[物理]广东省茂名市信宜市2023-2024学年高一下学期4月期中试题（解析版）

这是一份[物理]广东省茂名市信宜市2023-2024学年高一下学期4月期中试题（解析版），共13页。试卷主要包含了 关于圆周运动的说法，正确的是等内容，欢迎下载使用。

本卷分选择题和非选择题两部分，满分100分，考试用时75分钟。
注意事项：
1. 答卷前，考生务必将自己的姓名，考生号等填写在答题卡上和试卷指定位置上。
2. 回答选择题时，选出每小题答案后，用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，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
3. 考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
第I卷 （选择题，共46分）
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。
1. 2022年10月9日我国发射了太阳探测专用卫星“夸父一号”——先进天基太阳天文台。该卫星运行在离地高720km的圆形轨道上，有96%的时间处于工作状态。（ ）
A. 夸父一号的运行周期为24小时
B. 夸父一号的角速度小于地球自转角速度
C. 夸父一号的线速度比地球同步卫星线速度大
D. 夸父一号的发射速度大于第二宇宙速度，小于第三宇宙速度
【答案】C
【解析】ABC．卫星绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力可得
可知
，，
由于夸父一号的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，则夸父一号的运行周期小于24小时；夸父一号的角速度大于同步卫星的角速度，即大于地球自转角速度；夸父一号的线速度大于地球同步卫星的线速度，故AB错误，C正确；
D．夸父一号的发射速度大于第一宇宙速度，小于第二宇宙速度，故D错误。
2. 质量为m的汽车，以速率v通过半径为r的凸形桥，在桥面最高点时汽车对桥面的压力是（ ）
A. mgB.
C. mg－D. mg＋
【答案】C
【解析】根据牛顿第二定律得
解得（根据牛顿第三定律可知支持力与压力相等）
故选C。
3. 如图所示，质量为m的物体，在与地面成角斜向下的力F的作用下，由静止沿水平方向运动了距离x，物体与地面间的动摩擦因数为。则此过程中（ ）
A. F对物体做功为
B. 地面摩擦力对物体做功为
C. 重力对物体做功为
D. 地面支持力对物体做功为
【答案】A
【解析】A．由功计算公式知力F对物体做的功为
故A正确；
B．分析物体受力可得物体受到地面的摩擦力为
摩擦力所做的功
故B错误；
CD．重力和支持力都在竖直方向上，物体在竖直方向上的位移为零，所以重力和支持力都不做功，故CD错误。
故选A。
4. 开普勒有关行星的三个定律被称为“中世纪科学与近代科学的分水岭”。如图所示，下面说法正确的是（ ）
A. 火星绕太阳运行过程中，速率不变
B. 地球靠近太阳的过程中，运行速率减小
C. 在相等时间内，火星和太阳的连线扫过的面积与地球和太阳的连线扫过的面积相等
D. 火星绕太阳运行一周的时间比地球的长
【答案】D
【解析】ABC．根据开普勒第二定律行星与太阳连线在相同时间内扫过的面积相等，即近日点速率大，远日点速率小；但是火星与太阳连线、地球与太阳连线在相同时间内扫过的面积是不相等的，ABC错误；
D．根据开普勒第三定律，可知半径大的周期长，即火星绕太阳运行一周的时间比地球的长，D正确；
故选D．
5. 小球在光滑水平面上做匀速圆周运动，突然松开拉住细线的手，在较短的一段时间内，小球会做（ ）
A. 匀减速直线运动B. 半径更小的圆周运动
C. 匀速直线运动D. 半径更大的圆周运动
【答案】C
【解析】突然松开拉住细线的手，小球所受合外力突变为零，在较短的一段时间内，小球会做匀速直线运动。
故选C。
6. 关于圆周运动的说法，正确的是（ ）
A. 做匀速圆周运动的物体，所受合力一定指向圆心
B. 做匀速圆周运动的物体，其速度不变
C. 做匀速圆周运动的物体，其加速度不变
D. 匀速圆周运动是匀变速曲线运动
【答案】A
【解析】A．匀速圆周运动的合外力一定指向圆心，合外力提供圆周运动的向心力，A正确；
B．做匀速圆周运动物体，它的速度的方向必定是改变的，故速度是变化的，B错误；
C．做匀速圆周运动的物体，其加速度大小不变，但是方向时刻发生变化，C错误；
D．加速度恒定运动称为匀变速运动，由于匀速圆周运动的物体其加速度是变化，D错误。
7. 质量为m的物体沿着光滑斜面由静止开始下滑，斜面倾角为θ，当它在竖直方向下降的高度为h时，重力的瞬时功率为（ ）
A. mg
B. mgsinθ
C. mgcsθ
D. mgsin2θ
【答案】B
【解析】物体下滑过程中机械能守恒，所以有
①
物体滑到底端重力功率为
②
联立①②解得
故ACD错误，B正确；
故选B．
【点睛】首先根据机械能守恒定律求出末速度；然后根据功率的计算公式求出瞬时功率．
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 游乐场的一种滑梯，它是由很小一段弧形轨道将倾斜直轨道和水平轨道连接组成的，如图所示，一位小朋友从斜轨道顶端由静止开始自由下滑，经过很小一段弧形轨道滑到水平轨道上，继续滑动一段距离后停下，则小朋友（ ）
A. 沿倾斜轨道下滑过程中重力势能减小
B. 沿水平轨道滑动过程中，重力对他做正功
C. 沿水平轨道滑动过程中，摩擦力对他做负功
D. 在整个滑动过程中，轨道对他支持力都不做功
【答案】ACD
【解析】A．沿倾斜轨道下滑过程中重力做正功，重力势能减小，故A正确；
BC．沿水平轨道滑动过程中，重力不做功，摩擦力做负功，故B错误，C正确；
D．在整个滑动过程中，轨道对他的支持力垂直于运动方向，所以支持力都不做功，故D正确。
故选ACD。
9. 如图所示，一同学在体育课上做体操运动。伸直的双臂与身体在同一竖直面内，在双臂由下往上伸展过程中，设左臂肘关节和指尖的角速度分别为，线速度大小分别为，则（ ）
A. B. C. D.
【答案】CD
【解析】在双臂由下往上伸展过程中，左臂的各个部位角速度相等，有
由
，r肘可知
故选CD。
10. 如图，跳水运动员踏板的过程可以简化为下述模型：运动员从高处落到处于自然状态的跳板上（A位置），随跳板一同向下做变速运动到达最低点（B位置）。运动员从位置A运动到位置B的过程中，下列说法正确的是（ ）

A. 运动员的机械能守恒
B. 运动员的动能先增大后减小
C. 重力做的功小于跳板的作用力对她做的功
D. 到达位置B时，运动员所受合外力为零
【答案】BC
【解析】A．运动员从位置A运动到位置B的过程中，除重力做功外还有踏板对运动员的作用力做功，故此过程运动员的机械能不守恒，故A错误；
B．运动员接触踏板后，重力先大于踏板对运动员作用力，后小于踏板对运动员的作用力，运动员所受合力方向先向下后向上，故合力先做正功后做负功，运动员的动能先增大后减小，故B正确；
C．根据动能定理
可得
可知重力做的功小于跳板的作用力对她做的功，故C正确；
D．到达位置B时，运动员的速度为零，踏板对运动员的作用力大于重力，运动员所受合外力不为零，故D错误。
故选BC。
第II卷 （非选择题，共54分）
二、非选择题：本题共5小题，共54分。按题目的要求作答。解答题写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不得分；有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
11. 用图实验装置验证、组成的系统机械能守恒。从高处由静止开始下落，上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。下图给出的是实验中获取的一条纸带；0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如下图所示。已知，，。（结果均保留两位有效数字）

（1）在纸带上打下记数点5时的速度___________；
（2）在打点过程中系统动能的增量___________J，系统势能的减少量___________J，由此得出的结论是___________；
（3）本实验中，系统势能的减少量总是略大于系统动能的增量，请列出两条可能的原因___________
【答案】（1）2.4 （2） 0.58 0.59 在实验误差允许围内，系统机械能守恒 （3）详见解析
【解析】（1）由于每相邻两个计数点间还有4个点没有画出，所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s，根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度可知，点5的瞬时速度为
（2）在0～5过程中系统动能的增量为
系统重力势能的减小量为
由此得出的结论是在实验误差允许围内，系统机械能守恒；
（3）纸带与打点计时器间的摩擦力作用；②滑轮与绳子间的摩擦力作用；③滑轮转动具有动能等
12. 如图是利用激光测定圆盘圆周运动的原理示意图，图中圆盘绕固定轴匀速转动，圆盘边缘侧面上右一小段涂有反光材料，当圆盘转到某一位置时，接收器可以接收到反光涂层所反射的激光束，之后实验测得接收器接收到n次激光束所花时间为，每次激光束持续时间为t，圆盘的直径为d，圆周率用π表示。（计算结果用题中所给字母表示）
（1）由实验可知，圆盘角速度=___________；
（2）圆盘边缘上的点的向心加速度大小=___________；
（3）圆盘侧面反光涂层的长度l=___________。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】（1）由题意可知圆盘转动的周期为
所以角速度为
（2）圆盘边缘上的点的向心加速度大小为
（3）由题意可得
解得
13. 杂技演员在做水流星表演时，用绳系着装有水的小桶可视为质点在竖直平面内做圆周运动，当小桶运动到最高点时，水恰好不流出来。已知最高点距地面的高度为h = 1.8m，若水的质量m = 0.5kg，绳长l = 90cm，空气阻力忽略不计，重力加速度g取10m/s2。
（1）求小桶在最高点时的速度大小；
（2）如果小桶运动到最高点时杂技演员突然脱手，求小桶落地时与演员之间的水平距离为多少；
（3）若在最高点时水桶的速率v = 4m/s，求水对桶底的压力大小。
【答案】（1）v0 = 3m/s；（2）x = 1.8m；（3）
【解析】（1）在最高点由重力提供向心力
解得
（2）如果小桶运动到最高点时杂技演员突然脱手，小桶做平抛运动
，
联立解得
x = 1.8m
即小桶落地时与演员之间的水平距离为1.8m。
（3）设桶底对水的压力大小为F，则有
解得
由牛顿第三定律可知，水对桶底的压力大小为。
14. 如图所示，光滑水平面AB与竖直面内的半圆形导轨在B点相接，导轨半径为R。一个质量为m的物块（可视为质点）将弹簧压缩至A点后由静止释放，在弹力作用下物块获得某一向右速度后脱离弹簧，当它经过B点进入导轨瞬间对导轨的压力为其重力的7倍，之后向上运动恰能完成半个圆周运动到达C点。试求：
（1）弹簧开始时的弹性势能；
（2）物块从B点运动至C点克服阻力做的功；
（3）物块离开C点后落回水平面时的动能。
【答案】（1）；（2） ；（3）
【解析】（1）物块在B点时，由牛顿第二定律得
在物体从A点到B点的过程中，根据机械能守恒定律，弹簧的弹性势能
（2）物体到达C点仅受重力mg，根据牛顿第二定律有
物体从B点到C点只有重力和阻力做功，根据动能定理有
解得
物块m从B点运动到C点克服阻力做的功的大小为；
（3）物块离开C点后落回水平面的过程，根据动能定理有
解得落回水平面时的动能
15. 嫦娥五号是我国首个实施无人月面取样返回的月球探测器。2020年11月29日，嫦娥五号从椭圆环月轨道变轨为圆形环月轨道，环月轨道对应的周期为T，离月面高度为h，如图所示。已知月球半径为R，万有引力常量为G。求：
（1）嫦娥五号在环月轨道运动的线速度大小；
（2）求月球的质量M；
（3）求月球表面的重力加速度大小g。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）由万有引力定律及向心力公式知
其中
解得
（2）由万有引力定律得
解得
（3）根据月球表面物体重力等于万有引力可得
所以，月球表面处的重力加速度
根据
可得