2022-2023学年黑龙江省鹤岗市第一中学高一下学期期中物理试题

2022--2023学年度下学期高一期中考试

物理试题

考试时间： 75分钟            分值：100分

注意事项：

1. 本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分。答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试卷和答题卡相应位置上。将条形码按位置正向粘贴。
2. 回答第Ⅰ卷时，选出每小题答案后，用2B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. 回答第Ⅱ卷时，将答案写在答题卡相应区域上，写在本试卷上无效。
4. 考试结束后，将答题卡交回。

一、单选题（本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求）

1．下列说法正确的是（　　）

A．做曲线运动的物体，加速度方向与合力方向不在同一条直线上

B．根据开普勒第三定律，所有行星公转周期的三次方跟它的轨道的半长轴的二次方的比都相等，即

C．洗衣机的脱水桶，能将衣物甩干，是因为脱水桶高速运转时，衣物上的水受到了离心力作用

D．爱因斯坦假设：真空中的光速在不同的惯性参考系中大小都是相同的

2．如图所示，质量物体在粗糙水平面上受到与水平面成、大小的力的作用下，向右前进了10m，已知动摩擦因数，重力加速度大小，则力F在此过程中做功为（　　）

A．-50J B．50J 

C．-50J D．50J

3．如图所示，在倾角为ɑ=30°的光滑斜面上，有一根长为L=1.6 m的细绳，一端固定在O点，另一端系一质量为m=0.2 kg的小球，小球沿斜面做圆周运动，若要小球能通过最高点A，则小球在最高点A的最小速度是（重力加速度g=10m/s2，小球可视为质点）（      ）

A．2 m/s B．2 m/s

C．2 m/s D．2 m/s

4．如图所示，两颗人造卫星绕地球逆时针运动，卫星1、卫星2分别沿圆轨道、椭圆轨道运动，圆的半径与椭圆的半长轴相等，两轨道相交于A、B两点，某时刻两卫星与地球在同一直线上（如图所示），下列说法中正确的是（　　）

A．两卫星在图示位置的速度v1<v2 B．两卫星在A处的加速度大小不相等

C．两颗卫星可能在A或B点处相遇 D．两卫星永远不可能相遇

5．甲、乙两位同学玩相互抛接球的游戏，其中一位同学将球从A点抛出后，另一同学总能在等高处某点B快速接住，如图所示。假设甲同学出手瞬间球的速度大小为v，方向与水平面成θ角，忽略空气阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是（   ）

A．球在空中相同时间内速度变化量不相同

B．球到达B点时速度与在A点时速度相同

C．球在空中上升的最大高度

D．保持θ角不变，球的出手速度越大，球在空中运动的时间越短

6．如图所示，物块B套在倾斜杆上，并用轻绳绕过定滑轮与物块A相连（定滑轮体积大小可忽略），今使物块B沿杆由M点匀速下滑到N点，运动中连接A、B的轻绳始终保持绷紧状态，在下滑过程中，下列说法正确的是（　　）

A．物块A的速率先变大后变小 B．物块A的速率先变小后变大

C．物块A始终处于失重状态 D．物块A先处于失重状态，后处于超重状态

7．如图甲所示，用一轻质绳拴着一质量为m的小球（可视为质点），在竖直平面内做圆周运动（不计一切阻力），小球运动到最高点时绳对小球的拉力为T，小球在最高点的速度大小为v，其图像如图乙所示，则（　　）

A．轻质绳长为

B．当地的重力加速度为

C．当时，小球受到的弹力大小与重力相等

D．当时，轻质绳的拉力大小为

8．如图所示，Ⅰ为北斗卫星导航系统中的静止轨道卫星，其对地张角为；Ⅱ为地球的近地卫星。已知地球的自转周期为，万有引力常量为G，根据题中条件，可求出（　　）

A．地球的平均密度为

B．卫星Ⅰ和卫星Ⅱ的加速度之比为

C．卫星Ⅱ的周期为

D．卫星Ⅱ运动的每个周期内无法直接接收到卫星发出电磁波信号的时间为

二、多选题（本题共4小题，每小题4分，共16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4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）

9．有关重力和万有引力的下列说法中，不正确的是（　　）

A．重力就是地球对物体的万有引力

B．若考虑地球自转的影响，同一物体在地球两极受到的重力最小，在赤道受到的重力最大

C．若考虑地球自转的影响，同一物体在地球两极受到的重力最大，在赤道受到的重力最小

D．静止在地球赤道上的物体，人对地面的压力与地面对人的支持力相等

10．如图所示，从半径R＝1 m的半圆PQ上的P点水平抛出一个可视为质点的小球，经t＝0.4 s小球落到半圆上。已知当地的重力加速度g＝10 m/s2，据此判断小球的初速度可能为（　　）

A．1m/s B．2m/s C．3m/s D．4m/s

11．宇宙中存在一些离其他恒星较远的三星系统，通常可忽略其他星体对它们的引力作用，三颗星体的质量相同。现已观测到稳定的三星系统存在两种基本的构成形式：一种是三颗星体位于同一直线上，两颗星体围绕中央星体做匀速圆周运动，如图甲所示；另一种是三颗星体位于等边三角形的三个顶点上，并沿等边三角形的外接圆轨道运行，如图乙所示．设这两种构成形式中三颗星体的质量均为m，且两种系统中各星体间的距离已在图甲、乙中标出，引力常量为G，则下列说法中正确的是（　　）

A．直线三星系统中星体做匀速圆周运动的线速度大小为

B．直线三星系统中星体做匀速圆周运动的周期为4π

C．三角形三星系统中每颗星做匀速圆周运动的角速度为2

D．三角形三星系统中每颗星做匀速圆周运动的加速度大小为Gm

12．如图所示，水平转台上一个质量为的物块C分别用长为和的两根细绳系住，两根绳的另外一端分别固定在转轴上的A点和B点，当转轴未转动时，细绳AC刚好伸直但无拉力，与转轴的夹角为，BC绳是松弛状态。已知物块与转台间的动摩擦因数为0.2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现让物块随转台一起转动并让转台的角速度从零逐渐增大，当两根绳都被拉直时，AC绳与转轴间的夹角为，重力加速度g取，下列说法正确的是（　　）

A．当时，绳AC中没有拉力

B．当由2rad/s逐渐增大到3rad/s时，物块所受摩擦力保持不变，一直为最大静摩擦力

C．当时，绳BC中拉力不为0

D．为保证AC和BC都被拉直，转台的角速度应满足

三、实验题（共2题，共16分）

13．（8分）（1）在用描点法做“探究平抛运动”的实验时，如图甲所示，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点画出小球做平抛运动的轨迹。（所有计算结果均保留2位有效数字）

（1）某次实验画出小球运动的轨迹如图乙中曲线，A、B、C是曲线上的三个点的位置，A点为坐标原点，得到如图所示坐标。取，则A点是否为平抛运动的起点__________（选“是”或“否”），小球做平抛运动的初速度_________m/s。

（2）在上面这次实验中，小球由B点运动到C点的过程中速度变化了____________。

14．（8分）某物理兴趣小组为了验证向心力公式，设计了如图所示装置，拉力传感器可以显示绳子拉力大小，直径为d的小球通过绳子拴接，小球球心到固定绳子顶点距离为L，现把小球拉至水平位置释放，光电门计时器记录小球经过最低处的遮光时间为t，重力加速度为g，则：

（1）小球经过最低处时的速度大小是______；

（2）为验证向心力公式，______（填“需要”或“不需要”）测出小球的质量m；

（3）若经过最低处时拉力计的示数满足______（用题干及（1）（2）中已知字母表示），则说明向心力公式成立。

四、解答题（本题共3小题，共36分；解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤；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）

15．（12分）长度分别为3L和2L的两段轻杆一端各固定一个小球A、B，按如图所示的方式连接在一起。将杆的一端与光滑竖直轴O连接在一起，两杆在同一直线上，整个系统可以在光滑水平面上绕轴O转动。小球A的线速度大小为v，两个小球的质量均为m。求：

（1）小球B的向心加速度大小；

（2）两段轻杆中拉力的大小分别是多少（其中OA杆拉力大小为F1，AB杆拉力大小为F2）。

16．（10分）如图所示，倾角为37°的斜面长，在斜面底端正上方的O点将一小球以速度的速度水平抛出，与此同时静止释放在顶端的滑块，经过一段时间后将小球恰好能够以垂直斜面的方向击中滑块。小球和滑块均视为质点，重力加速度，求：

（1）抛出点O离斜面底端的高度h；

（2）滑块与斜面间的动摩擦因数。

17．（14分）拉格朗日点指在两个大天体引力作用下，能使小物体稳定的点（小物体质量相对两大天体可忽略不计）。这些点的存在由法国数学家拉格朗日于1772年推导证明的，1906年首次发现运动于木星轨道上的小行星（见脱罗央群小行星）在木星和太阳的作用下处于拉格朗日点上。在每个由两大天体构成的系统中，按推论有5个拉格朗日点，其中连线上有三个拉格朗日点，分别是L1、L2、L3，如图所示。我国发射的“鹊桥”卫星就在地月系统平衡点L2点做周期运动，通过定期轨控保持轨道的稳定性，可实现对着陆器和巡视器的中继通信覆盖，首次实现地月L2点周期轨道的长期稳定运行。设某两个天体系统的中心天体质量为M，环绕天体质量为m，两天体间距离为L，万有引力常量为G，L1点到中心天体的距离为R1，L2点到中心天体的距离为R2。求：

（1）处于L1点小物体运行的线速度v的大小；

（2）处于L2点小物体的周期T的大小；

（3）为了进一步的通信覆盖，发射两颗质量均为m0的卫星，分别处于L1、L2点，L1、L2到环绕天体的距离近似相等（远小于L），两卫星与环绕天体同步绕中心天体做圆周运动，忽略卫星间的引力，求中心天体对环绕天体的引力与它对两卫星的引力之和的比值？

2022--2023学年度下学期高一期中考试

物理试题参考答案

1．D

A．根据牛顿第二定律可知，物体的加速度方向与合外力始终在一条直线上，A错误；

B．开普勒第三定律，。B错误；

C．是因为脱水桶高速运转时，衣物与水之间的附着力不足以提供向心力，水做离心运动，而不是受到离心力，C错误；

D．D正确。

故选D。

2．C

【详解】由做功的计算公式

可得力F做功为

故选C。

3．D

【详解】小球恰好能在斜面上做完整的圆周运动，刚小球通过A点时细线的拉力为零，根据圆周运动和牛顿第二定律有：

解得：

选项D正确；

4．D

【详解】A．为椭圆轨道的远地点速度，加速做离心运动，才能达到以所在点与地心连线为半径的圆周轨道，故速度小于对应圆轨道的环绕速度，表示做匀速圆周运动的速度，根据

可知

故A错误；

B．两个轨道上的卫星运动到A点时，所受的万有引力产生加速度

加速度大小相等，故B错误；

CD．椭圆的半长轴与圆轨道的半径相同，根据开普勒第三定律知，两颗卫星的运动周期相等，则不会相遇，故D正确，C错误。

故选D。

5．C

【详解】A．球抛出后在空中只受重力作用，做匀变速曲线运动，所以球在空中相同时间内速度变化量相同，故A错误；

B．球到达B点时速度与A点时大小相等，方向不同，故B错误；

C．将球的初速度在竖直方向分解有

根据竖直方向的运动规律有

解得球在空中上升的最大高度为

故C正确；

D．根据斜抛运动的对称性可知，在空中运动的时间为

可见保持θ角不变，球的出手速度越大，球在空中运动的时间越长，故D错误；

故选C。

6．B

【详解】AB．将物体B的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，如图，

根据平行四边形定则，沿绳子方向的速度为

可知θ在增大到90°的过程中，物体A的速度方向向下，且逐渐减小；由图可知，当物体B到达P点时，物体B与滑轮之间的距离最短，绳子长度最小，此时

此后物体A向上运动，且速度增大；所以在物体B沿杆由点M匀速下滑到N点的过程中，物体A的速度先向下减小，然后向上增大，故A错误，B正确；

CD．物体A向下做减速运动和向上做加速运动的过程中，加速度的方向都向上，所以物体A始终处于超重状态．故CD错误。

故选B。

7．C

【详解】AB．小球运动到最高点时，对小球进行分析有

则有

结合图像有

，

解得

，

AB错误；

C．当时，根据上述有

C正确；

D．当时，根据上述有

D错误。

故选C。

8．A

【详解】AC．设地球质量为M，卫星Ⅰ、Ⅱ的轨道半径分别为r和R，卫星Ⅰ为同步卫星，周期为，近地卫星Ⅱ的周期为T。根据开普勒第三定律

由题图得

可得卫星Ⅱ的周期为

故C错误；

对于卫星Ⅱ

对于地球

联立以上各式，可得地球的平均密度为

故A正确；

B．对于不同轨道卫星，根据牛顿第二定律得

所以卫星Ⅰ和卫星Ⅱ的加速度之比为

故B错误；

D．当卫星Ⅱ运行到与卫星Ⅰ的连线隔着地球的区域内，其对应圆心角为时，卫星Ⅱ无法直接接收到卫星Ⅰ发出电磁波信号，设这段时间为t。若两卫星同向运行，则有

，

解得

若两卫星相向运行，则有

，

解得

故D错误。

故选A。

9．AB

【详解】A．若考虑地球自转的影响，万有引力的一个分力等于重力，另一个分力提供向心力，故A错误；

B．若考虑地球自转的影响，同一物体在地球两极受到的重力最大，在赤道受到的重力最小，故B错误；故C正确；

D．由牛顿第三定律可知，人对地的压力与地对人的支持力始终大小相等，方向相反，静止在北京地面上的物体，所受万有引力和地面对物体作用力的合力充当物体随地球自转的向心力，故D正确。故选AB。

10．AD

【详解】由

可得

如图所示

小球落点有两种可能，若小球落在左侧，根据几何关系得平抛运动的水平位移为0.4 m，初速度为1 m/s；若小球落在右侧，平抛运动的水平位移为1.6 m，初速度为4 m/s。故AD正确，BC错误。

故选AD。

11．BD

【详解】AB．直线三星系统中，星体做匀速圆周运动的向心力由其他两颗星体对它的万有引力的合力提供，有

G＋G＝m

解得

v＝

由T=可得

T=4π

故A错误，B正确；

CD．三角形三星系统中，星体做匀速圆周运动的向心力由其他两颗星体对它的万有引力的合力提供，如图所示

有

2cos=mω2

解得

ω=

由

2Gcos=ma

可得

a=

故C错误，D正确。

故选BD。

12．AD

【详解】A．设角速度为时，静摩擦刚好达到最大，则有

解得

可知当时，绳AC中没有拉力，故A正确；

B．设角速度为时，物块刚要离开转台，则有

解得

当由逐渐增大到时，由于绳AC中产生拉力，随着拉力逐渐增大，转台对物块的支持力逐渐减小，物块所受摩擦力逐渐减小，故B错误；

C．设角速度为时，绳BC中拉力刚好伸直，此时AC绳与转轴间的夹角为，根据牛顿第二定律可得

解得

可知当时，绳BC中拉力仍为0，故C错误；

D．AC和BC都被拉直时，设绳BC与转轴间的夹角为，则有

解得

设角速度为时，AC绳拉力刚好为零，根据牛顿第二定律可得

解得

为保证AC和BC都被拉直，转台的角速度应满足

故D正确。

故选AD。

13．     否 （2分）    2.0 （3分）    1.0（3分）

【详解】（1）[1]从静止开始的匀加速直线运动，在连续相等的时间内，位移之比为：1:3:5，而图中在竖直方向上，连续相等的时间内，位移之比为

因此O点不是平抛运动的起点。

[2]在竖直方向上，根据

可知

水平方向上，小球做匀速运动，根据

可知水平初速度

（2）[3]从B到C，水平方向速度不变，竖直方向速度变化，因此

14．     （3分）     需要   （2分）（3分）

【详解】(1)[1]根据瞬时速度等于极短时间内的平均速度得，通过最低点的速度

(2)[2]根据

可知

要想验证最低点的向心力公式，必须知道小球的质量m；

(3)[3]若经过最低处时拉力计的示数满足

则说明向心力公式成立。

15．（共12分）（1）；（2），

【详解】（1）小球A和B的角速度相等

（1分）

对小球A，有

（1分）

小球B的向心加速度大小为

（1分）

解得

（2分）

（2）设杆上的拉力大小为，杆上的拉力大小为，对小球B，由牛顿第二定律得

（1分）

解得

（2分）

对小球A，由牛顿第二定律得

（1分）

（1分）

解得

（2分）

16．（10分）（1）1.7m；（2）0.125

【详解】（1）设小球击中滑块时的速度为v，竖直速度为，由几何关系得：

（1分）

设小球下落的时间为t，竖直位移为y，水平位移为x，由运动学规律得竖直分速度

（1分）

竖直方向

（1分）

水平方向

（1分）

设抛出点到斜面最低点的距离为h，由几何关系得

（1分）

得

（1分）

（2）在时间t内，滑块的位移为s，由几何关系得

（1分）

设滑块的加速度为a，由运动学公式得：

（1分）

对滑块，由牛顿第二定律得：

（1分）

得

（1分）

17．（14分）（1）；（2）；（3）

【详解】（1）设处于点的小物体质量为m1，则小物体所受向心力由两天体的万有引力合力来提供，可得

（2分）

解得

（2分）

（2）设处于点的小物体质量为m2，则小物体所受向心力由两天体的万有引力合力来提供，可得

（2分）

解得

（2分）

（3）中心天体对环绕天体的引力为

（2分）

中心天体对两卫星的引力之和为

（1分）

设处于点的小物体与环绕天体相距x，由于x远小于L，所以有

（1分）

则中心天体对环绕天体的引力与它对两卫星的引力之和的比值为

（2分）