四川省甘孜藏族自治州某重点中学2023-2024学年高一下学期4月期中考试物理试题

这是一份四川省甘孜藏族自治州某重点中学2023-2024学年高一下学期4月期中考试物理试题，共12页。试卷主要包含了关于物理学史，下列说法正确的是等内容，欢迎下载使用。
1.全卷总分100分，考试时间90分钟.
2.在作答前，考生务必将自己的姓名、准考证号涂写在答题卡上.
3.选择题部分必须使用2B铅笔填涂；非选择题部分必须使用0.5毫米黑色墨水签字笔书写，字体工整、笔迹清楚.
4.请按照题号在答题卡上各题对应的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸上、试题卷上答题均无效.
第Ⅰ卷选择题（共52分）
一、单项选择题（本大题共8小题，每小题4分，共32分，每小题只有一个选项符合题意）
1.如图所示，“嫦娥号”探月卫星在由地球飞向月球时，沿曲线从点向点飞行的过程中，速度逐渐减小，在此过程中探月卫星所受合力方向可能是下列图中的（ ）
A.B.
C.D.
2.如图所示，下列有关生活中圆周运动实例分析，其中说法正确的是（ ）
A.图1中汽车通过凹形桥的最低点时，汽车处于失重状态
B.图2中旋转秋千装置中，等长绳索对质量相等座椅A、B的拉力相等
C.图3中在铁路转弯处，设计外轨比内轨高，目的是火车转弯时减小轮缘与外轨的侧压力
D.图4中脱水桶原理是水滴受到的离心力大于它受到的向心力，从而沿切线方向甩出
3.如图所示的皮带传动装置中，轮A和B同轴，、、分别是三个轮边缘的点，，则下列说法中正确的是（ ）
A.、两点的角速度之比
B.、两点的线速度之比
C.、两点的向心加速度之比
D.、两点的周期之比
4.北京冬奥会开幕式24节气倒计时惊艳全球，如图是地球沿椭圆轨道绕太阳运行所处不同位置对应的节气，下列说法正确的是（ ）
A.夏至时地球的运行速度最大
B.从冬至到春分的运行时间为地球公转周期的
C.太阳既在地球公转轨道的焦点上，也在火星公转轨道的焦点上
D.若用代表椭圆轨道的半长轴，代表公转周期，，则地球和火星对应的值不同
5.若一均匀球形星体的密度为，引力常量为，则在该星体表面附近沿圆轨道绕其运动的卫星的周期是（ ）
A.B.C.D.
6.如图所示，利用斜面从货车上卸货，每包货物的质量，斜面倾角，斜面的长度，货物与斜面间的动摩擦因数，货物从斜面顶端滑到底端的过程中（取，，），下列说法正确的是（ ）
A.重力做功100JB.支持力做功80JC.摩擦力做功16JD.合力做功44J
7.如图所示，两个完全相同的小球从水平地面上方同一点分别以初速度、水平抛出、落在地面上的位置分别是、，是在地面上的竖直投影，且。若不计空气阻力，则两小球（ ）
A.初速度大小之比为1:2B.落地瞬间重力的瞬时功率不相同
C.重力做功的平均功率不相同D.重力对两个小球做功相同
8.如图所示，两根长度相同的细线分别系有两个完全相同的小球，细线的上端都系于点，设法让两个小球均在水平面上做匀速圆周运动。已知跟竖直方向的夹角为60°，跟竖直方向的夹角为30°，下列说法正确的是（ ）
A.细线和细线所受的拉力大小之比为3:1
B.小球和的角速度大小之比为3:1
C.小球和的向心力大小之比为3:1
D.小球和的线速度大小之比为33:1
二、多项选择题（本大题共4小题，每小题5分，共20分，每小题只有多个选项符合题意，选不全得3分，错选不得分）
9.关于物理学史，下列说法正确的是（ ）
A.牛顿发现了万有引力定律
B.引力常量G的大小是牛顿根据大量实验数据得出的
C.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
D.亚里士多德认为轻重不同的物体下落一样快
10.重庆云阳龙缸大秋千经过1000多次的假人测试及50次以上的真人体验于2020年7月13日开放。由四根秋千绳组成的秋千摆，其摆动半径约100m。若有一质量为50kg的体验者（含秋千踏板）荡秋千，秋千运动到最低点时速度约为30m/s，取10m/s2，下列说法正确的是（ ）
A.摆到最高点时，体验者的速度为零，处于平衡状态
B.摆到最低点时，体验者的向心加速度大小为9m/s2
C.在高速摆动的过程中，体验者受到的合力始终指向圆心
D.在最低点时，四根秋千绳对体验者（含秋千踏板）拉力竖直方向上的合力约为950N
11.航天员在月球表面将小石块从距月球表面高处由静止释放，经时间小石块落到月球表面。已知月球可看作半径为的均质球体，引力常量为，下列说法正确的是（ ）
A.小石块落到月球表面时的速度大小为
B.月球表面的重力加速度大小为
C.月球的质量为
D.月球的第一宇宙速度为
12.如图所示，在匀速转动的圆盘上，沿半径方向放置以细线相连的质量均为5kg的A、B两个小物块，A离轴心，B离轴心，A、B与盘面间的动摩擦因数都为0.4，最大静摩擦力等于滑动摩擦力大小，则下列说法正确的是（ ）
A.若细线上没有张力，A、B与圆盘一起转动的最大角速度为
B.欲使A、B与盘面间不发生相对滑动，则盘转动的最大角速度为4.0rad/s
C.随着角速度的增大，A、B与盘面间发生相对滑动前，细线的最大拉力为5N
D.当圆盘转速达到A、B刚好不滑动时，烧断细线，则A做向心运动、B做离心运动
第Ⅱ卷非选择题
三、实验题（共两个题目，每个空2分，共16分）
13.如图所示是探究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系的实验装置图。转动手柄1，可使变速轮塔2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动。皮带分别套在轮塔2和3上的不同圆盘上，可使两个槽内的小球分别以不同的角速度做匀速圆周运动。小球做圆周运动的向心力由横臂6的挡板对小球的压力提供。球对挡板的反作用力，通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒7下降，从而露出标尺8，标尺8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）在该实验中探究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系应用了下列哪一种物理方法_________。
A.理想实验法B.控制变量法C.等效替代法
（2）当用两个质量相等的小球做实验，且左边小球的轨道半径为右边小球的2倍时，转动时发现右边标尺上露出的红白相间的等分格数为左边的2倍，那么，左边轮塔与右边轮塔之间的向心力之比为______，角速度之比为__________。
14.图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图。
（1）实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线__________。每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛__________。
（2）图乙是正确实验取得的数据，其中为拋出点，则此小球作平抛运动的初速度为________m/s。（取9.8m/s2）
（3）在另一次实验中将白纸换成方格纸，每小格的边长，通过实验记录了小球在运动途中的三个位置，如图丙所示，则该小球做平拋运动的初速度为_________m/s，点的竖直分速度为m/s。（取10m/s2）
四、解答题（共三个题目，共32分）
15（10分）.嫦娥五号是我国首个实施无人月面取样返回的月球探测器。2020年11月29日，嫦娥五号从椭圆环月轨道变轨为圆形环月轨道，环月轨道对应的周期为，离月面高度为，如图所示。已知月球半径为，万有引力常量为。
（1）求月球的质量；
（2）求月球表面的重力加速度大小。
16（10分）.一辆新能源汽车在专用道上进行起步测试，通过车上装载的传感器记录了起步过程中速度随时间变化规律如图所示。已知段为直线，5s时汽车功率达到额定功率且此后功率保持不变，该车总质量为，所受到的阻力恒为，求：
（1）汽车在前5s内受到牵引力的大小；
（2）汽车的额定功率；
（3）启动过程中汽车速度的最大值；
17（12分）.如图所示，质量的物块静止在粗糙的水平面上，物块与水平面间的动摩擦因数。现用大小、方向与水平方向角斜向上的力拉物块。重力加速度，，。求：
（1）求物体运动的加速度：
（2）力作用3s的过程中，拉力对物块做的功；
（3）力作用第3s末，摩擦力对物块做功的功率。
参考答案：
选择题：
1.D 【详解】“嫦娥号”探月卫星从点运动到，做曲线运动，速度逐渐减小，故合力指向指向凹侧，且合力与速度的方向的夹角要大于90°，故ABC错误，D正确。
故选D。
2.C 【详解】A.汽车在最低点时向心加速度向上，此时支持力大于重力，汽车处于超重状态，故A错误；
B.旋转秋千装置中，根据牛顿第二定律可得
由于B的圆周运动半径大，则B绳索与竖直方向的夹角更大，根据
可知绳索对座椅B的拉力更大，故B错误；
C.外轨高于内轨可以让支持力水平分量充当部分向心力，从而减小侧压力，故C正确；
D.脱水桶原理并不是水滴受到的离心力大于它受到的向心力，而是水滴受到的实际合力不足以提供所需的向心力，从而沿切线方向甩出，故D错误。
故选C。
3.B 【详解】A.轮A和B同轴转动，两轮角速度相同，则、两点的角速度之比，故A错误；
B.根据
可得、两点的线速度之比
B轮和C轮是皮带传动，则、两点的线速度相等，则、两点的线速度之比，故B正确；
C.根据
、两点的向心加速度之比，故C错误；
D.根据
、两点的周期之比，故D错误。
故选B。
4.C 【详解】A.由开普勒第二定律可知地球在近日点运行速度最大在远日点速度最小，夏至时地球在远日点运行速度最小，A错误；
B.根据对称性可知，从冬至到夏至的运行时间为周期的一半，由开普勒第二定律可知从冬至到春分的运行速度大于春分到夏至的运行速度，故从冬至到春分的运行时间小于地球公转周期的，B错误；
C.地球和火星都是绕太阳运行的行星，由开普勒第一定律可知太阳既在地球公转轨道的焦点上，也在火星公转轨道的焦点上，C正确；
D.若用代表椭圆轨道的半长轴，代表公转周期，由开普勒第三定律可知，所有绕太阳运行的行星轨道半长轴的三次方与公转周期的平方的比值都相等，即
地球和火星都是绕太阳运行的行星对应的值相同，D错误；
故选C。
5.A 【详解】卫星在星体表面附近绕其做圆周运动，则，，
知卫星该星体表面附近沿圆轨道绕其运动的卫星的周期
6.D 【详解】A.重力做功为，故A错误；
B.由于支持力的方向与位移方向垂直，所以支持力不做功，故B错误；
C.摩擦力做功为，故C错误；
D.合力做功为，故D正确。
故选D。
7.D 【详解】A.根据平抛运动规律
则小球运动时间相同，根据
则，故A错误；
B.落地瞬间
竖直速度相同，根据重力的瞬时功率
则落地瞬间重力的瞬时功率相同，故B错误；
CD.小球下落距离相同，根据
则重力做功相同，且运动时间相同，根据
则重力的平均功率相同，故C错误，D正确。
故选D。
8.C 【详解】A.对任一小球分析。设细线与竖直方向的夹角为，竖直方向受力平衡，有
解得
所以细线和细线所受的拉力大小之比，故A错误；
B.小球所受合力的大小为
根据牛顿第二定律得解得
所以，故B错误；
C.小球所受合力提供向心力，由几何关系得
小球和的向心力大小之比为，故C正确；
D.根据牛顿第二定律得解得
则线速度大小之比为，故D错误。
故选C。
9.AC
10.BD 【详解】A.摆到最高点时，体验者的速度为零，但加速度不为零，不是处于平衡状态，故A错误；
C.在高速摆动的过程中，由于体验者不是做匀速圆周运动，则体验者受到的合力不是始终指向圆心，故C错误；
B.摆到最低点时，体验者的向心加速度大小为，故B正确；
D.在最低点时，设四根秋千绳对体验者（含秋千踏板）拉力的合力为，根据牛顿第二定律可得
解得，故D正确。
故选BD。
11.CD 【详解】AB.根据题意可知小石块在月球表面做自由落体运动解得
由速度规律公式联立解得，故AB错误；
C.月球表面的小石块受到的重力等于万有引力
由联立解得月球质量为，故C正确；
D.月球表面的小石块其重力等于万有引力，而万有引力提供向心力，有
由联立解得，故D正确。
故选CD。
12.AB 【详解】A.当物块B所需的向心力小于等于所受摩擦力时，细线上张力为零。设B的向心力等于摩擦力时圆盘转速为，则有
代入数据解得，故A正确；
BC.当A、B所受静摩擦力均达到最大静摩擦力时刚好与盘面间不发生相对滑动，设此时圆盘得角速度为，细线的张力为T，则分别对A和B有，
代入数据解得
故B正确，C错误；
D.烧断细线时，A、B做圆周运动所需向心力分别为
物块A、B的最大静摩擦力为
由于可知物块A随盘一起转动，由可知物块B将做离心运动，故D错误。
故选AB。
13.B 1:2 1:2
【详解】（1）根据可知探究小球受到的向心力大小与角速度的关系，需控制一些变量，即保持小球的质量、转动的半径不变；探究小球受到的向心力大小与质量的关系，需控制一些变量，即保持转动的角速度、转动的半径不变；探究小球受到的向心力大小与转动的半径的关系，需控制一些变量，即保持小球的质量、转动的角速度不变；该实验中应用了控制变量法；
（2）线速度相等，则角速度与半径成反比，故可知左边轮塔与右边轮塔之间的角速度之比为
根据可知左边轮塔与右边轮塔之间的向心力之比为
14.水平 初速度相同 1.6 1.5 2
【详解】（1）为了保证小球的初速度水平，斜槽末端切线应水平。
每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛的初速度相同。
（2）分析图乙，O点为抛出点，取坐标点：，，
在竖直方向上则有
水平方向上则有
代入数据解得小球平抛初速度
（3）分析图丙，由图可知，小球由A到B和由B到C在水平方向位移相等，均为，则运动时间相等，在竖直方向，由图示可知，
由匀变速直线运动的推论可得
初速度
根据匀变速直线运动中，一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度可知，在B点竖直分速度
15.（1）；（2）
【详解】（1）由引力作为向心力可得
整理可得月球的质量为
（2）由向心力公式
可得，月球表面的重力加速度大小为
16.（1）6000N；（2）；（3）60m/s
【详解】（1）汽车在前5s内做匀加速直线运动，结合图像，可得汽车加速度为
根据牛顿第二定律解得
（2）汽车在5s时达到额定功率为，故汽车额定功率为解得
（3）当速度最大时，汽车所受合外力为零，即有
此时汽车功率为额定功率，有
联立解得
【点睛】当汽车速度最大时，牵引力等于阻力。汽车运动过程中的功率按瞬时功率进行处理。
17.（1）；（2）12J；（3）6W
【详解】（1）由牛顿第二定律得解得
（2）由匀变速直线运动规律得
拉力对物块做的功为
联立并代入数据解得
（3）由匀变速直线运动规律得
摩擦力对物块做功的功率为解得