四川省绵阳市南山中学实验学校2022-2023学年高一下学期期中物理试题（解析版）

这是一份四川省绵阳市南山中学实验学校2022-2023学年高一下学期期中物理试题（解析版），共20页。试卷主要包含了考试结束后将答题卡收回等内容，欢迎下载使用。

总分：100分 时间：75分钟
本试卷分为试题卷和答题卡两部分，其中试题卷由第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）组成，共6页；答题卡共2页。
注意事项：
1.答题前，考生务必将自己的学校、班级、姓名用0.5毫米黑色签字笔填写清楚，同时用2B铅笔将考号准确填涂在“准考证号”栏目内。
2.选择题使用2B铅笔填涂在答题卡对应题目标号的位置上，如需改动，用橡皮擦擦干净后再选涂其它答案；非选择题用0.5毫米黑色签字笔书写在答题卡的对应框内，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。
3.考试结束后将答题卡收回。
第Ⅰ卷（选择题，共48分）
一、本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。
1. 下列关于物理学家及其贡献的说法正确的是（ ）
A. 开普勒在第谷的观测记录的基础上，研究总结出了行星绕太阳运动的定律
B. 牛顿在前人的研究基础上，总结出万有引力定律，并测出了万有引力常量
C. 亚里士多德提出了日心说，迈出了人类认识宇宙历程中最艰难而重要的一步
D. 第谷通过观察提出行星绕太阳运动的轨道是椭圆
【答案】A
【解析】
【详解】AD．开普勒在第谷的观测记录的基础上，研究总结出了行星绕太阳运动的定律，提出行星绕太阳运动的轨道是椭圆，A正确，D错误；
B．牛顿在前人的研究基础上，总结出万有引力定律，卡文迪许测出了万有引力定律，B错误；
C．哥白尼提出了日心说，迈出了人类认识宇宙历程中最艰难而重要的一步，C错误。
故选A。
2. 运动员出色表现的背后，不仅有自身努力的付出，也有科技的加持。利用风洞实验室为运动装备风阻性能测试和运动姿态风阻优化在我国已大量运用在各类比赛项目中，帮助运动员提高成绩。为了更加直观的研究风洞里的流场环境，我们可以借助丝带和点燃的烟线辅助观察，如图甲所示。在某次实验中获得一重力可忽略不计的烟尘颗粒做曲线运动的轨迹，如图乙所示，下列说法中正确的是（ ）
A. 烟尘颗粒速度始终不变B. 烟尘颗粒一定做匀变速曲线运动
C. P点处的加速度方向可能斜右上方D. 点处的合力方向可能竖直向上
【答案】C
【解析】
【详解】A．曲线运动的速度大小可能不变，但方向一定在变，故A错误；
B．做曲线运动的合外力指向轨迹凹侧，可知烟尘颗粒所受的合外力在变化，故不可能是匀变速曲线运动，故B错误；
C．做曲线运动的合外力指向轨迹凹侧，故P点处的加速度方向可能斜右上方，故C正确；
D．做曲线运动的合外力指向轨迹凹侧，知Q点处的合力方向不可能竖直向上，故D错误。
故选C。
3. 如图1所示，客家人口中的“风车”也叫“谷扇”，是农民常用来精选谷物的农具。在同一风力作用下，精谷和瘪谷（空壳）谷粒都从洞口水平飞出，结果精谷和瘪谷落地点不同，自然分开，简化成如图2所示。若谷粒从洞口飞出后忽略空气阻力且不受风力的影响，则下列分析正确的是（ ）
A. 瘪谷和精谷落地时速度相同
B. 精谷飞出洞口到落地的时间比瘪谷短
C. 精谷和瘪谷飞出洞口后都做匀变速曲线运动
D. 精谷飞出洞口时的速度比瘪谷飞出洞口时的速度要大些
【答案】C
【解析】
【详解】A．速度是矢量，瘪谷和精谷落地时速度方向不同，所以落地速度不相同，故A错误。
BC．精谷和瘪谷飞出洞口后都做平抛运动，即匀变速曲线运动，平抛运动的高度相等，则运动的时间相等，故C正确，B错误。
D．精谷和瘪谷在水平方向做匀速直线运动，由于落地时间相同，瘪谷水平位移较大，所以精谷飞出洞口时的速度比瘪谷飞出洞口时的速度要小些，故D错误。
故选C。
4. 如图所示，将一半径为R的光滑圆形管道竖直放置，A、B、C、D是过管道圆心的水平、竖直虚线与管道的四个交点，可视为质点的小球在圆形管道内做完整的圆周运动，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A. 当时小球恰好能通过最高点
B. 小球通过A点时对外侧管壁的作用力可以为零
C. 小球在上半部管道运动过程中对内侧管壁一定有作用力
D. 小球在下半部管道运动过程中对外侧管壁一定有作用力
【答案】D
【解析】
【详解】A．当
时由
小球能上升的高度为
小球只能上升到B点，选项A错误；
B．小球通过A点时外侧管壁要提供做圆周运动的向心力，则小球对外侧管壁的作用力不可以为零，选项B错误；
C．小球在上半部管道运动过程中，向心力有向下的分量，因重力向下，则内壁对小球不一定有作用力，即小球对内侧管壁不一定有作用力，选项C错误；
D．小球在下半部管道运动过程中，向心力有向上的分量，因重力向下，则外壁对小球一定有支持力，即小球对外侧管壁一定有作用力，选项D正确。
故选D。
5. “双星系统”由两颗相距较近的恒星组成，每个恒星的线度远小于两个星体之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体。如图所示，两颗星球组成的双星，在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的O点做周期相同的匀速圆周运动。现测得两颗星之间的距离为L，质量之比为m1：m2＝3：2。则可知（ ）
A. m1、m2做圆周运动的线速度之比为3：2
B. m1、m2做圆周运动的角速度之比为2：3
C. m1做圆周运动半径为L
D. m1、m2做圆周运动的向心力大小不相等
【答案】C
【解析】
【详解】BD．双星靠相互间的万有引力提供向心力，即向心力大小相等，具有相同的角速度，B错误，D错误；
C．根据万有引力提供向心力
解得
又
得
故C正确；
A．根据
可知线速度之比为2：3，A错误。
故选C。
6. 如图所示，有两箱相同的货物，现要用电梯将它们从一楼运送到二楼。其中图甲为用扶梯台式电梯匀速运送货物，图乙为用履带式自动电梯匀速运送货物，货物均相对扶梯静止。下列关于做功的判断中正确的是（ ）
A. 图甲中支持力对货物做正功B. 图甲中摩擦力对货物做负功
C. 图乙中支持力对货物做正功D. 图乙中摩擦对货物做负功
【答案】A
【解析】
【详解】AB．对图甲中货物受力分析，根据平衡条件可知货物甲受重力、扶梯对甲的支持力，不受摩擦力，支持力与货物的运动方向夹角为锐角，根据可知图甲中支持力对货物做正功，故A正确，B错误；
CD．对图乙中货物受力分析，货物受重力，履带给货物的支持力和履带对货物沿着履带向上的静摩擦力，履带给货物的支持力与货物的运动方向垂直，图乙中支持力对货物不做功，履带对货物的摩擦力与货物运动方向相同，图乙中摩擦对货物做正功，故CD错误。
故选A。
7. 铁路在弯道处的内外轨道高低是不同的，如图为转弯处火车轨道横截面示意图。已知内外轨道与水平面倾角为，弯道处的圆弧半径为R，若质量为m的火车以速度v通过某弯道时，内轨和外轨均不受侧压力作用，下面分析正确的是（ ）
A. 轨道半径
B.
C. 若火车速度小于v时，外轨将受到侧压力作用，其方向平行轨道平面向外
D. 若火车速度大于v时，外轨将受到侧压力作用，其方向平行轨道平面向里
【答案】B
【解析】
【详解】AB．当火车以速度v通过某弯道时，内、外轨道均不受侧压力作用，则其所受的重力和支持力的合力提供向心力。受力如图：
由图可得

换算可得
即
故A错误，B正确；
C．若火车速度小于v时，火车所受的重力和支持力的合力大于所需的向心力，火车有向心趋势，内轨将受到侧压力作用，其方向平行轨道平面向内，故C错误；
D．若火车速度大于v时，火车所受的重力和支持力的合力不足以提供所需的向心力，火车有离心趋势，外轨将受到侧压力作用，其方向平行轨道平面向外，故D错误。
故选B。
8. 如图所示，a为放在赤道上相对地球静止的物体，随地球自转做匀速圆周运动，b为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星（轨道半径约等于地球半径），c为地球的同步卫星。下列关于a、b、c的说法中正确的是（ ）

A. b卫星转动线速度大于7.9 km/s
B. a、b、c做匀速圆周运动的向心加速度大小关系为aa>ab>ac
C. a、b、c做匀速圆周运动的周期关系为Ta=TcD. 在b、c中，b的线速度大
【答案】D
【解析】
【详解】A．b为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星，根据万有引力定律有
解得
又
可得
与第一宇宙速度大小相同，即v=7.9km/s，A错误；
B．地球赤道上的物体与同步卫星具有相同的角速度，所以
ωa=ωc
根据
a=rω2
知，c的向心加速度大于a的向心加速度，根据
得b的向心加速度大于c的向心加速度，即
故B错误；
C．卫星c地球同步卫星，所以
Ta=Tc
根据
得c的周期大于b的周期，即
故C错误；
D．在b、c中，根据
可知b的线速度比c的线速度大，故D正确。
故选D。
二、本题共4小题，每小题4分，共16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4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9. 质量为m的物体，由做匀速直线运动的汽车牵引，当物体上升时，汽车的速度为v，细绳与水平面间的夹角为，如图所示，则下列说法中正确的是（ ）
A. 此时物体的速度大小为vcsθ
B. 物体做匀加速直线运动
C. 绳子的拉力等于mg
D. 物体做加速运动且速度小于车的速度
【答案】AD
【解析】
【详解】A．根据运动的合成可以求得
选项A正确；
B．因为物体速度，随着变小，物体速度变大且不是均匀变化，所以不是匀变速，选项B错误；
C．因为，随着变小，物体速度变大，加速，所以加速度向上，拉力大于重力，选项C错误；
D．根据，随着变小，物体速度变大，且，所以物体速度小于小车速度，选项D正确。
故选AD。
10. 如图所示的装置中，左侧的轮子利用皮带带动右侧轮轴转动。已知，是轮轴上的一点，到轴心的距离也为，分别是三个轮（轴）边缘上的点，到轴心的距离，则下列说法错误的是（ ）

A. B.
C. D.
【答案】AC
【解析】
【详解】根据题意，由图可知，两点为皮带传动，则有
三点为同轴转动，则有
由于
可得
A．由公式可知，由于到轴心的距离为，则有
则
故A错误；
B．由公式可得
则有
故B正确；
C．由公式可得
则有
故C错误；
D．根据题意，由公式和可得
则有
故D正确。
本题选错误的，故选AC。
11. 新一代载人运载火箭的研制将使我国具备在2030年前载人登陆月球的能力，若在将来某次登月过程中，先将一个载人飞船送入环月球圆轨道Ⅲ，飞船绕月球运行多圈后，然后经点火使其沿椭圆轨道Ⅱ运行，最后再次点火将飞船送入圆轨道Ⅰ，轨道Ⅰ、Ⅱ相切于Q点，轨道Ⅱ、Ⅲ相切于P点，下列说法正确的是（ ）
A. 飞船在P点应点火加速使飞船从轨道Ⅲ进入轨道Ⅱ
B. 飞船在Q点的加速度大于在P点的加速度
C. 飞船在轨道Ⅰ上的角速度大于在轨道Ⅲ上的角速度
D. 飞船从轨道Ⅱ上的P点运动到Q点的过程中，速度逐渐减小
【答案】BC
【解析】
【详解】A．飞船在P点应点火减速使飞船做近心运动，从轨道Ⅲ进入轨道Ⅱ，A错误；
B．根据
可知，到月心的距离越大，加速度越小，B正确；
C．由
可知，飞船在轨道Ⅰ上的角速度大于在轨道Ⅲ上的角速度，C正确；
D．根据开普勒第二定律可知，飞船从轨道Ⅱ上的P点运动到Q点的过程中，速度逐渐增大，D错误。
故选BC。
12. 如图所示，可视为质点的小球A、B分别同时从倾角为37°的光滑斜面顶端水平抛出和沿斜面下滑，平抛初速度大小为vA=5m/s，下滑初速度vB未知，两小球恰好在斜面底端相遇，重力加速度g=10m/s2，则（ ）
A. 斜面长5m
B. B球初速度vB=4m/s
C. 相遇前，A、B两球始终在同一高度
D. 相遇前两小球最远相距
【答案】BD
【解析】
【详解】A．令斜面长为L，对小球A有
，
解得
，
A错误；
B．对小球B由牛顿第二定律可得
小球B沿斜面向下做匀加速直线运动
解得
B正确；
C．经历时间t1，小球A的竖直分位移
小球B的竖直分位移
则有
作出该函数的图像如图所示
根据二次函数的特征，可知，在内有
既有
即相遇前，A、B两球不在同一高度，C错误；
D．根据上述分析可知，两球体在时相遇，在时两球相距最远，由于A球在垂直于斜面方向做双向匀变速直线运动，则
D正确。
故选BD。
第Ⅱ卷（非选择题，共52分）
三、本题共2小题，每空2分，共16分。
13. 如图1所示是某种“研究平抛运动”的实验装置。

（1）为减小空气阻力对实验的影响，应选择的小球是______。（填序号）
A．实心小木球 B．空心小木球 C．空心小铁球 D．实心小铁球
（2）当a小球从斜槽末端水平飞出时与b小球离地面的高度均为，此瞬间电路断开，使电磁铁释放b小球，最终两小球同时落地，改变大小，重复实验，a、b仍同时落地，该实验结果可表明______。（填序号）
A．两小球落地速度的大小相同
B．两小球在空中运动的时间相等
C．a小球在竖直方向的分运动与b小球的运动相同
D．a小球在水平方向的分运动是匀速直线运动
（3）刘同学做实验时，忘记标记平抛运动的抛出点O，只记录了A、B、C三点，于是就取A点为坐标原点，建立了如图2所示的坐标系，平抛轨迹上的这三点坐标值图中已标出。取g=10m/s2，则小球平抛的初速度为______m/s，小球到B点时的竖直速度______m/s。（计算结果均保留两位有效数字）
【答案】 ①. D ②. BC##CB ③. 1.5 ④. 4.0
【解析】
【详解】（1）[1]为减小空气阻力对实验的影响，应选择质量大、体积小的实心小铁球。
故选D。
（2）[2]改变H大小，重复实验，a、b始终同时落地，说明两小球在空中运动时间相等，进一步说明a小球在竖直方向的分运动与b小球的运动相同。
故选BC。
（3）[3][4]竖直方向由匀变速直线运动的推论可得
可得
则小球的初速度为
小球到B点时的竖直速度为
14. 探究向心力大小F与物体的质量m、角速度和轨道半径r的关系实验
（1）本实验所采用的实验探究方法与下列实验是相同的______
A．探究两个互成角度的力的合成规律
B．探究加速度与物体受力、物体质量关系
（2）小明同学用向心力演示器进行实验，实验情景如甲、乙、丙三图所示
三个情境中，图______是探究向心力大小F与质量m关系（选填“甲”、“乙”、“丙”）；在乙情境中，若两钢球所受向心力的比值为1∶9，则实验中选取两个变速塔轮的半径之比为______。
（3）小王同学利用传感器进行探究，通过图甲所示的装置探究物体做圆周运动的向心力与质量、轨道半径及线速度的关系。滑块套在光滑水平杆上，随杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动，力传感器通过一细绳连接滑块，用来测量向心力的大小F。滑块上固定一遮光片，与固定在铁架台上的光电门可测量滑块的线速度v。小王同学先保持滑块质量和半径不变，来探究向心力大小与线速度大小的关系。
小王同学通过改变转速测量多组数据，记录力传感器示数F，算出对应的线速度及的数值，以为横轴，为纵轴，作图线，如图乙所示，若滑块运动半径，由图线可得滑块的质量______。
【答案】 ①. B ②. 甲 ③. 3∶1 ④. 0.2
【解析】
【详解】（1）[1]探究向心力大小F与物体的质量m、角速度和轨道半径r的关系实验用到的实验探究方法为控制变量法
A．探究两个互成角度的力的合成规律用到等效法，故A不符合题意；
B．探究加速度与物体受力、物体质量的关系用控制变量法，故B符合题意。
故选B。
（2）[2]探究向心力大小与质量关系，需保证角速度和半径不变，质量变化，应用甲图。
[3]由图可知，在乙情境中，质量和半径相等，由公式可知，角速度之比为
变速塔轮边缘的线速度相等，由可知，变速塔轮的半径之比为
（3）[4]根据题意有
结合图像可得，斜率
解得
四、本题共3小题，共36分。解答过程中，要求必须写出必要的文字说明、主要的计算步骤和明确的答案。
15. 如图所示，质量为m=3kg的物体静止在水平地面上，受到与水平地面夹角为=，大小F=20N的拉力作用，物体移动的距离=5m物体与地面间的动摩擦因数=0.3，g取10m/s2。求：（sin=0.6，cs=0.8）
(1)拉力F所做的功W1；
(2)摩擦力Ff所做的功W2；
【答案】(1)80J；(2)－27J
【解析】
【详解】(1)根据功的定义可知拉力的功
(2)对物体受力分析可知地面对物体的支持力
根据牛顿第三定律可知物体对地面的压力为18N；所以滑动摩擦力
故摩擦力所做功
16. 2021年5月，“天问一号”火星探测器成功登陆火星，同时“天问一号”环绕器在距火星表面高h的轨道运行，已知火星半径为R，火星表面的重力加速度为，火星视为均质球体，引力常量为G。求：
（1）火星的密度：
（2）“天问一号”环绕器所在轨道的重力加速度大小；
（3）“天问一号”环绕器在轨运行速度大小。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）火星表面上的物体由
又
解得
（2）环绕器所在轨道上
解得
（3）由
解得
17. 如图（甲）所示，是饭店常见的一种可旋转餐桌，其在圆形桌面上安装有可转动的圆盘，转盘的半径r为0.8m，转盘与桌面的高度差忽略不计，圆形桌面的半径R为1m，转盘中心与桌面中心重合，桌面与水平地面的高度差为0.8m，在转盘边缘有一个陶瓷杯，示意图如图（乙）所示，陶瓷杯与转盘、桌面之间的动摩擦因数分别为、，取，杯子可视为质点，求：
（1）为了不让陶瓷杯在转盘上发生相对滑动，转盘转动的最大角速度为多少?
（2）当转盘以（1）中的最大角速度旋转时，服务员突然抓住转盘使其停止转动，陶瓷杯滑上桌面并最终从桌面飞出，陶瓷杯落地点离桌面边缘飞出点的水平距离为多少?
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）为了不让陶瓷杯在转盘上发生相对滑动，则向心力不能大于最大静摩擦力，即
解得
转盘转动的最大角速度为。
（2）陶瓷杯从转盘上滑出时速度为
滑出后物块在桌面上做匀变速直线运动，则
桌面半径为，如图所示
由几何关系可得物块在桌面上滑行的距离为
根据匀变速直线运动规律可得
解得
划出桌面后做平抛运动，在竖直方向上
则陶瓷杯落地点离桌面边缘飞出点的水平距离为
解得
陶瓷杯落地点离桌面边缘飞出点的水平距离为0.16m。