江西省部分学校2022-2023学年高一下学期期中物理试卷(含答案)

这是一份江西省部分学校2022-2023学年高一下学期期中物理试卷(含答案)，共18页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
江西省部分学校2022-2023学年高一下学期期中物理试卷学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题1、关于速度和速率，下列说法正确的是(   )A.速度和速率都是描述物体运动快慢的物理量，而且都是矢量B.速度是矢量，速率是标量C.一个做曲线运动的物体，速率一定等于速度的大小D.一个做直线运动的物体，速率一定等于速度的大小2、如图所示，小船以大小为、方向与上游河岸成θ的速度（在静水中的速度）从A处过河，经过t时间正好到达正对岸的B处.现要使小船在更长的时间内过河并且也正好到达正对岸B处，在水流速度不变的情况下，可采取的方法是(   )A.只要增大大小，不必改变θ角 B.只要增大θ角，不必改变大小C.在增大的同时，也必须适当增大θ角 D.在减小的同时，也必须适当减小θ角3、如图所示，中间有孔的物块A套在光滑的竖直杆上，通过滑轮用不可伸长的轻绳将物体拉着匀速向上运动.则下列关于拉力F及拉力作用点的移动速度v的说法，正确的是(   )A.F不变，v不变  B.F增大，v不变C.F增大，v增大  D.F增大，v减小4、某足球运动员进行射门训练，他将地面上静止的足球踢起射门时，足球水平垂直撞击到球门的横梁上.已知球门的高度为h，起球点到球门的水平距离为s，忽略足球在空中飞行过程中受到的阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是(   )A.足球飞向球门过程中飞行的时间为B.足球飞向球门过程中的位移大小为C.若踢出足球方向不变，仅增大踢出速度，则足球将射入球门D.若踢出足球速度大小不变，仅减小速度方向与水平方向的夹角，则足球将射入球门5、如图所示，轻杆长为L一端固定在水平轴上的O点，另一端系一个小球（可视为质点）.小球以O为圆心在竖直平面内做圆周运动，且能通过最高点，g为重力加速度.下列说法正确的是(   )A.小球通过最高点时速度不可能小于B.小球通过最高点时速度为时，球对杆有向下的弹力C.小球通过最高点时速度为时，球对杆有向下的弹力D.要使小球能通过最高点，小球在最低点速度至少为6、如图所示，两个可视为质点的、相同的木块A和B放在转盘上，两者用长为L的细绳连接，木块与转盘的最大静摩擦力均为各自重力的K倍，A放在距离转轴L处，整个装置能绕通过转盘中心的转轴转动，开始时，绳恰好伸直但无弹力，现让该装置从静止开始转动，使角速度缓慢增大，以下说法正确的是(   )A.当时，A、B相对于转盘会滑动B.当时，绳子不会有弹力C.ω在范围内增大时，B所受摩擦力变大D.ω在范围内增大时，A和B所受摩擦力一直变大7、有a、b、c、d四颗地球卫星，a还未发射，在地球赤道上随地球一起转动；b是近地卫星；c是地球同步卫星；d是高空探测卫星.如图所示，下列说法中正确的是(   )A.a的向心加速度等于地面的重力加速度g B.b在相同时间内转道的弧长最小C.c的运行速度小于第一宇宙速度 D.d的运行周期有可能是19h二、多选题8、如图所示，用绳跨过定滑轮牵引小船，设水的阻力不变，则在小船匀速靠岸的过程中(   )A.绳子的拉力不断增大 B.绳子的拉力不变C.船所受浮力增大  D.船所受浮力变小9、如图所示，斜面倾角为θ，位于斜面底端A正上方的小球以不同的初速度正对斜面顶点B水平抛出，小球到达斜面经历的时间为t，重力加速度为g，则下列说法正确的是(   )A.若小球以最小位移到达斜面，则B.若小球垂直击中斜面，则C.若小球恰能击中斜面中点，则D.无论小球怎样到达斜面，运动时间均相等10、假设宇宙中有一双星系统由a、b两颗星体组成，这两颗星绕它们连线的某一点在万有引力作用下做匀速圆周运动，测得a星的周期为T，a、b两颗星的距离为l，a、b两颗星的轨道半径之差为（a星的轨道半径大于b星的轨道半径），则(   )A.b星公转的周期为 B.a星公转的线速度大小为C.a、b两颗星运动半径的比值为 D.a、b两颗星的质量的比值为11、如图所示，曲线Ⅰ是一颗绕地球做圆周运动的卫星轨道的示意图，其半径为R；曲线Ⅱ是一颗绕地球做椭圆运动的卫星轨道的示意图，O点为地球球心，为椭圆的长轴，两轨道和地心都在同一平面内，已知在两轨道上运动的卫星的周期相等，万有引力常量为G，地球质量为M，下列说法正确的是(   )A.椭圆轨道的长轴长度为B.卫星在Ⅰ轨道的速率为，卫星在Ⅱ轨道B点的速率为，则C.卫星在Ⅰ轨道的加速度大小为，卫星在Ⅱ轨道A点加速度大小为，则D.若，则卫星在B点的速率三、实验题12、“探究平抛运动的特点”实验有以下几步.（l）用如图1所示竖落仪装置探究平抛运动竖直分运动的特点：用小锤击打弹性金属片后，A球沿水平方向抛出，做平抛运动：同时B球被释放，自由下落，做自由落体运动.下列说法中正确的是______.A.两球的体积、材料和质量可以任意选择，对实验结果没有影响B.改变小球距地面的高度和小锤击打的力度，可以改变两球在空中的运动时间和A球的水平初速度大小C.如果两球总是同时落地，则可以验证平抛运动的竖直分运动是自由落体运动D.通过该实验装置也能研究平抛运动的水平分运动特点（2）用如图2所示平抛仪装置探究平抛运动水平分运动的特点.以下是关于本实验的一些做法，其中不合理的选项有______.A.调整斜槽，使小球放置在轨道末端时，不左右滚动B.将坐标纸上竖线与重垂线平行C.将小球静止在斜槽末端位置时重心位置在背板上的投影记录为坐标原点D.不断改变挡片P的位置，使小球从斜槽上不同位置释放E.不断改变水平挡板的位置，记录下小球落到挡板上的位置F.将坐标纸上确定的点用直线依次连接（3）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.若遗漏记录平抛轨迹的起始点，也可按下述方法处理数据：如图3所示，在轨迹上取A、B、C三点，和的水平间距相等且均为x，测得和的竖直间距分别是和，则______（选填“大于”、“等于”或者“小于”）.可求得钢球平抛的初速度大小为______（已知当地重力加速度为g，结果用上述字母表示）.（4）牛顿设想，把物体从高山上水平抛出，速度一次比一次大，落地点就一次比一次远.如果速度足够大，物体就不再落回地面，它将绕地球运动，成为人造地球卫星.同样是受地球引力，随着抛出速度增大，物体会从做平抛运动逐渐变为做圆周运动，请分析原因__________.13、探究向心力大小F与小球质量m、角速度ω和半径r之间关系的实验装置如图所示，转动手柄，可使变速塔轮、长槽和短槽随之匀速转动.皮带分别套在塔轮的圆盘上，可使两个槽内的小球分别以不同角速度做匀速圆周运动.小球做圆周运动的向心力由横臂的挡板提供，同时，小球对挡板的弹力使弹簧测力筒下降，从而露出测力筒内的标尺，标尺上露出的红白相间的等分格数之比即为两个小球所受向心力的比值.已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨迹半径之比为1:2:1.（1）探究向心力的大小与圆周运动半径的关系时，应选择两个质量相同的小球，分别放在挡板C与__________（选填“挡板A”或“挡板B”）处，同时选择半径__________（选填“相同”或“不同”）的两个塔轮；（2）当用两个质量相等的小球做实验，调整长槽中小球的轨道半径是短槽中小球半径的2倍，转动时发现左、右标尺上露出的红白相间的等分格数之比为1:2，则左、右两边塔轮的半径之比为__________.四、计算题14、如图为车站使用的水平传送装置的示意图，绷紧的传送带始终保持以4.0m/s的恒定速率运行，传送带的水平部分距离水平地面的高度.现有一行李包（可视为质点）由A端被传送到B端，且传送到B端时没有及时取下，行李包从B端水平抛出，不计空气阻力，g取.（1）若行李包从B端水平抛出的初速度，求它在空中运动的时间和飞行的水平距离；（2）若行李包以的初速度从A端向右滑行，包与传送带间的动摩擦因数，要使它从B端抛出后飞出的水平距离等于（1）中所求的水平距离，求传送带的长度L应满足的条件.15、由三颗星体构成的系统，忽略其它星体对它们的作用，存在着一种运动形式：三颗星体在相互之间的万有引力作用下，分别位于等边三角形的三个顶点上，绕某一共同的圆心O在三角形所在的平面内做相同角速度的圆周运动（图示为A、B、C三颗星体质量不相同时的一般情况）.若A星体质量为，B、C两星体的质量均为m，三角形的边长为a，求：（1）A星体所受合力大小；（2）B星体所受合力大小；（3）C星体的轨道半径；（4）三星体做圆周运动的周期T.16、如图1所示，两物块A、B套在水平粗糙的杆上，并用不可伸长的轻绳连接，整个装置能绕过中点的轴转动，已知两物块质量相等均为m，杆对物块A、B的最大静摩擦力大小相等且动摩擦系数为μ.开始时绳子处于自然长度（绳子恰好伸直但无弹力），物块B到轴的距离为，物块A到轴的距离为L，现让该装置从静止开始转动，使转速逐渐增大，求：（1）当B的摩擦力达到最大值的时候，角速度是多少？（2）当A的摩擦力为0的时候，角速度是多少？（3）当即将滑动的时候，角速度是多少？（4）装置可以以不同的角速度匀速转动，试通过计算在图2坐标图中画出A和B的摩擦力随角速度的平方变化的关系图象.
参考答案1、答案：B解析：AB.速度是矢量，速率是标量，故A错误，B正确；C.一个做曲线运动的物体，其路程大小一定大于位移的大小，因此，速率一定大于速度的大小，故C错误；D.一个做直线运动的物体，若其运动方向保持不变，则路程大小等于位移大小，速率等于速度大小.若做往返运动，则路程大小大于位移大小，速率大于速度的大小，故D错误.故选B.2、答案：D解析：若只增大大小，不改变θ角，则船在水流方向的分速度增大，因此船不可能垂直达到对岸，故A错误；若只增大θ角，不改变大小，同理可知，水流方向的分速度在减小，而垂直河岸的分速度在增大，船不可能垂直到达对岸，故B错误；若在增大的同时，也必须适当增大θ角，这样才能保证水流方向的分速度不变，而垂直河岸的分速度在增大，则船还能垂直达到对岸，且时间更短，故C错误；若减小的同时适当减小θ角，则水流方向的分速度可以不变，能垂直到达对岸，而垂直河岸的分速度减小，则船垂直达到对岸的时间更长，故D正确.故选D.3、答案：D解析：设与A相连的绳子与竖直方向的夹角为θ，因为A做匀速直线运动，在竖直方向上合力为零，有，因为θ增大，则F增大，拉力作用点的移动速度等于物块A沿绳子方向上的分速度，，因为θ增大，则v减小，故D正确.4、答案：D解析：AB.足球从地面射出，水平垂直撞击到球门的横粱上，此过程可以看做平抛运动的逆过程，由平抛运动规律知，则足球飞行的时间此过程足球的位移，AB错误；C.设足球的初速度大小为，与水平方向的夹角为θ，则有足球在水平方向分速度为在竖直方向的分速度为足球到达球门所在的竖直平面的时间为足球在竖直方向的位移为若踢出足球方向不变，仅增大踢出速度，由上式可知，y会增大，则有，所以足球一定会从球门上方飞出，C错误；D.若踢出足球速度大小不变，仅减小速度方向与水平方向的夹角，则足球的水平速度增大，踢出时的竖直分速度减小，运动到球门线所在的竖直面所用的时间变短，竖直位移变小，所以将会射入球门，D正确.故选D.5、答案：C解析：A.只要小球通过最高点时的速度大于零，小球就可以在竖直平面内做完整的圆周运动.故A错误.B.设小球通过最高点时的速度为时，杆上的弹力恰好为零，则此时只有重力充当向心力，解得：，因为，所以小球在最高点由离心的趋势，对杆有竖直向上的拉力，故B错误；C.同B选项分析，，小球在最高点近心运动的趋势，对杆有竖直向下的压力，C正确；D.小球通过最高点的临界速度为0，则小球从最低点到最高点，由机械能守恒可知：，解得，故D错误.6、答案：A解析：A.开始角速度较小，两木块都靠静摩擦力提供向心力，B先到达最大静摩擦力，角速度继续增大，则绳子出现拉力，角速度继续增大，A的静摩擦力增大，当增大到最大静摩擦力时，开始发生相对滑动，A、B相对于转盘会滑动，对A有对B有解得，故A正确；B.当B达到最大静摩擦力时，绳子开始出现弹力解得则当时，绳子一定有弹力，故B错误；C.时B已经达到最大静摩擦力，则ω在内，B受到的摩擦力不变，故C错误；D.绳子没有拉力时，对A有则随转盘角速度增大，静摩擦力增大，绳子出现拉力后，对A有对B有联立有随着ω增大，静摩擦力也增大，时B已经达到最大静摩擦力，则ω在内，B受到的摩擦力不变，故D错误.故选AB.7、答案：C解析：地球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的向心加速度大于a的向心加速度，由，得，知卫星的轨道半径越大，向心加速度越小，则c的向心加速度小于b的向心加速度，而b的向心加速度约为g，所以知a的向心加速度小于重力加速度g，故A错误；a与c的角速度相同，对b、c、d三颗地球卫星，根据万有引力等于向心力，得，可得可知，b的线速度最大，在相同时间内转过的弧长最大，选项B错误；第一宇宙速度是环绕地球做圆周运动卫星的最大速度，则c的运行速度小于第一宇宙速度，选项C正确；c是地球同步卫星，周期是，由开普勒第三定律可知，卫星的轨道半径越大，周期越大，所以d的运动周期大于c的周期，不可能是.故D错误；故选C.8、答案：AD解析：对小船进行受力分析，如图，因为小船做匀速直线运动，所以小船处于平衡，合力为零；设拉力与水平方向的夹角为θ，有：①，②.船在匀速靠岸的过程中，θ增大，阻力不变，根据平衡方程①知，绳子的拉力增大，根据平衡方程②知，拉力增大，增大，所以船的浮力减小，故A、D正确，B、C错误，故选：AD。9、答案：AB解析：过抛出点作斜面的垂线，如图所示：当小球落在斜面上的D点时，位移最小，设运动的时间为t，则水平方向：；竖直方向：.根据几何关系有，即有，解得：，故A正确.若小球垂直击中斜面时速度与竖直方向的夹角为θ，则，得，故B正确.若小球能击中斜面中点时，小球下落的高度设为h，水平位移设为x.则由几何关系可得，得：，故C错误.由上知，D错误.10、答案：BD解析：A.双星系统靠相互间的万有引力提供向心力，角速度大小相等，则周期相等，所以b星公转的周期为T，故A错误；BC.根据题意可知，，解得，，则a星公转的线速度大小为，，故B正确，C错误；D.双星系统靠相互间的万有引力提供向心力，角速度大小相等，向心力大小相等，有，解得，故D正确.故选BD.11、答案：ABC解析：A.有开普勒第三定律可得：，因为周期相等，所以半长轴相等，圆轨道可以看成长半轴、短半轴都为R椭圆，故，即椭圆轨道的长轴的长度为.故A正确.B.根据万有引力提供向心力可得：，故，由此可知轨道半径越大，线速度越小；设卫星以为半径做圆周运动的速度为，那么；又卫星Ⅱ在B点做向心运动，所以有，综上有.故B正确.C.卫星运动过程中只受到万有引力的作用，故有：，所以加速度为，又有，所以.故C正确.D.若，则，那么，所以.故D错误.12、答案：（1）BC（2）DF（3）大于；（4）见解析解析：（1）A.两球的体积、材料和质量的选择不同，受到的阻力大小不同，对实验结果有影响，A错误；B.改变小锤击打的力度，可以改变A球的水平初速度，改变小球距地面的高度，可以改变空中的运动时间，B正确；CD.小锤击打弹性金属片后，A球沿水平方向抛出，同时B球被释放自由下落，A、B两球同时落地，可知平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，不能得出水平方向上的运动规律，C正确，D错误.故选BC.（2）A.调整斜槽，使小球放置在轨道末端时，不左右滚动，保证斜槽末端切线水平，A合理；B.将坐标纸上竖线与重垂线平行，B合理；C.将小球静止在斜槽末端位置时重心位置在背板上的投影记录为坐标原点，C合理；D.应保持挡片P的位置不变，使小球从斜槽上相同位置释放，D不合理；E.不断改变水平挡板的位置，记录下小球落到挡板上的位置，E合理；F.将坐标纸上确定的点用平滑的曲线依次连接，F不合理.故选DF.（3）因为A、B和B、C间水平距离相等，所以A、B和B、C间对应钢球运动的时间相同，设为T，设钢球在A、B点时的竖直分速度大小分别为、，则，所以根据运动学规律有，解得钢球平抛的初速度大小为（4）物体的初速度较小时，运动范围很小，引力可以看成恒力——重力，做平抛运动；随着物体初速度的增大，运动范围变大，引力不能再看成恒力；当物体的初速度达到第一宇宙速度时，物体绕地球做圆周运动而成为地球卫星.13、答案：（1）挡板B；相同（2）2:1解析：（1）探究向心力大小与圆周运动半径的关系时，需要控制小球的质量和运动角速度相同，所以应选择2个质量相同的小球，使小球的线速度不同，角速度相同，所以选择不同半径的挡板（挡板C与档板B）以及相同的塔轮半径.（2）根据向心力公式可知同时根据题意可知，可得由可得因此左、右两边塔轮的半径之比是2:1.14、答案：（1），；（2）解析：（1）设行李包在空中运动的时间为t，飞行的水平距离为x，则，解得故水平距离（2）设行李包的质量为m，与传送带相对运动时的加速度为a，则滑动摩擦力解得要使行李包从B端飞出的水平距离等于（1）中所求水平距离，行李包从B端水平抛出的速度应为设行李包在传送带上通过的距离为，根据速度位移关系式代入数据解得故传送带的长度L应满足的条件为
15、（1）答案：解析：A星体受B、C两星体的引力大小相等，，合力①.（2）答案：解析：B星体受A星体的引力，B星体受C星体的引力，三角形定则结合余弦定理得②.（3）答案：解析：由对称性知，在的中垂线上，.对A星体：③，对B星体：④，联立解得，在三角形中，，解得，即⑤.（4）答案：解析：把⑤式代入④式，得，即.16、答案：（1）（2）（3）（4）见解析解析：（1）开始时，绳子的拉力为零，由于B的转动半径大于A的转动半径，故B需要的向心力大于A（两物体质量均为m），故B先达到最大静摩擦力，根据牛顿第二定律可知：，解得：.（2）根据牛顿第二定律，对A有：对B有：联立解得：.（3）当角速度增大时，即将滑动时（B沿半径向外滑动，A沿半径向里滑动），此时A受到的摩擦力为，方向沿半径向外，则对A有：此时B受到的摩擦力为，方向沿半径向里，对B有：联立以上两式得：，.（4）通过以上计算，可知当角速度为时，B达到了最大静摩擦力，为，方向指向转轴，此时A的摩擦力为，方向指向转轴；当角速度为时，B的静摩擦力为，方向指向转轴，此时A的摩擦力为0；当角速度为时，B的静摩擦力为，方向指向转轴，此时A的摩擦力大小为，方向背向转轴；A和B的摩擦力随角速度的平方变化的关系图象如图所示