湛江市第二十一中学2023-2024学年高一下学期期中考试物理（选考）试卷(含答案)

这是一份湛江市第二十一中学2023-2024学年高一下学期期中考试物理（选考）试卷(含答案)，共14页。试卷主要包含了单选题，多选题，计算题，实验题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．在物理学发展的过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步，以下关于物理学史的叙述正确的是( )
A.哥白尼提出了“日心说”，并指出所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆
B.第谷接受了哥白尼的“日心说”观点，并对开普勒观测的行星数据进行了多年研究，得出了行星运动定律
C.卡文迪许在前人研究基础上总结出万有引力定律，并巧妙地运用扭秤测出引力常量
D.亚当斯和勒维耶利用万有引力定律预言了海王星的存在，后来被证实，显示了理论对实践的巨大指导作用。
2．如图所示，一辆汽车正在进行水平转弯测试活动，转弯过程中车头附近一悬挂物件向右偏离了竖直方向。设转弯时汽车所受的合外力为F，关于本次转弯，下列俯视图可能正确的是( )
A.B.
C.D.
3．双人花样滑冰是极具观赏性的冬奥运动项目之一。比赛中，有时女运动员被男运动员拉着，以男运动员为轴旋转离开冰面在空中做水平面内的匀速圆周运动，如图所示。通过目测估计男运动员的手臂与水平冰面的夹角约为45°，女运动员的质量约为50kg，男运动员的质量约为70kg，重力加速度，忽略空气阻力。则( )
A.女运动员受重力、拉力和向心力作用
B.男运动员对女运动员的拉力约为500N
C.男运动员的手臂与水平冰面的夹角变小一些，女运动员旋转的线速度变小
D.男运动员对冰面的压力约为1200N
4．如图所示，修正带是通过两个齿轮的相互咬合进行工作的，其原理可简化为图中所示的模型。A、B是转动的大小齿轮边缘的两点，C是大齿轮上的一点。大齿轮上B、C的半径分别为3r、r，小齿轮上A的半径为2r，则A、B、C三点( )
A.线速度大小之比是3：3：1B.加速度大小之比是6：3：1
C.角速度之比是2：3：3D.转动周期之比是3：2：2
5．如图所示，套在竖直细杆上的轻环A由跨过光滑轻质定滑轮的不可伸长的轻绳与重物B相连，施加外力让A沿杆以速度v匀速上升，从图中M位置上升至与定滑轮顶端O等高的N位置，已知AO与竖直杆成θ角，则( )
A.在M位置处，重物B的速度为
B.A运动到N位置时，重物B的速度为0
C.重物B下降过程中，绳对B的拉力小于B的重力
D.A匀速上升过程中，重物B加速下降
6．某人以一定的速度（面部和身体始终垂直河岸）向对岸游去，江中各处水流速度相等。则关于他游过的路程、过河所用的时间与水流流速的关系，下列说法正确的( )
A.他游过的轨迹为曲线B.水流速度增大，时间长，路程长
C.路程与水流速度无关D.过河时间与水流速度无关左右
7．用50N的力拉一个质量为10kg的物体在水平地面上前进，如图所示若物体前进了10m，如果物体与水平面间动摩擦因数，物体克服摩擦力做了多少功(取)( )
A.40JB.50JC.60JD.70J
二、多选题
8．火车转弯，在修筑铁路时，弯道处的外轨会略高于内轨，内外铁轨平面与水平面倾角为θ，当火车以规定的行驶速度v转弯时，内、外轨均不会受到轮缘的侧向挤压；汽车通过拱形桥和凹形桥时速度都不能过大，不然易发生交通事故；半径为L的光滑圆管轨道（圆管内径远小于轨道半径）竖直放置，管内有一个小球（小球直径略小于管内径）可沿管转动。重力加速度为g，以下说法中正确的是( )
A.该弯道的半径
B.当火车速率小于v时，内轨将受到轮缘的挤压
C.汽车通过凹形桥的最低点时，速度越大，汽车对桥面的压力越大
D.小球通过最高点的最小速度为
9．“科技让生活更美好”，洗衣机脱水原理就来自于圆周运动知识。如图所示，在匀速转动的洗衣机脱水筒内壁上，有一件湿衣服随圆筒一起转动而未滑动，则( )
A.加大脱水筒转动的线速度，脱水效果会更好
B.加大脱水筒转动的角速度，衣服对筒壁的挤压不变
C.水会从脱水筒甩出是因为水滴做离心运动的结果
D.衣服随脱水筒做圆周运动的向心力由衣服受到的摩擦力提供
10．2022年5月10日1时56分，天舟四号货运飞船采用快速交会对接技术，顺利与在轨运行的天和核心舱进行交会对接。对接前，天舟四号货运飞船绕地球做椭圆运动，近地点A和远地点B如图所示；天和核心舱在离地球表面一定高度处做匀速圆周运动。若对接地点在椭圆轨道的远地点B处，下列说法正确的是( )
A.天舟四号在A点的运行速度小于在B点的运行速度
B.天舟四号分别沿椭圆轨道和圆轨道运行时，经过B点的加速度大小相等
C.天和核心舱的线速度小于地球赤道上物体随地球自转的线速度
D.天舟四号在B点点火加速，才能与天和核心舱顺利完成对接
三、计算题
11．如图所示，质量的滑雪运动员从高度的坡顶由静止下滑，斜坡的倾角，滑雪板与雪面之间的动摩擦因数。则运动员滑至坡底的过程中：(g取，，装备质量不计)
(1)滑雪运动员所受的重力对他做了多少功？
(2)各力对运动员做的总功是多少？
12．宇航员乘坐航天飞船绕某星体做匀速圆周运动，已知环绕周期为T，星体半径R，星体表面重力加速度为g，引力常量为G，求：
（1）星体密度ρ；
（2）航天飞船距星体表面的高度h。
13．二十一中教工气排球比赛正激烈进行，谭级长原地跳起，在如图离地高度为H的O点用力将球以速度水平击出，球恰好落在对方底线内侧的B点，顺利拿下一分。下一球对方组织进攻，吊球过网，在球即将落地时，庞级长一跃飞身救球，于地面A点将球成功救起，球以大小为、方向与水平方向成的速度斜向上飞出，过网后，与地面发生了一次弹性碰撞（碰后水平分速度不变，竖直分速度大小不变，方向相反），该球运动中离地最大高度也为H，恰好也落在B点。已知A点在O点的正下方，不计空气阻力，重力加速度为g。
（1）求图中AB间水平距离x（用含有和g的函数式表示）；
（2）求两球初速度大小之比；
（3）若球网设置在如图所示的C位置，两人击出的排球都恰好能飞过球网顶端，求：
①两球从被击出到球网顶端所用时间之比；
②球网的高度h（结果用H表示）。
四、实验题
14．用如图所示的实验装置探究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系。转动手柄1使长槽4和短槽5分别随变速轮塔2、3匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。横臂6的挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒7下降，从而露出标尺8，标尺上的红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值。
（1）本实验采用的科学研究方法是__________（填字母代号）；
A.控制变量法B.累积法C.微元法
（2）把两个质量相同的小球分别放在长槽和短槽内，使它们的转动半径相同，将塔轮上的皮带分别置于第一层、第二层和第三层，匀速转动手柄，可以探究__________（填字母代号）；
A.向心力的大小与质量的关系
B.向心力的大小与半径的关系
C.向心力的大小与角速度的关系
（3）某次实验中把两个大小相同的钢球和铝球（钢球质量更大）分别放在长槽和短槽如图中所在位置，皮带所在左、右塔轮的半径相等，在逐渐加速转动手柄过程中，观察左、右标尺露出红白等分标记长度，发现露出的长度之比会__________（选填“变大”、“不变”、“变小”或“无法确定”）。
15．某实验小组用如图所示装置研究平抛运动。钢球从某一高度沿斜槽M滚下，从末端飞出后做平抛运动。在装置中有一个水平放置的可上下调节的挡板N，钢球飞出后，落到挡板上。由于挡板靠近竖直背板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会通过复写纸在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。
（1）下列实验条件必须满足的有__________（填字母代号）；
A.斜槽轨道光滑
B.斜槽轨道末端水平
C.每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球
D.移动挡板时，挡板高度等间距变化
（2）为定量研究，建立以水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系：
a.取平抛运动的起始点为坐标原点，将钢球静置于Q点，钢球的__________（选填“最上端”、“最下端”或者“球心”）对应白纸上的位置即为原点；在确定y轴时需要y轴与重锤线平行；
b.若遗漏记录平抛轨迹的起始点，也可按下述方法处理数据：如右图所示，在轨迹上取A、B、C三点，AB和BC的水平间距相等且均为x，测得AB和BC的竖直间距分别是和，则__________（选填“大于”、“等于”或者“小于”）；
c.如图，得到平抛运动轨迹后，在轨迹上取A、B、C三个点，A、B和B、C的水平间距相等且均为，测得A、B和B、C的竖直间距分别是cm和cm。已知当地重力加速度。由此可求得钢球做平抛运动的初速度大小为__________m/s（结果保留2位有效数字）。
（3）为了得到平抛物体的运动轨迹，同学们还提出了以下三种方案，其中可行的是__________。
A.从细管水平喷出稳定的细水柱，拍摄照片，即可得到平抛运动轨迹；
B.用频闪照相在同一底片上记录平抛小球在不同时刻的位置，平滑连接各位置，即可得到平抛运动轨迹；
C.将铅笔垂直于竖直的白纸板放置，笔尖紧靠白纸板，铅笔以一定初速度水平抛出，将会在白纸上留下笔尖的平抛运动轨迹。
参考答案
1．答案：D
解析：A.哥白尼提出了日心说，认为太阳是宇宙的中心，一切行星围绕太阳做圆周运动。故A错误；B.开普勒通过整理研究第谷的行星观测记录，总结出行星运动定律，故B错误；C.牛顿在前人研究基础上总结出万有引力定律，1798年，卡文迪什利用扭秤装置，第一次在实验室里比较准确地测出了引力常量G值。故C错误；D.英国的亚当斯和法国的勒维耶利用万有引力定律各自独立计算出海王星的轨道，德国的加勒在勒维耶预言的位置附近发现了海王星，显示了理论对实践的巨大指导作用。故D正确。故选D。
2．答案：A
解析：根据图中可知，车内的挂饰偏向了右方，由此可知，汽车正在向左转弯，由于汽车做曲线运动，故合力F指向轨迹的内侧，故A正确。BCD错误；故选A。
3．答案：D
解析：A.女运动员受到重力、男运动员对女运动员的拉力，故A错误；
B.女运动员在水平面内做匀速圆周运动，在竖直方向有解得
故B错误；
C.设男运动员手臂与水平冰面的夹角为θ，则有
解得
由于l不变，当θ减小时，线速度增大，故C错误；
D.对男演员受力分析，在竖直方向有
故D正确。故选D。
4．答案：A
解析：AC.A、B是转动的大小齿轮边缘的两点，可知根据可得由于B、C两点都在大轮上，可知根据可得则A、B、C三点线速度大小之比为则A、B、C三点角速度之比为故A正确，C错误；B.可知A、B、C三点转速之比为故B错误；D.根据可知A、B、C三点周期之比为故D错误。故选A。
5．答案：B
解析：A.刚开始在M位置处，重物B的速度为故A错误;B.A运动到N位置时，根据可知，解得即重物B的速度为0.故B正确;CD.根据可知A匀速上升时，θ角变大，则重物B速度减小，即减速下降，重物B减速下降过程，加速度向上，处于超重状态，则绳对B的拉力大于B的重力。故CD错误。故选B。
6．答案：D
解析：A.水流速度恒定，人在静水中游动的速度恒定，则可知人的实际运动为两个匀速直线运动的合运动，两个分运动方向上的合力均为零，即人所受到的合力为零，人的实际运动为匀速直线运动，故A错误;BD.由于人始终垂直于河岸渡河，分运动与合运动具有独立性也具有等时性，则可知此种情况下人渡河所用的时间最短，且渡河所用时间跟水流速度无关，设河宽为d，人游动的速度为v，则可知渡河时间始终为故B错误，D正确;C.人渡河时的速度始终垂直于河岸，而水的速度始终顺着河岸，根据运动的合成可知，当水流速度增大时，合速度也增大，但合速度的方向与河岸下游的夹角减小，则可知，当水流速度增大时，人渡河的实际路程将增大，故C错误。故选D。
7．答案：D
解析：摩擦力大小故摩擦力做功故物体克服摩擦力做功70J，故选D。
8．答案：BC
解析：
9．答案：AC
解析：A.加大脱水筒转动的线速度，则水滴需要的向心力增大，当附着力不足以提供水滴做圆周运动的向心力时，水滴做离心运动，脱水效果更好，故A正确；B.衣服做圆周运动的向心力由筒壁对衣服的弹力提供，加大脱水筒转动的角速度，筒壁对衣服的支持力增大，根据牛顿第三定律可知，衣服对筒壁的压力增大，故B错误；C.水会从脱水筒甩出是因为附着力不足以提供向心力，水滴做离心运动的结果，故C正确；D.衣服随脱水筒做圆周运动的向心力由衣服受到的筒壁的弹力提供，故D错误。故选AC。
10．答案：BD
解析：A.根据开普勒第二定律可知，天舟四号在A点的运行速度大于在B点的运行速度，故A错误；B.由万有引力充当向心力可得可知，离中心天体得距离相同的情况下，加速度大小相等，故B正确；C.由万有引力充当向心力可得易知，轨道半径越大，线速度越小，天和核心舱属于近地卫星，轨道半径小于同步卫星得轨道半径，则可知，天和核心舱的线速度大于同步卫星的线速度，又同步卫星的角速度与地球自转得角速度相等，而根据可知，同步卫星的线速度要大于地球赤道上随地球一起自转的物体得线速度，由此可知天和核心舱的线速度大于地球赤道上物体随地球自转的线速度，故C错误；D.要实现天舟四号与天和核心舱的对接，必须在B点点火加速，实现由低轨道向高轨道的跃迁，才能与天和核心舱顺利完成对接，故D正确。故选BD。
11．答案：（1）（2）
解析：(1)重力做的功为
。
(2)运动员所受合力
合力方向沿斜坡向下，沿合力方向的位移
合力做的功。
12．答案：（1）（2）
解析：（1）设星体表面上的一物体质量为m，对物体，有：
所以
由关系式
和
解得
（2）设航天飞船的质量为，对飞船，根据牛顿第二定律得
代入质量M得
13．答案：（1）（2）（3）见解析
解析：（1）对谭级长击出的气排球，在竖直方向上做自由落体运动，有：
在水平方向，做匀速直线运动，设AB间距离为，有：
联立得：
（2）对第二球，竖直方向，做竖直上抛运动，其中排球从最高点落地的过程，也做自由落体运动
如图，由竖直上抛运动的对称性，从A到B的过程
联立得
即
（3）①两球飞到球网的过程，水平方向上的分运动均为匀速直线运动，设AC间距离为，由于水平位移相等，有：
可得
②如图，设第二次击球后到达的最高点位置为E，由竖直方向分运动性质，可知两次在OD、DE过程的时间相同，则对于第二次击球从A经D到最高点E
以上联立可得
14．答案：（1）A（2）C（3）不变
解析：（1）在研究向心力F的大小与质量m、角速度ω和半径r之间的关系时，需要分别保持质量m、角速度ω和半径r中的两个量不变，研究向心力与另一个量的关系，所以该实验采用的科学研究方法是控制变量法。故选A。
（2）两个小球质量相同，它们的转动半径相同，将塔轮上的皮带分别置于第一层、第二层和第三层，匀速转动手柄，从而改变小球的转动角速度，这可以探究向心力的大小与角速度的关系。故选C。
（3）钢球质量大于铝球质量，分别放在如图中所在位置，则圆周运动半径相同，皮带所在左、右塔轮的半径相等，则转动的角速度相同，由向心力公式可知，露出的长度之比为所以逐渐加速转动手柄过程中，即角速度增大时，露出的长度之比不变。
15．答案：（1）BC（2）球心；大于；0.80（3）AB
解析：（1）AC.为了使钢球每次从斜槽末端抛出时的速度大小相同，每次必须从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球，而斜槽轨道是否光滑对实验无影响，故A错误，C正确；B.为了使小球每次从斜槽末端飞出后做平抛运动，斜槽轨道末端必须水平，故B正确；D.移动挡板时，挡板高度的间距决定了所记录痕迹点间的竖直距离，该距离是否相当对运动轨迹的描绘不会产生影响，所以不需要等间距变化，故D错误；故选BC。
（2）小球在运动中记录下的是其球心的位置，故抛出点也应是小球静置于Q点时球心的位置，故应以球心在白纸上的位置为坐标原点；平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，在连续相等时间内的位移之比等于连续奇数之比，由于遗落记录平抛轨迹的起始点，所以；由题意可知ABC三点中相邻两点的时间间隔相同，设为T，根据运动学规律可得水平方向上联立解得Y
（3）A.从细管水平喷出稳定的细水柱，拍摄照片，可得到平抛运动轨迹，此方案是可行的，故A正确；B.用频闪照相在同一底片上记录平抛小球在不同时刻的位置，平滑连接各位置，即可得到平抛运动轨迹，此方案是可行的，故B正确；C.将铅笔垂直于竖直的白纸板放置，笔尖紧靠白纸板，铅笔以一定初速度水平抛出，笔尖与白纸板碰撞后铅笔被弹开，铅笔的运动轨迹不是平抛运动的轨迹，故C错误。故选AB.