精品解析：广西南宁市第五十六中学2022-2023学年高一下学期期中物理试题（解析版）

这是一份精品解析：广西南宁市第五十六中学2022-2023学年高一下学期期中物理试题（解析版），共16页。
南宁市第五十六中学2023年春季学期高一段考物理试卷命题人：连含梅、玉敏辉、苏帅     审题人：连含梅、玉敏辉、苏帅注意事项：1、本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共100分，时间90分钟。2、第Ⅰ卷每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；第Ⅱ卷用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内；写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。考试结束只交答题卡。第I卷一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。1. 下列说法不符合物理学史的是（　　）A. 牛顿提出了万有引力定律，并于1687年发表在其传世之作《自然哲学的数学原理》中B. 开普勒行星运动定律是开普勒在第谷留下的观测记录的基础上整理和研究出来的C. 开普勒第三定律中的常量k与中心天体无关D. 英国物理学家卡文迪许在实验室里通过几个铅球之间万有引力的测量，得出了引力常量G的数值【答案】C【解析】【详解】A．牛顿提出了万有引力定律，并于1687年发表在其传世之作《自然哲学的数学原理》中，故A正确，不符题意；B．开普勒行星运动定律是开普勒在第谷留下的观测记录的基础上整理和研究出来的，故B正确，不符题意；C．开普勒第三定律中的常量k与中心天体的质量有关，而与环绕天体的质量无关，故C错误，符合题意；D．英国物理学家卡文迪许在实验室里通过几个铅球之间万有引力的测量，得出了引力常量G的数值，故D正确，不符题意。故选C。2. 一小球沿斜面匀加速滑下，依次经过A、B、C三点，已知，，小球经过和两段所用的时间均为2s，则小球经过A、B、C三点时的速度大小分别是（　　）A. ，， B. ，，C. ，， D. ，，【答案】B【解析】【分析】【详解】根据小球做匀加速直线运动的特点，两点之间的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，故B点的速度等于段的平均速度又因为连续相等时间内的位移之差等于恒量，即则由解得则A点的速度vA=vB−at解得vA=2m/sC点的速度vC=vB+at解得vC=6m/s故B正确，ACD错误。故选B。3. 下列说法正确的是（　　）A. 在平抛运动中，任意相同的时间内速度的变化相同B. 两个匀变速直线运动的合运动必为匀变速直线运动C. 匀速圆周运动是匀变速曲线运动D. 向心加速度是描述线速度变化快慢的物理量【答案】A【解析】【详解】A．在平抛运动中，加速度恒定为g，则任意相同的时间内速度的变化相同，均为，故A正确；B．两个匀变速直线运动若合初速度与合加速度不共线，则合运动为匀变速曲线运动，故B错误；C．匀速圆周运动的加速度时刻指向圆心，加速度时刻改变，故是变加速曲线运动，故C错误；D．向心加速度是描述线速度方向变化快慢的物理量，故D错误。故选A。4. 如图所示，水平地面上不同位置三个小球斜上抛，沿三条不同的路径运动最终落在同一点，三条路径的最高点是等高的，若忽略空气阻力的影响，下列说法正确的是（　　）A. 沿路径1抛出的小球在空中运动的时间最长B. 沿路径1的小球抛出时的初速度水平分量最大C. 沿路径1抛出的小球落地的速率最小D. 沿路径1的小球抛出时的初速度竖直分量最大【答案】B【解析】【详解】A．设物体抛出初速度的竖直分量为vy，水平分量为vx，上升的最大高度为h，运动时间为t，落地速度大小为v，由对称性，上升过程时间和下降过程时间相同都等于，由运动学公式有则得则知三个球运动的时间相等，故A错误；B．物体水平方向做匀速直线运动根据图像有又时间相等，可知沿路径1的小球抛出时的初速度水平分量最大，故B正确；CD．三个小球上升高度相同，根据得可知三个小球抛出时的初速度竖直分量相等；根据对称性，落地速度与抛出速度大小相等，则落地速度为三个物体初速度的竖直分速度大小相同，水平分速度大小关系满足得沿路径1抛出的小球落地的速率最大，故CD错误。故选B。5. 如图所示，将一个质量为m的小球用一根不可伸长的轻绳吊起，上端固定，使小球在水平面内做匀速圆周运动，轻绳就会沿圆锥面旋转，这就构成了圆锥摆，则（　　）  A. 小球受重力和向心力的作用 B. 小球受重力和拉力的作用C. 小球受拉力、重力和向心力的作用 D. 小球受拉力和向心力的作用【答案】B【解析】【详解】小球在水平面内做匀速圆周运动构成了圆锥摆，受力分析可知，小球受重力和细绳的拉力，两个力的合力沿径向合力充当向心力，而小球不会受向心力；故选B。6. 位于贵州的“中国天眼”（FAST）是目前世界上口径最大的单天线射电望远镜，通过FAST可以测量地球与木星之间的距离。当FAST接收到来自木星的光线传播方向恰好与地球公转线速度方向相同时，测得地球与木星的距离是地球与太阳距离的k倍。若地球和木星绕太阳的运动均视为匀速圆周运动且轨道共面，则可知木星的公转周期为（　　）A. 年 B. 年 C. 年 D. 年【答案】A【解析】【详解】根据题意可知太阳、地球、木星的位置关系如图所示，设地球的公转半径为R1，木星的公转半径为R2，测得地球与木星的距离是地球与太阳距离的k倍，则有R22=R12+（kR1）2=(1+k2）R12由开普勒第三定律有由于地球公转周期为1年，则有年故选A。7. “套圈圈”是一种老少皆宜的游戏，如图所示，某小孩蹲在界外水平抛出圈圈并套取前方的玩具，若她想套取更远处的相同玩具，则以下操作不可能达到目的的是（　　）A. 蹲在同样的位置，以较大的速度水平抛出圈圈B. 站在同样的位置，以较大的速度水平抛出圈圈C. 站在同样的位置，以相同的速度水平抛出圈圈D. 蹲在同样的位置，以较小的速度水平抛出圈圈【答案】D【解析】【详解】小孩套取更远处的玩具，水平位移增大，x=vt，则可以通过增大初速度或增大运动时间的方式实现，即蹲在同样的位置，以较大的速度水平抛出圈圈，或是站在同样的位置，则根据平抛竖直方向运动可知，时间变大，以相同或较大的速度水平抛出圈圈，故ABC可以，不符合题意，D不可以，符合题意。故选D。8. 如图所示，A、B、C是三颗人造地球卫星，它们轨道半径的关系为，下列说法正确的是（　　）    A. 它们速度关系 B. A、B的质量一定相等C. 它们的周期关系 D. 它们的角速度关系【答案】A【解析】【详解】A．根据万有引力提供卫星做匀速圆周的向心力，有解得由它们轨道半径的关系为，可知，故A正确；B．A、B两颗人造地球卫星轨道半径相同，当其质量可以不同，故B错误；C．根据万有引力提供卫星做匀速圆周的向心力，有解得由它们轨道半径的关系为，可知，故C错误；D．根据万有引力提供卫星做匀速圆周的向心力，有解得由它们轨道半径的关系为，可知，故D错误。故选A。二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。9. 关于圆周运动，下列说法正确的是（　　）A. 当转速一定时，向心加速度与半径成正比B. 做圆周运动的物体，所受的合外力一定指向圆心C. 物体在始终与速度垂直的力作用下，可能做匀速圆周运动D. 速率变化的圆周运动是变加速运动，而匀速圆周运动是匀加速运动【答案】AC【解析】【详解】A．根据，可知当转速一定时，向心加速度与半径成正比，故A正确；B．只有做匀速圆周运动的物体，所受的合外力才一定指向圆心，故B错误；C．物体在始终与速度垂直的力作用下，可能做匀速圆周运动，故C正确；D．速率变化的圆周运动是变加速运动，匀速圆周运动的加速度方向也是变化的，也是变加速运动，故D错误。故选AC。10. 在如图所示的传动装置中，B、C两轮固定在一起绕同一轴转动，A、B两轮用皮带传动，三个轮的半径关系是，若皮带不打滑，则A、B、C三轮边缘上a、b、c三点的（　　）A. 角速度之比为B. 线速度大小之比为C. 周期之比为D. 转速之比为【答案】BD【解析】【详解】AB．A、B两轮用皮带传动，可知a、b两点的线速度大小相等，即根据，可得b、c两点同轴转动，可知b、c两点的角速度相等，则有根据，可得可得a、b、c三点的角速度之比为a、b、c三点的线速度大小之比为故A错误，B正确；CD．根据，可得a、b、c三点的周期之比为a、b、c三点的转速之比为故C错误，D正确。故选BD。11. 如图所示，在位移—时间图像和速度—时间图像中，给出四条图线1、2、3、4代表四个不同物体的运动情况，关于它们的物理意义，下列描述正确的是（   ）A. 图线1表示物体做曲线运动B. x—t图像中t = 1时刻v1 > v2C. v—t图像中0至t3时间内3的平均速度小于4的平均速度D. 两图像中，t2、t4时刻分别表示2、4开始反向运动【答案】BC【解析】【详解】A．图线1是物体位移—时间图像，图线是曲线，表示物体的位移变化与时间不成正比，但不表示物体做曲线运动，A错误；B．在x—t图像中，图像切线的斜率大小，反映了物体的瞬时速度，斜率越大，速度越大，由图可知，t1时刻时v1 > v2，B正确；C．在v—t图像中，0 ~ t3时间内物体4的v—t图像的图线与坐标轴围成的面积大于物体3的v—t图像的图线与坐标轴围成的面积，则在0 ~ t3时间内x4 > x3，则根据可知v—t图像中0至t3时间内3的平均速度小于4的平均速度，C正确；D．在x—t图像中，t2时刻物体的位移开始减小，说明物体开始反向运动；在v—t图像中，t4时刻物体的速度开始减小，但速度仍为正值，表示物体沿着原方向开始做减速运动了，并没有反向运动，D错误。故选BC。12. 如图所示，质量为m的小球固定在杆的一端，在竖直面内绕杆的另一端O做圆周运动，球心到O点的距离为L．当小球运动到最高点时速率为，此时球对杆的作用力A. 大小为mg B. 大小为mgC. 方向竖直向下 D. 方向竖直向上【答案】AC【解析】【详解】在最高点，设杆对球的弹力向下，大小为F，根据牛顿第二定律得：又解得 方向向下。故选AC。第II卷三、非选择题：本题共6小题，共60分。13. 探究“加速度与物体受力、物体质量关系”的实验装置如图甲所示。小车后面固定一条纸带穿过电火花计时器，细线一端连着小车，另一端通过光滑的定滑轮和动滑轮与挂在竖直面内的拉力传感器相连，拉力传感器用于测小车受到拉力的大小。  （1）实验准备了如图所示的器材和配套的电源、导线、天平。若要完成该实验，必需的实验器材还有___________。（2）关于本次实验，下列说法正确的是___________。A.平衡摩擦力时，需要在动滑轮上挂上钩码B.细线必须与长木板平行C.先释放小车再接通电源D.实验中所挂钩码质量要远小于小车质量（3）在探究“加速度与物体受力、物体质量关系”的实验中，纸带纪录如图所示，纸带上两个相邻计数点的时间间隔为T = 0.10s，经测量SAB = 2.3cm，SBC = 6.5cm，SCD = 10.7cm，SDE = 14.9cm，则物体运动的加速度为______m/s2。（结果保留3位有效数字）。【答案】    ①. 刻度尺    ②. B    ③. 4.20【解析】【详解】（1）[1]实验需要记录小车随时间的位移大小，故需要刻度尺测量位移。（2）[2] A．平衡摩擦力时，不能在动滑轮上挂上钩码，小车系上纸带平衡摩擦力，故A错误；B．细线必须与长木板平行，以确保细线的拉力即为小车所受到的合外力，故B正确；C．实验时应当先接通电源再释放小车，故C错误；D．本实验直接由拉力传感器读出小车所受的拉力即合外力，故不需要所挂钩码质量要远小于小车质量，故D错误。故选B。（3）[3]根据逐差法测得小车的加速度为14. (1)如图所示是研究平抛物体运动的演示实验装置。实验时，先用弹簧片C将B球紧压在DE间并与A球保持在同一水平面上，用小锤F击打弹簧片C，A球被水平抛出，同时B球自由下落。实验几次，无论打击力大或小，仪器距离地面高或低，我们听到A、B两球总是同时落地，这个实验_________。A.说明A、B两球落地时的速度相同B.说明A、B两球在水平方向运动是做匀速直线运动C.说明平抛运动是自由落体和匀速直线运动的合运动D.说明平抛运动在竖直方向上是自由落体运动(2)如图所示是某学生在做“研究平抛物体运动”的实验时记录小球运动的轨迹，x轴为水平方向，y轴为竖直方向。O点为平抛的初始位置，P点为轨迹上一点。则①物体从O点运动到P点的时间为________s；②物体的初速度为________；（结果保留2位有效数字）③该平抛运动的轨迹方程为________。（g取）【答案】    ①. D    ②. 0.2    ③. 2.0    ④. 【解析】【详解】(1)[1]几次实验，无论打击力大或小，还是仪器距离地面高或低，我们总能听到A、B两球同时落地，这说明平抛运动在竖直方向是自由落体运动。故D正确，ABC错误。故选D。(2)①[2] O点为平抛的初始位置，P点为轨迹上一点。以O点为原点，建立坐标系，时间由竖直位移决定的，根据得②[3]平抛的初速度③[4]由平抛的位移规律，消去t得到将求的速度和重力加速度代入可得轨迹方程为15. 汽车在高速公路上行驶的速度为108km/h，若驾驶员发现前方80m处发生了交通事故，马上紧急刹车，汽车以恒定的加速度经过4s才停下来，该汽车是否出现安全问题？【答案】汽车不会有安全问题【解析】【详解】已知，t=4s，则根据平均速度可知所以不会有安全问题。16. 在水平路面上骑摩托车的人，遇到一个壕沟，其尺寸如图所示。摩托车后轮离开地面后失去动力，可以视为平抛运动。摩托车后轮落到壕沟对面才算安全。（g取10m/s2）（1）摩托车的速度至少要多大才能越过这个壕沟？（2）求落地时摩托车的最小落地速度。  【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）摩托车到达对岸的时间，根据可得则（2）摩托车落到壕沟对面时的落到壕沟对面速度大小17. 如图所示，质量为m的小球用细线悬于B点，使小球在水平面内做匀速圆周运动，重力加速度为g。(1)若悬挂小球的绳长为l，小球做匀速圆周运动的角速度为，绳对小球的拉力F有多大？(2)若保持轨迹圆的圆心O到悬点B的距离h不变，改变绳长l，求小球做匀速圆周运动的角速度与绳长l的关系；(3)若保持轨迹圆的圆心O到悬点B的距离h不变，改变绳长l，求绳对小球的拉力F与绳长l的关系。【答案】(1)；(2)角速度与无关；(3)【解析】【详解】(1)设绳与竖直方向的夹角为，由合力提供向心力得解得(2)保持轨迹圆的圆心到悬点B的距离不变，改变绳长，根据牛顿第二定律得解得可知角速度与无关。(3)保持轨迹圆圆心到悬点B的距离不变，结合(1)、(2)题得18. 2021年4月29日上午，天和核心舱的成功发射标志着中国空间站建设拉开了帷幕，预计2022年底之前正式建成。若地球质量为M，空间站质量为m0，空间站距地面高度为r，地球半径为R，万有引力常量为G。求：（1）空间站受地球引力大小F；（2）空间站环绕地球运行的周期T；（3）空间站环绕地球运行的向心加速度大小an；（4）若已知空间站环绕地球运行的周期为T，求地球的密度。  【答案】（1）；（2）；（3）；（4）【解析】【详解】（1）空间站受地球引力大小为（2）空间站受地球的引力提供匀速圆周运动的向心力，有解得周期为（3）空间站受地球的引力提供匀速圆周运动的向心力，有解得向心加速度为（4）若已知空间站环绕地球运行的周期为T，则有而地球质量为解得地球的密度为