學(xué)年度下學(xué)期中考試高一物理一、選擇題：本題共10小題，共46分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1～7題只有一項(xiàng)符合題目要求，每小題4分；第8～10小題有多項(xiàng)符合題目要求，每小題6分，全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。1．1798年英國物理學(xué)家卡文迪什精確地測出了引力常量G的數(shù)值。若用國際單位中的基本單位表示引力常量G的單位，下列選項(xiàng)正確的是（）2．如圖甲，某河寬為200m，小船在靜水中的速度為4m/s，水流速度為3m/s.假設(shè)小船從P點(diǎn)出發(fā)，在勻速行駛過程中船頭方向不變。下列說法中正確的是（

）A．若想以最短時(shí)間過河，小船過河位移大小為150mB．若想以最小位移過河，小船過河時(shí)間為40sC．若大暴雨導(dǎo)致水流速度增大到5m/s，小船過河的最小位移為150m3．如圖，直桿OA的O端抵在墻角，A端始終靠在物塊右側(cè)的光滑豎直側(cè)壁上，可以沿著側(cè)壁滑動。用外力使物塊向左運(yùn)動時(shí)，直桿上的A點(diǎn)會在豎直面內(nèi)運(yùn)動，其軌跡為圓，圓心在O點(diǎn)。若當(dāng)直桿與水平方向夾角為時(shí)A點(diǎn)的速度大小為v，則該時(shí)刻物塊的速度大小為（）4．a(chǎn)、b、c、d四顆地球衛(wèi)星，a還未發(fā)射，在地球赤道上隨地球一起轉(zhuǎn)動，向心加速度為a1，b處于地面附近近地軌道上，運(yùn)行速度為v1，c是地球靜止衛(wèi)星，離地心距離為r，運(yùn)行速度為v2，加速度為a2，d是高空探測衛(wèi)星，各衛(wèi)星排列位置如圖所示，地球的半徑為R，則有（地球表面的重力加速度為g）（）A．a(chǎn)的向心加速度等于重力加速度gB．d的運(yùn)動周期有可能是20小時(shí)D．＝5．一位同學(xué)做飛鏢游戲，已知圓盤的直徑為d，飛鏢距圓盤的水平距離為L。將飛鏢對準(zhǔn)A點(diǎn)以初速度水平拋出，在飛鏢拋出的同時(shí)，圓盤以角速度繞垂直圓盤過盤心O的水平軸勻速轉(zhuǎn)動.要使飛鏢恰好擊中A點(diǎn)，則飛鏢的初速度和圓盤的角速度應(yīng)滿足（）6.若火星探測器繞火星做勻速圓周運(yùn)動時(shí)，其軌道距離火星表面的高度為2R，速度大小為v。已知火星的半徑為R，引力常量為G，忽略火星自轉(zhuǎn)的影響。下列選項(xiàng)正確的是（）7.如圖所示，一固定斜面傾角為，斜面足夠長。將小球從斜面頂端以速率垂直于斜面向右拋出，小球最終落在斜面上，不計(jì)空氣阻力，重力加速度大小為g。下列說法正確的是（）8．如圖甲所示，河外星系中有兩個(gè)黑洞，質(zhì)量分別為M1和M2，它們以兩者連線上的某一點(diǎn)為圓心做勻速圓周運(yùn)動。為研究方便簡化為如圖乙所示示意圖，黑洞A和黑洞B均可看成球體，OA>OB，且黑洞A的半徑大于黑洞B的半徑。根據(jù)你所學(xué)的知識，下列說法正確的是（）A．黑洞A的運(yùn)行角速度小于黑洞B的運(yùn)行角速度B．兩個(gè)黑洞質(zhì)量之間的關(guān)系一定是M1<M2C．人類要把航天器發(fā)射到距黑洞A較近的區(qū)域進(jìn)行探索，發(fā)射速度大于第二宇宙速度小于第三宇宙速度D．若雙星的質(zhì)量一定，雙星之間的距離越大，其轉(zhuǎn)動周期越大9.如圖所示，內(nèi)壁光滑、半徑為的圓管豎直固定，管內(nèi)有一個(gè)質(zhì)量為的小球（視為質(zhì)點(diǎn)）做圓周運(yùn)動，小球直徑略小于圓管內(nèi)徑。若小球能在圓管內(nèi)做完整的圓周運(yùn)動，重力加速度大小為，則下列說法正確的是（）B.當(dāng)小球的速度增大時(shí)，其向心力一定增大10.我國天文學(xué)家通過“天眼”在武仙座球狀星團(tuán)中發(fā)現(xiàn)一個(gè)由白矮星A、脈沖星B組成的雙星系統(tǒng)。如圖所示，A、B繞兩者連線上的O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動，忽略其他天體對A、B的影響。A星的軌道半徑大于B星的軌道半徑，雙星的總質(zhì)量為M，雙星間的距離為L，其運(yùn)動周期為T，則下列說法正確的是(

)A.A星所受萬有引力大于B星所受萬有引力 B.A的線速度大于B的線速度C.L一定，M越大，T越大 D.M一定，L越大，T越大二、實(shí)驗(yàn)題（14分）11.（6分）如圖所示為某物理興趣小組驗(yàn)證“向心力與線速度大小關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置。實(shí)驗(yàn)步驟如下：①按照圖示安裝儀器，半徑為R的圓弧形軌道固定在壓力傳感器上，軌道上放置一小鋼球，小鋼球靜止時(shí)剛好位于光電門中央;②將小鋼球放置在軌道最低處A處，讀出此時(shí)壓力傳感器的示數(shù)F③將小鋼球從軌道適當(dāng)高度處由靜止釋放，記錄光電計(jì)時(shí)器小鋼球遮光時(shí)間t，力的傳感器示數(shù)最大值F;④改變小鋼球的釋放位置，重復(fù)步驟③。(1)實(shí)驗(yàn)測得小鋼球直徑為d，且d?R，小鋼球經(jīng)過光電門時(shí)線速度表達(dá)式為

;(2)實(shí)驗(yàn)中使用的小鋼球的質(zhì)量為m，小鋼球運(yùn)動到最低點(diǎn)時(shí)外界提供的向心力為

(用F，F(xiàn)0表示)，所需要的向心力為

(用m，d，R，t表示)。12.（8分）蘋果落地激發(fā)了牛頓對重力的思考，他意識到，使蘋果落地的力與使月球繞地球運(yùn)行的力可能是同一種力，從而有了著名的月地檢驗(yàn)。(1)假設(shè)地球和月球之間的作用力也滿足萬有引力定律，即F=Gm月m地r2，式中m地、m月分別是地球和月球的質(zhì)量，r(2)若地球的半徑為R，在忽略地球自轉(zhuǎn)的情況下，蘋果做自由落體運(yùn)動時(shí)的加速度大小a蘋=(3)若月球繞地球轉(zhuǎn)動的軌道半徑r為地球半徑R的60倍，則a蘋a月=

(4)當(dāng)時(shí)人們能比較精確地測定月球與地球間的距離r，月球的公轉(zhuǎn)周期T，從而能夠算出月球繞地球做勻速圓周運(yùn)動的向心加速度a=

。當(dāng)時(shí)人們也能比較精確地測定自由落體加速度g，g與a的比值結(jié)果與預(yù)期符合得很好，這表明，地面物體所受地球的引力、月球所受地球的引力，與太陽、行星間的引力，真的遵循相同的規(guī)律!四、解答題13．（10分）2020年11月，嫦娥五號探測器成功發(fā)射升空，歷時(shí)23天，圓滿完成了“繞、落、回”無人探測計(jì)劃后返回地球，中國探月工程即將邁入載人登月階段，一步一步將“上九天攬?jiān)隆钡纳裨捵兂涩F(xiàn)實(shí)!未來中國宇航員將會登月成功，假設(shè)宇航員在登月前后做了兩次實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)一：當(dāng)宇宙飛船貼著月球表面做勻速圓周運(yùn)動時(shí)，飛船中的宇航員用秒表測量飛船完成n圈的運(yùn)動時(shí)間為t，引力常量為G。實(shí)驗(yàn)二：假設(shè)宇航員登上月球后，在月面讓小球做自由落體運(yùn)動，從靜止開始下落的距離為h時(shí)，測得所用時(shí)間為t1(1)月球的密度ρ;(2)月球的半徑R。14．（14分）我國空間站第三批空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)樣品2022年12月4日晚隨神舟十四號飛船返回艙返回地面，5日凌晨運(yùn)送抵達(dá)北京中科院空間應(yīng)用中心，已順利交接相關(guān)實(shí)驗(yàn)科學(xué)家.空間站繞地球做圓周運(yùn)動時(shí)，由于地球遮擋陽光，會經(jīng)歷“日全食”過程，如圖所示，太陽光可看作平行光，航天員在A點(diǎn)測出地球的張角為α=60°，已知地球半徑為R，地球表面的重力加速度為g，不考慮地球公轉(zhuǎn)的影響.求：（最后結(jié)果用g、R表示）(1)空間站的線速度多大？(2)空間站繞地球一周經(jīng)歷“日全食”的時(shí)間多大？15．（16分）如圖，半徑為5r的水平圓形轉(zhuǎn)盤可繞豎直軸轉(zhuǎn)動，圓盤上放有質(zhì)量均為m的小物體A、B。A、B到轉(zhuǎn)盤中心的距離分別為、，A、B間用一輕質(zhì)細(xì)線相連，圓盤靜止時(shí)，細(xì)線剛好伸直無拉力。已知與圓盤間的動摩擦因數(shù)為，與圓盤間的動摩擦因數(shù)為。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度為，A、B均可視為質(zhì)點(diǎn)，現(xiàn)讓圓盤從靜止開始逐漸緩慢加速：（1）求細(xì)線上開始產(chǎn)生拉力時(shí)，圓盤角速度；

參考答案題號12345678910答案CDCDBCDBDBDBD11.dF?m

12.GmG3600413.(1)宇宙飛船貼著月表做勻速圓周運(yùn)動的周期為T=t萬有引力充當(dāng)宇宙飛船做勻速圓周運(yùn)動的向心力，有GMmR月球的質(zhì)量M=月球的密度ρ=(2)設(shè)月球表面的重力加速度為g月，g根據(jù)GMm月球的半徑R=14．（1）由解得又解得（2）由得由可得即15．（1）當(dāng)A剛要產(chǎn)生滑動時(shí)，則解得同理，當(dāng)B剛要產(chǎn)生滑動時(shí)，則解得由于A、B角速度相等，故求細(xì)線上開始產(chǎn)生拉力時(shí)，圓盤角速度為B所需的向心力為由于B所需向心力更大，因此B受到的摩擦力方向沿B指向圓心，故繩子的拉力為對A故與水平圓盤之間的摩擦力大小（3）剪斷繩子，同時(shí)讓轉(zhuǎn)盤立即停止轉(zhuǎn)動，B沿轉(zhuǎn)盤邊緣飛出，A在盤上減速運(yùn)動到盤邊緣后飛出，如下圖

根據(jù)平拋運(yùn)動規(guī)律可得A、B下落的時(shí)間都為對B，飛出時(shí)的速度為故B沿速度方向運(yùn)動的水平距離為轉(zhuǎn)盤停止時(shí)A的速度為根據(jù)幾何知識可得轉(zhuǎn)盤停止后A