山西省忻州市2023-2024学年高一下学期4月期中联考物理试题（原卷版+解析版）

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注意事项：
1.答题前，考生务必将自己的姓名，考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
4.本试卷主要考试内容：人教版必修第二册第五章至第七章。
一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1. 万有引力定律是物理学中几个最重要的定律之一。最先发现万有引力定律的是（ ）
A 第谷B. 哥白尼C. 卡文迪什D. 牛顿
2. 为备战2024年F1中国大奖赛，运动员正在刻苦训练。若某赛车在弯道上高速行驶时突然外侧后轮脱离赛车，则飞出时这个车轮的运动情况是（ ）
A. 脱离后就静止不动B. 与未脱落的车轮一样继续转弯
C. 沿着与轨迹垂直的方向飞出D. 沿着脱离时轮子前进的方向飞出
3. 大部分生活小区里面都有健身娱乐器材，其中跷跷板深受儿童喜爱。如图所示，跷跷板的支点位于板的中点，小男孩到支点的距离比小女孩到支点的距离大。当跷跷板转动时，下列说法正确的是（ ）
A. 男孩的线速度比女孩的线速度大
B. 男孩的线速度比女孩的线速度小
C. 男孩的角速度比女孩的角速度大
D. 男孩的角速度比女孩的角速度小
4. 2024年3月20日，探月工程四期“鹊桥二号”中继星成功发射升空。“鹊桥二号”中继星作为探月四期后续工程的“关键一环”，将架设地月新“鹊桥”，为“嫦娥四号”“嫦娥六号”等任务提供地月间中继通信。3月25日，“鹊桥二号”中继星经过约112小时奔月飞行后，在距月面约440公里处开始实施近月制动，约19分钟后，顺利进入环月轨道飞行，其运动轨迹演示如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 该次发射速度大于第二宇宙速度B. “鹊桥二号”制动是向运动前方喷气
C. “鹊桥二号”的环月轨道一定为圆周D. “鹊桥二号”进入环月轨道后不受月球引力
5. 如图所示，竖直固定在水平乒乓球桌面上的球网（厚度不计）到桌面左、右边缘的水平距离相等。在某次乒乓球训练中，从左边桌面上方到球网水平距离为桌长的的某一高度处，将乒乓球（视为质点）垂直球网水平击出，乒乓球恰好通过球网的上边缘落到桌面右侧边缘。不计空气阻力。若乒乓球在球网左侧运动的时间为t，则乒乓球在球网右侧运动的时间为（ ）
A. B. C. D.
6. 某同学用轻绳拉动木箱进行力量训练。如图所示，该同学与木箱通过一根跨过定滑轮的轻绳连接，若该同学以大小为v的速度水平向右移动，则当轻绳与水平方向的夹角分别为和时，木箱的速度大小为（ ）
A. B.
C. D.
7. 某次抗洪抢险中，救援船要横渡一条宽度为d的平直河流，救援船在静水中的速度大小为水速大小的2倍。若要求救援船在最短时间内渡河，则救援船在河中行驶的距离为（ ）
A. dB. C. D.
8. 《夸父逐日》最早出自《山海经海外北经》，反映了古代先民与自然灾害做斗争事实。若夸父“逐日”的足迹遍及全球，且未离开地面，则对于夸父“逐日”的过程，下列说法正确的是（ ）
A. 夸父所受的重力竖直向下
B. 夸父在赤道时所受的重力最大
C. 夸父所受的重力和万有引力始终相等
D. 夸父在两极时随地球转动所需的向心力最小
9. 如图所示，一根不可伸长的轻质细线，一端固定在O点，另一端系一小球（视为质点）。小球在水平面内做匀速圆周运动，当角速度大小为时，O点到轨迹圆心的高度为，细线的拉力大小为，小球的向心加速度大小为，线速度大小为；当角速度大小变为时，O点到轨迹圆心的高度为，细线的拉力大小为，小球的向心加速度大小为，线速度大小为。下列说法正确的是（ ）
A. B. C. D.
10. 我国载人月球探测工程登月阶段任务已启动实施，计划在2030年前实现中国人首次登陆月球。若探测器登月前一段时间内绕月球做匀速圆周运动，轨道半径的三次方与周期的二次方的关系图像的斜率为k，月球的半径为R，引力常量为G，将月球视为质量分布均匀的球体，球的体积公式为，其中，r为球的半径，则下列说法正确的是（ ）
A. 月球的质量为B. 月球的密度为
C. 月球的第一宇宙速度为D. 月球表面的重力加速度大小为
二、非选择题：共54分。
11. 用如图所示的实验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，转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮左塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。实验用球分为钢球和铝球，请回答相关问题：
（1）在某次实验中，某同学把两个质量相等的钢球放在A、C位置， A、C到塔轮中心距离相同，将皮带处于左右塔轮的半径不等的层上。转动手柄，观察左右露出的刻度，此时可研究向心力的大小与 的关系；
A. 质量mB. 角速度C. 半径r
（2）在（1）的实验中，某同学匀速转动手柄时，左边标尺露出1格，右边标尺露出4格，则皮带连接的左、右塔轮半径之比为_______；
（3）在（1）的实验中，其他条件不变，若增大手柄转动的速度，则下列符合实验实际的是（ ）
A. 左右两标尺示数将变大，两标尺示数的比值变小
B. 左右两标尺示数将变大，两标尺示数的比值不变
C. 左右两标尺的示数将变小，两标尺示数的比值变小
D. 左右两标尺示数将变大，两标尺示数的比值变大
12. 学校物理兴趣小组用如图甲所示的装置做“探究平抛运动的特点”的实验，竖直挡板上附有复写纸和白纸，可以记下钢球撞击挡板时的点迹。实验时，竖直挡板初始位置紧靠斜槽末端，钢球从斜槽上P点由静止滚下，撞击挡板留下点迹0，将挡板依次水平向右移动x，重复实验，挡板上留下点迹1、2、3、4。以点迹0为坐标原点，竖直向下建立坐标轴y，各点迹坐标值分别为、、、。
（1）斜槽轨道________要光滑，斜槽末端切线________要水平。（均填“一定”或“不一定”）
（2）将钢球视为质点，当地的重力加速度大小为g，若用g、x和表示，则钢球抛出时的初速度大小________。
（3）在另一次实验中，将白纸换成方格纸，方格纸中每小格的边长均为L，通过实验，记录了钢球在运动过程中的三个位置，如图乙所示。将钢球视为质点，已知当地的重力加速度大小为g，则钢球做平抛运动的初速度大小________，钢球经过B点时在竖直方向上的分速度大小________。
13. 已知地球与月球的质量之比为，地球与月球的半径之比为。忽略地球与月球的自转。
（1）求地球和月球表面的重力加速度大小之比；
（2）若在地球和月球表面附近，分别竖直上抛一个小球，结果两小球上升的最大高度相同，求在地球和月球表面附近竖直上抛的小球的初速度大小之比。
14. 如图所示，篮筐距水平地面的高度，某次远距离投篮练习中，竖直站立的运动员到篮筐中心的水平距离，篮球（视为质点）出手点距地面的高度，篮球投出后恰好“空心”入筐。已知篮球的运行轨迹为抛物线，最高点距地面的高度，取重力加速度大小，不计空气阻力。求：
（1）篮球从出手到进筐所用的时间t；
（2）篮球出手时的速度大小v。
15. 某同学站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，轻绳的另一端系有质量为m的小球（视为质点），甩动手腕，使小球在竖直平面内绕O点做部分圆周运动（圆周摆动）。当小球某次运动到最低点时，轻绳突然断裂，小球飞行水平距离d后落地，如图所示。已知O点距地面的高度为d，O点与小球之间的绳长为，重力加速度大小为g，不计空气阻力。
（1）求轻绳断裂时小球的速度大小和小球落地时的速度大小；
（2）求轻绳刚要断裂时轻绳所受的拉力大小F；
（3）改变绳长，使小球重复上述运动，若轻绳仍在小球运动到最低点时断裂，且断裂时轻绳所受的拉力大小仍为F，要使小球抛出的水平距离最大，求此种情况下的绳长l及轻绳断裂后小球在水平方向上运动的最大距离。