山西省2023-2024学年高一下学期4月期中物理试题(无答案)

这是一份山西省2023-2024学年高一下学期4月期中物理试题(无答案)，共6页。试卷主要包含了9km/s等内容，欢迎下载使用。
全卷满分100分，考试时间75分钟。
注意事项：
1.答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑；非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答；字体工整，笔迹清楚。
4.考试结束后，请将试卷和答题卡一并上交。
一、选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分.在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的.
1.2023年的诺贝尔物理学奖授予了研究“物质中的电子动力学而产生阿秒光脉冲的实验方法”的阿戈斯蒂尼、克劳斯和吕利耶三位教授.物理学的发展离不开这些物理学家的研究发现，下列描述符合物理学史实的是（ ）
A.亚里士多德认为重的物体下落与轻的物体一样快
B.笛卡尔通过斜面实验，提出力是改变物体运动状态的原因
C.牛顿总结得到了万有引力定律，并通过扭秤实验测出了引力常量
D.开普勒总结了行星运动定律，指出了所有行星绕太阳的轨道都是椭圆
2.小明同学在清明假期乘坐高铁旅行，当高铁正在某一段平直轨道匀速运行时，小明将一个小球由静止释放，如图所示，不计空气阻力.则小球相对车厢下落的轨迹可能是（ ）
A. B. C. D.
3.华为Mate60Pr成为全球首款支持卫星通话的大众智能手机，该手机的卫星通信功能可以让我们在无信号环境下，通过“天通一号”系列卫星与外界进行联系.“天通一号”系列卫星为地球同步静止卫星，目前我国已发射有“天通一号”01、02、03卫星，将卫星绕地球的运动视为匀速圆周运动.关于“天通一号”系列卫星下列说法正确的是（ ）
A.三颗卫星有可能经过北京市上空
B.三颗卫星的轨道半径一定都相等
C.三颗卫星的运行速度等于7.9km/s
D.若已知三颗卫星到地球表面高度及引力常量，即可求出地球质量
4.某同学做匀速直线运动时用手电筒照射竖直墙壁，如图所示（俯视图），手电筒的光线方向水平且始终与墙壁垂直，该同学前进路线的方向与墙壁间的夹角θ=30°.已知该同学的前进速度大小为，手电筒相对人的位置不变，则光斑在墙壁上的移动速度大小为（ ）
5.如图所示是同一卫星绕地球飞行的三条轨道，轨道1是近地圆形轨道，2和3是变轨后的椭圆轨道.A点是轨道2的近地点，轨道1、2、3在A点相切，B点是轨道2的远地点，则下列说法中正确的是（ ）
A.三条轨道中，卫星在轨道1上绕地球运行的周期最大
B.卫星在轨道2上经过A点的速度等于卫星在轨道3上经过A点的速度
C.卫星在轨道2上经过A点的速度大于卫星在轨道2上经过B点的速度
D.卫星在轨道2上经过A点的加速度大于卫星在轨道3上经过A点的加速度
6.如图甲所示，“水秋千”是我国古代的一种水上运动，最早在宋人孟元老《东京梦华录》中就有记载.表演过程如图乙所示，表演者手握固定在竖直桅杆O点轻绳的一端，用力荡起至与桅杆夹角为θ=45°的A点时，表演者松手沿垂直轻绳方向飞出.已知在空中经过最高点B时的速度大小为v，重力加速度为g，表演者可视为质点，整个过程船静止不动，绳子始终伸直，不计空气阻力.若A点到水面的高度为AB间高度的4倍，则落水点到A点的水平距离为（ ）
A.B.C.D.
7.如图甲所示为一种叫“魔力陀螺”的玩具，其结构可简化为图乙所示.铁质圆轨道用支架固定在竖直平面内，质量为m、可视为质点的陀螺在轨道内、外两侧均可以旋转，半径均为R，陀螺磁芯对轨道的吸引力始终沿轨道半径的方向，大小恒为6mg.不计摩擦和空气阻力，重力加速度为g.下列说法正确的是（ ）
A.陀螺在轨道内侧运动到最高点时的速度最小值为
B.陀螺在轨道内侧运动的过程中，无论速度取何值，均不会脱离轨道
C.当陀螺在轨道外侧运动时，只要速度不超过，即可保证其始终不脱离轨道
D.若陀螺在轨道外侧运动到与轨道圆心等高处时速度为，则其所受合外力的大小为2mg
二、选择题：本题共3小题，每小题6分，共18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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分.
8.如图所示，是过关竞技类节目中的一关游戏装置，三个水平圆盘A、B、C紧挨在一起，转动过程中不打滑，过关者需要穿过三个圆盘，不掉落水中.已知A、B、C的半径之比为1∶2∶3，则下列说法正确的是（ ）
A. A、B、C三个圆盘边缘处的线速度大小之比为1∶2∶3
B. A、B、C三个圆盘转动的角速度大小之比为3∶2∶1
C. A、B、C三个圆盘转动的周期之比为1∶2∶3
D. A、B、C三个圆盘边缘处的向心加速度大小之比为6∶3∶2
9.如图所示，三根无弹性的轻质细绳系于O点，A、B端分别固定在竖直与水平墙上，绳OA水平，绳OB与水平方向间夹角为53°，C端竖直悬挂一小球（可视为质点）.现保持结点O不变动，对小球施加一水平向右的作用力F，使小球缓慢运动至绳OC与水平方向成37°夹角的位置（绳始终伸直）.不计空气阻力，，.则此过程（ ）
A.力F大小不变
B.绳OB受到的拉力大小不变
C.绳OC受到的拉力大小不变
D.绳OA受到的拉力大小增大
10.如图甲所示，一足够长的木板静置于水平地面上，右端放置一可视为质点的小物块.在t=0时刻对木板施加一水平向右的恒定拉力F，作用1s后撤去F，整个过程木板运动的v-t图像如图乙所示.已知小物块的质量m=2kg，木板的质量M=4kg，物块与木板间及木板与地面间动摩擦因数相同，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g=10m/s2，物块始终未从木板掉落.下列说法正确的是（ ）
A.物块与木板及木板与地面间的动摩擦因数大小为
B.拉力F的大小为36N
C.整个过程小物块相对木板运动的位移大小为2.25m
D.整个过程木板运动的位移大小为6.75m
三、非选择题：本题共5小题，共54分.
11.（6分）如图甲所示为某实验小组“探究平抛运动”的实验装置.
（1）进行该实验时，需要调节斜槽末端________，并将小球从斜槽上________（填“同一”或“不同”）位置多次由静止释放.
（2）研究平抛运动，下列说法正确的是________（填字母）.
A.使用密度大、体积小的小球
B.必须测出平抛小球的质量
C.将木板校准到竖直方向，并使木板平面与小球下落的竖直平面平行
D.尽量减小小球与斜槽之间的摩擦
（3）某同学在白纸上记录了小球的运动轨迹，若小球在平抛运动途中的几个位置如图乙中的A、B、C所示，测出x、、的长度，则小球平抛的初速度的计算式为________.（用测出的长度x、、和当地重力加速度g表示）
12.（10分）如图所示是探究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系的实验装置.转动手柄，可使两侧变速塔轮以及长槽和短槽随之匀速转动.当皮带分别处于1、2、3层时，左、右塔轮的角速度之比分别为1∶1、1∶2和1∶3.皮带分别套在左右两轮塔上的不同圆盘上，可使两个槽内的小球分别以各自的角速度做匀速圆周运动，其向心力由挡板对小球的压力提供，球对挡板的反作用力，通过杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上露出的红白相间的等分格显示出两个球所受向心力的比值.那么：
（1）若探究向心力的大小F与半径r的关系时，两侧变速塔轮应该同时选择第________层（填“1”“2”或“3”），长短槽放置质量________（填“相等”或“不相等”）的小球，小球应分别放在________两处.（填“A、C”或“B、C”）.
（2）为了进一步精确探究，小组同学利用传感器验证向心力的表达式，如图甲，装置中水平直槽能随竖直转轴一起转动，将滑块套在水平直槽上，用细线将滑块与固定的力传感器连接.当滑块随水平直槽一起匀速转动时，细线的拉力大小可以通过力传感器测得，滑块转动的角速度可以通过角速度传感器测得.
将相同滑块分别以半径r为0.14m、0.12m、0.10m、0.08m、0.06m做圆周运动，在同一坐标系中分别得到图乙中①、②、③、④、⑤五条F-ω图线，则图线①对应的半径为________，各图线不过坐标原点的原因是________.
13.（9分）如图所示，水平地面上放置一边长为a的正方体无盖的储物盒，P为底面对角线的交点，O为延长线上与距离为a的点，M为O点正上方距地面高度为4a的点.现有一同学整理杂物，将各种杂物（可视为质点）从M点以不同的速度水平抛出，均能落入储物盒中.不计空气阻力，重力加速度为g.
（1）若一杂物水平抛出，落在盒中的P点，求此杂物抛出时的速度大小；
（2）若要使所有杂物都能落在盒子中，求杂物水平抛出的速度大小范围.
14.（13分）当某一地外行星（火星、木星、土星、天王星、海王星）于绕日公转过程中运行到与地球、太阳成一直线的状态，且地球恰好位于太阳和外行星之间的这种天文现象叫“冲日”，冲日前后是观测地外行星的好时机.如图所示是土星冲日示意图，已知地球公转周期是1年，土星质量是地球的95倍，土星半径是地球的9.5倍，土星的公转半径是地球的9.5倍.忽略星球自转影响，求：（）
（1）地球和太阳间的万有引力是土星和太阳间的几倍？
（2）土星冲日平均多长时间出现一次？
（3）假设人类在将来的某天登陆土星，若宇航员在地面上最多能举起质量为m的物体，则他在土星表面最多能举起质量是多少的物体？
15.（16分）如图所示，水平放置的正方形光滑木板abcd，边长为2L，距地面的高度为H=1.8m，木板正中间有一个光滑的小孔O，一根长为2L的细线穿过小孔，两端分别系着两个完全相同的小球A、B，两小球在同一竖直平面内.小球A以角速度ω=2.5rad/s在木板上绕O点沿逆时针方向做匀速圆周运动时，B也在水平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动，O点正好是细线的中点，其中L=2m，，不计空气阻力，取g=10m/s2.
（1）求小球B的角速度以及悬挂B球的细线与竖直方向的夹角θ的余弦值的大小；
（2）当小球A、B的速度方向均平行于木板ad边时，剪断细线，求：
①从剪断细线到小球A落地所经历的时间t；
②小球A落地点与圆心O之间的距离（结果可以保留根号）.