江西省湖口中学2022-2023学年高一下学期期中考试物理试卷(含答案)

这是一份江西省湖口中学2022-2023学年高一下学期期中考试物理试卷(含答案)，共18页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。


一、单选题
1．地球和土星都沿椭圆轨道绕太阳公转，土星轨道的半长轴大于地球轨道的半长轴，根据开普勒行星运动定律可知( )
A.太阳处在椭圆的中心
B.土星比地球的公转周期大
C.它们在近日点的速度均小于各自在远日点的速度
D.地球和土星分别与太阳的连线在相同时间内扫过的面积相等
2．如图所示是一个玩具陀螺，a、b是陀螺上的两点，当陀螺绕垂直于地面的轴线以角速度ω稳定旋转时，下列表述正确的是( )
A.a、b两点的线速度相等B.a、b两点的向心加速度相等
C.a、b两点的角速度相同D.a点的线速度小于b点的线速度
3．2021年5月15日，“天问一号”探测器成功着陆火星，迈出了中国火星探测征程的重要一步。若探测器在着陆前，绕火星表面运行的轨道是圆形，已知火星的质量约为地球质量的，火星的半径约为地球半径的，火星表面重力加速度与地球表面重力加速度的比值是( )
A.B.C.D.
4．质量为m的小物体在地球北极点所受重力为，在赤道上所受重力为。若地球可视为匀质球体，则质量为M的物体在赤道上所受重力为( )
A.B.C.D.
5．为了美观和经济，许多桥面建成拱形，为避免车速过快，造成安全隐患，拱桥上一般都会有限速标志，若汽车对拱桥的压力是其自身重力的0.9倍时的速度为该桥的限速标志对应的速度，当拱桥圆弧对应的曲率半径为100m时，，桥上的限速标志所示速度为( )
A.36km/hB.60km/hC.84km/hD.108km/h
6．港珠澳大桥总长约55公里，是世界上总体跨度最长、钢结构桥体最长、海底沉管隧道最长的跨海大桥，也是世界公路建设史上技术最复杂、施工难度最高、工程规模最庞大的桥梁。如图所示的路段是一段半径约为120m的圆弧形弯道，路面水平，路面对轮胎的最大静摩擦力为正压力的0.8倍，下雨时路面被雨水淋湿，路面对轮胎的最大静摩擦力变为正压力的0.4倍，若汽车通过圆弧形弯道时做匀速圆周运动，汽车可视为质点，取重力加速度，下列说法正确的是( )
A.汽车以72km/h的速率通过此圆弧形弯道时的向心加速度为
B.汽车以72km/h的速率通过此圆弧形弯道时的角速度为0.6rad/s
C.晴天时，汽车以100km/h的速率可以安全通过此圆弧形弯道
D.下雨时，汽车以60km/h的速率通过此圆弧形弯道时将做离心运动
7．质量为m的小球由轻绳a和b分别系于一轻质细杆的B点和A点，如图所示，绳a与水平方向成θ角，绳b在水平方向且长为l。当轻杆绕轴AB以角速度ω匀速转动时，小球在水平面内做匀速圆周运动，则下列说法正确的是( )
A.a绳的张力可能为零
B.a绳的张力随角速度的增大而增大
C.当角速度，b绳将出现弹力
D.若b绳突然被剪断，则a绳的弹力一定发生变化
8．如图所示，质量分别为m、2m、m的三个物体通过轻绳与劲度系数为k的轻弹簧相连接，并均处于静止状态。现在将之间的细绳剪断，弹簧始终在弹性限度内，不考虑一切阻力，下列说法正确的是( )
A.在C落地前，三者组成的系统机械能守恒
B.剪断细绳前，弹簧的伸长量为
C.剪断细绳后，当B的速度最大时B增加的重力势能为
D.剪断细绳瞬间，的加速度大小为
二、多选题
9．经国际小行星命名委员会命名的“神舟星”和“杨利伟星”的轨道均处在火星和木星轨道之间，它们绕太阳沿椭圆轨道运行，其轨道参数如下表(AU是天文学中的长度单位，大约是地球到太阳的平均距离).“神舟星”和“杨利伟星”绕太阳运行的周期分别为和，它们在近日点的加速度分别为和.则下列说法正确的是( )
A.B.C.D.
10．“鸿雁”全球卫星通信星座系统可为用户提供全球实时数据通信和综合信息服务，其中位于地球赤道平面的6颗低轨道卫星恰好实现赤道面上信息覆盖。已知地球的半径为R，地球同步卫星的轨道半径约为，则低轨道卫星的( )
A.周期比地球同步卫星的小B.轨道半径为
C.加速度比地球同步卫星的小D.运行速度等于地球的第一宇宙速度
11．如图甲所示为具有相同摆角θ、不同摆长的两圆锥摆A、B，如图乙所示为具有相同摆高h、不同摆长的两圆锥摆C、D，下列说法正确的是( )
A.A的向心加速度比B的向心加速度大
B.A的线速度比B的线速度大
C.C的角速度比D的角速度大
D.C的向心加速度比D的向心加速度大
12．如图所示，一遥控电动赛车（可视为质点）从A点由静止以恒定功率P沿水平地面向右加速运动，当到达固定在竖直面内的光滑半圆轨道最低点B时关闭发动机，赛车恰好能通过最高点C（为半圆轨道的竖直直径）。已知赛车的质量为m，半圆轨道的半径为R，A、B两点间的距离为，赛车在地面上运动时受到的阻力大小恒为（g为重力加速度大小）。不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A.赛车通过C点后在空中运动的时间为
B.赛车通过C点后恰好落回A点
C.赛车通过B点时的速度大小为
D.赛车从A点运动到B点的时间为
三、实验题
13．用如图1所示装置研究平抛运动。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。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______（选填“最上端”、“最下端”或者“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轴与重垂线平行。
（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
（4）伽利略曾研究过平抛运动，他推断：从同一炮台水平发射的炮弹，如果不受空气阻力，不论它们能射多远，在空中飞行的时间都一样。这实际上揭示了平抛物体______。
A.在水平方向上做匀速直线运动
B.在竖直方向上做自由落体运动
C.在下落过程中机械能守恒
14．如图1所示，是利用自由落体运动装置进行“验证机械能守恒定律”的实验。所用的打点计时器连接50Hz的交流电。
（1）关于本实验说法正确的是( )
A.选用较小密度材料制成的重锤B.实验需要用天平测量物体的质量
C.将纸带沿竖直方向穿过限位孔D.可以用计算瞬时速度
（2）甲同学按照正确的实验步骤操作后，选出一条纸带如图2所示，其中O点为打点计时器打下的第一个点，A、B、C为三个计数点，用刻度尺测得、、，在计数点A和B、B和C之间还各有一个点。已知重物质量为1.0kg，，则OB段对应的重物重力势能的减少量______J，重物的动能增加量______J.（结果均保留三位小数）
（3）乙同学想利用该实验装置测定当地的重力加速度。他打出了一条纸带后，利用纸带测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h，算出了各计数点对应的速度v，以h为横轴，以为纵轴画出了如图3所示的图线。由于图线没有过原点，他又检查了几遍，发现测量和计算都没有出现问题，其错误操作可能是：_________________；乙同学测出该图线的斜率为k，考虑到有阻力，则当地的重力加速度g______k（选填“大于”“等于”或“小于”）。
四、计算题
15．救援演练中，一架在2000m高空以200m/s的速度水平匀速飞行的飞机，要将物资分别投到山脚和山顶的目标A和B.已知山高720m，山脚与山顶的水平距离为800m，若不计空气阻力，g取。求：
（1）物资A和B在空中的运动时间分别是多少？
（2）则空投的时间间隔应为多少？
16．已知嫦娥五号在环月圆形轨道上的运行周期为T，万有引力常量为G，月球的半径为R，环月圆形轨道的半径为r，如图，求：
（1）月球质量M；
（2）月球的平均密度ρ；
（3）月球表面的重力加速度g。
17．一游戏装置的简化示意图如图所示，在同一竖直平面的轨道ABCDEM由四分之一光滑圆弧轨道AB、粗糙的水平轨道BC、光滑圆弧轨道CDE、粗糙斜轨道EM组成，圆弧CDE分别与直轨道BC、EM相切。斜轨道EM的倾角，底端M处有一轻质短弹簧装置。一质量的滑块（比圆管内径稍小，可视作质点）从A点正上方的O点无初速释放，滑块恰能通过圆弧的最高点D，滑块能够运动到M点（M点为四分之一圆弧轨道AB的圆心）且被等速反弹。已知滑块与水平轨道BC和斜轨道EM间的动摩擦因数均为.两圆弧轨道的半径均为，取重力加速度大小，，.求：
（1）滑块经过C点时，圆弧轨道对滑块的弹力大小F；
（2）滑块释放时O、A点间的高度差H；
（3）滑块在斜轨道EM上运动的总路程s。
参考答案
1．答案：B
解析：A.太阳处在椭圆的焦点上，选项A错误；
B.根据开普勒第三定律可知，可知，土星比地球的公转周期大，选项B正确；
C.根据开普勒第二定律可知，它们在近日点的速度均大于各自在远日点的速度，选项C错误；
D.地球和土星分别沿着不同的轨道运动，则地球和土星与太阳的连线在相同时间内扫过的面积不相等，选项D错误。
故选B。
2．答案：C
解析：AD.a、b点是同轴转动，角速度相同，a点的半径大于b点的半径，根据知，则a点的线速度大于b点的线速度，A、D错误；
B.a、b两点的角速度相同，根据可知，a、b的半径不等，则向心加速度的大小不相等，B错误；
C. a、b点是同轴转动，角速度相同，C正确。
故选C。
3．答案：A
解析：在星球表面
解得
所以
故选A。
4．答案：B
解析：质量为m的小物体在赤道上所受重力等于万有引力与向心力之差
质量为M的物体在赤道上所受重力为
解得
故选B。
5．答案：A
解析：根据牛顿第二定律得
解得
故选A。
6．答案：C
解析：AB.汽车通过此圆弧形弯道时做匀速圆周运动，轨道半径，运动速率
向心加速度为
角速度
AB错误；
C.以汽车为研究对象，当路面对轮胎的摩擦力指向内侧且达到径向最大静摩擦力时，此时汽车的速率为安全通过圆弧形弯道的最大速率。设汽车的质量为m，在水平方向上根据牛顿第二定律得
在竖直方向有
最大静摩擦力变为正压力的0.8倍，即
联立得
解得
所以晴天时，汽车以100km/h的速率可以安全通过此圆弧形弯道，C正确；
D.下雨时，路面对轮胎的最大静摩擦力变为正压力的0.4倍，有
解得
所以汽车客运安全通过此圆弧形弯道而不做离心运动，D错误。
故选C。
7．答案：C
解析：A.由于小球m的重力不为零，a绳的张力不可能为零，b绳的张力可能为零，故A错误；
B.由于a绳的张力在竖直方向的分力等于重力，角θ不变，所以a绳张力不变，b绳的张力随角速度的增大而增大，故B错误；
C.若b绳中的张力为零，设a绳中的张力为F，对小球m
，
解得
即当角速度
b绳将出现弹力，故C正确；
D.若，b绳突然被剪断时，a绳的弹力不发生变化，故D错误。
故选C。
8．答案：A
解析：A.在C落地前，三者组成的系统只有重力和弹簧弹力做功，系统机械能守恒，故A正确；
B.剪断细绳前，物体A受力平衡，根据平衡条件有
解得
故B错误；
C.剪断细绳后，物体做加速度减小的加速运动，当加速度为零时，B的速度最大，此时对A物体有
解得
在此过程弹簧的形变量为
则物体B增加的重力势能为
故C错误；
D.剪断细绳瞬间，以A为研究对象，根据牛顿第二定律有
对B有
解得
剪断细绳瞬间，的加速度大小为，故D错误；
故选A。
9．答案：BC
解析：通过表格数据的比较，“神舟星”据太阳的距离比“杨利伟星”更远，也就是“神舟星”轨道的半长轴R更大，据开普勒第三定律：
“神舟星”的周期较大，所以；
又据
可知，两星在近日点的向心加速度比较中，由于“杨利伟星”据太阳的距离较小，所以“杨利伟星”的向心加速度较大，所以.
A.A项与上述分析结论不相符，故A错误；
B.B项与上述分析结论相符，故B正确；
C.C项与上述分析结论相符，故C正确；
D.D项与上述分析结论不相符，故D错误；
10．答案：AB
解析：位于地球赤道平面的6颗低轨道卫星恰好实现赤道面上信息覆盖，可知赤道圆为6颗低轨道卫星组成的正六边形的内切圆，根据几何关系可知，低轨道卫星的轨道半径为，B正确；根据万有引力提供向心力可得，解得，可知低轨道卫星的周期比地球同步卫星的小，加速度比地球同步卫星的大，A正确，C错误；地球第一宇宙速度等于地球表面轨道卫星的运行速度，是卫星绕地球做匀速圆周运动的最大线速度，则低轨道卫星运行速度小于地球的第一宇宙速度，D错误。
11．答案：BD
解析：题图甲中小球的向心力为，解得，故A、B的向心加速度一样大，A错误；题图甲中小球的向心力为，解得，因为，故，B正确；题图乙中由相似关系可得，解得，因为C、D两球具有相同的摆高，故，C错误；题图乙中设摆绳与竖直方向的夹角为α，小球的向心加速度为，由题图乙可知，所以，D正确.
12．答案：BD
解析：A.赛车通过C点后在空中做平抛运动，竖直方向有
解得
故A错误；
B.赛车恰好能通过最高点C，则有
根据平抛运动水平方向规律有
解得
赛车通过C点后恰好落回A点,故B正确；
C.赛车从B到C的过程中，根据动能定理有
解得
故C错误；
D.赛车从A点运动到B点，根据动能定理有
解得
故D正确；
故选BD。
13．答案：（1）BD（2）球心；需要（3）AB（4）B
解析：（1）ABD.为了能画出平抛运动轨迹，首先保证小球做的是平抛运动，所以斜槽轨道不一定要光滑，但必须是水平的；同时要让小球总是从同一位置无初速释放，这样才能找到同一运动轨迹上的几个点。选项A错误，BD正确；
C.挡板只要能记录下小球下落在不同高度时的不同的位置即可，不需要等间距变化，选项C错误。
故选BD。
（2）小球在运动中记录下的是其球心的位置，故抛出点也应是小球静置于Q点时球心的位置；故应以球心在白纸上的位置为坐标原点；
小球在竖直方向为自由落体运动，故y轴必须保证与重垂线平行；
（3）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，方案A是可行的；
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，方案B是可行的；
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，由于铅笔和纸之间没有压力，故不会形成运动轨迹，方案C不可行；
故选AB。
（4）伽利略说明了小球由同一高度下落时的等时性，故只能说明小球在竖直方向为自由落体运动，无法说明水平方向上的匀速直线运动和是否机械能守恒。
故选项B正确。
14．答案：（1）C（2）1.823；1.711（3）先释放重物，再接通打点计时器电源；大于
解析：（1）A.选用较小密度材料制成的重锤，重锤的体积较大，下落时受到的空气阻力较大，会增大实验误差，A错误；
B.实验不需要用天平测量物体的质量，质量可以在解析式中约去，B错误；
C.将纸带沿竖直方向穿过限位孔，可增大纸带运动的稳定性，减小实验误差，C正确；
D.不可以用计算瞬时速度，因为纸带上打第一个点时，不一定是纸带恰好开始运动时打的，因此用计算瞬时速度，可能会产生较大的实验误差，D错误。
故选C。
（2）势能减小量

所用的打点计时器连接50Hz的交流电，因此打点周期为T=0.02s，由中间时刻的瞬时速度等于平均速度，可知动能变化量
（3）图像不过原点，当时，速度不为零，说明操作时先释放纸带，后接通电源，当打点计时器开始打点时，重物已经下落了一段距离。
若考虑阻力影响，则有
则
15．答案：（1）20s，16s（2）8s
解析：（1）根据
可得物资A在空中的运动时间
物资B在空中的运动时间
（2）抛出炸弹时距离A点的水平距离为
抛出炸弹时距离B点的水平位移为
则两次抛出点的水平位移为
则投弹的时间间隔为
16．答案：（1）（2）（3）
解析：（1）根据牛顿第二定律得
整理得
（2）月球的体积为
平均密度为
（3）在月球表面，物体受到的重力可以认为等于月球对物体的万有引力
把月球质量表达式代入得
17．答案：（1）（2）（3）
解析：（1）由于滑块恰能通过D点，则有
滑块在从C点运动到D点的过程中，由动能定理可得
在C点有
解得
（2）由几何关系可得
滑块在从O点运动到C点的过程中，由动能定理可得
解得
（3）由功能关系可得
解得
远日点
近日点
神舟星
3.575AU
2.794AU
杨利伟星
2.197AU
1.649AU