2022-2023学年河北省沧州市盐山中学高一下学期期中物理试题

2022~2023学年度第二学期高一年级期中考试

物理试题

考生注意：

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．答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚．

3．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．

4．本卷命题范围：人教版必修第二册第五~七章．

一、选择题（本题共10小题，共46分．在每小题给出的四个选项中，第1~7题中只有一项符合题目要求，每小题4分，第8~10题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）

1．如图所示为扭秤实验的装置图，下列说法正确的是（    ）

A．牛顿通过该装置测出了引力常量G B．该实验巧妙地利用了微小量放大思想

C．开普勒通过该装置提出了万有引力定律 D．牛顿被称为第一个称量地球的人

2．如图所示的自行车，大、小轮半径之比为4:1，A为小轮边缘上的点，B为大轮边缘上的点，则自行车行驶时，A、B两点的向心加速度大小之比为（    ）

A．1:4 B．1:2 C．4:1 D．2:1

3．极地卫星是一种特殊的人造地球卫星，其轨道平面与赤道平面的夹角为，极地卫星运行时能到达地球南极和北极区域的上空．若甲、乙两极地卫星环绕地球的周期分别为3h、6h，则甲、乙的轨道半径之比为（    ）

A． B．2:1 C．1:2 D．

4．某次军事演习中，在P、Q两处的炮兵向正前方同一目标O发射炮弹A、B，要求同时击中目标，炮弹轨迹如图所示，忽略空气阻力，下列说法正确的是（    ）

A．A先发射 B．B先发射 C．A、B同时发射 D．A、B在最高点的速度相同

5．某同学根据打夯机原理制成了如图所示仪器，底座与支架连在一起，支架的上方有一转轴，轴上连有一根轻杆，杆的另一端固定一铁球，球转动半径为r，底座和支架的质量为M，铁球的质量为m，其余各部件的质量都忽略不计，忽略空气阻力和转轴摩擦力，重力加速度为g．使铁球在竖直平面内做圆周运动，若小球运动到最高点时，底座对地面的压力为零，则此时小球的速度大小为（    ）

A． B． C． D．

6．“嫦娥五号”探测器着陆月球前的运动轨道示意图如图所示，“嫦娥五号”沿轨道I运动到P点时点火减速，之后沿轨道II运动，再次运动到P点时点火减速，之后沿近月（到月球表面的距离不计）轨道Ⅲ运动．月球的半径为R，轨道II上的远月点a到月心的距离为5R，“嫦娥五号”在轨道Ⅲ上运行的周期为T，引力常量为G，下列说法正确的是（    ）

A．“嫦娥五号”在轨道II上运行的周期为

B．“嫦娥五号”在轨道Ⅱ上运行的周期为

C．月球表面的重力加速度大小为

D．月球表面的重力加速度大小为

7．如图，空间中有两个竖直墙壁MN和PQ，竖直虚线OA为两墙壁连线的中垂线，M、O、P三点等高，将一小球从O点水平向左抛出，小球与墙壁发生两次弹性碰撞之后恰好落在地面上的A点，每次碰撞时间极短，碰撞前后，水平方向速度大小不变、方向反向，竖直方向速度不变．小球从O点运动到B的时间为，从B点运动到C点的时间为，从C点运动到A点所用的时间为；O、B之间的高度差为，B、C之间的高度差为，C、A之间的高度差为，不计空气阻力和摩擦阻力，则（    ）

A．   B． 

C．   D． 

8．2022年11月29日23时08分，神舟十五号载人飞船由长征二号F运载火箭在酒泉卫星发射中心发射，将费俊龙、邓清明、张陆3名航天员送人太空，之后顺利进驻空间站．宇航员在空间站中可自由漂浮，下列说法正确的是（    ）

A．宇航员在空间站中不受力的作用

B．宇航员随空间站做匀速圆周运动，引力提供向心力

C．宇航员的质量越大，其在空间站时的向心加速度越大

D．同一宇航员在地球极点上受到的引力大于在空间站中受到的力

9．如图所示，小球在斜面底端正上方h处以一定初速度水平抛出，恰好在竖直方向下落时落到斜面上，不计空气阻力，重力加速度为g．则下列说法正确的是（    ）

A．小球落在斜面上时的位移方向和水平方向的夹角的正切值为

B．小球落在斜面上时的位移方向和水平方向的夹角的正切值为

C．小球落在斜面上时速度大小为

D．小球落在斜面上时速度大小为

10．宇宙中有一种恒星被人们称为“吸血鬼恒星”，如图所示，所谓“吸血鬼恒星”是指一个双星系统中，体积较小的成员通过“吸食”另一颗恒星（伴星）的物质而“返老还童”．假设两恒星中心之间的距离保持不变，忽略因热核反应和辐射等因素导致的质量亏损，经过一段时间演化后，则（    ）

A．吸血鬼恒星做圆周运动的周期不变 B．两恒星之间万有引力大小保持不变

C．吸血鬼恒星的线速度增大 D．伴星的线速度增大

二、实验题（本题共2小题，共16分）

11．（8分）如图是利用激光测定圆盘圆周运动的原理示意图，图中圆盘绕固定轴匀速转动，圆盘边缘侧面上有一小段涂有反光材料，当圆盘转到某一位置时，接收器可以接收到反光涂层所反射的激光束，之后实验测得接收器接收到n次激光束所花时间为，每次激光束持续时间为t，圆盘的直径为d，圆周率用表示．（计算结果用题中所给字母表示）

（1）由实验可知，圆盘角速度________；

（2）圆盘边缘上的点的向心加速度大小________；

（3）圆盘侧面反光涂层的长度________．

12．（8分）一宇航员到达某星球表面后，为测定该星球的平均密度，做了如下实验：取一小球，使其从距星球表面高h（远小于R）处自由落下，用计时器得出下落时间为t，已知引力常量为G，星球半径为R，球体积公式．（计算结果均用题中所给物理量符号表示）

（1）根据测得数据可粗略推导该星球表面的重力加速度________．

（2）求出该星球的平均密度________．

（3）若该星球表面存在稀薄的大气，则星球平均密度的测量值________（选填“大于”“小于”或“等于”）真实值．

三、计算题（本题共3小题，共计38分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）

13．（12分）洗衣机进行脱水时的运动情形可简化为如图所示的模型，一半径的圆筒竖直放置，当圆筒绕中心轴以角速度匀速转动时，物块恰能贴着圆筒内壁做圆周运动．重力加速度g取，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力．求：

（1）物块的线速度大小；

（2）物块的向心加速度大小；

（3）物块与圆筒内壁的动摩擦因数．

14．（12分）2021年5月，“天问一号”火星探测器成功登陆火星，同时“天问一号”环绕器在距火星表面高h的轨道运行，已知火星半径为R，火星表面的重力加速度为，火星视为均质球体，引力常量为G．求：

（1）火星的密度；

（2）“天问一号”环绕器所在轨道的重力加速度大小；

（3）“天问一号”环绕器在轨运行速度大小．

15．（14分）如图所示是一儿童游戏机的简化示意图．游戏面板与水平面所成夹角，半径为的四分之一圆弧轨道BC与直管道AB相切于B点，C点为圆弧轨道最高点（切线水平），通过手柄P控制可发射速度不同的小球（可视为质点）．已知C点到水平面的高度，重力加速度g取，不计一切阻力．

（1）求小球通过C点的最小速度；

（2）若小球以最小速度通过最高点，求小球到达水平面时的速度大小以及此时到C点的水平距离．

2022~2023学年度第二学期高一年级期中考试·物理试题

参考答案、提示及评分细则

1．B  卡文迪什通过该装置测出了引力常量G，也因此被称为第一个称量地球的人，选项A、D错误；该实验巧妙地利用了微小量放大思想，选项B正确；牛顿提出万有引力定律，扭秤实验测出引力常量，验证万有引力定律的正确性，选项C错误．

2．C  自行车行驶时两轮边缘上的点线速度大小相同，由，可知A、B两点的向心加速度大小之比为4:1，选项C正确．

3．D  由开普第三定律有，解得，选项D正确．

4．B  由图可知，竖直方向B炮弹上升高度更高，上升和下落过程竖直方向可看作自由落体运动，则B炮弹运动时间更长，因此B先发射，选项A、C错误，B正确；由于B飞行时间更长，由图可知B飞行水平位移更小，则由可知，A的水平速度更大，到达最高点时竖直速度为零，炮弹速度等于水平速度，即A炮弹在最高点速度更大，故D错误．

5．A  小球运动到最高点时，底座对地面压力为零，即杆的拉力为Mg，对小球受力分析，由牛顿第二定律有，解得，选项A正确．

6．A  设“嫦娥五号”在轨道II上运行的周期为，由开普勒第三定律可得：，，解得：,，选项A正确，选项B错误；,；月球表面的重力加速度大小为，选项C、D错误．

7．B  设两墙壁之间的距离为2L，小球在水平方向做匀速直线运，有，，，所以；小球在竖直方向做自由落体运动，有，，即，化简得，只有选项B正确．

8．BD  宇航员受到地球引力的作用，且引力提供向心力，选项A错误，B正确；由，可知向心加速度与其质量无关，选项C错误；由于极点到地心的距离小于空间站到地心的距离，故同一宇航员在地球极点上受到的引力大于在空间站中受到的引力，选项D正确．

9．BC  小球做平抛运动，,，，，，则小球落在斜面上时速度大小为，选项C正确，D错误；小球落在斜面上时的位移方向和水平方向的夹角的正切为，选项A错误，B正确．

10．AD  假设在演化开始时，吸血鬼恒星的质量为，伴星的质量为，两者之间的中心距离为L，根据双星运动的特点，对于吸血鬼恒星有，同理对于伴星，又，联立解得，由题意知两恒星的总质量不变，L也不变，故周期不变，选项A正确；又，且，，由题知增大，减小，故减小，增大，吸血恒的线速度减小，伴星的线速度增大，选项C错误、D正确；两恒星的万有引力为，其中M为两星的总质量，可以判断出当变化时，F值是变化的，选项B错误．

11．（1）（2分）

（2）（3分）

（3）（3分）

解析：（1）圆盘转动的周期为，转速为．

（2）圆盘边缘上的点的向心加速度大小

（3）由，可得．

12．（1）（3分）

（2）（3分）

（3）小于（2分）

解析：（1）小球做自落体运动有，解得．

（2）星球表面的物体有，又,，解得．

（3）若存在空气阻力，则测得的t值偏大，由，测量值小于真实值．

13．解：（1）物块做匀速圆周运动，有（2分）

解得（2分）

（2）由（2分）

解得（2分）

（3）设物块的质量为m，则（1分）

又（1分）

解得（2分）

14．解：（1）火星表面上的物体由（1分）

又，（1分）

解得（2分）

（2）（2分）

解得（2分）

（3）由（2分）

解得（2分）

15．解：（1）小球刚好能通过C点时，有（2分）

解得（2分）

（2）小球在斜面上做类平抛运动，由牛顿第二定律有（2分）

小球从C点运动到达水平面，有（2分）

小球平行斜面向下的分速度（1分）

则小球到达水平面时的速度（2分）

且此时到C点的水平距离（1分）

解得、（2分）