点与原点应在同一抛物线上，所以应取钢球的球心对应白纸上的位置为原点。

y轴正方向沿竖直向下，所以需要与重锤线平行。

因为A、B和B、C间水平距离相等，所以A、B和B、C间对应钢球运动的时间相同，设为T，设钢球在A、B点时的竖直分速度大小分别为v、v，则

所以

根据运动学规律有

解得

钢球平抛的初速度大小为

（3）A.从细管水平喷出稳定的细水柱具有水平初速度，且只受重力作用，可视为平抛运动，拍摄照片，即可得到平抛运动轨迹，故A可行；

B.用频闪照相在同一底片上记录平抛小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，故B可行；

C.将铅笔抛出后，笔尖与白纸之间将无相互作用力，不可能在纸上留下抛物线痕迹，故C不可行。

本题选不可行的方案，故选C。

14、答案：（1）取下（2）0.02；0.80（3）0.020（4）再满足砂和砂桶的总质量远远小于小车质量的条件

解析：（1）实验中平衡摩擦力时，是靠小车自身重力的分力与摩擦力平衡，所以要先取下沙桶；

（2）已知电火花计时器电源频率为50Hz，则纸带上打相邻两点的时间间隔为

A、B、C、D、E是纸带上的五个计数点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出，相临计数点间的时间间隔为0.01s，则小车的加速度大小为

（3）该实验是让砂和砂桶的重力近似等于小车的牵引力，保持砂和砂桶的总质量不变，改变小车的质量m，根据牛顿第二定律

可知图像斜率表示砂和砂桶的总重力

则砂和砂桶的总质量为

（4）该实验为了使得砂和砂桶的重力近似等于小车的牵引力，必须使得砂和砂桶的质量远小于小车的质量，但是随着砂和砂桶重力的增加，当不再满足砂和砂桶的总质量远远小于小车质量时，图像就会出现弯曲，所以保持小车的质量不变，改变砂和砂桶的质量，该小组根据实验数据画出如图丙所示的图像，图像弯曲的理由可能是：不再满足砂和砂桶的总质量远小于小车质量的条件。

15、答案：（1）（2）

解析：（1）设该星球的重力加速度为，在该星球上做竖直上抛运动，抛出物体又回到出发点所用的时间为t，则根据竖直上抛和自由落体在时间上的对称性可知物体到达最高点后做自由落体回到出发点的时间为，根据运动学公式有

解得

设该星球的第一宇宙速度为v，有一质量为m的物体在该星球表面做圆周运动，则有

解得

（2）设该星球的质量为M，密度为ρ，则在该星球表面质量为m的物体的重力等于万有引力，即

解得

而该星球的体积为

可得该星球的密度为

16、答案：（1）0.3s（2）37°（3）1.2m

解析：（1）（2）根据题意，设出手时瞬时速度与水平方向的夹角为θ，则竖直方向的初速度为

篮球到达篮筐中心时，竖直速度刚好为零，则有

联立解得

则有

（3）由几何关系可知，水平初速度为

水平位移为

17、答案：（1）20m/s（2）1560N（3）13.8s

解析：（1）滑雪者从A点运动到B点的过程，由牛顿第二定律有

根据运动学公式

解得

（2）滑雪者在D点时，由向心力公式有

解得

由牛顿第三定律可知，滑雪者在D点对弧形滑道的压力大小

（3）设滑雪者在滑道AB上运动的时间为，在滑道BD上运动的时间为，在滑道DE上运动的时间为，由运动学公式有

由几何关系可知

则

又

解得