黑龙江省肇东市第四中学2022-2023学年高一下学期期中考试物理试卷

肇东市第四中学2022-2023学年高一下学期物理期中考试卷

一、单选题

1．关于曲线运动的叙述正确的是（　　）

A．做曲线运动的物体某时刻有可能处于平衡状态

B．做曲线运动的物体，速度一定变化

C．做曲线运动的物体加速度一定改变

D．做曲线运动的物体，速度方向时刻变化，故曲线运动不可能是匀变速运动

2．某一“风洞实验室”可产生水平方向的风。某时刻，从“风洞实验室”的顶部自由落下一物块，物块在下落过程中，遇到水平方向吹来的风，下列说法中正确的是（　　）

A．风速越大，物块下落时间越长

B．风速越大，物块着地时速度越大

C．物块下落时间与风速有关

D．物块着地速度与风速无关

3．下列说法正确的是（　　）

A．牛顿发现了万有引力定律并测出了引力常量G的数值

B．苹果受到的重力和月亮受到地球的引力属于两种性质的力

C．绕地球做匀速圆周运动的卫星，轨道半径越大线速度也越大

D．若两个质量分别为、的物体，重心间的距离r远大于它们的尺寸，则它们间的万有引力可用近似计算

4．3月15日，2023年全国室内田径锦标赛在天津团泊体育中心室内田径馆开赛。在首日比赛中，黑龙江老将高兴龙凭借最后一跳8米20的成绩，以1厘米的优势反超江苏名将王嘉男夺冠。经测量，该运动员轨迹最高点距离地面，假设跳远运动员落入沙坑瞬间速度方向与水平面的夹角为，运动员可视为质点，不计空气阻力，则有（　　）

A． B． C． D．

5．如图所示，P、Q和M、N分别是坐标系x轴与y轴上的两点，Q为OP的中点，N为OM的中点，a、b、c表示三个可视为质点的物体做平抛运动的轨迹，a、b抛出点的位置相同，a、c落点的位置相同，以、、表示三个物体的初速度，、、表示三个物体做平抛运动的时间，则有（　　）

A． B．

C． D．

6．关于圆周运动，下列情境中说法正确的是（　　）

A．图甲，运动员在过弯道时做圆周运动，所受到的力有重力、支持力、摩擦力以及向心力

B．图乙，自由式滑雪U型场地看作是半圆形轨道，运动员经过最低点时，处于失重状态

C．图丙，在铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，目的是让火车以设计速度行驶时，轮缘与轨道间无挤压

D．图丁，洗衣机筒在转动脱水过程中，增大洗衣机筒的转速，衣服受到筒内壁的摩擦力一定增大

7．如图所示的皮带传动装置中，轮A和B同轴，A、B、C分别是三个轮边缘的质点，且，则下列说法中正确的是（　　）

A．三质点的线速度之比

B．三质点的角速度之比

C．三质点的周期之比

D．三质点的向心加速度之比

8．如图所示，竖直面内固定一光滑圆环，质量为m的珠子（可视为质点）穿在环上做圆周运动。已知珠子通过圆环最高点时，对环向上的压力大小为2mg（g为重力加速度），圆环半径为R，则珠子在最高点的速度大小为（　　）

A． B． 

C． D．

9．如图所示，地球绕地轴匀速转动，在地球表面上有质量相同的A、B两物体，设A、B两物体的线速度分别为、，角速度分别为、，向心加速度分别为、，万有引力分别为，，下列说法正确的是（　　）

A． B． 

C． D．

10．如图所示，a为放在赤道上相对地球静止的物体，随地球自转做匀速圆周运动，b为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星（轨道半径约等于地球半径），c为地球的同步卫星。下列关于a、b、c的说法中正确的是（　　）

A．b卫星转动线速度大于7.9km/s

B．a、b、c做匀速圆周运动的向心加速度大小关系为a＞a＞a

C．a、b、c做匀速圆周运动的周期关系为T=T<T

D．在b、c中，b的线速度大

11．天文学家将相距较近，仅在彼此的引力作用下运行的两颗星球称为双星系统。设某双星系统绕其连线上的O点做匀速圆周运动，如图所示。若，则（　　）

A．星球A的质量小于星球B的质量

B．星球A的线速度等于星球B的线速度

C．双星之间的距离一定，双星系统的总质量越小，转动的周期越小

D．双星系统的总质量一定，双星之间的距离越大，转动的周期越大

二、多选题

12．质量为m的物体，由做匀速直线运动的汽车牵引，当物体上升时，汽车的速度为v，细绳与水平面间的夹角为，如图所示，则下列说法中正确的是（　　）

A．此时物体的速度大小为vcosθ

B．物体做匀加速直线运动

C．绳子的拉力等于mg

D．物体做加速运动且速度小于车的速度

13．如图所示，一个圆盘在水平面内匀速转动，角速度是4rad/s。盘面上距圆盘中心0.10m的位置有一个质量为0.10kg的小物体在随圆盘一起做匀速圆周运动。已知小物体与圆盘之间的动摩擦因数为0.25，g=10m/s2。下列判断正确的是（　　）

A．小物体受到的摩擦力的大小为2.5N

B．小物体受到的摩擦力的方向沿半径指向圆心

C．要使小物体相对于圆盘滑动，圆盘转动的角速度至少为5rad/s

D．在圆盘的角速度从4rad/s增加到5rad/s的过程中，小物体受到的摩擦力的方向始终指向圆心

14．如图所示是某次同步卫星发射过程的示意图，先将卫星送入一个近地圆轨道，然后在P点点火加速，进入椭圆转移轨道，其中P是近地点，Q是远地点，在Q点再次点火加速进入同步轨道。设卫星在近地圆轨道的运行速率为v1，加速度大小为a1；在P点短时间点火加速之后，速率为v2，加速度大小为a2；沿转移轨道刚到达Q点速率为v3，加速度大小为a3；在Q点点火加速之后进入圆轨道，速率为v4，加速度大小为a4，则（　　）

A．

B．

C．在外圆轨道运动的周期大于椭圆轨道的周期

D．同步卫星只能在赤道的正上方，但离地面的高度可按需要选择不同的值

15．由于地球自转的影响，地球表面的重力加速度会随纬度的变化而有所不同．已知地球表面两极处的重力加速度大小为，在赤道处的重力加速度大小为g，地球自转的周期为T，引力常量为G。假设地球可视为质量均匀分布的球体。下列说法正确的是（　　）

A．质量为m的物体在地球北极受到的重力大小为mg

B．质量为m的物体在地球赤道上受到的万有引力大小为mg

C．地球的半径为

D．地球的密度为

三、实验题

16．未来在一个未知星球上用如图甲所示装置“探究平抛运动的特点”。悬点O正下方P点处有水平放置的炽热电热丝，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断，小球由于惯性向前飞出做平抛运动．现对小球采用频闪数码照相机连续拍摄．在有坐标纸的背景屏前，拍下了小球在做平抛运动过程中的多张照片，经合成后，照片如图乙所示．a、b、c、d为连续四次拍下的小球位置，已知照相机连续拍照的时间间隔是0.10s，照片大小如图乙中坐标所示，又知该照片的长度与实际背景屏的长度之比为1：4，则：

（1）由以上信息，可知a点________（选填“是”或“不是”）小球的抛出点。

（2）该星球表面的重力加速度为________m/s2；

（3）小球平抛的初速度是________m/s；

（4）小球在b点时的速度是________m/s。

17．用如图所示的装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系。两个变速塔轮通过皮带连接，转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的钢球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对钢球的压力提供向心力，钢球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个钢球所受向心力的比值。如图所示是探究过程中某次实验时装置的状态

（1）该实验采用的实验方法为_________（填选项前的字母）。

A．等效替代法            B．控制变量法            C．理想化模型法

（2）在探究向心力的大小F与质量m关系时，要保持不变的是_________（填选项前的字母）.

A．ω和r                B． ω和m            C． m和r            D．m和F

（3）图中所示是在探究向心力的大小F与_________（填选项前的字母）.

A．质量m的关系        B．半径r的关系        C．角速度ω的关系

（4）若图中标尺上红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力之比为F1：F2=1：9，则与皮带连接的两个变速塔轮的半径之比为_________（填选项前的字母）.

A．1：3                B．3：1                C．1：9            D．9：1

四、解答题

18．如图所示，一小球以的速度水平抛出，在落地前经过空中A、B两点，在A点小球速度方向与水平方向的夹角为，在B点小球速度方向与水平方向的夹角为53°，空气阻力忽略不计，，，g取。则：

（1）小球在A点速度的竖直方向分速度大小；

（2）小球在B点速度的竖直方向分速度大小；

（3）小球从A点运动到B点用时多少？

（4）A、B两点间的水平距离是多少？

19．有一种叫“飞椅”的游乐项目，示意图如图所示．长为的钢绳一端系着质量为的座椅，另一端固定在半径为的水平转盘边缘．转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动，当转盘匀速转动时，钢绳与转动轴在同一竖直平面内，与竖直方向的夹角为，不计钢绳的重力，求:

（1）转盘转动的角速度；

（2）此时钢绳的拉力大小．

20．火星成为中国深空探测的第二颗星球。2020年4月24日，中国行星探测任务被命名为“天问系列”。若探测器在某高度处绕火星做匀速圆周运动的周期为T，忽略火星的自转，火星表面的重力加速度为g，已知火星的半径为R，引力常量为G，求：

（1）火星的质量M；

（2）求探测器距火星表面的高度h。

参考答案：

1．B

【详解】A．做曲线运动的物体受到合外力一定不为零，不可能处于平衡状态，故A错误；

B．做曲线运动的物体，速度方向时刻发生变化，则速度一定变化，故B正确；

CD．做曲线运动的物体加速度不一定改变，比如平抛运动，加速度为重力加速度，保持不变，平抛运动为匀变速运动，故CD错误。

故选B。

2．B

【详解】AC．因为各分运动具有独立性，水平方向上的运动不影响竖直方向上的运动，所以在竖直方向上，运动时间不变，所以下落的时间不变，故AC错误；

BD．将小球的运动分解为水平方向和竖直方向上的两个分运动，在水平方向上，当风速越大，着地时水平分速度越大，根据矢量合成法则可知，物块着地时，速度也越大，故D错误，B正确。

故选B。

3．D

【详解】A．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪什测出了引力常量G的数值，故A错误；

B．苹果受到的重力和月亮受到地球的引力属于同种性质的力，都是引力，故B错误；

C．绕地球做匀速圆周运动的卫星，由，可得

可知轨道半径越大线速度越小，故C错误；

D．若两个质量分别为、的物体，重心间的距离r远大于它们的尺寸，则它们间的万有引力可用近似计算，故D正确。

故选D。

4．B

【详解】运动员在空中的运动可看做斜抛，从斜抛的最高点到落地点可看做平抛，根据平抛运动的规律可知

故选B。

5．B

【详解】三个物体都做平抛运动，在竖直方向上是自由落体运动，由

解得

由题意可知

可知下落的时间之比为

由

解得

由题意可知

可知水平方向上物体的初速度之比

故选B。

6．C

【详解】A．运动员过弯时所做的圆周运动，受到重力、支持力以及摩擦力，向心力是由合力提供，并非真实存在的力，选项A错误；

B．滑雪运动员做圆周运动，经过最低点时，向心力

所以

属于超重，选项B错误；

C．火车转弯处，通常要求外轨比内轨高，当火车按设计速度转弯，恰好由重力和支持力的合力完全提供向心力，此时轮轨与轨道间无挤压，选项C正确；

D．转速增大，水滴所需要的向心力增大，但衣服受到的摩擦力等于重力，随着衣服内水滴的甩出，重力减小，摩擦力减小，故选项D错误。

故选C。

7．A

【详解】AB．由于B轮和C轮是皮带传动，皮带传动的特点是两轮与皮带接触点的线速度的大小与皮带的线速度大小相同，故

由于A轮和B轮共轴，故两轮角速度相同，即

由角速度和线速度的关系式可得

所以

，

故A正确，B错误；

C．由周期可得

故C错误；

D．由向心加速度，解得

故D错误。

故选A。

8．C

【详解】珠子对环的压力向上，根据牛顿第三定律知，环对珠子的支持力向下，根据牛顿第二定律得

解得

故选C。

9．C

【详解】AB．质量相同的A、B两物体都绕地轴做匀速圆周运动，属于同轴转动，因此两物体做匀速圆周运动的角速度相同；又物体B转动的半径大于物体A转动的半径，根据

可知B的线速度大于A的线速度，因此有

，

故AB错误；

C．因为A做匀速圆周运动的的半径小于B做匀速匀速圆周运动的半径，由

可知

故C正确；

D．根据万有引力公式

可知，两物体质量相同，到地心的距离相同，故所受万有引力相同，有

故D错误。

故选C。

10．D

【详解】根据题意可得，甲的公转轨道半径为

乙的椭圆轨道半长轴为

设乙的运动周期为，由开普勒第三定律

联立解得

故选D。

11．D

【详解】A．由于b为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星，运行速度等于第一宇宙速度，为7.9km/s，A错误；

C．由于c为地球同步卫星，相对地面静止，因此

Ta=Tc

对于b、c卫星，根据

可得

因此

Tc>Tb

C错误；

B．对于b、c卫星，根据

可知

ab＞ac

对于a、c，根据

由于运行周期相同， 因此

ac >aa

B错误；

D．对于b、c，根据

可得

因此

D正确。

故选D。

12．D

【详解】A．由于两星球间的万有引力提供各自做圆周运动的向心力，根据

可得

因AO<OB，故星球A的质量一定大于星球B的质量，A错误；

B．由于两星球角速度相同，根据

可知星球A的线速度一定小于星球B的线速度，B错误；

CD．根据

整理得

双星间距离一定，双星的质量越小，其转动周期越大；双星的质量一定，双星之间的距离越大，其转动周期越大，故C错误，D正确。

故选D。

13．AD

【详解】A．根据运动的合成可以求得

选项A正确；

B．因为物体速度，随着变小，物体速度变大且不是均匀变化，所以不是匀变速，选项B错误；

C．因为，随着变小，物体速度变大，加速，所以加速度向上，拉力大于重力，选项C错误；

D．根据，随着变小，物体速度变大，且，所以物体速度小于小车速度，选项D正确。

故选AD。

14．BC

【详解】A．小物体随圆盘一起做匀速圆周运动，静摩擦力提供向心力，所以

故A错误；

B．由于静摩擦力提供向心力，所以摩擦力的方向沿半径指向圆心，故B正确；

C．当小物体恰好相对圆盘滑动时，有

解得

故C正确；

D．在圆盘的角速度从4rad/s增加到5rad/s的过程中，小物体受到的摩擦力一部分提供向心力，一部分产生物体速度增大的切向力，所以小物体受到的摩擦力的方向不指向圆心，故D错误。

故选BC。

15．BC

【详解】A．卫星的加速度由其受到地球的万有引力产生，卫星距离地球越远，万有引力越小，加速度越小，处在与地球距离等的位置时，卫星的加速度大小相等，故，故A错误。

B．卫星在P点点火加速，速度大小由v1加速到v2，所以；然后在Q点点火加速，速度大小由v3加速到v4，所以；根据卫星轨道半径与线速度关系可知，卫星运转半径越大，线速度越小，所以。综合可知。故B正确。

C．根据开普勒第三定律可知，轨道半径（半长轴）越大，卫星运转周期越大。由图可知外圆轨道半径大于椭圆轨道半长轴，所以卫星在外圆轨道运动的周期大于在椭圆轨道的周期。故C正确。

D．同步卫星只能在赤道的正上方，并且离地面的高度是一个特定高度，故D错误。

故选BC。

16．CD

【详解】A．质量为m的物体在地球北极受到的地球引力等于其重力，大小为mg0，A错误；

B．质量为m的物体在地球赤道上受到的万有引力大小等于其在地球两极受到的万有引力，大小为mg0，B错误；

C．设地球半径为R，在地球赤道上随地球自转物体的质量为m，由牛顿第二定律可得

C正确；    

D．设地球质量为M，地球半径为R，质量为m的物体在地球表面两极处受到的地球引力等于其重力，可得

又

则有

D正确。

故选CD。

17．     是     8     0.8    

【详解】（1）[1]由图像可知在连续相等的时间间隔内通过的位移之比为1：3：5，根据初速度为0的匀变速运动，在连续相等的时间间隔内通过的位移之比的规律可知a点是小球的抛出点。

（2）[2]根据

可得

则该星球表面的重力加速度为。

（3）[3]由

可得

则小球平抛的初速度是。

（4）[4]小球在b点时的竖直方向的速度为

小球在b点时的速度为

18．     B     A     C     B

【详解】（1）[1] 探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系时，变量较多，需采用控制变量法。

故选B。

（2）[2]根据控制变量法的原理可知，在探究向心力的大小F与质量m关系时，要保持其他的物理量不变，其中包括角速度与半径，即保持角速度与半径相同。

故选A。

（3）[3]图中所示两球的质量相同，转动的半径相同，则探究的是向心力与角速度的关系。

故选C。

（4）[4]根据，两球的向心力之比为1：9，半径和质量相等，则转动的角速度之比为1：3，因为靠皮带传动，变速塔轮的线速度大小相等，根据，则与皮带连接的变速塔轮对应的半径之比为3：1。

故选B。

19．（1）；（2）；（3）；（4）

【详解】（1）平抛运动某点的速度分解为水平和竖直方向，则小球在A点速度的竖直方向分速度大小为

（2）小球在B点速度的竖直方向分速度大小为

（3）小球从A运动到B点用时

（4）A、B两点间的水平位移为

20．（1）；（2）

【详解】（1）座椅随转盘转动时由钢绳拉力和重力的合力提供向心力

而

联立解得

（2）有竖直方向上平衡得

解得

21．（1）；（2）

【详解】(1)根据万有引力定律

得

(2)对探测器

得