2022-2023学年四川省射洪市射洪中学高一下半期考试物理试题

射洪中学高2022级高一（下）半期考试

物理试题

满分：100分   考试时间：75分钟

注意事项：

1答卷前，考生务必将自己的姓名、座位号和准考证号填写在答题卡上。2答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。写在本试卷上无效。

3．答主观题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。

4．考试结束后，将答题卡交回。

第I卷（选择题）

一、单项选择题（本题包括7小题，每小题4分，共28分，每小题只有一个选项符合题意）

1．下列说法正确的是（　　）

A．两个直线运动的合运动一定是直线运动

B．卡文迪许在利用扭秤实验装置测量引力常量G时，应用了微元法

C．物体在恒定合外力作用下不可能做匀速圆周运动

D．牛顿进行了“月地检验”，他比较的是月球表面上物体的重力加速度和地球表面上物体的重力加速度

【答案】C

【详解】A．两个直线运动的合运动不一定是直线运动，可能是曲线运动，A错误；

B．卡文迪许在利用扭秤实验装置测量引力常量G时，应用了放大法，B错误；

C．物体在恒定合外力作用下不可能做匀速圆周运动，因为匀速圆周运动合外力提供向心力，向心力时刻在变，所以恒力作用下物体不可能做匀速圆周运动，C正确；

D．牛顿进行了“月地检验"”，他比较的是月球绕地球公转的向心加速度和地球表面上物体的重力加速度，故D错误。

故选C。

2．一小船在静水中的速度为，它在一条河宽，水流速度为的河流中渡河，则下列说法错误的是（　　）

A．小船不可能到达正对岸

B．小船渡河的时间不可能少于

C．小船以最短位移渡河时，位移大小为

D．小船以最短时间渡河时，它沿水流方向的位移大小为

【答案】C

【详解】AC．因为船在静水中的速度小于河水的速度，由平行四边形可知合速度不可能垂直于河岸，所以小船不可能到达正对岸，所以最短的位移大于河的宽度150m，故A正确，C错误；

B．当船头垂直于河岸时，小船渡河时间最短，则

可知小船渡河的时间不可能少于，故B正确；

D．小船以最短时间渡河时，它沿水流方向的位移大小为

可知它沿水流方向的位移大小为，故D正确。

本题选说法错误的，故选C。

3．如图所示，绳子通过固定在天花板上的定滑轮，两端分别与同一水平面上的两物体连接，当两物体到达如图所示位置时，绳与水平面的夹角分别为、，两物体的速度大小分别为，已知、，则与之比为（　　）

A． B． C． D．

【答案】A

【详解】设此时绳子的速度大小为，将A、B的速度分别沿绳的方向和垂直绳的方向分解，可得，，解得

故选A。

4．如图所示为皮带传动装置，轴上两轮的半径分别为4r和r，轴上轮的半径为3r，A、B、C分别为轮缘上的三点，皮带不打滑，下列说法正确的是（　　）

A．A、B、C三点周期之比

B．A、B、C三点线速度之比

C．A、B、C三点角速度之比

D．A、B、C三点加速度之比

【答案】D

【详解】ABC．轴上两轮同轴转动，其边缘处A、B两点的角速度大小相同，皮带不打滑，主动轮上B点和从动轮上C点的线速度大小相等。

根据线速度与角速度关系，可得，代入数据可得，

代入数据可得，由周期与角速度关系式，可得A、B、C三点周期之比，故ABC错误；

D．由加速度与角速度关系式，可得A、B、C三点加速度之比为

故D正确。

故选D。

5．如图所示，飞行器在距月球表面高度为3R的圆形轨道Ⅰ上运动，到达轨道的A点点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，当到达椭圆轨道Ⅱ的近月点B再次点火进入近月轨道Ⅲ绕月球做圆周运动。已知月球半径为R，月球表面的重力加速度为g0，则（　　）

A．飞行器在B点处变轨时需向后喷气加速

B．由已知条件不能求出飞行器在椭圆轨道Ⅱ上的运行周期

C．只受万有引力情况下，飞行器在椭圆轨道Ⅱ上通过B点的加速度大于在轨道Ⅲ上通过B点的加速度

D．飞行器在轨道Ⅲ上绕月球运行一周所需的时间为

【答案】D

【详解】A．在圆轨道实施变轨成椭圆轨道远地点或是由椭圆轨道变轨到圆形轨道都是做逐渐靠近圆心的运动，要实现这个运动必须万有引力大于飞船所需向心力，所以应给飞船点火减速，所以飞行器在B点处变轨时需向前喷气，故A错误；

BD．设飞船在近月轨道Ⅲ绕月球运行一周所需的时间为T3，则

解得，根据几何关系可知，Ⅱ轨道的半长轴为，根据开普勒第三定律有

可得，故B错误，D正确；

C．只有万有引力作用下，飞行器在轨道Ⅱ上通过B点与月球间的距离与在轨道Ⅲ在B点的距离相等，万有引力相同，则加速度相等，故C错误。

故选D。

6．有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（　　）

A．如图甲，汽车通过凹形桥的最低点处于失重状态

B．如图乙，小球固定在杆的一端，在竖直面内绕杆的另一端做圆周运动，小球的过最高点的速度至少等于

C．如图丙，用相同材料做成的A、B两个物体放在匀速转动的水平转台上随转台一起做匀速圆周运动，，，转台转速缓慢加快时，物体A最先开始滑动

D．如图丁，火车转弯超过规定速度行驶时，内轨对外轮缘会有挤压作用

【答案】C

【详解】A．汽车过凹桥最低点时，加速度的方向向上，处于超重状态，故A错误；

B．小球在竖直面内绕杆的另一端做圆周运动，杆不仅提供拉力也可以提供支持力，所以小球的过最高点的速度只要大于零即可，故B错误；

C．物体放在匀速转动的水平转台上随转台一起做圆周运动，摩擦力充当向心力，最大角速度对应最大静摩擦力：，即：，所以A最先开始滑动，故C正确；

D．火车转弯超过规定速度行驶时，重力和支持力的合力不够提供向心力，外轨对外轮缘会有向内侧的挤压作用，故D错误。

故选C。

7．四颗地球卫星a、b、c、d的排列位置如图所示，a是静止在地球赤道上还未发射的卫星，b是近地轨道卫星，c是地球同步卫星，d是高空探测卫星，四颗卫星相比较（　　）

A．a的向心加速度最大

B．c相对于b静止

C．相同时间内b转过的弧长最长

D．d的运行周期最小

【答案】C

【详解】A．同步卫星的周期必须与地球自转周期相同、角速度相同，则知a与c的角速度相同，根据

知c的向心加速度比a的向心加速度大，又根据，可知，即b的向心加速度最大，故A错误；

B．b是近地轨道卫星，c是地球同步卫星，c相对于地面静止，近地轨道卫星相对于地面运动，所以c相对于b运动，故B错误；

C．同步卫星的周期必须与地球自转周期相同，角速度相同，则知a与c的角速度相同，根据

知c的线速度比a的线速度大，由，得，卫星的半径越大，线速度越小，所以

由，在相同时间内b转过的弧长最长，故C正确；

D．由开普勒第三定律，可知卫星的半径越大，周期越大，所以，所以d的运行周期不是最小，故D错误。

故选C。

二、多项选择题（本题包括3小题，每小题6分，共18分，每小题给出的四个选项中，有选要全选6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．)

8．一小型无人机在高空中飞行，将其运动沿水平方向和竖直方向分解，水平速度随时间t变化的图像如图甲所示，竖直方向的位移y随时间t变化的图像如图乙所示。关于无人机的运动，下列说法正确的是（　　）

A．在内做直线运动 B．在内做曲线运动

C．时的速度大小是 D．内的位移大小为

【答案】BD

【详解】AB. 在内水平方向做匀加速运动，竖直方向做匀速运动，则合运动为曲线运动，选项A错误，B正确；

C. 时的水平速度，竖直速度，则合速度大小是，选项C错误；    

D. 内x方向的位移x=12m，y方向的位移y=5m，则合位移大小为，选项D正确。

故选BD。

9．如图所示，金属块Q放在带光滑小孔的水平桌面上，一根穿过小孔的细线，上端固定在Q上，下端拴一个小球．小球在某一水平面内做匀速圆周运动圆锥摆，细线与竖直方向成角图中P位置．现使小球在更高的水平面上做匀速圆周运动细线与竖直方高成角图中位置．两种情况下，金属块Q都静止在桌面上的同一点，则后一种情况与原来相比较，下面判断正确的是

A．Q受到桌面的静摩擦力大小不变 B．小球运动的角速度变大

C．细线所受的拉力之比为2：1 D．小球向心力大小之比为3：1

【答案】BD

【详解】设细线与竖直方向的夹角为θ，细线的拉力大小为T，细线的长度为L．P球做匀速圆周运动时，由重力和细线的拉力的合力提供向心力；则有：T=；向心力：Fn=mgtanθ=mω2Lsinθ，得角速度：，使小球改到一个更高的水平面上做匀速圆周运动时，θ增大，cosθ减小，则得到细线拉力T增大，角速度ω增大．对Q球，由平衡条件得知，Q受到桌面的静摩擦力等于细线的拉力大小，细线拉力T增大，则静摩擦力变大，故A错误，B正确；开始时细线的拉力： ，增大为60°后的拉力：,所以：．故C错误；开始时小球的向心力：Fn1＝mgtan30°＝mg，θ增大为60°后的向心力：Fn2＝mgtan60°＝mg所以： ，故D正确；故选BD．

【点睛】本题中一个物体静止，一个物体做匀速圆周运动，采用隔离法，分别根据平衡条件和牛顿第二定律研究，分析受力情况是关键．

10．下表是一些有关火星和地球的数据，利用万有引力常量G和表中选择的一些信息可以完成的估算是（　　）

A．选择⑥可以估算地球的密度

B．选择①④可以估算太阳的密度

C．选择①③④可以估算火星公转的线速度

D．选择①②④可以估算太阳对地球的吸引力

【答案】AC

【详解】A．对地球近地卫星有，由于，解得，A正确；

B．选择①④时，只能求出太阳的质量，由于不知道太阳的半径，则不能求出太阳的密度，B错误；

C．根据开普勒第三定律有，可知，选择①③④可以估算火星到太阳的距离，根据

则可以估算火星的线速度，即选择①③④可以估算火星公转的线速度，C正确；

D．太阳对地球的吸引力，在地球表面有，可知，由于不知道地球的半径则不能求出地球的质量，则选择①②④不能够估算太阳对地球的吸引力，D错误。

故选AC。

第 II 卷（非选择题）

三、实验题（本题共2小题，共12分）

11．如图所示是探究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r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：

（l）在该实验中探究向心力的大小与质量m、角速度和半径r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________。

【答案】     B     1：2     1：2

【详解】（1）[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）[2][3]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

12．如图甲是“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________（选填“水平”或“竖直”）。为了保证同一次实验中小球平抛的初速度相同，因此必须让小球从________（选填“相同”或“不同”）位置由静止释放。

（2）图乙是正确实验取得的数据，其中O为拋出点，则此小球作平抛运动的初速度为________m/s。（g取）

（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，B点的竖直分速度为________m/s。（g取）

【答案】     水平     相同     1.6     1.5     2

【详解】（1）[1]为了保证小球的初速度水平，斜槽末端切线应水平。

[2]为了每次平抛的初速度相同，小球必须从相同位置由静止释放。

（2）[3]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）[4]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3L，则运动时间T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

[5]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

四、解答题（2个小题，共计42分。要求写出必要的公式、文字叙述。)

13．如图所示，从A点以水平速度抛出小球，小球垂直落在倾角为的斜面上，不计空气阻力，重力加速度。求：

（1）小球落在斜面上时速度的大小；

（2）小球从抛出到落在斜面上经历的时间。

【答案】（1）；（2）

【详解】（1）根据几何关系可得

（2）小球落在斜面上时竖直方向的速度

球从抛出到落在斜面上经历的时间

14．如图所示，一根原长为的轻弹簧套在光滑直杆上，其下端固定在杆的端，质量为的小球也套在杆上且与弹簧的上端相连。小球和杆一起绕经过杆端的竖直轴匀速转动，且杆与水平面间始终保持角。已知杆处于静止状态时弹簧长度为，重力加速度为，，求：

（1）弹簧的劲度系数；

（2）弹簧为原长时，小球的角速度；

（3）当杆的角速度时弹簧的长度。

【答案】（1）（2）（3）

【详解】(1)由平衡条件

解得弹簧的劲度系数为

(2)当弹簧弹力为零时，小球只受到重力和杆的支持力，它们的合力提供向心力，则有：

解得

(3)当时，弹簧处于伸长状态，伸长量为x，由正交分解知竖直方向

水平方向，解得，所以弹簧长度为

15．如图甲所示，长为L=3m的传送带以速v0=6m/s顺时针匀速转动，其左端A点与一个四分之一光滑圆轨道连接，轨道半径R=0.8m；右端B与一个倾角为30°的斜面连接，B点到地面的高度为H=1.8m。小滑块从光滑圆轨道高h处静止释放，到达A点时的速率v与下落高度h的关系如图乙所示。已知小滑块质量为m=2kg，与传送带之间的动摩擦因数为，重力加速度g取10m/s2，求：

（1）若滑块从h=0.5m处静止释放，则物块到达A点时对轨道的压力；

（2）若物块从B点水平飞出后恰好到达斜面底端C点，则滑块从B点飞出的速度多大？

（3）滑块从不同高度h静止释放时，滑块在空中做平抛运动的时间。

【答案】（1）45N，方向竖直向下；（2）；（3），t=0.6s；，

【详解】（1）由图，可知h=0.5m时，物块到达A点的速度为，设在A点，滑块受到支持力为F，则有，代入数据得F=45N

由牛顿第三定律，滑块对轨道的压力大小为45N，方向竖直向下。

（2）设初速度为vB，运动时间为tB，由平抛规律，得竖直方向，水平方向

代入数据得

（3）设滑块在A点速度为v0时，到B点速度刚好为，此时初始高度为h0，在传送带上，由牛顿第二定律得μmg=ma，从A到B，有，得v0=3m/s，由图乙得，高度为h0=0.45m

物块从h=R=0.8m处释放，易知到达A点的速度为v=4m/s>v0。

讨论：

①若0.45m<h<R=0.8m，物块从B点飞出后会落在水平面上。可得滑块在空中平抛运动的时间为t=0.6s

②若，物块从B点飞出后会落在斜面上，设物块到达B点速度为v′，则有v′2-v2=2aL，且，联立解得