江西省赣州市大余县2022-2023高一下学期期中考试物理试题（含解析）

大余县2022-2023学年高一下学期期中考试
物理
一、选择题 （共11题，每题4分，共44分，1-7单选，8-11多选。）
1．在“鸡蛋撞地球”的科技活动中，小明设计了一个缓冲器，为了验证其效果，他将一个鸡蛋装入缓冲器中，在离地高10米处向空旷场地抛出，缓冲器落地后鸡蛋完好无损。该过程中，鸡蛋所受重力做的功约为（　　）
A． B．0.5J C． D．
2．篮球运动员定点罚篮，篮球以与水平面成的倾角准确落入篮筐，速度大小为v，不计空气阻力，篮球从投出到落入篮筐过程中( )
A．速度逐渐减小
B．最小速度为vsin
C．速度变化量的方向向上
D．出手时速度与水平方向夹角大于
3．2022年6月5日10时44分，搭载神舟十四号载入飞船的长征二号F遥十四运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，于17时42分，成功对接于天和核心舱。已知地球半径约6400km，中国空间站距地面约400km，同步卫星轨道距地面的高度约为36000km。则以下有关说法正确的是（ ）
A．空间站中的宇航员不受地球引力
B．空间站运行的线速度大于地球第一宇宙速度
C．地球赤道上物体的向心加速度小于同步卫星的向心加速度
D．空间站的向心加速度小于同步卫星的向心加速度
4．按计划，嫦娥五号将在今年11月底前后从中国文昌航天发射场发射升空，嫦娥五号将实现我国开展航天活动以来首次在月球表面自动采样，首次从月面起飞，返回时一般都是分阶段进行的，往往要经过多次变轨，如图所示为模拟嫦娥五号从月球返回的变轨过程示意图，首先将卫星发射到近月圆周轨道1，然后在A点第一次变轨，使其进入椭圆轨道2，之后当卫星在轨道2上远地点B时第二次变轨使其进入圆周轨道3，已知月球半径为R，轨道1为近月轨道，离月面高度可忽略不计，轨道2的远月点为B，B离月面的高度为3R，则下列说法正确的是（ ）
A．卫星在轨道1的周期与卫星在轨道3的周期之比为1:4
B．卫星在轨道2经过A点时的速度与经过B点时的速度之比为1:2
C．卫星在轨道1与轨道3分别做速度为v1与v3的匀速圆周运动，v1与v3之比为1:2
D．卫星在轨道2的周期与卫星在轨道3的周期之比为
5．质量为5 × 103kg的汽车，在水平路面上由静止开始做加速度为2m/s2的匀加速直线运动，所受阻力是1.0 × 103N，汽车在起动后第1s末牵引力的瞬时功率是（ ）
A．4kW B．20kW C．2kW D．22kW
6．2020年前我国将发射颗海洋系列卫星,包括颗海洋动力环境卫星和颗海陆雷达卫星，以加强对黄岩岛、钓鱼岛及西纱群岛全部岛屿附近海域的监测．假设海陆雷达卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径是海洋动力环境卫星的倍,则（ ）
A．海陆雷达卫星的运行速度是海洋动力环境卫量的倍
B．海陆雷达卫星的角速度是海洋动力环境卫星的倍
C．海陆雷达卫星的周期是海洋动力环境卫星的倍
D．海陆雷达卫星的向心力是海洋动力环境卫量的倍
7．如图所示，地球和月球组成“地月双星系统”，两者绕共同的圆心点（图中未画出）做周期相同的圆周运动。数学家拉格朗日发现，处在拉格朗日点（如图所示）的航天器在地球和月球引力的共同作用下可以绕“地月双星系统”的圆心点做周期相同的圆周运动，从而使地、月、航天器三者在太空的相对位置保持不变。不考虑航天器对地月双星系统的影响，不考虑其它天体对该系统的影响。已知：地球质量为，月球质量为，地球与月球球心距离为。则下列说法正确的是（　　）
A．位于拉格朗日点的绕点稳定运行的航天器，其向心加速度小于月球的向心加速度
B．地月双星系统的周期为
C．圆心点在地球和月球的连线上，距离地球和月球球心的距离之比等于地球和月球的质量之比
D．拉格朗日点距月球球心的距离满足关系式
8．质点在三个恒力、、的共同作用下匀速直线运动，若突然撤去，保持其他力不变，则质点（ ）
A．一定做匀变速运动 B．一定做直线运动
C．一定做非匀变速运动 D．可能做曲线运动
9．如图所示，小球（可视为质点）在竖直面的光滑圆轨道内做圆周运动，轨道半径为1m，小球质量为1kg，小球通过轨道最低点的速度为6m/s，通过轨道最高点的速度为2m/s，g取，则小球通过最低点和最高点时，内外轨道对小球的作用力为（　　）
A．在最高点时，方向竖直向下，大小为4N B．在最高点时，方向竖直向上，大小为6N
C．在最低点时，方向竖直向上，大小为36N D．在最低点时，方向竖直向上，大小为46N
10．在篮球比赛中，投篮的投出角度太大和太小，都会影响投篮的命中率。在双语学校一次投篮表演中，郭某亮在空中一个漂亮的投篮，篮球以与水平面成45°的倾角准确落入篮筐，这次跳起投篮时，投球点和篮筐正好在同一水平面上，设投球点到篮筐距离为9.8m，不考虑空气阻力，g取10m/s2.则（　　）
A．篮球出手的速度大小为7m/s
B．篮球在空中运动的时间为1.4s
C．篮球进筐的速度大小为7m/s
D．篮球投出后的最高点相对地面的竖直高度为2.45m
11．如图所示，能绕O点转动的水平圆盘上，放置两个可视为质点且质量均为m的物块A、B，它们与圆盘间动摩擦因数均为，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力。两物块用一长度为L的轻绳连接，且A、B和O点恰好构成一边长为L的正三角形。现使两个物块随圆盘一起以不同的角速度做匀速圆周运动（重力加速度为g），则（　　）
A．当圆盘的角速度为时，轻绳上开始出现拉力
B．若两物体始终与圆盘保持相对静止，圆盘角速度不能超过
C．在两物体即将与圆盘发生相对滑动的瞬间，轻绳上的拉力大小为
D．在两物体即将与圆盘发生相对滑动的瞬间，烧断轻绳，两物体将做离心运动
二、实验题（共20分）
12．在“研究平抛运动”实验中：
（1）下列说法正确的有___________。
A．调节斜槽轨道末端水平，是为了保证小球抛出的初速度水平
B．检验是否调节水平，方法是将小球放在轨道末端，看小球是否滚动
C．每次释放小球时都应由静止释放，但可以从斜槽上不同位置释放
D．必须使用光滑的斜槽
（2）如图所示为某同学在研究小球的平抛运动时拍摄的频闪照片的一部分，其背景是边长为4.90cm的小方格，g取9.80m/s2。由图可知平抛运动的抛出点___________（填“是”或“不是”）A点，照相机的闪光时间间隔为___________s；小球抛出时的初速度大小为___________m/s。从抛出到到达B点经历时间为___________s，
13．“探究向心力大小与半径、角速度、质量关系”的实验装置如图甲所示，转动手柄，可使变速塔轮、长槽和短槽随之匀速转动。两小球分别放在长槽和短槽上，小球做圆周运动的向心力由横臂的挡板提供，小球对挡板的弹力使弹簧测力筒下降，从而露出弹簧测力筒内的标尺，标尺上露出的红白相间的等分格数之比即为两个小球所受向心力的比值。已知小球放在A、B、C处做圆周运动的轨迹半径之比为1∶2∶1
（1）本实验利用的物理方法为_________；
A．理想实验法
B．控制变量法
C．等效替代法
（2）为了探究小球受到的向心力大小和角速度的关系，现将一铁球放在C处，对另一小球，以下做法正确的是_________；
A．选用相同的铁球放在A处
B．选用相同的铁球放在B处
C．选用相同大小的铝球放在A处
D．选用相同大小的铝球放在B处
（3）用此装置做实验有较大的误差，误差产生的主要原因是_________；
A．匀速转动时的速度过大
B．实验过程中难以保证小球做匀速圆周运动
C．读数时标尺露出的红白相间的等分格数不稳定
（4）当用两个质量相等的小球分别放在B、C处，匀速转动时发现右边标尺上露出的红白相间的等分格数为左边的2倍，则左边塔轮与右边塔轮之间的角速度之比为_________。
三、计算题（共36分）
14．如图所示，一小物块从静止沿斜面以恒定的加速度滑下，依次通过A、B、C三点，已知AB=12m，AC=32m，小球通过AB、BC所用的时间均为2s，求：
（1）小物块下滑时的加速度？
（2）小物块通过A、B、C三点时的速度分别是多少？
15．一滑雪表演的测试滑道如图所示，轨道的段为一半径的光滑圆形轨道，段竖直高度为的倾斜轨道，轨道倾斜角段为足够长的水平减速轨道。一质量为的表演者从轨道上某点由静止开始下滑，到达B点时速度的大小为，离开B点做空中表演（可视为平抛运动），最后落回轨道，求：
（1）表演者到达B点时对圆形轨道的压力；
（2）表演者离开B点后，在空中做表演的时间；
（3）出于安全考虑表演者经过B点的速度不超过，试在坐标图中画出表演者从不同地方开始下滑，到达B点时的速度大小v与离开B点后空中做表演时间t的关系图像（不要求写出计算过程，可取）。
16．如图所示，在水平轨道右侧安放半径的竖直圆槽形光滑轨道，圆槽型光滑轨道与左右水平轨道平滑连接。水平轨道的PQ段铺设特殊材料，其长度。水平轨道PQ左侧有一劲度系数的轻质弹簧，轻质弹簧左端固定，右端连接小物块A，弹簧处于原长，小物块A距离P点。另有小物块B紧靠小物块A（不黏连）。小物块A、B均可视为质点，物块A、B质量均为。初始时A、B均静止，现给B施加一水平向左的恒力F，使A、B一起向左运动，当速度为零时，立即撤去恒力。除PQ段外轨道其它部分摩擦不计。（弹簧的弹性势能表达式为，k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量），取。求：
（1）当时，小物块A、B向左运动的最大距离和A、B分离时的速度v；
（2）若轨道PQ的动摩擦因数。撤去F后要使小物块B能静止在PQ段，请写出小物块静止时与P点的距离x和F的关系；
（3）调节PQ段的动摩擦因数，当时，为使小物块B不脱离轨道并顺利通过圆槽型轨道进入右侧水平区域，求PQ段动摩擦因数的范围，并求当动摩擦因数最大时小物块A在PQ区域的运动路程（结果保留一位小数）。
1．C
每个鸡蛋的质量约为50g，重力约为G=0.5N，则重力功
W=Gh=5J
故选C。
2．D
篮球做斜抛运动，水平方向匀速直线运动，竖直方向做竖直上抛运动；
A．篮球水平方向匀速，竖直方向先向上减速，再向下加速，所以A错误；
B．速度最小时竖直方向速度为零，由于水平方向速度不变，由入网时篮球以与水平面成的倾角准确落入篮筐，速度大小为v，得到水平速度
所以B错误；
C．物体只受重力，重力加速度竖直向下，所以速度变化量的方向竖直向下，C错误；
D．竖直方向，球网的位置高于手的位置，根据竖直上抛运动的对称性，球网处竖直方向速率小于出手时竖直方向速率速度与水平方向夹角的正切是竖直速率比上水平速率，出手时竖直速率大，水平速率相同，所以出手时速度与水平方向夹角大于，所以D正确；
故选D。
3．C
A．空间站中的宇航员受地球的引力，故A错误；
B．第一宇宙速度是环绕地球表面运行卫星的运动速度，是最大的环绕速度，空间站线速度小于地球第一宇宙速度，故B错误；
C．赤道上物体与同步卫星角速度相同，由
可知地球赤道上物体的向心加速度小于同步卫星的向心加速度，故C正确；
D．根据
空间站的向心加速度大于同步卫星的向心加速度，故D错误。
故选C。
4．D
A．根据
解得
则
故A错误；
B．根据开普勒第二定律
则
故B错误；
C．根据
解得
则
故C错误；
D．根据开普勒第三定律
故D正确。
故选D。
5．D
根据牛顿第二定律得，则
汽车第1s末的速度
所以
故选D。
6．C
（1）根据题设条件无法计算卫星得质量，故无法比较，A错误；
（2）假设海洋动力环境卫星的轨道半径为，则海陆雷达卫星的轨道半径为，它们环绕地球运行时，根据万有引力提供向心力，得海陆雷达卫星的角速度，海洋动力环境卫星角速度，所以，B错误；
（3）因为，所以海陆雷达卫星和海洋动力环境卫星的周期比和角速度成反比，即：，故C正确；
（4）因两卫星质量未知，所以无法比较它们向心力的大小，D错误．
故本题选C
7．D
A．位于拉格朗日点的绕点稳定运行的航天器的周期与地球的周期相同，根据可知，离点越远加速度越大，故A错误；
B．地球和月球组成“地月双星系统”，两者绕共同的圆心点（图中未画出）做周期相同的圆周运动。
根据万有引力提供向心力，对月球
对地球
两式相加
因为
所以
故错误；
C．由和可得
即圆心点在地球和月球的连线上，距离月球和地球球心的距离之比等于月球和地球的质量的反比，故C错误；
D．根据和可得，地球距离圆心点距离为
航天器在月球和地球引力的共同作用下可以绕“月地双星系统”的圆心点做周期相同的圆周运动，设航天器的质量为，则
即
故D正确；
故选D。
8．AD
物体受到三个共点的恒力作用下匀速直线运动处于平衡状态，当撤去某个恒力F1时，物体的合力与F1大小相等、方向相反，说明物体受到的合力恒定不变，加速度不变，物体做匀变速运动；
若原来的F1与速度方向相反时，撤去F1后，物体的合力与速度方向相同，物体做匀加速直线运动；
若原来的F1与速度方向相同时，撤去F1后，物体的合力与速度方向相反，物体做匀减速直线运动；
若物体原来做匀速直线运动，而且原来的F1与速度不在同一直线上时，撤去F1后，物体的合力与速度方向不在同一直线上，则物体做匀变速曲线运动，故知物体可能做直线运动，也可能做曲线运动，但一定是匀变速运动。
故选AD。
9．BD
AB．在最高点时向心力为
因此在最高点时小球对内轨道有压力，根据牛顿第三定律可得内轨道对小球的支持力为
方向竖直向上，故A错误，B正确；
CD．在最低点时向心力为
在最低点时的向心力由外轨道对小球的支持力提供，此时外轨道对小球的支持力为
方向竖直向上，故C错误，D正确。
故选BD。
10．BC
ABC．由于篮球在空中做一个斜抛运动，以投球点和篮筐所在水平面为参考面，初速度方向与参考面夹角为45°斜向上，末速度与参考面夹角为45°斜向下，将整个斜抛运动沿最高点分为两部分，前半部分斜向上运动，后半部分斜向下运动，运动过程完全对称，设初速度为v，将初速度沿水平方向和竖直方向分解，如图所示
则水平方向分速度
竖直方向分速度
则水平方向做匀速直线运动，竖直方向分做竖直上抛运动，后半部分水平方向也是匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，高度相同，则前后两部分水平方向位移相同，时间相同，后半部分的末速度与前半部分的初速度也相同，水平方向总位移为s=9.8m，则前半部分水平位移为：
则
联立可得
则总时间为
故A错误，BC正确；
D．由于前半部分竖直方向做竖直上抛运动，由竖直上抛运动公式
代入数据得
h=2.45m
但是此时的高度为相对于投篮点和篮筐这个水平面的高度，不是相对于地面的高度，故D错误。
故选BC。
11．ABD
A．当轻绳上恰好开始出现拉力时，两物块恰好由最大静摩擦力提供向心力，则有
解得
A正确；
B．当物块恰好发生相对滑动时，摩擦力达到最大静摩擦力，令轻绳拉力为T，摩擦力与过物块的半径方向之间的夹角为，则有
，
解得
令
对该函数求导
令该导数等于0时，解得
则解得角速度的最大值
即若两物体始终与圆盘保持相对静止，圆盘角速度不能超过，B正确；
C．根据上述，解得若两物体始终与圆盘保持相对静止，轻绳拉力最大值为
C错误；
D．根据上述可知，当圆盘以最大角速度，物块与圆盘恰好保持相对静止时的向心力为
可知，此时若烧断轻绳，静摩擦力已经不能再提供向心力，则两物体将做离心运动，D正确。
故选ABD。
12． AB 不是 0.1 2.45 0.3
(1)[1]A．调节斜槽轨道末端水平，是为了保证小球抛出的初速度水平，A正确；
B．检验是否调节水平，方法是将小球放在轨道末端，看小球是否滚动，B正确；
C．每次释放小球时都应从斜槽上同一位置由静止释放，以确保平抛的初速度相同，C错误；
D．斜槽不必光滑，D错误。
故选AB。
(2)[2]若是从A点水平抛出，竖直方向做初速度为零的匀加速运动，相同时间的位移比应为1：3，而小球从A到B再到C的过程，竖直方向的位移为5l，7l，故小球的抛出点不是A点。
[3][4]竖直方向满足
解得照相机的闪光时间间隔为T=0.1s，水平方向可得小球的初速度大小为
[5]B点的竖直分速度为
又有
解得从抛出到到达B点经历时间为t=0.3s。
13． B A BC 1：2
（1）[1]本实验利用的物理方法为控制变量法，故选B。
（2）[2]为了探究小球受到的向心力大小和角速度的关系，则必须要保持质量和半径相同，因其中一球放在了C处，则应该选用相同的铁球放在A处，故选A；
（3）[3]A．匀速转动时的速度过大，不会引起较大的误差，选项A错误；
B．实验过程中难以保证小球做匀速圆周运动，使得角速度发生变化引起误差，选项B正确；
C．读数时标尺露出的红白相间的等分格数不稳定，从而产生误差，选项C正确；
故选BC。
（4）[4]当用两个质量相等的小球分别放在B、C处，则
rB=2rC
匀速转动时右边标尺上露出的红白相间的等分格数为左边的2倍，可知
2FB=FC
根据
则左边塔轮与右边塔轮之间的角速度之比为
ωB:ωC=1:2
14．（1）2m/s2；（2）4m/s，8m/s，12m/s．
（1）由题意可知，A到B和B到C的时间是一样的，由△x=at2可得
（2）由题意知，B是AC的中间时刻，由匀变速直线运动的规律得
根据匀变速直线运动速度时间公式得
vA=vB﹣at=8﹣2×2m/s=4m/s
vC=vB+at=8+2×2m/s=12m/s
15．（1）860N；（2）1.2s；（3）
（1）表演者到达B点时由牛顿第二定律可得
解得
由牛顿第三定律可知表演者对圆形轨道的压力为860N，方向竖直向下。
（2）表演者离开B点后，若落在水平轨道CD上，由平抛运动可知，下落时间为
水平方向的位移为
轨道倾斜角为45°，由几何可知，表演者落在倾斜轨道BC上，水平方向位移等于竖直方向位移，即
解得
t=1.2s
（3）表演者从不同地方开始下滑，若表演者落在倾斜轨道BC上，由平抛运动和几何知识可得
t=0.2v
若表演者落在水平轨道CD上，由自由落体运动可知t=1.4s，则到达B点时的速度大小v与离开B点后空中做表演时间t的关系图像如下图所示：
16．（1）0.1m；（2）；（3）
（1）压缩弹簧时根据功能关系
解得
（2）①当小物块B从P运动到Q的过程中静止，对小物块B从P到静止由能量守恒得

解得
当时
解得
②当小物块B向右运动，恰好到达圆心等高处，从圆心等高处返回时，假设静止在PQ段，由能量守恒
解得
假设成立，小物块从圆弧返回不会运动到P点左侧的轨道，则小物块B从P向右运动再返回直到最终静止，由能量守恒

解得
当时
即
综上所述
（3）当小物块B恰好到达圆槽型轨道最高点时
小物块B从P点到最高点，由能量守恒

解得
即摩擦因数的范围为
当时
所以，小物块A不可能静止在PQ段，最终在P点左边区域振动，从A、B分离到小物块A在P点时，由能量守恒
解得

江西省赣州市大余县2022-2023高一下学期期中考试物理试题（含解析）