安徽省安庆市第二中学2023-2024学年高一下学期4月期中物理试题

这是一份安徽省安庆市第二中学2023-2024学年高一下学期4月期中物理试题，共9页。试卷主要包含了填空题，计算题等内容，欢迎下载使用。
（满分：100分 考试时间：75分钟）
命题人：叶玉琴 审题人：汪俊
一、选择题，本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．发现万有引力定律和测定万有引力常量的科学家分别是（ ）
A．开普勒、卡文迪许B．第谷、开普勒
C．伽利略、牛顿D．牛顿、卡文迪许
2．如图所示，下列有关生活中的圆周运动实例分析，其中说法中正确的是（ ）
A．汽车通过凹形桥的最低点时，汽车处于超重状态
B．铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，是为了利用轮缘与外轨的侧压力助火车转弯
C．杂技演员表演“水流星”，当它通过最高点时处于完全失重状态，不受重力作用
D．脱水桶的脱水原理是水滴受到的离心力大于它受到的向心力，从而沿切线方向甩出
3．如图所示，重物A、B由刚性绳拴接，跨过定滑轮处于图中实际位置，此时绳恰好拉紧，重物静止在水平面上，用外力水平向左推A，当A的水平速度为时，如图中虚线所示，则此时B的速度为（ ）
A．B．C．D．
4．如图，潜艇从海水的高密度区驶入低密度区过程称为“掉深”。图a，某潜艇在高密度区水平向右匀速航行，时，该捞艇开始“掉深”，图b为其竖直方向的速度时间图像，水平速度v保持不变。若以水平向右为x轴，竖直向下为y轴，则潜艇开始“掉深”后的0~30s内，能大致表示其运动轨迹的图形是（ ）
A．B．C．D．
5．如图所示，小朋友在玩一种运动中投掷的游戏，目的是在运动中将手中的球投进离地面高3m的吊环，他在车上和车一起以2m/s的速度向吊环运动，小朋友抛球时手离地面的高度为1.2m，当他在离吊环的水平距离为2m时将球相对于自己竖直上抛，球刚好进入吊环，他将球竖直向上抛出的速度是（g取）（ ）
A．2.8m/sB．4.8m/sC．6.8m/sD．8.8m/s
6．学校游园会组织了投掷比赛。如图所示，小明将小球以的速度从较高的P点水平抛出，小芳将小球以的速度从较低的Q点水平抛出，两小球从同一点落入筒中，且落入筒口时两小球的速度方向相同。两小球可看作质点，不计空气阻力，两小球从抛出到落入的时间分别为、。则（ ）
A．两小球到落入筒口时的速度相等B．
C．两小球抛出的速度D．抛出点P、Q与O共线
7．如图所示，水平放置的圆柱形筒绕其中心对称轴匀速转动，筒的半径，筒壁上有一小孔P，当小孔到达最高点时，一小球（可视为质点）从孔正上方处由静止释放，小球恰好能够从小孔离开圆筒，已知孔的半径略大于小球半径，筒壁厚度可以忽略，g取。则筒转动的周期可能为（ ）
A．B．C．D．
8．在天文观测中，因观测视角的问题，有时会看到一种比较奇怪的现象：与其它天体相距很远的两颗恒星在同一直线上“往返”运动，它们“往返”运动的中心相同，周期也一样。模型如图所示，恒星A在之间往返运动，恒星B在之间往返运动，且，，现测得它们运动的周期为T，恒星A、B的质量分别为M、m，万有引力常量为G，则（ ）
A．B．
C．D．
二、选择题，本题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的四个选项中，有多项是符合题目要求。全部选对得5分，选对但不全的得3分，有错选的得0分。
9．用长为L的细绳拴着质量为m的物体，在竖直平面内做圆周运动，则下列说法中正确的是（ ）
A．小球过最高点时，绳子张力可能为0B．小球过最高点时的最小速度是0
C．小球做圆周运动过最高点的最小速度是D．小球过最低点时，受到重力、绳的拉力、和向心力
10．某游乐场的一项游乐设施如图甲所示，它可以简化为如图乙所示的模型，已知圆盘的半径，悬绳长，圆盘启动后始终以恒定的角速度转动，若测得悬绳与竖直方向的夹角，重力加速度。下列说法正确的是（ ）
A．圆盘转动的角速度为
B．假设人和座椅的总质量为m，悬绳上的拉力为
C．若人和座椅的总质量不变，圆盘转速增加，则悬绳与竖直方向的夹角不变
D．若人和座椅的总质量增大，圆盘转速不变，则悬绳与竖直方向的夹角不变
第Ⅱ卷（非选择题）
三、填空题（本题2小题，第11小题10分，第12题4分，每空均2分，共14分）
11．根据不同的实验条件，进行了“探究平抛运动规律”的实验。
（1）平抛物体的运动规律可以概括为两点：
①水平方向做匀速运动；
②竖直方向做自由落体运动。
为了研究平抛物体的运动，可做下面的实验：如图1所示，用小锤打击弹性金属片，A球就水平飞出，同时B球被松开，做自由落体运动，两球同时落到地面。这个实验______
A．只能说明上述规律中的第①条B．只能说明上述规律中的第②条
C．不能说明上述规律中的任何一条D．能同时说明上述两条规律
（2）小明和小华一起在通过实验来探究《平抛物体的运动的规律》，他们得到了小球做平抛运动的闪光照片，但由于不小心给撕掉了一段，他们在剩下的坐标纸上描出了几个点，如图2所示，已知图中每个小方格的边长都是0.2cm，根据剩下的这块坐标纸，回答并求解下面的问题：
①C点______抛出点（填“是”或“不是”）；②闪光频率为______Hz；
③平抛初速度为______m/s；④A点的速度为______m/s。
12．在“探究向心力大小的表达式”实验中，所用向心力演示器如图a所示。图b是演示器部分原理示意图：其中皮带轮①、④的半径相同，轮②的半径是轮⑤的2倍，轮③的半径是轮⑥的3倍。A、B、C为三根固定在转臂上的挡板，可与转臂上做圆周运动的实验球产生挤压，从而提供向心力，图a中的左标尺和右标尺可以显示出两球所受向心力的大小关系。可供选择的实验球有：质量均为m的球1和球2，质量为2m的球3。
（1）通过本实验可以得到的结果有______。
A．在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比
B．在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度成反比
C．在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度成正比
D．在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成反比
（2）把球1和球3分别放在挡板A和挡板C处，使两球的运动半径相等，调整塔轮上的皮带的位置（如，皮带），当探究向心力的大小与小球的质量的关系时，则皮带应该放在塔轮的______层（填“上”、“中间”或“下”）。
四、计算题（共3小题，14分＋14分＋16分，共44分）
13．（14分）如图所示，甲、乙两船在同一河流中由同一地点开始渡河，河宽，河水流速，两船在静水中的速率均为，渡河时两船头与河岸的夹角均为，一段时间后，甲船恰好到达河正对岸的A点，乙船到达河对岸的B点，求：
（1）两船渡河所用时间分别为多少；
（2）AB间距离。
14．（14分）2019年诺贝尔物理学奖授予三位在宇宙学和地外行星相关领域的科学家，以表彰他们“改变了我们对世界的认知”，这也将引起同学们对天体运动的更多关注。
（1）若已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，月球绕地球运动的周期为，月球绕地球的运动近似看做匀速圆周运动，试求出月球绕地球运动的轨道半径；
（2）若宇航员随登月飞船登陆月球后，在月球表面某处以速度竖直向上抛出一个小球，经过时间t，小球落回抛出点，试表达出月球表面的重力加速度，若又已知月球半径为r，万有引力常量为G，试求出月球的质量。
15．（16分）某电视台大众娱乐节目中有这样一种项目，选手需要借助悬挂在高处的绳飞跃到鸿沟对面的平台上，如图所示，质量为m的选手（可视为质点）在竖直平面内绕圆心O做圆周运动，当选手某次运动到O点的正下方时松手，然后做平抛运动，选手飞行水平距离H后落地。已知O点离平台高度为H，选手与O点之间的绳长为，重力加速度大小为g，不考虑空气阻力和绳的质量，求：
（1）选手松手时速度的大小和选手落到平台时的速度大小；
（2）选手运动到O点的正下方时绳对选手拉力的大小。
2023-2024学年度高一下学期期中考试物理试题参考答案
1．D 2．A 3．A 4．B 5．C 6．D 7．D 8．A 9．AC 10．ABD
详解如下
1．D
【详解】根据物理学史可知，牛顿发现了万有引力定律，在100多年后，卡文迪许测定万有引力常量。故ABC错误，D正确。
2．A
【详解】A．汽车通过凹形桥的最低点时，汽车的加速度方向向上，汽车处于超重状态，A正确；
B．铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，目的是在合适的速度下，减小车轮与轨道侧面之间的压力，B错误；
C．杂技演员表演“水流星”，当它通过最高点时处于完全失重状态，挤压力为零，但仍受重力作用，C错误；
D．脱水桶的脱水原理是水滴受到的力小于所需的向心力，水滴做离心运动，脱离衣服，达到脱水的目的，D错误；
故选A。
3．A
【详解】两物体沿绳子方向上的分速度相等，沿绳子方向上的分速度为
则，解得
BCD错误，A正确。故选A。
4．B
【详解】根据题意可知，潜艇在x轴方向上做匀速直线运动，y轴方向上先做匀加速直线运动，再做匀减速直线运动，则运动轨迹的图形，在x轴上取相邻距离相等的几段距离，则时间相等，y轴上下降的距离先增大后减小。故选B。
5．C
【详解】ABCD．小球的运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直上抛运动，题中球恰好进入吊环，说明小球进入吊环时竖直上抛分运动的时间为，
由上升高度，解得
故C正确，ABD错误。故选C。
6．D
【详解】ABC．根据可得，因，则，
根据，可知落入管口中时的竖直速度，水平速度
（为速度方向与水平方向的夹角），可知两小球抛出的速度，两小球到落入筒口时的速度，可知两小球到落入筒口时的速度不相等；选项ABC错误；
D．因两球速度的偏向角相等，根据
可知位移的偏向角相等，则抛出点P、Q与O共线，选项D正确。故选D。
7．D
【详解】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得，
解得，当时 故选D。
8．A
【详解】由题意可知双星在垂直纸面的平面内做匀速圆周运动，设A、B的轨道半径分别为、，
根据几何关系可知双星之间的距离为
对A、B分别根据牛顿第二定律可得，
联立以上三式解得 故选A。
9．AC
【详解】A．绳子张力为零的时候由重力提供向心力有，解得，A正确；
B．如果速度比再小，绳子就要松弛，小球不再做圆周运动，则小球做圆周运动过最高点的最小速度是，B错误、C正确；
D．向心力不是受到的力，它是沿半径方向上的合力，是效果力，D错误。
故选AC。
10．ABD
【详解】A．如图所示
人和座椅做匀速圆周运动的向心力由重力和悬绳拉力的合力提供，圆周运动的半径为2R，则有，可得 故A正确；
B．悬绳的拉力，故B正确；
CD．由于，故只要转速不变，悬绳与竖直方向的夹角就保持不变，
故C错误，D正确。故选ABD。
11．B 是 50 0.3 0.5
【详解】（1）这个实验中，两球同时落地，说明竖直方向两球的运动情况相同，即说明平抛运动竖直方向做自由落体运动，故选B。
（2）①因三点之间的水平位移相同，可知时间间隔相同，竖直位移之比为，呈现从1开始的奇数比，可知C点是抛出点；
②根据可知，闪光频率为
③平抛初速度为
④A点的竖直速度，则A点速度为
12．A 上
【详解】（1）根据向心力公式
A．在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比，A正确；
BC．在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度平方成正比，B、C错误；
D．在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成正比，D错误。
故选A。
（2）当探究向心力的大小与小球的质量的关系时，应保证两球的运动半径和角速度相同，
因此皮带应该放在上层。
13．（1）15s；（2）90m
【详解】（1）甲乙两船垂直于河岸方向的分速度相同，均为
根据合运动与分运动具有等时性可知，两船渡河的时间相等，甲船恰好到达河正对岸的A点，
则有，可得，
两船渡河的时间为
（2）AB间距离为
14．（1） （2），
【详解】（1）根据万有引力定律和向心力公式：
，，联立解得：
（2）设月球表面的重力加速度为，根据题意：，得
又因为：，联立解得：
答：（1）月球绕地球运动的轨道半径；
（2）月球表面的重力加速度，月球的质量。
15．（1），；（2）
【详解】（1）设选手松手后飞行的时间为t，由平抛运动规律，在竖直方向上
在水平方向上有，解得；在竖直方向上有
选手落到平台时的速度大小，解得
（2）选手做圆周运动的半径为，选手经过圆周运动轨迹最低点时，
由牛顿第二定律得，解得