2022-2023学年黑龙江省哈尔滨市第六中学高一下学期期中物理试题含答案

  哈尔滨市第六中学2022～2023学年度下学期期中考试

高一物理试题

哈六中命题中心命制

本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，满分100分，考试时间75分钟．

第Ⅰ卷（选择题，共48分）

一、选择题（本题共12小题，共48分．其中1～8小题只有一个选项符合题意，每小题4分；9～12小题有多个选项符合题意，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）

1．在人类对物质运动规律的认识过程中，许多物理学家大胆猜想、勇于质疑，取得了辉煌的成就．下列有关科学家及他们的贡献描述正确的是（    ）．

A．卡文迪许在牛顿发现万有引力定律后，进行了“月－地检验”，将天体间的力和地球上物体的重力统一起来

B．在公式中，G称为引力常量，单位是

C．在中，k是与太阳无关的常量

D．万有引力定律只适用于天体，不适用于地面上的物体

2．有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（    ）．

A．如图a，汽车通过拱桥的最高点时处于超重状态

B．如b所示是一圆锥摆，增大，但保持圆锥的高不变，则圆锥摆的角速度变大

C．如图c，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别做匀速度圆周运动，则在A、B两位置小球的角速度及所受筒壁的支持力大小相等

D．如图d，火车转弯超过规定速度行驶时，外轨对轮缘会有挤压作用

3．一质量为m的物体在光滑水平面上以速度沿直线运动，时刻该物体受到了大小为的恒力作用，恒力与速度位于同一个水平面内，的方向与速度的方向成角，在恒力的作用下，物体瞬时速度大小v随时间t的变化而变化，以加上恒力的时刻为计时起点，物体的图像如图所示，图像的最低点P的坐标正确的是（    ）．

A． B． C． D．

4．如图所示为内燃机部分结构的剖面简图，曲轴绕O点沿逆时针方向匀速转动，转速为n，曲轴与连杆连接在A点，连杆与活塞连接在B点，，此时，连杆与的夹角为，则（    ）．

A．图示时刻活塞的速度大小为

B．图示时刻活塞的速度大小为

C．从图示时刻至活塞到最高点，活塞的速度先变大后变小

D．从图示时刻至活塞到最高点，活塞的速度先变小后变大

5．如图所示，可视为质点的、质量为m的小球，在半径为R的竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，重力加速度为g．下列有关说法中正确的是（    ）．

A．小球在圆心上方管道内运动时，对外壁一定有作用力

B．小球能够到达最高点时的最小速度为

C．小球达到最高点的速度是时，球受到的合外力为零

D．若小球在最高点时的速度大小为，则此时小球对管道外壁的作用力大小为

6．火星探测器的发射时间要求很苛刻，必须在每次地球和火星相距最近之前几个月发射．设地球环绕太阳的运动周期为T，轨道半径为；火星环绕太阳的轨道半径为，火星的半径为R，万有引力常量为G．下列结论正确的有（    ）．

A．太阳质量为

B．火星的公转周期为

C．火星表面的重力加速度为

D．从火星与地球相距最近开始计时到火星与地球第一次相距最远的时间为

7．某人造地球卫星绕地心做近似圆周运动，轨道距离地面高度约，地球半径约，质量约为，引力常量，则该卫星在时间内，在轨道上通过的弧长约（    ）．

A． B． C． D．

8．两个靠的很近的天体绕着它们连线上的一点（质心）做圆周运动，构成稳定的双星系统．双星系统运动时，其轨道平面上存在着一些特殊的点，在这些点处，质量极小的物体（如人造卫星）可以相对两星体保持静止，这样的点被称为“拉格朗日点”．现将“地－月系统”看做双星系统，如图所示，位地球球心、位月球球心，它们绕着连线上的O点以角速度做圆周运动．P点到、距离相等且等于间距离，该点处小物体受地球引力和月球引力的合力F，方向恰好指向O，提供向心力，可使小物体也绕着O点以角速度做圆周运动．因此P点是一个拉格朗日点．现沿连线方向为x轴，过与垂直方向为y轴建立直角坐标系．A、B、C分别为P关于x轴、y轴和原点的对称点，D为x轴负半轴上一点，到的距离小于P点到的距离．根据以上信息可以判断（    ）．

A．A点一定是拉格朗日点 B．B点一定是拉格朗日点

C．C点可能是拉格朗日点 D．D点一定是拉格朗日点

9．2021年10月14日，我国成功发射了首颗太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”，用于实现太阳波段光谱成像的空间探测．“羲和号”的轨道为近极地太阳同步卫星轨道，离地高度约为．如图所示，a为羲和号，b为地球静止卫星，c为赤道上随地球一起转动的物体．已知地球半径约为，地球的自转周期为24小时，下列说法正确的是（    ）．

A．a的发射速度大于第二宇宙速度     B．a、b、c的线速度大小关系为

C．a的向心加速度小于c的向心加速度     D．a的运行周期小于

10．如图所示，用一轻质绳拴着一可视为质点、质量为m的小球，在竖直平面内做圆周运动．小球运动到最高点时和最低点时绳对小球的拉力分别用和表示，小球在最高点和最低点时的速度大小分别用和表示．改变小球运动的速度，其和关系图像如图甲乙中两条图线A、B所示，图线中a、b均为已知值，重力加速度为g，不计空气阻力．下列说法正确的是（    ）．

A．图线A和图线B斜率相同

B．根据图像可得

C．当时，小球不能过最高点

D．只要，小球就能够在竖直平面内做完整的匀速圆周运动

11．质量为的物体沿水平面向右做直线运动，时刻受到一个水平向左的恒力F，如图甲所示，取水平向右为正方向，此物体的图象如图乙所示，，则（    ）．

A．物体与水平面间的动摩擦因数

B．内恒力F对物体做功

C．末物体在计时起点位置左侧处

D．内物体克服摩擦力做功

12．中国“FAST”球面射电望远镜发现一个脉冲双星系统．科学家通过对脉冲星计时观测得知该双星系统由一颗脉冲星与一颗白矮星组成，如图所示．质量分布均匀的恒星A、B双星系统绕O点沿逆时针方向做匀速圆周运动，运动周期为，两者间距为L；C为B的卫星，绕B沿逆时针方向做匀速圆周运动，周期为，且．A与B之间的引力远大于C与B之间的引力，C与B之间的引力远大于C与A之间的引力．引力常量为G，则（    ）．

A．恒星A、B的质量之比等于它们的轨道半径之比

B．恒星A、B的质量之和为

C．已知卫星C的轨道半径r和恒星B的半径，可求得恒星B的密度为

D．三星A、B、C相邻两次共线的时间间隔为

第Ⅱ卷（非选择题，共52分）

二、实验填空题（本题共2小题，共14分）

13．某同学在做“探究平抛运动的规律”实验时，确定平抛小球在运动中的准确位置很不容易操作．于是他在实验中用了一块平木板附上复写纸和白纸，竖直立于正对槽口前某处，将小球从斜槽上h高处由静止释放，小球撞在木板上留下痕迹A，将木板向后移动距离x，再使小球从斜槽上同样高度由静止释放，小球撞在木板上留下痕迹B，将木板再向后移动距离x，小球再从斜槽上同样高度由静止释放，再得到痕迹C，A、B间距离，A、C间距离．（重力加速度为g）

（1）安装器材时要使斜槽末端__________；

（2）根据以上物理量导出测量小球水平抛出的速度公式__________（用题中所给字母表示）．

（3）若将木板向后移动不是等距移动，第一次小球撞在木板上留下痕迹A时，木板距斜槽末端水平距离为，第二次小球撞在木板上留下痕迹B时，木板距斜槽末端水平距离为，A、B间距离为d，则小球水平抛出的速度为__________（用题中所给字母表示）．

14．在“用圆锥摆验证向心力的表达式”实验中，如图甲所示，细绳的悬点刚好与一个竖直的刻度尺的零刻度线平齐．将画着几个同心圆的白纸置于水平桌面上，使钢球静止时刚好位于圆心．用手带动钢球，设法使它刚好沿纸上某个半径为r的圆周运动，钢球的质量为m，重力加速度为g．

（1）用秒表记录运动n圈的总时间为t，那么钢球做圆周运动时需要的向心力表达式为__________．

（2）通过刻度尺测得钢球运动的轨道平面距悬点的高度为h，那么钢球做圆周运动时外力提供的向心力表达式为__________．

（3）改变钢球做圆周运动的半径，多次实验，得到如图乙所示的关系图像，可以达到粗略验证向心力表达式的目的，该图线的斜率表达式__________．（用前面已知的相关字母表示）

三、计算题（本题共3小题，共38分，其中15题12分，16题12分，17题14分．

解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）

15．如图所示，宇航员站在某质量分布均匀的星球表面一斜坡上P点，沿水平方向以初速度抛出一个小球，测得小球经时间t落到斜坡上另一点Q，斜面的倾角为，已知该星球的半径为R，万有引力常量为G，忽略该星球的自转．求：

（1）该星球的密度；

（2）该星球的第一宇宙速度；

（3）人造卫星绕该星球表面做匀速圆周运动的最小周期T．

16．如图所示，是一个半径为竖直放置的光滑半圆弧轨道．是一段长度为的水平轨道，一小物块从A点以的初速度向右运动，从B点沿圆弧切线进入圆弧轨道且恰能做圆周运动，小物块运动到圆弧最低点C时对C点的压力为其重力的6倍，小物块离开C点做平抛运动落到D点时速度方向与水平方向成角，重力加速度g取．空气阻力不计，求：

（1）小物块与水平轨道之间的动摩擦因数；

（2）小物块到达C点时的瞬时速度；

（3）小物块从C到D的运动时间以及到达D点时的瞬时速度．

17．2019年1月3日，我国“嫦娥四号”探测器在月球背面成功着陆并发回大量月背影像．如图所示为位于月球背面的“嫦娥四号”探测器A通过“鹊桥”中继站B向地球传输电磁波信息的示意图．拉格朗日点位于地月连线延长线上，“鹊桥”的运动可看成如下两种运动的合运动：一是在地球和月球引力共同作用下，“鹊桥”在点附近与月球以相同的周期一起绕地球做匀速圆周运动；二是在与地月连线垂直的平面内绕点做匀速圆周运动．已知地球的质量为月球质量的n倍，地球到点的距离为月球到点的距离的k倍，地球半径、月球半径以及“鹊桥”绕点做匀速圆周运动的半径均远小于月球到点的距离（提示：“鹊桥”绕点做匀速圆周运动的向心力由地球和月球对其引力在过点与地月连线垂直的平面内的分量提供，电磁波在真空中的传播速度为）．

（1）若月球到点的距离，，“鹊桥”接收到“嫦娥四号”传来的信息后需经处理才能发出，试估算“嫦娥四号”从发出信息到传回地球的最短时间（保留三位有效数字）；

（2）试推导“鹊桥”绕点做匀速圆周运动的周期T的（近似）表达式，若，，天，求出T的天数（取整数）．

高一物理答案

一、选择题（本题共12小题，共48分．其中1～8小题只有一个选项符合题意，每小题4分；9～12小题有多个选项符合题意，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）

1．B   2．D   3．B   4．B   5．D   6．B   7．B   8．A

9．BD    10．ABC    11．CD    12．BC

二、填空题

13．①保持水平 ② ③

14．① ② ③

三、15．（1）

（2）

（3）

16．（1）0.35；

（2），方向水平向左；

（3），，方向与水平方向成角

17．（1）

（2）（天）