广西钦州浦北县2023-2024学年高一下学期期中考试物理物理试卷(解析版)

这是一份广西钦州浦北县2023-2024学年高一下学期期中考试物理物理试卷(解析版)，共16页。试卷主要包含了考生必须保持答题卡的整洁，4m/sD等内容，欢迎下载使用。
考试时间：75分钟 总分：100分
注意事项：
1.开考前，考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的校名、姓名、班级、考号等相关信息填写在答题卡指定区域内。
2.选择题每小题选出答案后，用2B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，再选涂其它答案不能答在试卷上。
3.非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内的相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答的答案无效。
4.考生必须保持答题卡的整洁。
第一部分 选择题（共46分）
一、单项选择题（共7题，每题4分，共28分。每题所给的四个选项中，只有一个正确答案，选错或多选均不得分）
1. 关于曲线运动，下列说法正确的是（ ）
A. 曲线运动可能是匀速运动
B. 做曲线运动的物体，受到的合外力一定在不断改变
C. 只要物体做圆周运动，它所受合外力一定指向圆心
D. 做匀变速曲线运动的物体，相等时间内速度的变化量相同
【答案】D
【解析】A．曲线运动的速度方向一定变化，不可能是匀速运动，选项A错误；
B．做曲线运动的物体，受到的合外力不一定在不断改变，例如平抛运动，选项B错误；
C．只有当物体做匀速圆周运动时，它所受的合外力才一定指向圆心，选项C错误；
D．做匀变速曲线运动的物体加速度恒定，根据∆v=at可知相等时间内速度的变化量相同，选项D正确。
故选D。
2. 如图所示，在竖直玻璃管的水中有一红蜡块正在匀速上升，若红蜡块在A点时开始使玻璃管从AB位置水平向右做匀加速直线运动，则红蜡块实际运动轨迹是图中的（ ）
A. 轨迹PB. 轨迹Q
C. 轨迹RD. 轨迹P、Q、R都有可能
【答案】C
【解析】蜡块竖直方向匀速直线运动，水平方向匀加速直线运动，所以蜡块的实际运动为曲线，且蜡块的合外力水平向右。物体做曲线运动，合外力指向凹侧，则实际轨迹是图中的轨迹R。
故选C。
3. 电机与连杆结合，可以将圆周运动转化为直线上的往复运动，工作原理可简化为如图所示的机械装置。连杆AB、OB可绕图中A、B、O三处的转轴转动，连杆OB在竖直面内的圆周运动可通过连杆AB使滑块在水平横杆上左右滑动。已知OB杆长为，绕O点做逆时针方向匀速转动的角速度为，当连杆AB与水平方向夹角为，AB杆与OB杆刚好垂直，此时滑块的水平速度大小为（ ）
A. 10m/sB. 8m/sC. 6.4m/sD. 6m/s
【答案】A
【解析】此时B点的速度大小为
方向沿圆的切线方向，即BA方向，故AB杆上各点的速度大小均为v，此速度为滑块的实际水平速度沿杆方向的分速度，故滑块的水平速度大小为
故选A。
4. 太阳系中有一颗绕太阳公转的行星，距太阳的平均距离是地球到太阳平均距离的9倍，则该行星绕太阳公转的周期是（ ）
A. 3年B. 9年C. 27年D. 81年
【答案】C
【解析】设地球距太阳平均距离为R，则行星距太阳的平均距离为9R，根据开普勒第三定律
可得
由于地球的公转周期为1年，则说明该行星的公转周期为27年。
故选C。
5. 如图所示，在足够长的斜面上A点，以水平速度v0抛出一个小球，不计空气阻力，它落到斜面上的水平距离为x1；若将此球改用2v0水平速度抛出，落到斜面上的水平距离为x2，则x1∶x2为( )
A. 1∶1
B. 1∶2
C. 1∶3
D. 1∶4
【答案】D
【解析】小球做平抛运动，故：x=v0t ，y=gt2 ；tanθ=（θ为斜面的坡角）；联立解得：，故速度加倍后，水平距离增加为4倍；故选D．
6. 如图所示，B和C是一组塔轮，即B和C半径不同，但固定在同一转动轴上，其半径之比为，A轮的半径大小与C轮相同，它与B轮紧靠在一起，当A轮绕过其中心的竖直轴转动时，由于摩擦作用，B轮也随之无相对滑动地转动起来。a、b、c分别为三轮边缘的三个点，则a、b、c三点在运动过程中的（ ）
A. 线速度大小之比为
B. 加速度之比为
C. 转速之比为
D. 周期之比为
【答案】A
【解析】由图可知，A轮和B轮为摩擦传动，则a、b的线速度大小相等，B和C为同轴转动，则b、c的角速度相等
A．由公式可知，b、c的线速度大小之比
则a、b、c三点的线速度大小之比为，故A正确；
B．由公式可知，b、c的加速度之比为
由公式可知，a、b的加速度之比为
则a、b、c三点的加速度之比为，故B错误；
C．由公式可知，b、c的转速之比为，由公式可知，a、b的转速之比为，则a、b、c三点的转速之比为，故C错误；
D．由公式可知，b、c的周期之比为，由公式可知，a、b的周期之比为，则a、b、c三点的周期之比为，故D错误。
故选A。
7. 图甲所示的“太极球”是较流行的健身器材。现将太极球拍和球简化成如图乙所示的平板和球，熟练的健身者让球在竖直面内始终不脱离板而做匀速圆周运动，且在运动到图中的四个位置时球与板间无相对运动趋势。为圆周的最高点，为最低点，、与圆心等高。设球的质量为，不计球拍的质量和球与球拍间的摩擦。下列说法正确的是（ ）
A. 球运动到最高点时的最小速度为零
B. 球在处对板的作用力比在处对板的作用力大
C. 增大球的运动速度，当球运动到点时板与水平面的夹角变小
D. 球运动到点，时，板对球的作用力大小
【答案】B
【解析】A．当球恰好能做圆周运动时，在最高点A处有
可得球的最小速度
故A错误；
B．设球做匀速圆周运动的速度为，根据牛顿第二定律可知在A处时有
在处时有
得
故B正确；
C．当球运动到点时，受力分析如图所示
有
增大球的运动速度，板与水平面的夹角应变大，故C错误；
D．球运动到点，时，板对球的作用力大小为
故D错误。
故选B。
二、多项选择题（共3题，每题6分，共18分。每题所给的四个选项中，有多个正确答案，全部选对得6分，错选得0分，选对但不全得3分）
8. “天舟一号”货运飞船于2017年4月20日在文昌航天发射中心成功发射升空。与“天宫二号”空间实验室对接前，“天舟一号”在距地面约380 km的圆轨道上飞行，则其（ ）
A. 角速度小于地球自转角速度B. 线速度小于第一宇宙速度
C. 周期小于地球自转周期 D. 向心加速度大于地面的重力加速度
【答案】BC
【解析】A．万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律有
解得
地球同步卫星和地球自转的周期相同，角速度相同，地球同步卫星的轨道半径大于“天舟一号”的轨道半径，则“天舟一号”角速度大于地球自转角速度，故A错误；
B．第一宇宙速度是卫星绕地球做匀速圆周运动最大的运行速度，可知“天舟一号”线速度小于第一宇宙速度，故B正确；
C．根据周期和角速度关系式
可知“天舟一号”周期小于地球自转周期，故C正确；
D．根据牛顿第二定律有
，
可知“天舟一号”向心加速度小于地面的重力加速度，故D错误。
故选BC。
9. 如图，两个质量均为m的小木块a和b（可视为质点）放在水平圆盘上，a与转轴的距离为l，b与转轴的距离为2l，木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍，重力加速度大小为g。若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，用ω表示圆盘转动的角速度，下列说法正确的是（ ）

A. b一定比a先开始滑动
B. a、b所受的摩擦力始终相等
C. 当时，a所受摩擦力的大小为kmg
D. 是b开始滑动的临界角速度
【答案】AD
【解析】B．木块随圆盘一起转动，静摩擦力提供向心力，由牛顿第二定律可知木块所受的静摩擦力为
故
a、b未发生相对滑动前摩擦力不等，B错误；
A．因为两个木块的最大静摩擦力相等，未发生相对滑动时，所以b先达到最大静摩擦，b先滑动，A正确；
C．当时，a所受摩擦力的大小为
C错误；
D．当b恰好开始滑动时
解得
D正确。
故选AD。
10. 如图所示，一位同学玩飞镖游戏，圆盘最上端有一P点，飞镖抛出时与P等高，且距离P点为L，当飞镖以初速度垂直盘面瞄准P点抛出的同时，圆盘绕经过盘心O点的水平轴在竖直平面内匀速转动，忽略空气阻力，重力加速度为g，若飞镖恰好击中P点，则（ ）
A. 飞镖击中P点所需要的时间为
B. 圆盘的半径可能为
C. 圆盘转动的角速度的最小值为
D. 圆盘转动的线速度不可能为
【答案】AB
【解析】A．飞镖水平抛出做平抛运动，在水平方向做匀速直线运动，因此
故A正确；
B．飞镖击中P点时，P恰好在最下方，则
解得圆盘的半径为
故B正确；
C．飞镖击中P点，则P点转过的角度满足
1，
故
则圆盘转动角速度的最小值为，故C错误；
D．P点随圆盘转动的线速度为
当时
故D错误。
故选AB。
第二部分 非选择题（共54分）
三、实验题（共2小题，每空2分，共14分）
11. 用如图所示的实验装置研究影响向心力大小的因素。长槽上的挡板B到转轴的距离是挡板A的2倍，长槽上的挡板A和短槽上的挡板C到各自转轴的距离相等。转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧力筒下降，从而露出标尺，根据标尺上的等分格可以粗略计算出两个球所受向心力的比值。

（1）当传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上，套有皮带的塔轮边缘处的______大小相等；（填，“线速度”或“角速度”）
（2）探究向心力与半径的关系时，应将皮带套在两塔轮半径______（填“相同”或“不同”）的轮盘上，将质量相同的小球分别放在哪两个处挡板______（填选择项字母）？
A.“A”处和“B”处 B.“A”处和“C”处 C.“B”处和“C”处
【答案】（1）线速度 （2）相同 C
【解析】（1）根据题意，由皮带传动可知，套有皮带的塔轮边缘处的线速度相等。
（2）根据题意可知，探究向心力与半径的关系时，应保持质量和角速度相等，半径不相等，则应将皮带套在两塔轮半径相同的轮盘上，并将质量相同的小球分别放在“B”处和“C”处。
故选C。
12. （1）在做“研究平抛运动”的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画小球做平抛运动的轨迹，为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，将你认为正确的选项前面的字母填在横线上______；
A.通过调节使斜槽的末端保持水平
B.每次释放小球的位置可以不同
C.每次必须由静止释放小球
D.小球运动时不应与木板上的白纸（或方格纸）相接触
E.将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线
（2）在做该实验时某同学在运动轨迹上只记录了A、B、C三点，并以A点为坐标原点建立了坐标系，得到如图所示的图象.
①根据图象求出物体平抛运动的初速度大小为______m/s；（g取10m/s2）
②物体运动到B点时的速度大小为______m/s；
③抛出点位置坐标为______。
【答案】（2） ACD （2） ①. 1 ②. ③. （-10cm，-5cm）
【解析】 (1)A．为了保证小球的初速度水平，需调节斜糟槽末端保持水平，A正确；
BC．为了保证小球每次平抛运动的初速度相等，每次让小球从斜槽的同一位置由静止释放，B错误，C正确；
D．小球运动时不能与木板上白纸接触，防止摩擦改变运动的轨迹，D正确；
E．将球的位置记录在纸上后，取下纸，用平滑曲线将点连起来，E错误。
故选ACD。
(2)物体在竖直方向上△y=gT2
则
物体在水平方向的速度，即物体的初速度
B点竖直方向上的分速度为
物体运动到B点的速度
抛出点到B点时间
则抛出点到B点的水平位移
xB=v0t=1×0.2m=0.2m=20cm
抛出点的横坐标
x=10cm-20cm=-10cm
抛出点到B点的竖直位移
则抛出点的纵坐标
y=15cm-20cm=-5cm
四、计算题（共3小题，共40分。要有计算过程，适当文字说明，只有结果不给分）
13. 生活中有一种“套圈圈”游戏，广受小孩大人喜爱。假设某一次套圈圈中，学生以水平方向丢出铁圈，刚好能够套中第2只长颈鹿。已知铁圈离地高度为H=1.2m，长颈鹿高为h=0.4m。铁圈起始线与第一只长颈鹿的距离为x0=1.2m，相邻两只长颈鹿的距离为Δx=0.4m。重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力。求：
（1）铁圈的水平速度v0；
（2）若铁圈初速度大小仍为v0，但以斜向上的方向丢出去，请根据物理原理定性分析是否可能套中第2只长颈鹿？
【答案】（1）4m/s；（2）能套中
【解析】（1）设平抛时间为t，竖直方向有
水平方向
解得
（2）斜抛时，水平速度减小，但竖直方向是上抛运动，从抛出到2号长颈鹿处，时间增大，故铁圈水平位移仍可能等于1.6m，故可能套中。
14. 中国科学院紫金山天文台将一颗于1981年12月3日发现的国际编号为“3463”的小行星命名为“高锟星”。已知“高锟星”半径为R，其表面的重力加速度为g，万有引力常量为G，在不考虑自转的情况，求解以下问题：（以下结果均用字母表达即可）
(1)假设“高锟星”为一均匀球体，试求“高锟星”的平均密度；
(2)卫星环绕“高锟星”运行的第一宇宙速度；
(3)假设某卫星绕“高锟星”做匀速圆周运动且运行周期为T，求该卫星距星球表面的高度。
【答案】(1) ；(2) ；(3)
【解析】(1)星球表面的物体由
得

密度
=
(2)对绕星球表面做圆周运动的卫星根据
解得第一宇宙速度

(3)设高锟星质量为M，卫星质量为m1，轨道半径r，根据题意有


联立解得

所以卫星距地面高度
15. 如图所示，竖直平面内有一光滑圆弧轨道，其半径为，平台与轨道的最高点等高，一质量的小球从平台边缘的A处水平射出，恰能沿圆弧轨道上P点的切线方向进入轨道内侧，A、P两点间的竖直高度，轨道半径与竖直线的夹角为53°，已知，，g取，求：
（1）小球从平台上的A点射出时的速度大小；
（2）小球从平台上的射出点A到圆轨道入射点P之间的水平距离L；
（3）小球沿轨道通过圆弧的最高点Q时的速度，则小球对轨道的内壁还是外壁有弹力？并求出该弹力的大小和方向？
【答案】（1）3m/s；（2）1.2m；（3）外壁，6.4N，竖直向上
【解析】（1）小球从A到P根据
可得时间为
从A到P是平抛运动，小球恰能沿圆弧轨道上P点的切线方向进入轨道内侧，则有
解得
（2）从A到P是平抛运动，水平方向做匀速直线运动，有
联立解得
（3）小球沿轨道通过圆弧的最高点Q时的速度
在Q点根据牛顿第二定律有
解得
根据牛顿第三定律可知小球对外壁有压力，方向竖直向上，大小为6.4N。