高級中學名校試卷PAGEPAGE12023—2024學年高一下學期期中測試卷物理一、單項選擇題：本題共8小題，每小題3分，共24分。每小題只有一個選項符合題目要求。1.下列說法不正確的是（）A.平拋運動是勻變速運動B.勻速圓周運動是勻速運動C.萬有引力定律指出任何物體之間都有引力作用D.向心力的作用只是改變速度的方向，不改變速度的大小〖答案〗B〖解析〗A．平拋運動的加速為重力加速度，加速度不變，故平拋運動是勻變速曲線運動，故A正確；B．勻速圓周運動向心力的方向一直在變，加速度的方向也一直在變，故B錯誤；C．牛頓將天體之間的引力作用推廣到一切物體中，從而提出萬有引力定律，即萬有引力定律說明任何物體之間都有引力作用，故C正確；D．向心力與運動方向垂直，其的作用只是改變速度的方向，不改變速度的大小，故D正確。故選B。2.將一小鋼球從某一高度水平拋出，其與水平地面碰撞后水平方向分速度保持不變，豎直方向分速度比碰撞前的要小，則關(guān)于小鋼球運動軌跡描繪可能正確的是（）A. B.C. D.〖答案〗D〖解析〗根據(jù)題意可知，小球豎直方向上的速度減小，即小球在空中運動的時間減小，上升的高度逐漸減小，水平速度不變，水平位移逐漸減小。故選D。3.我國古代的指南車利用齒輪來指引方向，其某部分的結(jié)構(gòu)如圖所示。齒輪B和齒輪C在同一轉(zhuǎn)動軸上，在三個齒輪的邊緣上分別取1、2、3三個點。已知齒輪A、B、C的半徑、、之間的關(guān)系為，則（）A.點1和3的線速度的大小關(guān)系為B.點1和2的角速度的關(guān)系為C.點1和3的周期關(guān)系為D.點1和2的向心加速度的大小關(guān)系為〖答案〗D〖解析〗A．齒輪帶動，齒輪A與齒輪B邊緣點的線速度大小相等，則有齒輪B與齒輪C在同一轉(zhuǎn)動軸上，則有根據(jù)，可知因此有故A錯誤；BC．結(jié)合上述與題意有，，可知又由于因此有根據(jù)可知故BC錯誤；D．根據(jù)向心加速度的表達式有結(jié)合上述與題意有，可知故D正確。故選D。4.如圖所示，將一籃球從地面上方B點斜向上拋出，剛好垂直擊中籃板上的A點，不計空氣阻力，若從拋射點B向籃板方向水平移動一小段距離，仍使拋出的籃球垂直擊中A點，則可行的是（）A.增大拋射速度v0，同時減小拋射角θB.增大拋射角θ，同時減小拋出速度v0C.減小拋射速度v0，同時減小拋射角θD.增大拋射角θ，同時增大拋出速度v0〖答案〗B〖解析〗把籃球斜上拋的運動逆向看作平拋運動，若從拋射點B向籃板方向水平移動一小段距離，仍使拋出的籃球垂直擊中A點，則實際上減小了水平位移，而豎直位移不變，根據(jù)可得可知，運動時間不變，設(shè)拋射角為θ，拋射速度為v0，則可得水平位移為豎直位移為水平位移減小，豎直位移不變，則可知需要增大拋射角θ，同時減小拋出速度v0。故選B。5.一質(zhì)量為m的物塊在北極與在赤道上的重力差為，地球同步衛(wèi)星運動的周期為T。則可求出地球半徑R為（）A. B. C. D.〖答案〗A〖解析〗設(shè)物塊在北極的重力為mg，在赤道上的重力為。物塊在北極時，萬有引力等于重力，有物塊在赤道上時，由牛頓第二定律有根據(jù)題意有聯(lián)立解得故選A。6.如圖甲所示是一輛正以速度v做勻速直線運動的自行車的車輪簡化示意圖，車輪邊緣某點P（圖中未畫出）離水平地面的高度h隨自行車運動位移x的變化關(guān)系如圖乙所示，圖中的L為已知量。若車輪與地面間無相對滑動，則（）A.該車輪的直徑為LB.P做線速度為v的勻速圓周運動C.在位置，P相對地面的速度為零D.在位置，P相對地面的速度為v〖答案〗C〖解析〗A．根據(jù)題圖乙可知，自行車運動位移為L時，車輪轉(zhuǎn)動一周，則車輪直徑為，故A錯誤；B．P相對于車輪圓心做勻速圓周運動，圓心相對于地面做勻速直線運動，則P的運動為勻速圓周運動與勻速直線運動的合運動，不是勻速圓周運動，故B錯誤；C．在位置，P在最低點，圓周運動的線速度方向恰好水平向左，則P相對地面的速度為零，故C正確；D．在位置，P處于與圓心等高處，此時P有水平向右的速度v和豎直向上的線速度v，根據(jù)平行四邊形定則可知，P相對地面的速度為，方向斜向上，故D錯誤。故選C。7.天璣星是北斗七星之一，在天璣星周圍還有一顆伴星，它們組成雙星系統(tǒng)，各自繞二者連線上的某一點O做勻速圓周運動，伴星距O點較遠，如圖所示?，F(xiàn)已知天璣星的質(zhì)量為M，二者之間連線的距離為L，運動周期均為T，萬有引力常量為G。下列說法正確的是（）A.伴星的線速度小于天璣星的線速度B.伴星質(zhì)量大于天璣星的質(zhì)量C.天璣星的運動半徑為D.天璣星和伴星的總質(zhì)量為〖答案〗D〖解析〗A．雙星的周期相同，角速度相同，根據(jù)，伴星的線速度大于天璣星的線速度，故A錯誤；B．設(shè)伴星的質(zhì)量為m，運動半徑為r，天璣星的運動半徑為R，則得由得伴星的質(zhì)量較小，故B錯誤；C．伴星的半徑天璣星的半徑故C錯誤；D．雙星的總質(zhì)量為故D正確。故選D。8.如圖所示，兩個完全相同質(zhì)量均為m的橡皮擦a、b（均可視為質(zhì)點）放在水平圓盤上，a與豎直轉(zhuǎn)軸（圖中點未畫出）的距離為l，b與豎直轉(zhuǎn)軸的距離為1.5l，橡皮擦與圓盤的最大靜摩擦力為橡皮擦所受重力的k倍，重力加速度大小為g。若圓盤從靜止開始繞軸緩慢地加速轉(zhuǎn)動，用表示圓盤轉(zhuǎn)動的角速度，下列說法中正確的是（）A.a、b所受摩擦力大小始終相等B.a一定比b先開始滑動C.是b開始滑動的臨界角速度D.當時，a所受摩擦力的大小為kmg〖答案〗C〖解析〗A．橡皮擦產(chǎn)生相對滑動前，角速度相等，由靜摩擦力提供向心力，則有由于b的軌道半徑大，所以產(chǎn)生相對滑動前b的靜摩擦力大，A錯誤；B．兩個橡皮擦的最大靜摩擦力相等，橡皮擦隨圓盤一起轉(zhuǎn)動，由靜摩擦力提供向心力，由牛頓第二定律可知橡皮擦所受的靜摩擦力為因質(zhì)量m和角速度相等，則有靜摩擦力與軌道半徑r成正比，所以b受的靜摩擦力大于a受的靜摩擦力，當圓盤的角速度增大時，b的靜摩擦力先達到最大值，所以b一定比a先開始滑動，B錯誤；C．對橡皮擦b，當靜摩擦力達到最大靜摩擦力時，橡皮擦將要開始滑動，則有解得b開始滑動的臨界角速度C正確；D．對橡皮擦a，當靜摩擦力達到最大靜摩擦力時，橡皮擦將要開始滑動，則有解得因為即當角速度時，橡皮擦a沒有達到開始滑動的臨界角速度，所以橡皮擦a所受到的靜摩擦力小于最大靜摩擦力kmg，D錯誤。故選C。二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。每小題有多個選項符合題目要求，全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。9.如圖所示，一個長直輕桿兩端分別固定小球A和B，豎直放置，兩球質(zhì)量均為m，兩球半徑忽略不計，桿的長度為L。由于微小的擾動，A球沿豎直光滑槽向下運動，B球沿水平光滑槽向右運動，當桿與豎直方向的夾角為θ時（圖中未標出），關(guān)于兩球速度vA與vB的關(guān)系，下列說法正確的是（）A.當時，A、B兩球速度大小相等B.當時，A球速度的大小小于B球速度C.D.〖答案〗AC〖解析〗當桿與豎直方向夾角為θ時，根據(jù)運動的分解，如圖所示沿桿方向兩分速度大小相等，則即當時，可得故選AC。10.探月工程中，“嫦娥三號”探測器的發(fā)射過程可以簡化如下：衛(wèi)星由地面發(fā)射后，進入地月轉(zhuǎn)移軌道，經(jīng)過P點時變軌進入距離月球表面100公里的圓形軌道1，在軌道1上經(jīng)過Q點時變軌進入橢圓軌道2，軌道2與月球表面相切于M點，月球車將在M點著陸月球。下列說法正確的是（）A.“嫦娥三號”在軌道1上的速度比月球的第一宇宙速度小B.“嫦娥三號”在地月轉(zhuǎn)移軌道上經(jīng)過P點的速度比在軌道1上經(jīng)過P點時大C.“嫦娥三號”在軌道1上的運動周期比在軌道2上的小D.“嫦娥三號”在軌道1上經(jīng)過Q點時的加速度大于在軌道2上經(jīng)過Q點時的加速度〖答案〗AB〖解析〗A．月球的第一宇宙速度是環(huán)繞月球的最大速度，故“嫦娥三號”在軌道1上的速度比月球的第一宇宙速度小，故A正確；B．“嫦娥三號”在地月轉(zhuǎn)移軌道P點減速降軌至軌道1，故“嫦娥三號”在地月轉(zhuǎn)移軌道上經(jīng)過P點的速度比在軌道1上經(jīng)過P點時大，故B正確；C．根據(jù)開普勒第三定律由于軌道1的半徑大于軌道2的半軸長，故“嫦娥三號”在軌道1上的運動周期比在軌道2上的大，故C錯誤；D．根據(jù)牛頓第二定律可知可知“嫦娥三號”在軌道1上經(jīng)過Q點時的加速度等于在軌道2上經(jīng)過Q點時的加速度，故D錯誤。故選AB。11.如圖所示，置于豎直面內(nèi)的光滑金屬圓環(huán)半徑為r，質(zhì)量為m的帶孔小球穿于環(huán)上，同時有一長為r的細繩一端系于圓環(huán)最高點，當圓環(huán)以角速度繞豎直直徑轉(zhuǎn)動時，下列說法正確的是（）A.細繩對小球的拉力可能為零B.細繩和金屬圓環(huán)對小球的作用力大小可能相等C.細繩對小球拉力與小球的重力大小不可能相等D.當時，金屬圓環(huán)對小球的作用力為零〖答案〗CD〖解析〗A．如果細繩對小球的拉力為零，則小球受到的重力與支持力的合力不可能提供向心力，故A錯誤；B．細繩和金屬圓環(huán)對小球的作用力大小如果相等．二者在水平方向的合力為零，則向心力為零，故B錯誤；CD．此時細繩與豎直方向的夾角為60°，當圓環(huán)旋轉(zhuǎn)時，小球繞豎直軸做圓周運動，則有，，解得，，所以細繩對小球拉力與小球的重力大小不可能相等，當時，金屬圓環(huán)對小球的作用力，故CD正確。故選CD。12.跳臺滑雪是冬奧會中最具觀賞性的項目之一。如圖所示，假設(shè)運動員從C點水平飛出，經(jīng)過3s后落到斜坡上的D點，運動員在E點時離斜坡CD最遠，斜坡CD的傾角為37°，忽略空氣阻力。已知重力加速度g取10m/s，，，下列說法正確的是（）A.運動員經(jīng)過CE段的時間大于經(jīng)過ED段的時間B.C點與D點間的距離為75mC.運動員從C點水平飛出時的速度為20m/sD.若減小運動員從C點水平飛出時的速度，運動員落到斜坡上時的速度與水平方向間的夾角將〖答案〗BC〖解析〗A．設(shè)斜坡的傾角為θ，運動員在CE段運動的時間為，在CD段運動的時間為，則到達E點時，由速度關(guān)系有落到斜坡上時，由位移關(guān)系有聯(lián)立解得可得運動員經(jīng)過CE段的時間等于經(jīng)過ED段的時間，故A錯誤。B．從C點到D點，豎直位移m則C點到D點的距離m故B正確。C．C點到D點的水平距離m則運動員從C點水平飛出時的速度m/s故C正確。D．運動員落到斜坡上時的速度與水平方向間的夾角的正切值結(jié)合可得則若減小運動員水平飛出時的速度，運動員落到斜坡上時的速度與水平方向間的夾角不變，故D錯誤。故選BC。三、非選擇題：本題共6小題，共56分。13.某實驗探究小組用向心力演示器探究向心力大小F與物體的質(zhì)量m、角速度ω和軌道半徑r的關(guān)系。實驗情境如甲、乙、丙三圖所示。（1）下列實驗與本實驗所采用的實驗探究方法相同的是______。A.探究平拋運動的特點B.用卡文迪什扭秤測量引力常量C.探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律D.探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系（2）在甲、乙、丙三圖的情境中，圖______（選填“甲”“乙”或“丙”）是探究向心力大小F與質(zhì)量m的關(guān)系的情境。在圖甲的情境中，若兩鋼球所受向心力的比值為1∶4，則實驗中選取的兩個變速塔輪的半徑之比為______。（3）某同學控制小球質(zhì)量m、軌道半徑r不變，用傳感器測量得到小球做圓周運動的向心力大小F和對應的周期T，獲得多組數(shù)據(jù)，作出如圖丁所示的圖像，該圖像是一條過原點的直線，則圖像的橫坐標x代表的是______。A.T B. C. D.〖答案〗（1）D（2）丙2：1（3）C〖解析〗【小問1詳析】本實驗采用的是控制變量法，探究平拋運動的特點利用的是運動的分解；用卡文迪什扭秤測量引力常量是放大法；探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系利用的是控制變量法；探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律利用的是等效替代；本實驗所采用的實驗探究方法與探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系的實驗方法相同，故選D。【小問2詳析】探究向心力大小F與質(zhì)量m的關(guān)系的情境中要保持角速度和半徑相同，兩球質(zhì)量不同，則在甲、乙、丙三圖的情境中，圖丙是探究向心力大小F與質(zhì)量m的關(guān)系的情境。在圖甲的情境中，若兩鋼球質(zhì)量和轉(zhuǎn)動半徑相同，因所受向心力的比值為1∶4，根據(jù)F=mω2r可知，角速度之比為1:2，兩個變速塔輪邊緣的線速度相等，根據(jù)v=ωr，則實驗中選取的兩個變速塔輪的半徑之比為2:1。【小問3詳析】根據(jù)因F-x圖像是過原點的傾斜直線，可知圖像的橫坐標x代表的是T-2,故選C。14.在做研究平拋運動的實驗中，為了確定小球在不同時刻通過的位置，實驗裝置如圖甲所示。實驗操作的主要步驟如下：①在一塊平木板上釘上復寫紙和白紙，然后將其豎直立于斜槽軌道末端槽E前，木板與槽E之間有一段距離，并保持板面與軌道末端的水平段垂直。②使小球從斜槽上緊靠擋板處由靜止?jié)L下，小球撞到木板在白紙上留下痕跡A。③將木板沿水平方向向右平移一段距離，再使小球從斜槽上緊靠擋板處由靜止?jié)L下，小球撞到木板在白紙上留下痕跡B。④將木板再水平向右平移同樣距離，使小球仍從斜槽上緊靠擋板處由靜止?jié)L下，再在白紙上得到痕跡C。若測得A、B間距離為，B、C間距離為。（1）關(guān)于該實驗，下列說法正確的是_______；A．斜槽軌道必須光滑B．斜槽軌道末端必須保持水平C．每次釋放小球的位置可以不同D．每次小球均須由靜止釋放（2）若某次實驗測得，，，，則小球平拋初速度的大小為_____________，小球經(jīng)過B點時速度方向與水平方向夾角的正切值_________。（3）一位同學根據(jù)測量出的不同情況下的y1和y2，令，并描繪出了如圖乙所示的圖像。若已知圖線的斜率為，已知當?shù)刂亓铀俣葹?，則小球平拋的初速度大小___________（用字母表示）?！即鸢浮剑?）BD##DB（2）1.5（3）〖解析〗（1）A．斜槽軌道是否光滑，不會影響平拋運動的初速度是否相同，A錯誤；B．為了保證小球拋出時做平拋運動，斜槽軌道末端必須保持水平，B正確；CD．為了保證每次小球做平拋運動的初速度相同，必須每次從同一位置靜止釋放小球，C錯誤，D正確；故選BD。（2）小球在水平方向做勻速直線運動，木板每次平移相同的水平距離，則小球相鄰兩次打板的時間相同，豎直方向有解得水平方向有解得小球經(jīng)過B點時豎直分速度為則小球經(jīng)過B點時速度方向與水平方向夾角正切值為（3）小球在水平方向做勻速直線運動，木板每次平移相同的水平距離，則小球相鄰兩次打板的時間相同，豎直方向有水平方向有聯(lián)立可得可知圖線的斜率為解得15.一艘游艇在一條寬的河面上航行，水的流速為，在河的下游有一條瀑布。游艇從距離瀑布水平距離的上游渡河。（1）為了避開瀑布，游艇船頭如何調(diào)整才能使航行速度最小，最小速度為多少？（2）在（1）的情況下，游艇渡河時間為多少？〖答案〗（1）20m/s；（2）〖解析〗（1）為了不被沖進瀑布，而且速度最小，則游艇的臨界航線OA如圖示。船頭應與航線垂直，并偏向上游。

由幾何關(guān)系可得故α=30°船頭與河岸夾角成60°并指向上游，則最小速度為（2）在（1）的情況下，游艇在河中航行的距離解得OA=1600m實際航行速度為游艇的航行時間為16.神舟飛船在預定軌道上飛行時，每繞地球一圈需要的時間為T，每圈飛行的路程為L。已知地球的半徑為R，引力常量為G。（1）請用以上物理量表示地球的質(zhì)量。（2）已知，，，。如果飛船沿赤道平面自西向東飛行，太陽直射赤道，如圖所示，請計算航天員每天能看到日出日落的次數(shù)及飛船每轉(zhuǎn)一圈航天員看不見太陽的時間（結(jié)果與題中單位統(tǒng)一，保留到整數(shù)）?！即鸢浮剑?）；（2）16次，36min〖解析〗（1）由可得神舟飛船軌道半徑為設(shè)飛船的質(zhì)量為m，飛船繞地球做圓周運動，由萬有引力提供向心力有聯(lián)立解得地球的質(zhì)量（2）設(shè)航天員一天能看到日出日落的次數(shù)為n，則飛船轉(zhuǎn)到地球的背影區(qū)，航天員就看不到太陽了，如圖所示由幾何關(guān)系可知解得則航天員每轉(zhuǎn)一圈，看不到太陽的時間為17.一種離心測速器的簡化工作原理如圖所示。細桿的一端固定在豎直轉(zhuǎn)軸上的O點，并可隨軸一起轉(zhuǎn)動。桿上套有一輕質(zhì)彈簧，彈簧一端固定于O點，另一端與套在桿上的圓環(huán)相連。當測速器穩(wěn)定工作時，圓環(huán)將相對細桿靜止，通過圓環(huán)的位置可以確定細桿勻速轉(zhuǎn)動的角速度。已知細桿長度，桿與豎直轉(zhuǎn)軸的夾角a始終為，彈簧原長，彈簧勁度系數(shù)，圓環(huán)質(zhì)量；彈簧始終在彈性限度內(nèi)，重力加速度大小取，摩擦力可忽略不計（1）若細桿和圓環(huán)處于靜止狀態(tài)，求圓環(huán)到O點的距離；（2）求彈簧處于原長時，細桿勻速轉(zhuǎn)動的角速度大??；（3）求圓環(huán)處于細桿末端P時，細桿勻速轉(zhuǎn)動的角速度大小?！即鸢浮剑?）0.05m；（2）；（3）〖解析〗（1）當細桿和圓環(huán)處于平衡狀態(tài)，對圓環(huán)受力分析得根據(jù)胡克定律得彈簧彈力沿桿向上，故彈簧處于壓縮狀態(tài)，彈簧此時的長度即為圓環(huán)到O點的距離（2）若彈簧處于原長，則圓環(huán)僅受重力和支持力，其合力使得圓環(huán)沿水平方向做勻速圓周運動。根據(jù)牛頓第二定律得由幾何關(guān)系得圓環(huán)此時轉(zhuǎn)動的半徑為聯(lián)立解得（3）圓環(huán)處于細桿末端P時，圓環(huán)受力分析重力，彈簧伸長，彈力沿桿向下。根據(jù)胡克定律得對圓環(huán)受力分析并正交分解，豎直方向受力平衡，水平方向合力提供向心力，則