湖南省郴州市临武县第一中学2023-2024学年高一下学期5月期中考试物理试题

这是一份湖南省郴州市临武县第一中学2023-2024学年高一下学期5月期中考试物理试题，共8页。试卷主要包含了单选题，多选题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

1.下列不是匀速圆周运动的向心加速度的表达式的是( )
A. an=v2rB. an=ω2rC. an=4π2rT2D. an=mvω
2.关于在赤道平面上的地球同步卫星，下列说法正确的是( )
A. 此类卫星上的物体处于超重状态B. 此类卫星运行的线速度大于第一宇宙速度
C. 此类卫星的质量可能不同D. 此类卫星的向心加速度大小可能不同
3.如图所示，相同材料的A、B两物块置于绕竖直轴匀速转动的水平圆盘上，B的质量是A的质量的2倍，A与转动轴的距离等于B与转动轴的距离2倍，两物块相对于圆盘静止，则两物块（）
A. 线速度相同B. 角速度相同
C. 向心加速度相同D. 若转动的角速度增大，A、B同时滑动
4.利用传感器和计算机可以研究力的大小变化情况，实验时让某同学从桌子上跳下，自由下落H后双脚触地，他顺势弯曲双腿，他的重心又下降了h.计算机显示该同学受到地面支持力F随时间变化的图象如图所示．根据图象提供的信息，以下判断正确的是( )
A. 在0至t2时间内该同学处于超重状态B. 在t2至t4时间内该同学处于超重状态
C. t3时刻该同学的加速度为零D. t3时刻该同学的速度最大
5.如图甲是A、B两颗卫星在同一平面内围绕中心天体做匀速圆周运动，图乙是两颗卫星的间距Δr随时间t的变化图像。已知卫星A的周期T1=2t03，结合图像给出的信息，可知B卫星的周期T2为( )
A. 0.4t0B. t0C. 2t0D. 2.5t0
6.篮球运动员做定点投篮训练，篮球从同一位置投出，且初速度大小相等.第1次投篮篮球直接进篮筐，第2次篮球在篮板上反弹后进筐，篮球反弹前后垂直篮板方向分速度等大反向，平行于篮板方向分速度不变.轨迹如图所示.忽略空气阻力和篮球撞击篮板的时间，关于两次投篮说法正确的是( )
A. 两次投篮，篮球从离手到进筐的时间相同
B. 篮球第1次上升的最大高度比第2次的大
C. 篮球经过α点时，第1次的动能比第2次的大
D. 篮球两次进筐时，在竖直方向分速度相同
二、多选题：本大题共4小题，共20分。
7.如图为某品牌自行车的部分结构。A、B分别是飞轮边缘和大齿盘边缘上的一个点。现在提起自行车后轮，转动脚蹬子，使大齿盘和飞轮在链条带动下转动，则下列说法正确的是( )
A. A、B两点的线速度大小相等
B. A、B两点的角速度大小相等
C. 由图中信息可知，A、B两点的角速度之比为3:1
D. 由图中信息可知，A、B两点的向心加速度之比为3:1
8.下列物体均做圆周运动，有关说法正确的是( )
A. 如图甲，火车转弯超过规定速度行驶时，外轨和轮缘间会有挤压作用
B. 如图乙，汽车通过凹形桥的最低点时，速度越大越容易爆胎
C. 如图丙，汽车安全通过拱桥最高点时，速度越大对桥面的压力越大
D. 如图丁，甲、乙两小球的向心力大小相等，运动周期相等
9.如图所示，固定的粗糙斜面AB的长为8m，倾角为37°，质量m=1kg的小物块从A点处由静止释放，下滑到B点与弹性挡板碰撞，每次碰撞前后速率不变，第一次返回斜面到达的最高点为Q(图中未画出)。设物块和斜面间的动摩擦因数为0.25，以B点为零势能面(sin37°=0.6,cs37°=0.8,g取10m/s2)。则下列说法正确的是( )
A. Q点到B点距离为4m
B. 物块第一次下滑过程，重力的平均功率为24W
C. 物块第一次下滑时，动能与重力势能相等的位置在AB中点
D. 物块从开始释放到最终静止经过的总路程为24m
10.在银河系中，双星的数量非常多，研究双星，对于了解恒星形成和演化过程的多样性有重要的意义。如图所示为由A、B两颗恒星组成的双星系统，A、B绕连线上一点O做圆周运动，A的质量小于B的质量，引力常量为G，则( )
A. 恒星A的轨道半径大于恒星B的轨道半径
B. 恒星A的线速度小于恒星B的线速度
C. 若观测到两恒星间距离L，运动周期T，可计算出两个恒星的总质量
D. 假如两个恒星间的距离L逐渐减小，则他们运动的角速度会逐渐增加
三、非选择题：本大题共5小题，共56分。
11.某物理兴趣小组利用实验室提供的器材“研究平抛物体的运动”。
(1)下列关于实验步骤的说法正确的是______。
A.将斜槽的末端切线调成水平
B.将木板校准到竖直方向，并使木板平面与小球下落的竖直平面平行
C.小球每次必须从斜面上的同一位置由静止开始释放
D.斜槽轨道必须光滑
(2)如图为一小球做平抛运动的闪光照相照片的一部分，今取A点为坐标原点，建立了如图所示坐标系，平抛轨道上三点的坐标值图中已标出，则：
①闪光时间间隔T为______s；
②小球平抛的初速度为______m/s；
③小球经过B点时的竖直分速度大小为______m/s。
12.某同学利用如图甲所示的向心力演示器探究小球做圆周运动所需向心力大小F与小球质量m、运动半径r和角速度ω之间的关系。
(1)本实验采用的主要实验方法为 (选填“等效替代法”或“控制变量法”)。在探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与运动半径r的关系时，把两个相同质量的小球放到半径r不等的长槽和短槽上，保证两塔轮的 相同，根据标尺上露出的红白相间等分标记，粗略计算出两个球所需向心力的比值;
(2)另一同学利用如图乙所示接有传感器的向心力实验器来进行实验。力传感器可直接测量向心力的大小F，旋臂另一端的挡光杆经过光电门传感器时，系统将自动记录其挡光时间，用螺旋测微器测量挡光杆的宽度d，挡光杆到转轴的距离为R。某次挡光杆经过光电门时的挡光时间为Δt，可求得挡光杆的角速度ω的表达式为 (用题目中所给物理量的字母符号表示)。
(3)该同学保持砝码质量和运动半径r不变，探究向心力F与角速度ω的关系，作出F-ω2图线如图丙所示，图像不过原点的原因是 ;若砝码运动半径r=0.2m，忽略牵引杆的质量，由F-ω2图线可得砝码质量m= kg。(结果保留2位有效数字)。
13.用长为L的不可伸长的细绳将一个质量为m的小球悬挂在天花板上，现使小球在水平面内做匀速圆周运动，如图，细绳与竖直方向的夹角为θ，求：
(1)小球做匀速圆周运动的向心力的大小；
(2)小球的线速度大小。
14.中国探月工程“嫦娥工程”分为“绕”“落”“回”3个阶段，嫦娥五号月球探测器已经成功实现采样返回，不久的将来中国宇航员将登上月球。已知引力常量为G。若宇航员登陆月球后在月球表面做自由落体实验，释放点距月球表面高度为h，物体下落时间为t，已知月球的半径为R，不考虑月球自转，求：
(1)月球的质量;
(2)物体在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动的速度和周期。
15.“抛石机”是古代战争中常用的一种设备。如图所示，某学习小组用自制的抛石机演练抛石过程。将质量m=1kg石块装在长臂长度L=2m末端的口袋中，开始时长臂搁在水平地面并处于静止状态，与地面的夹角α=30∘，现对短臂施力，当长臂转到竖直位置时立即停止转动，石块被水平抛出。已知石块被水平抛出前瞬间，长臂转动的角速度ω=2.5rad/s，抛出后垂直打在倾角为45∘的斜面上，不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2，求：
(1)当长臂刚刚转到竖直位置时，长臂对石块的竖直方向作用力大小;
(2)石块从最高点抛出到打在斜面上发生的水平位移;(3)石块打在斜面上的点距地面高度。
参考答案
1.D
2.C
3.B
4.B
5.C
6.B
7.ACD
8.AB
9.ABD
10.ACD
11.ABC 0.1 1 2
12.(1)控制变量法，角速度
(2) dRΔt，
(3)存在摩擦力的影响 0.26
13.解：(1)设绳子拉力为FT，受力分析如图所示，进行正交分解得
FTcsθ-mg=0
F向=FTsinθ
解得F向=mgtanθ
(2)设小球做匀速圆周运动的半径为r，由几何关系得r=Lsinθ
由向心力公式得：mgtanθ=mv2r
解得v= gLtanθsinθ
答：(1)小球做匀速圆周运动的向心力的大小为mtanθ；
(2)小球的线速度大小为 gLtanθsinθ。
14.(1)物体在月球表面做自由落体运动，则h=12gt2
解得：g=2ht2；
若不考虑月球自转的影响，在月球表面有：GMmR2=mg
解得月球的质量为：M=2hR2Gt2；
(2)设物体在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动的速度为v，周期为T
mg=mv2R
得：v= gR=1t 2hR
T=2πRv=π 2Rht
15.解：(1)在最高点石块的线速度v0=ωL=5 m/s
根据牛顿第二定律，石块在竖直方向满足：mg+F=mv02L
F=2.5N
(2)石块被抛出后做平抛运动，其速度垂直于斜面，故tan45∘=vyv0
解得vy=v0=5m/s
从水平抛出到落到斜面上所经历的时间为t1=vyg=0.5s
水平位移：x=v0t=2.5m
(3)平抛的竖直高度h=vy22g=1.25m
石块打在斜面上的点距地面高度为H=L+Lsinα-h=1.75m