四川省南充高级中学2022-2023学年高一下学期期中物理试题（解析版）

这是一份四川省南充高级中学2022-2023学年高一下学期期中物理试题（解析版），共18页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

（时间：75分钟；总分：100分；）
一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。
1. 物理学的发展促进了人类文明的进步，其中离不开科学家所做出的重要贡献．下列叙述符合物理学史实的是（ ）
A. 第谷利用“月-地检验”证实了万有引力定律的正确性
B. 牛顿发现了万有引力定律并成功地测出了引力常量的值
C. 卡文迪许利用扭秤实验测出了引力常量的值
D. 开普勒观测行星运动并积累大量的数据，多年研究后揭示了行星运动的有关规律
【答案】C
【解析】
【详解】A.牛顿利用“月-地检验”证实了万有引力定律的正确性，故A错误；
BC.成功测出了引力常量值的是卡文迪许，卡文迪许利用扭秤实验测出了引力常量的值，故B错误，C正确；
D.第谷观测行星运动并积累大量的数据，开普勒研究后揭示了行星运动的有关规律，故D错误。
2. 如图所示的四种情形中，属于防止离心现象的是（ ）
A. 甲图：火车转弯时，不得超速通过
B. 乙图：民间艺人在制作棉花糖
C. 丙图：转动雨伞可以去除雨伞上的一些水
D. 丁图：链球运动员通过快速旋转将链球甩出
【答案】A
【解析】
【详解】A．甲图：火车转弯时，不得超速通过，是为了防止离心现象，选项A正确；
B．乙图：民间艺人在制作棉花糖，是利用离心现象，选项B错误；
C．丙图：转动雨伞可以去除雨伞上的一些水，是利用离心现象，选项C错误；
D．丁图：链球运动员通过快速旋转将链球甩出，是利用离心现象，选项D错误。
故选A。
3. 如图所示，“嫦娥号”探月卫星在由地球飞向月球时，沿曲线从点向点飞行的过程中，速度逐渐减小，在此过程中探月卫星所受合力方向可能是下列图中的（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】“嫦娥号”探月卫星从点运动到，做曲线运动，速度逐渐减小，故合力指向指向凹侧，且合力与速度的方向的夹角要大于，故ABC错误，D正确。
故选D。
4. 如图所示，在某次抗洪抢险中，突击队员冒着滔滔洪水驾驶汽艇由河岸边的A点到正对岸的B点救援。河宽，水流速度，汽艇相对静水速度的，汽艇与上游河岸的夹角为，则汽艇（ ）
A 航向角B. 航向角
C. 渡河的时间为D. 合速度大小为
【答案】A
【解析】
【详解】AB．汽艇由A点能到达正对岸的B点，需满足
解得
选项A正确，B错误；
CD．汽艇合速度大小为
渡河时间为
CD错误。
故选A。
5. 如图甲为某同学转动自己手中的笔的过程，该过程可视为圆心为O的圆周运动，如图乙所示。已知笔长为L，当笔尖M的线速度大小为时，笔帽N的线速度大小为，则笔帽N做圆周运动的加速度大小为（ ）
A.
B.
C.
D
【答案】B
【解析】
【详解】笔尖M与笔帽N转动的角速度大小相等，设角速度为，根据角速度与线速度之间的关系，有
解得
笔帽N做圆周运动的加速度大小为
ACD错误，B正确。
故选B。
6. 如图所示，悬点O下方固定一光滑小圆环，水平光滑细长杆左端套有一小物块Q。现用一轻质细绳跨过小圆环，细绳一端连接物块Q，另一端悬挂一物块P。现将P、Q由静止释放，当细绳左边部分与水平方向的夹角为时，下列说法正确的是（ ）
A. 当时，P、Q的速度大小之比为B. 当时，P、Q的速度大小之比为
C. 当时，Q的速度大小为零D. 当时，P的加速度大小为零
【答案】B
【解析】
【详解】A．由题意可知，P、Q用同一根绳连接，则Q沿绳子方向速度与P的速度相等，则满足
当时，有
可知，P、Q的速度大小之比为
A错误；
B．当时，有
可知，P、Q的速度大小之比为
B正确；
CD．当P的机械能最小时，即为Q到达O点的正下方时，此时Q的速度最大，即当时，Q的速度最大，P的速度最小为零，但P的加速度不为零，CD错误。
故选B。
7. 如图所示，下列有关生活中圆周运动实例分析，其中说法正确的是（ ）
A. 甲图中，汽车通过凹形桥的最低点时，速度不能超过
B. 乙图中，“水流星”匀速转动过程中，在最低处水对桶底的压力最大
C. 丙图中，火车转弯超过规定速度行驶时，内轨对内轮缘会有挤压作用
D. 丁图中，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圆周运动，则在A、B两位置小球向心加速度不相等
【答案】B
【解析】
【详解】A．汽车通过凹形桥的最低点时为超重，速度大小可以超过，A错误；
B．“水流星”匀速转动过程中，在最低处桶底对水的支持力为，则
得
由牛顿第三定律得，水对桶底的压力大小为
在最高处桶底对水的压力为，则
由牛顿第三定律得，在最高处水对桶底的压力大小为
所以在最低处水对桶底的压力最大，B正确；
C．丙图中，火车转弯超过规定速度行驶时，重力和支持力的合力不够提供向心力，外轨受到挤压，C错误；
D．丁图中，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圆周运动，设筒臂和竖直方向的夹角为，则
得
所以A、B两位置小球向心加速度相等，D错误。
故选B。
8. 某篮球爱好者进行二分球投篮训练时，某一次篮球的运动轨迹如图所示，A是篮球的抛出点，是篮球运动轨迹的最高点，是篮球的入框点。已知篮球在A点的速度与水平方向的夹角为，在点速度大小为，与水平方向的夹角为，重力加速度大小为，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A. 篮球经过B点时的速度为0
B. 从A点到C点，篮球的速度变化量大小是
C. 篮球从A点抛出时的速度为
D. B、C两点的高度差为
【答案】C
【解析】
【详解】A．篮球做斜抛运动，到达最高点时竖直分速度为零，但水平分速度不为零，所以最高点的速度不为零，故A错误；
BC．由C点速度可知篮球在水平方向的速度为
在竖直方向速度
方向竖直向下；根据平抛运动规律可知篮球在A点速度为
A点竖直方向速度为
方向竖直向上；从A点到C点，篮球的速度变化量大小是，故B错误，C正确；
D．B、C两点高度差为
故D错误。
故选C。
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9. 玩具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点高度为h=3.6m，山坡倾角为37°，g取10m/s2，由此可算出（ ）
A. 炸弹的飞行时间为0.8sB. 轰炸机的飞行速度是8m/s
C. 轰炸机的飞行高度为5.2mD. 炸弹飞行的水平位移为4.8m
【答案】AD
【解析】
【详解】C．轰炸机飞行高度为H，炸弹的飞行时间为t，初速度为v0，则
，
则
垂直击中山坡上的目标A，则根据速度的分解有
又
解得轰炸机的飞行高度为
故C错误；
A．炸弹飞行的时间为
故A正确；
D．炸弹的水平位移为
故D正确；
B．轰炸机的飞行速度等于炸弹平抛运动的初速度为
故B错误。
故选AD。
10. 重庆云阳龙缸大秋千经过1000多次的假人测试及50次以上的真人体验于2020年7月13日开放。由四根秋千绳组成的秋千摆，其摆动半径约100m。若有一质量为50kg的体验者（含秋千踏板）荡秋千，秋千运动到最低点时速度约为30m/s，g取10m/s2，下列说法正确的是（ ）

A. 摆到最高点时，体验者的速度为零，处于平衡状态
B. 在高速摆动的过程中，体验者受到的合力始终指向圆心
C. 摆到最低点时，体验者的向心加速度大小为9m/s2
D. 在最低点时，四根秋千绳对体验者（含秋千踏板）拉力的合力约为950N
【答案】CD
【解析】
【详解】A．摆到最高点时，体验者的速度为零，但加速度不为零，不是处于平衡状态，故A错误；
B．在高速摆动的过程中，由于体验者不是做匀速圆周运动，则体验者受到的合力不是始终指向圆心，故B错误；
C．摆到最低点时，体验者的向心加速度大小为
故C正确；
D．在最低点时，设四根秋千绳对体验者（含秋千踏板）拉力的合力为，根据牛顿第二定律可得
解得
故D正确。
故选CD。
11. 如图所示，某航天器围绕一颗半径为R的行星做匀速圆周运动，其环绕周期为T，经过轨道上A点时发出了一束激光，与行星表面相切于B点，若测得激光束AB与轨道半径AO夹角为θ，引力常量为G，不考虑行星的自转，下列说法正确的是（ ）

A. 行星的质量为
B. 行星的平均密度为
C. 行星表面的重力加速度为
D. 行星赤道表面随行星自转做匀速圆周运动的线速度为
【答案】ABC
【解析】
【详解】A．航天器匀速圆周运动的周期为T，那么可以得到匀速圆周运动的线速度为
再根据万有引力提供向心力
解得
故A正确；
B．球体积为
所以平均密度为
故B正确；
C．行星表面，根据重力等于万有引力可知
解得
故C正确；
D．根据已知条件无法求出行星赤道表面随行星自转做匀速圆周运动的线速度，故D错误。
故选ABC。
12. 如图所示，匀速转动的水平圆盘上放有质量均为的物体间用细线沿半径方向相连。它们到转轴的距离分别为和，与盘面间的最大静摩擦力均为其重力的倍，取。现缓慢增大圆盘的角速度，则下列说法正确的是（ ）
A. 当细线上开始有弹力时，圆盘的角速度为
B. 当A达到最大静摩擦力时，B受到的摩擦力大小为
C. 当A恰好达到最大静摩擦力时，圆盘的角速度为
D. 在细线上有弹力后的某时刻剪断细线，A将做向心运动，B将做离心运动
【答案】AB
【解析】
【详解】A．根据题意可知，当细线上开始有弹力时，此时B物体受到最大摩擦力，由牛顿第二定律
解得
故A正确；
B．当增大原盘的角速度，B先达到最大静摩擦力，所以A达到最大静摩擦力时，B受摩擦力也最大大小为
故B正确；
C．当A恰好达到最大静摩擦力时，圆盘的角速度为，此时细线上的拉力为，则由牛顿第二定律，对B有
对A有
联立解得
故C错误；
D．某时刻剪断细线，A物体摩擦力减小，随原盘继续做圆周运动，B不在受细线拉力，最大摩擦力不足以提供向心力，做离心运动，故D错误。
故选AB。
三、实验题：第13题6分，第14题8分，共14分。
13. 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：
（1）在探究向心力与半径、质量、角速度的关系时，用到的实验方法是__________。
A．理想实验 B．等效替代法 C．微元法 D．控制变量法
（2）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m B．角速度ω C．半径r
（3）在（2）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_________。
【答案】 ①. D ②. B ③. 2：1
【解析】
【详解】（1）[1]在研究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系时，保持质量m和角速度不变，探究向心力的大小F与半径r；保持质量m和半径r不变，探究向心力的大小F与角速度；保持半径r和角速度不变，探究向心力的大小F与质量m；是采用了控制变量法。
故选D。
（2）[2]图中小球的质量m相同、转动半径r也相同，可知是探究向心力的大小F与角速度的关系。故选B。
（3）[3]由向心力的表达式可知，在小球的质量m相同、转动半径r也相同的情况下，与皮带连接的两个变速轮塔的角速度之比为
两个变速轮塔是通过皮带传动，即两变速轮塔边缘点的线速度大小相等，结合线速度与角速度的关系
可知，两变速轮塔的半径之比
14. 在“研究小球做平抛运动的规律”的实验中：
（1）如图甲所示的实验中，观察到两球同时落地，说明平抛运动在竖直方向做_________；如图乙所示的实验：将两个光滑斜轨道固定在同一竖直面内，滑道末端水平，把两个质量相等的小钢球，从斜面的相同高度由静止同时释放，观察到球1落到水平板上并击中球2，这说明平抛运动在水平方向做_________；
（2）该同学用频闪照相机拍摄到如图所示的小球平抛运动的照片，照片中小方格的边长，小球在平抛运动中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，则照相机每隔_________s曝光一次，小球平抛初速度为_________（当地重力加速度大小）。
【答案】 ①. 自由落体运动 ②. 匀速直线运动 ③. 0.05 ④. 1
【解析】
【详解】（1）[1]用小锤打击弹性金属片，B球就水平飞出，同时A球被松开，做自由落体运动，两球同时落到地面，则说明平抛运动竖直方向是自由落体运动；
[2]因为观察到的现象是球1落到水平木板上击中球2，可知球1在水平方向上的运动规律与球2相同，即平抛运动在水平方向上做匀速直线运动；
（2）[3]在竖直方向上，根据匀变速直线运动的规律可得
得
[4]由公式，可得小球初速度为
四、计算题：第15题12分，第16题12分，第17题14分，共38分。
15. 2022年第24届冬季奥林匹克运动会在北京和张家口联合举行，跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一。如图所示为简化的跳台滑雪的雪道示意图，AO为助滑道，OB为着陆坡。运动员从助滑道上的A点由静止滑下，然后从O点沿水平方向飞出，最后在着陆坡上着陆。已知着陆坡OB的倾角为37°，O点与着陆点间的距离为75m，重力加速度g取，，。将运动员和滑雪板整体看作质点，不计一切摩擦和空气阻力，求：
（1）运动员从O点飞出到着陆的时间t；
（2）运动员经过O点时的速度v的大小
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）设运动员在OB上点着陆，则，运动员从O点沿水平方向飞出，最后在着陆坡上着陆，竖直方向有
解得
（2）运动员从O点沿水平方向飞出，最后在着陆坡上着陆，水平方向有
解得
16. 如图所示，地球的两颗卫星绕地球在同一平面内做匀速圆周运动，已知卫星一运行的周期为，地球的半径为，卫星一和卫星二到地球中心的距离分别为，，引力常量为G，某时刻两卫星与地心连线之间的夹角为。求：（结果均用、、G表示）
（1）地球的质量M；
（2）卫星二围绕地球做圆周运动的周期；
（3）从图示时刻开始，经过多长时间两卫星第一次相距最近。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）对卫星一有
解得
（2）开普勒第三定律可知
解得
（3）设两卫星第一次相距最近所用时间为t，有
解得
17. 小明站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为3kg的小球，绳子能承受最大拉力为110N，甩动手腕，使球在竖直平面内做圆周运动当球某次运动到最低点时，绳突然断掉，球飞行一段水平距离后落地，如图所示已知握绳的手离地面高度为4m，手与球之间的绳长为3m，重力加速度为，忽略手的运动半径和空气阻力．
求绳断时球的速度大小；
求球落地时的速度大小v2？
改变绳长，使球重复上述运动，若绳仍在球运动到最低点时断掉，要使球抛出的水平距离最大，绳长应为多少？最大水平距离为多少？
【答案】
【解析】
【详解】设绳能承受的最大拉力大小为，设手离地面高度为d，绳长为l，
对小球在最低点列牛顿第二定律方程，有：，
得；
设绳子断后球的飞行时间为t，由平抛运动规律，有竖直方向：，
绳断后竖直方向球做自由落体运动，落地时竖直分速度：，
所以=10m/s
设绳子长为l，绳子断时球的速度为，，得，
绳子断后球做平抛运动，时间为，有，，
得，
当时x有极大值：．