湖南省湘楚名校2023-2024学年高一下学期期中考试物理试卷（Word版附解析）

这是一份湖南省湘楚名校2023-2024学年高一下学期期中考试物理试卷（Word版附解析），共11页。试卷主要包含了8AU等内容，欢迎下载使用。
注意事项：
1．本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。
2．考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。
3．本试卷命题范围：必修第一册，必修第二册第五章~第七章。
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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．以下叙述中符合物理史实的是（ ）
A．哥白尼是“日心说”的主要代表人物，并且现代天文学证明了太阳是宇宙的中心
B．第谷经过多年的天文观测，发现了行星绕太阳运动的轨道是椭圆
C．开普勒经过多年的理论计算，发现了万有引力定律
D．牛顿力学在宏观、低速情况下适用
2．一生态公园的人造瀑布景观如图所示，水流以的速度从高处的水平槽道流出，落入人行道边的水池中，取重力加速度大小，不计空气阻力，则人行道的宽度的最大值为（ ）
A．B．C．D．
3．地球的公转轨道接近圆，但哈雷彗星的绕日运动轨道则是一个非常扁的椭圆，如图所示．天文学家哈雷成功预言哈雷彗星的回归，哈雷彗星最近出现的时间是1986年．已知哈雷彗星轨道半长轴约为17.8AU（地球和太阳之间的距离为1AU）．预计哈雷彗星下次回归将在（ ）
A．2023年B．2049年C．2061年D．2081年
4．如图为内燃机中的连杆传动装置部分示意图．当汽缸中高压气体以力F推活塞时，活塞正在匀速运动，连杆BA与BO的夹角为0，不计活塞重力和一切摩擦，则此汽缸壁对活塞的作用力为（ ）
A．B．C．D．
5．我国北斗导航定位系统中卫星的轨道普遍高于GPS卫星．其中有5颗地球静止同步轨道卫星属于高轨道卫星，其轨道半径约为地球半径的7倍，则地球静止同步轨道卫星（ ）
A．周期比地球的自转周期短B．线速度比地球的第一宇宙速度小
C．角速度比GPS系统的卫星大D．向心加速度比赤道上随地球自转的物体小
6．如图所示，小车内有一小球被轻质弹簧和一条细线拴接，小车在水平面上做直线运动的过程中，弹簧始终保持竖直状态，细线与竖直方向成α角保持不变．下列说法正确的是（ ）
A．小车一定做匀速直线运动
B．小车可能向右做匀减速直线运动
C．细线有拉力时，弹簧不可能处于伸长状态
D．弹簧有弹力时，细线可能没拉力
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20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5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．
7．城市中为了解决交通问题，修建了许多立交桥．如图所示，桥面是半径为的圆弧形的立交桥横跨在水平路面上，一辆质量为的小汽车，从端以不变的速率驶过该立交桥，小汽车速度大小为，小汽车未飞离立交桥，则（ ）
A．小汽车通过桥顶时处于失重状态
B．小汽车通过桥顶时处于平衡状态
C．小汽车在桥上最高点受到桥面的支持力大小为
D．小汽车到达桥顶时的速度必须不大于
8．如图所示，两根长度不同的细线分别系有两个小球，质量分别为，细线的上端都系于点，两个小球在同一水平面上做匀速圆周运动．已知两细线长度之比，长细线跟竖直方向的夹角为，下列说法正确的是（ ）
A．两小球做匀速圆周运动的周期相等
B．两小球做匀速圆周运动的线速度大小相等
C．两小球的质量之比一定为
D．短细线跟竖直方向成角
9．质量为的木箱静止在水平地板上，至少要用的水平推力，才能使它从原地开始运动．现将一水平推力作用在木箱上，随时间变化的图线如图所示．已知木箱在时间内做匀速直线运动，重力加速度取．则下列说法正确的是（ ）
A．木箱与地板之间的动摩擦因数为0.3
B．时间内木箱所受摩擦力大小为0
C．时间内木箱所受摩擦力大小为
D．时间内木箱所受摩擦力大小为
10．飞天揽月，奔月取壤，“嫦娥五号”完成了中国航天史上一次壮举．如图所示为“嫦娥五号”着陆月球前部分轨道的简化示意图；Ⅰ是地月转移轨道，Ⅱ、Ⅲ是绕月球运行的椭圆轨道，Ⅳ是绕月球运行的圆形轨道．P、Q分别为椭圆轨道Ⅱ的远月点和近月点．已知圆轨道V到月球表面的距离为h，月球半径为R，月球表面的重力加速度为g，万有引力常量为G，不考虑月球的自转．下列关于“嫦娥五号”的说法正确的是（ ）
A．由Ⅰ轨道进入Ⅱ轨道，需在P处向后喷气
B．在Ⅱ轨道上稳定运行时经过P点的加速度大于经过Q点的加速度
C．由题中已知条件，可以推知月球的密度
D．在Ⅳ轨道上绕月运行的速度大小为
三、非选择题：本题共5小题，共56分．
11．（6分）某同学用橡皮条与弹簧测力计验证“力的平行四边形定则”，实验装置如图甲所示．其中A为固定橡皮条的图钉，OB和OC为细绳．
（1）为了减少实验误差，下列措施可行的是（选填字母）．
A．两个分力间的夹角要尽量小些
B．与细绳要尽量短此
C．间距离要适当，将橡皮筋拉至结点时，拉力要适当大些
D．拉橡皮筋时，弹簧测力计、橡皮筋、细绳应靠近木板且与木板面平行
（2）某一次实验中，用一个弹簧测力计拉橡皮条，使橡皮条与细绳的结点到达点，弹簧测力计的示数如图乙所示，此时橡皮条的弹力大小为__________．
（3）根据实验数据，该同学画出如图丙所示的图，图中__________是合力的理论值（填“”或“”）．
12．（10分）“频闪摄影”是摄像机每隔一定时间就对运动物体拍摄一次，因此拍摄到物体的图像是不连续的，但从这些不连续的图像中可发现物体运动的规律．小明利用如图甲所示的装置和频闪摄影探究平抛运动的特点．
（1）现有以下材质的小球，实验中A、B球均应当选用__________．
A．乒乓球B．钢球C．塑料球
（2）下列实验操作步骤，正确顺序是__________．
①敲击弹片，让A、B球同时开始运动
②调整频闪摄像机位置，将频闪摄像机正对实验装置甲所在的位置
③将A、B球放置实验装置甲上，调整两球的重心在同一水平线上
④小球落在实验台上时停止摄像
⑤打开摄像机，开始摄像
（3）实验中，A球沿水平方向抛出，同时B球自由落下，图乙为某次实验的频闪照片，分析该照片，可得出的实验结论是__________．
A．仅可判断A球竖直方向做自由落体运动
B．仅可判断A球水平方向做匀速直线运动
C．可判断A球竖直方向做自由落体运动，水平方向做匀速直线运动
（4）测得乙图中A球连续3个位置的距离如图丙所示，已知物体的实际大小与照片上物体影像大小的比值为k，重力加速度为g，则A球平抛的初速度表达式__________．
（5）若球从距实验台高度为处水平飞出，摄像机每秒频闪25次，重力加速度取，则最多可以得到球在空中运动的__________个位置．
13．（12分）城市高层建筑越来越多，高空坠物事件时有发生．如图所示，某高楼距地面高的阳台上的花盆因受扰动而掉落，掉落过程可看作自由落体运动（花盆可视为质点）．现有一辆长、高的货车，正以的速度驶向阳台正下方的通道．花盆刚开始掉落时，货车车头距花盆的水平距离为，由于道路限制，汽车只能直行通过阳台的正下方的通道，．
（1）若司机没有发现花盆掉落，货车保持的速度匀速直行，通过计算说明货车是否会被花盆砸到？
（2）若司机发现花盆开始掉落，采取制动的方式来避险，货车最大加速为，使货车在花盆砸落点前停下，求货车司机允许反应的最长时间；
14．（13分）如图所示，一玩滚轴溜冰的小孩（可视作质点）质量为，他在左侧平台上滑行一段距离后平抛，恰能无碰撞地从进入光滑竖直圆弧轨道并沿轨道下滑，为圆弧两端点，其连线水平．已知圆弧半径为，对应圆心角为，平台与连线的高度差为（取，）．求：
（1）小孩平抛的初速度大小；
（2）若小孩运动到圆弧轨道最低点时的速度为，则小孩对轨道的压力为多大．
15．（15分）如图甲所示，假设某星球表面上有一倾角为的固定斜面，给一质量为的小物块初速度从斜面底端沿斜面向上运动，其速度一时间图像如图乙所示．已知小物块与斜面间的动摩擦因数为，该星球半径为，引力常量，忽略星球自转，求：
（1）该星球的表面重力加速度
（2）该星球的第一宇宙速度
（3）该星球的质量．
2023—2024学年度湘楚名校高一下学期期中联考·物理
参考答案、提示及评分细则
1．D A．哥白尼提出的“日心说”认为太阳是不动的，而且在宇宙中心，地球以及其他行星都一起围绕太阳做圆周运动，只有月亮环绕地球运行，故哥白尼是“日心说”的主要代表人物，并且现代天文学证明了太阳只是太阳系的中心，故A错误；B．开普勒发现了行星绕太阳运动的轨道是椭圆，故B错误；C．牛顿发现了万有引力定律，故C错误；D．牛顿力学属于经典力学范畴，只在宏观、低速情况下适用，故D正确．故选：D．
2．C 根据，解得．根据，解得，故ABD错误，C正确．故选：C．年，故C正确，ABD错误．故选：C．
3．C 设彗星的周期为，地球的公转周期为，由开普勒第三定律根据题意，由开普勒第三定律：，可得：，代入数据解得：万年，所以年．则预哈雷雪星下次四将7年，故C正确，ABD错误．故选：C．
4．C 对活塞受力分析，活塞受汽缸中高压气体对活塞的作用力杆对其的推力，汽缸对活塞的作用力，如图所示，根据平衡条件，有，故ABD错误，C正确．故选：C．
5．B A．地球静止同步轨道卫星的角速度与地球自转角速度相等，根据，可知地球静止同步轨道卫星的周期与地球自转周期相等，故A错误；B．地球第一宇宙速度是地球近地卫星（当时）的线速度，对于地球卫星，由万有引力充当向心力，故有，可得，由于地球静止同步轨道卫星的轨道半径约为地球半径的7倍，则地球静止同步轨道卫星的线速度比地球第一宇宙速度小，故B正确；C．对于地球卫星，由万有引力充当向心力，故有，可得，由于北斗导航定位系统中卫星的轨道普遍高于GPS卫星，则地球静止同步卫星的角速度比GPS系统的卫星角速度小，故C错误；D．地球静止同步轨道卫星的角速度与地球赤道上物体的角速度相等，根据，由于地球静止同步卫星的轨道半径大于地球半径，则地球静止同步轨道卫星的向心加速度比赤道上随地球自转的物体大，故D错误．故选：B．
6．D AB．对小球受力分析，当细线有拉力时，合力水平向右，根据牛顿第二定律，加速度方向水平向右，小车可能向右加速或者向左减速，故AB错误；C．细线有拉力时，竖直方向上根据平衡条件：，此时弹簧可以处于伸长状态，故C错误；D．当小车匀速运动时，小球在竖直方向上受到弹簧弹力和自身重力相平衡，此时细线中没拉力，故D正确．故选：D．
7．ACD AB．小汽车到达最高点时，需要向下的向心力，故小汽车的合外力向下，所以加速度也向下，所以小汽车在桥顶处于失重状态，故A正确，B错误；C．小汽车在桥上最高点时，根据牛顿第二定律可得．解得小汽车受到桥面的支持力大小为．故C正确；D．根据．解得．可知小汽车到达桥顶时的速度必须不大于，故D正确．故选：ACD．
8．AD A．两个小球在同一水平面上做匀速圆周运动，设绳与竖直方向夹角为，水平面距悬点高为，对小球受力分析，由牛顿第二定律得：．解得：，可知与绳长无关，只与小球到悬点的竖直高度有关，即两小球做匀速圆周运动的周期相等，故A正确；B．由公式，可知正比于，由于两小球运动半径不相等，所以两小球做匀速圆周运动的线速度不相等，故B错误；CD．两球在同一水平面内做匀速圆周运动，则．解得：．根据牛顿第二定律得：．可知小球做匀速圆周运动与质量无关，无法求出两小球的质量比，故C错误，D正确．故选：AD．
9．AD AD．内，木箱做匀速直线运动，二力平衡，此时摩擦力为．木箱对地面的压力大小等于木箱重力，即．动摩擦因数，故AD正确；B．，木箱静止，根据二力平衡，时间内木箱所受摩擦力大小为，故B错误；C．木箱在内做加速运动，受到摩擦力为滑动摩擦力，滑动摩擦力与推力大小无关，因压力大小和接触面粗䊁程度均不变，木箱受到滑动摩擦力大小不变，则摩擦力仍然为，故C错误．故选：AD．
10．CD A．由Ⅰ轨道进入Ⅱ轨道，需在处向前喷气制动减速，由Ⅱ轨道进入Ⅲ轨道，需在处向前喷气制动减速，故A错误；B．在Ⅱ轨道上稳定运行时，点离月球较近，则受到月球的引力比在点时的大，所以经过点的加速度小于经过点的加速度，故B错误；C．设月球表面有一个质量为的物体，根据万有引力等于重力，在月球表面时，有，得，月球的质量．则月球的平均密度，故C正确；D．“嫦娥五号”在Ⅳ轨道上绕月运行时，有．解得速度大小为，故D正确．故选：CD．
11．（1）CD （2）4.20 （3）
解析：（1）A．实验中，两个分力间的夹角要大小适当，并非越小越好，故A错误；B．与细绳要尽量长些，这样便于准确作出分力的方向，故B错误；C．间距离要适当，将橡皮筋拉至结点时，拉力要适当大些，在作力的图示时减小误差，故C正确；D．拉橡皮筋时，弹簧测力计、橡皮筋、细绳应靠近木板且与木板面平行，以减小误差，故D正确．故选：CD．
（2）弹簧测力计的分度值为，需要估读到分度值的下一位，故簧测力计的读数为．
（3）由图丙可知是根据平行四边形法则作出的合力的理论值．
12．（1）B （2）③②⑤①④ （3）C （4） （5）10
解析：（1）为了减小空气阻力的影响，实验中球应当选用密度大钢球；（2）实验操作时，先将球放置实验装置甲上，调整两球的重心在同一水平线上，调整频闪摄像机位置，将频闪摄像机正对实验装置甲所在的位置，打开摄像机，开始摄像，敲击弹片，让球同时开始运动，球落在实验台上时停止摄像．
（3）实验中，球沿水平方向抛出，同时球自由落下，图乙为某次实验的频闪照片，从照片可以看出两球在竖直方向的具有相同的运动情景，即球竖直方向做自由落体运动；从照片可以看出球在相同时间内通过的水平位移相等，则球水平方向做匀速直线运动．
（4）根据匀变速直线运动的推论，在竖直方向有：，可得：．水平方向有：，联立可得球平抛的初速度表达式：．
（5）根据竖直位移规律：．可得：．摄像机每秒频闪25次，则频闪周期为：．则有：．可知最多可以得到球在空中运动的10个位置．
13．解：（1）花盆从高处落下，到达离地高的车顶过程中位移为：
根据位移公式，有
代入数据解得
内汽车位移为：
则货车会被花盆砸到
（2）货车匀减速的最小距离为：
制动过程中反应通过的最大距离为：
货车司机允许反应的最长时间为：
联立代入数据解得：
14．解：（1）由于小孩无碰撞进入圆弧轨道，即小孩落到点时速度方向沿点切线方向（如图），
则：．
又由：得：
而：
联立以上各式得：
（2）在最低点，据牛顿第二定律，有：
代入数据解得
由牛顿第三定律可知，小孩对轨道的压力为
15．解：（1）物块上滑过程中，根据牛顿第二定律在沿斜面方向上有
下滑过程中，在沿斜面方向上有
又知图像的斜率表示加速度，则上滑和下滑过程中物块的加速度大小分别为
联立解得
（2）该星球的第一宇宙速度为
（3）在星球表面
可得该星球的质量为