山东省潍坊市五县市2022-2023学年高一下学期期中考试物理试卷（含答案）

山东省潍坊市五县市2022-2023学年高一下学期期中考试物理试卷

学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题

1、某物体沿圆周运动，任意相等时间内通过的弧长相等。则该物体(   )

A.线速度不变 B.角速度不变

C.加速度不变 D.在任意相等时间内通过的位移相等

2、在学习运动的合成与分解时，老师用玻璃管演示红蜡块R运动的示意图如图所示。让蜡块在水平方向做初速度为零的匀加速直线运动，在竖直方向做匀速直线运动。以蜡块运动的起点为坐标原点、水平方向为x轴、竖直方向为y轴建立平面直角坐标系，则红蜡块R的运动轨迹可能是(   )

A.S B.P C.Q D.无法确定

3、2022年10月9日43分，我国在酒泉卫星发射中心成功将“夸父一号”卫星发射升空，开启中国综合性太阳观测的新时代。已知“夸父一号”位于日地连线上，距离地球约150万公里的日地系统第一拉格朗日点，在该点几乎不消耗燃料就可以和地球一起以相同的角速度绕太阳做匀速圆周运动，如图所示。则“夸父一号”(   )

A.向心力由太阳的引力提供 B.线速度大于地球的线速度

C.周期为24h  D.向心加速度小于地球的向心加速度

4、如图所示，一固定容器的内壁是半径为R的光滑半球面，O为半球面的球心，在半球面内有一质量为m的小球P，当小球绕过球心的竖直轴以角速度ω匀速转动时，小球P与球心的连线与水平方向的夹角为θ。则下列说法正确的是(   )

A.小球P受重力、支持力和向心力3个力作用

B.ω越大时，θ越大

C.ω越大时，小球运动的线速度越大

D.ω越大时，小球对球面的压力越小

5、新华社酒泉2022年11月30日电，中国第十艘载人飞船在极端严寒的西北戈壁星夜奔赴太空，神舟十五号航天员乘组于11月30日清晨入驻“天宫”，与神舟十四号航天员乘组相聚中国人的“太空家园”。中国空间站的运动可视为绕地心的匀速圆周运动，已知空间站运动的轨道半径为r，地球半径为R，地球表面的重力加速为g。则空间站运动的(   )

A.周期为  B.角速度为

C.线速度大小为 D.加速度大小为

6、如图所示，当列车以恒定速率v通过一段半径为R的水平圆弧形弯道时，乘客发现在车厢顶部悬挂玩具小熊的细线与车厢侧壁平行。已知此弯道路面的倾角为θ，不计空气阻力，重力加速度为g，则下列判断正确的是(   )

A.

B.

C.若列车转弯时的速度大于v，内轨道将受到车轮的挤压

D.若列车转弯时的速度小于v，悬挂玩具小熊的细线与竖直方向间的夹角小于θ

7、如图所示，轰炸机沿水平方向匀速飞行，到达山坡底端正上方时释放一颗炸弹，并垂直击中山坡上的目标A。已知A点高度，山坡倾角，重力加速度g大小取。则轰炸机距离地面的飞行高度为(   )

A.500m B.450m C. D.

8、如图所示，水平放置的圆柱形筒绕其中心对称轴OO'匀速转动，筒的半径，筒壁上有一小孔P，一小球从孔正上方处由静止释放，此时小孔开口向上转到小球正下方。已知孔的半径略大于小球半径，简壁厚度可以忽略，若小球恰好能够从小孔离开圆筒，g取。则筒转动的周期可能为(   )

A. B. C. D.

二、多选题

9、将一小石子从离水平地面5m处以10m/s的速度沿水平方向抛出，不计空气阻力，重力加速度g取。则小石子(   )

A.落地前任意相等时间内的速度变化量相同

B.落地时的速度大小为20m/s

C.落地时速度方向与水平方向的夹角为30°

D.落地时距抛出点的水平距离为10m

10、如图所示，靠在一起的M、N两盘转轴过圆心且竖直，M盘的半径为r，N盘的半径为2r。N盘上a点有一质量为加的小木块随转盘N一起转动，a到O的距离为r，已知M的角速度为ω，两转盘靠摩擦传动且不打滑则小木块(   )

A.角速度大小为2ω  B.线速度大小为

C.所受的摩擦力大小为 D.所受的摩擦力方向与运动方向相反

11、我国是为数不多的掌握返回式卫星技术国家之一，地球半径为R，某高轨道卫星回收的过程可以简化为以下的运动过程：卫星先在半径为3R的轨道A上做匀速圆周运动，在P点点火后立即进入椭圆轨道B，到达椭圆轨道的近地点Q再次点火，立即进入近地轨道C绕地球表面做匀速圆周运动，如图所示。已知地球表面的重力加速度为g，下列说法正确的是(   )

A.卫星在轨道B上从P点运行到Q点所用时间为

B.卫星在轨道B上从P点运行到Q点所用时间为

C.卫星在轨道B运行时经过Q点的速度大于在轨道C运行时经过Q点的速度

D.卫星在轨道A运行时经过P点的加速度小于在轨道B运行时经过P点的加速度

12、如图甲所示为自行车气嘴灯，气嘴灯由接触式开关控制，其结构如图乙所示，弹簧一端固定在顶部，另一端与小物块P连接，当车轮转动的角速度达到一定值时，P拉伸弹簧后使触点A、B接触，从而接通电路使气嘴灯发光。触点B与车轮圆心距离为R，车轮静止且气嘴灯在最低点时触点A、B距离为d，d远小于R。已知P与触点A的总质量为m，弹簧劲度系数为k，重力加速度大小为g，不计接触式开关中的一切摩擦，小物块P和触点A、B均视为质点，则下列说法正确的是(   )

A.要使气嘴灯能发光，车轮匀速转动的最小转速为

B.要使气嘴灯能发光，车轮匀速转动的最小转速为

C.要使气嘴灯一直发光，车轮匀速转动的最小转速为

D.要使气嘴灯一直发光，车轮匀速转动的最小转速为

三、实验题

13、某物理兴趣小组设计实验，描绘出小球做平抛运动的轨迹并探究平抛运动的

特点。实验简要步骤如下：

（1）安装器材。将斜槽等器材安装起来，实验装置如图甲所示，反复调节直至斜槽末端水平。

（2）记录小球经过的位置。让小球多次从斜槽上同一位置由静止释放，在一张印有小方格的纸上记下小球恰好碰到铅笔笔尖的一系列位置。

（3）描绘小球的运动轨迹。取下方格纸，以O为原点、竖直线为y轴建立坐标系，用平滑的曲线画出小球平抛运动的轨迹。

请回答下列问题：

（1）斜槽末端______（选填“是或否”）必须水平，斜槽_____（选填“是或否”）必须光滑；

（2）让小球多次从斜槽上“同一位置由静止释放”这样做的目的是：_____。

（3）画出小球的运动轨迹如图乙所示，其中0为抛出点，则此小球平抛初速度为_______m/s（计算结果保留2位有效数字，g取）。

14、如图所示甲为“探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系”的实验装置，带支架的底座固定在水平桌面上，支架上安装光电门和力传感器；转臂可绕支架上过O点的竖直轴转动，转臂A点安装竖直遮光条，重物放在转臂凹槽中B处并用细线跨过O点的定滑轮连接传感器。

某同学进行了如下操作：

①测得重物到O点的距离为；

②测得遮光条到O点的距离为；

③让转臂匀速转动，记录遮光条的遮光时间t和传感器示数F，并计算出转臂的角速度ω；

④改变转臂匀速转动的角速度大小，得到多组ω及相应F的数据；

⑤利用测得的数据做出图像如图乙所示。

请回答下列问题：

（1）已知遮光条的宽度为d，则转臂匀速转动的的角速度_______（用d及测量的有关量表示）；

（2）该同学对实验的数据进行处理，发现不能直观的得到F与ω的关系，便将横坐标进行了改变，得到了如图丙所示的图像，该图像是一条过原点的直线，则图像横坐标x代表的是______（选填“或ω或”），由图像丙得到的结论是：在重物质量和半径一定的前提下，______。

（3）丙图中，图像的斜率为k，则重物的质量为______（用所测物理量的符合表示）。

四、计算题

15、2019年9月，中国女排以11场全胜战绩夺取女排世界杯冠军。如图所示，AB为排球场的中心线，O为3m线与AB的交点。某次排球比赛中，运动员在O点正上方P点将排球以的速度沿BA水平击出，排球恰好没触网。已知网高，排球场宽、长，不计空气阻力，g取。（已知，计算结果保留3位有效数字）。求：

（1）运动员击球时球距离地面的高度H；

（2）为避免出界，运动员从P点沿中心线水平击球的最大速度。

16、如图所示，ABC为一个固定在竖直平面内的圆形管道，一直径略小于管道内径的小球从A点以一定的初速度进入管道。小球质量，小球到达最低点B时对管道的压力大小为6mg，经过管道最高点C射出，又恰好落到A点。已知管道半径，A点与管道圆心O的连线与竖直方向的夹角0=60°，。求：

（1）小球经过B点时的速度大小；

（2）小球经过C点时对轨道的压力。

17、北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成。如图所示，空间段中有倾斜地球同步轨道卫星A（周期与地球自转周期相同）和中圆地球轨道卫星B，都绕地球做匀速圆周运动，卫星B距地面高度为，地球自转周期为T，地球半径为R，地球表面重力加速度为g，引力常量为G。求

（1）地球的密度；

（2）卫星A距地面的高度；

（3）卫星B的周期。

18、我国正在攻关的JF-22超高速风洞，是研制新一代飞行器的摇篮，它可以复

现40到100公里高空、时速最高达10公里/秒（相当于约30倍声速）的飞行条件。现有一小球从模拟的风洞中的M点以10m/s的速度竖直向上抛出，小球受到大小恒定的水平风力，A点为轨迹的最高点，小球从A点进入竖直放置的半圆形轨道，小球沿轨道内侧运动，过A点时恰好对轨道没有压力，AB为半圆轨道的直径，AB竖直且B与M等高。其运动轨迹如图所示，。求：

（1）小球到达A点时的速度大小；

（2）小球所受的重力和风力大小之比；

（3）若撤去右侧圆形轨道，求小球以上述条件抛出后，运动到M等高处时的速度大小。

参考答案

1、答案：B

解析：A.某物体沿圆周运动，任意相等时间内通过的弧长相等，则物体做匀速圆周运动，线速度大小不变，方向沿切线方向时刻改变，A错误；

B.物体做匀速圆周运动，角速度大小和方向都不变，B正确；

C.物体做匀速圆周运动，加速度大小不变，方向始终指向圆心，C错误；

D.物体做匀速圆周运动，在任意相等时间内通过的位移大小相等，方向不一定相同，D错误。

故选B。

2、答案：B

解析：做曲线运动的物体，其轨迹夹在速度方向与合力方向之间，轨迹的凹向大致指向合力方向。蜡块在水平方向做初速度为零的匀加速直线运动，在坚直方向做匀速直线运动，合加速方向水平向右，故蜡块的运动轨迹为P。

3、答案：D

解析：A.“夸父一号”位于日地连线上，和地球一起以相同的角速度绕太阳做匀速圆周运动，根据受力分析，可知“夸父一号”的向心力是由太阳引力和地球引力的合力提供，A错误；

B.“夸父一号”与地球一起以相同的角速度绕太阳运动，根据线速度与角速度的关系

可知“夸父一号”的线速度小于地球的线速度，B错误；

C.地球绕太阳运动一周的时间为一年，“夸父一号”与地球的角速度相同，所以“夸父一号”绕太阳运动的周期也为一年，C错误；

D.根据向心加速度的表达式

可知“夸父一号”的向心加速度小于地球的向心加速度，D正确。

故选D。

4、答案：C

解析：A.小球受到重力和支持力作用，支持力的水平分力提供向心力，所以小球只受两个力作用，A错误；

B.画出小球的受力分析如图所示

水平方向有

竖直方向有

联立解得

所以ω越大时，θ越小，B错误；

C.根据线速度与角速度的关系，有

ω越大时，θ越小，越大，所以线速度越大，C正确；

D．由

所以ω越大时，小球受到的支持力越大，根据牛顿第三定律可知，小对球面的压力越大，D错误。

故选C。

5、答案：C

解析：对空间站受力分析，根据万有引力提供向心力，有

再根据黄金代换

联立解得，空间站运动的周期、角速度、线速度、加速度分别为

6、答案：D

解析：AB.对玩具熊进行受力分析，如图所示

根据牛顿第二定律和圆周运动的规律，有

竖直方向根据平衡条件，有

联立解得

AB错误：

C.若列车转弯时的速度大于v，列车需要的向心力增大，所以对外轨道有挤压，所以列车外轨道将受到车轮的挤压，C错误：

D.若列车转弯时的速度小于v，根据

细线与竖直方向间的夹角减小，将小于θ，D正确。

7、答案：A

解析：炸弹做平抛运动，水平方向有

炸弹垂直击中上坡上的目标，根据合速度的方向，有

联立，解得

炸弹下落的高度为

所以轰炸机距离地面的飞行高度为

A正确，BCD错误。

8、答案：D

解析：根据自由落体规律

解得

根据自由落体规律

解得

在圆筒中的时间

小球在圆筒中的运动时间与筒自转的时间相等

解得

当n=0时

9、答案：AD

解析：A.根据

落地前任意相等时间内的速度变化量相同，A正确；

B.竖直方向做自由落体，则

解得

根据勾股定理，落地时的速度大小为

B错误：

C.设落地时速度方向与水平方向的夹角为θ，则

解得

C错误：

D.落地时距抛出点的水平距离为

D正确。

10、答案：BC

解析：A.M、N两圆盘边缘的线速度大小相等，圆盘M的角速度为ω，根据线速度与角速度的关系

可知圆盘N的角速度为，小木块在圆盘N上，所以小木块的角速度为，A错误：

B.根据线速度与角速度的关系，可得小木块的线速度为

B正确；

C.小木块受到静摩擦力提供向心力，根据牛顿第二定律和圆周运动的知识，有

C正确：

D.小木块随圆盘做匀速圆周运动，静摩擦力提供向心力，所以摩擦力的方向指向圆心，与线速度的方向垂直，D错误。

故选BC。

11、答案：BC

解析：AB.卫星在C轨道，万有引力充当向心力

根据黄金代换式

解得

根据开普勒第三定律

解得

所以卫星在轨道B上从P点运行到Q点所用时间为

A错误，B正确：

C.卫星从轨道B变为轨道C需要在Q点进行减速，所以卫星在轨道B运行时经Q点的速度大于在轨道C运行时经过Q点的速度，C正确；

D.由万有引力充当向心力

解得

所以卫星在轨道A运行时经过P点的加速度等于在轨道B运行时经过P的加速度，D错误。

故选BC。

12、答案：AC

解析：AB.当气嘴灯运动到最低点时发光，此时车轮匀速转动的转速最小，则有

得

故A正确，B错误；

CD.当气嘴灯运动到最高点时能发光，则

得

即要使气嘴灯一直发光，车轮匀速转动的最小转速为，故C正确，D错误。

故选AC。

13、答案：（1）是；否

（2）小球每次做平抛运动的轨迹相同（或初速度相同）

（3）1.6

解析：（1）为了保证小球做平抛运动，安装器材时，要注意斜槽末端必须水平。

斜槽轨道不一定必须光滑，只要到达底端时速度相同即可。

（2）让小球多次从斜槽上“同一位置由静止释放”这样做的目的是保证每次抛出时速度相同。

（3）竖直方向做自由落体

解得

水平方向做匀速直线运动

解得

14、答案：（1）

（2）；向心力F与角速度ω平方成正比

（3）

解析：（1）通过光电门时的速度

根据圆周运动公式

（2）根据

可知，图像是一条过原点的直线，纵轴表示向心力F，则横坐标x代表的是。

由图像丙得到的结论是：在重物质量和半径一定的前提下，向心力与角速度的平方成正比。

（3）由数字知识可知

则

15、答案：（1）3.04m

（2）15.4m/s

解析：（1）由平抛运动的规律得：①2

②

由①②联立解得。③

（2）④

⑤

由③④联立解得。⑥

16、答案：（1）

（2）1.5N，方向向下

解析：（1）在B点，对小球受力分析，由牛顿第二定律得：

①

解得 ②

（2）小球经过C点后做平抛运动得

③

④

解得

假设在C点轨道对小球的弹力向下，由牛顿第二定律得：

⑤

解得，负号表示轨道对小球的弹力向上⑥

由牛顿第三定律得，在C点小球对轨道的弹力大小为1.5N，方向向下。⑦

17、答案：（1）

（2）

（3）

解析：（1）设地球表面某物体质量为

有①

地球的密度②

（2）对卫星A，③

得④

（3）对于A、B卫星有开普勒三定律得

⑤

⑥

18、答案：（1）5m/s

（2）2:1

（3）见解析

解析：（1）在A点恰好无压力则：

①

在竖直方向上到A点恰好减速为0：

②

③

（2）设竖直方向匀减速到A的时间为，

④

水平方向上匀加速：

⑤

⑥

⑦

（3）竖直方向上再次回到等高位置的时间

⑧

⑨

⑩

⑪

⑫