广东省河源市部分学校2023-2024学年高一下学期5月期中考试物理试卷(含答案)

这是一份广东省河源市部分学校2023-2024学年高一下学期5月期中考试物理试卷(含答案)，共15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。

一、单选题
1．“判天地之美，析万物之理”，物理学史就是人类对自然界各种物理现象认识的发展史。关于物理学史、物理思想与方法，下列说法不正确的是( )
A.重心、合力的概念都体现了等效思想
B.在实验探究加速度与力、质量的关系时，运用了控制变量法
C.开普勒在第谷的天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律
D.牛顿发现了万有引力定律，并利用扭秤实验的放大思想测出了引力常量G
2．某同学学习了圆周运动的知识后，观察了教室里面走时准确的时钟，下列说法正确的是( )
A.分针与时针的角速度之比为
B.分针针尖与时针针尖的线速度之比为
C.分针在转动的过程中受到重力、弹力、摩擦力、向心力
D.教室里竖直悬挂的钟表，时针在竖直面内做匀速圆周运动，线速度不变
3．如图所示为无人驾驶汽车A、B在同一场地同时测试时获得的速度v随时间t变化的部分图像，其中汽车A的图线为直线。关于汽车A、B在该路段的测试，下列说法正确的是( )
A.汽车A做直线运动，汽车B做曲线运动
B.时间内，汽车A的速度一直小于汽车B的速度
C.若汽车A、B在时刻相遇，则在时刻一定不相遇
D.时间内，汽车A的加速度一直小于汽车B的加速度
4．如图所示，某钢珠的运动轨迹为从A点到D点的虚线所示（其中BC段是直线）。若纸面视为光滑，下列说法正确的是( )
A.AB段所受合外力的方向一定不变
B.BC段所受合外力可能为0
C.CD段所受合外力的方向与速度方向一致
D.从A点到D点所受合外力可能为恒力
5．如图甲所示生活中拉旅行箱的方式可以简化为如图乙所示模型，一质量为m的物块在拉力F的作用下做匀速运动，拉力F与水平方向的夹角为θ。已知物块与地面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，则下列说法正确的是( )
A.物块受到地面的摩擦力为
B.物块受到地面的作用力为
C.若将θ从0°逐渐增大到90°，且仍使物块做匀速运动，则物块受到地面的作用力先增大后减小
D.若将θ从0°逐渐增大到90°，且仍使物块做匀速运动，则物块受到的拉力F先减小后增大
6．投壶是从先秦延续至清末的中国传统礼仪和宴饮游戏，《礼记传》中提到：“投壶，射之细也。宴饮有射以乐宾，以习容而讲艺也。”在图中，小孩在地面同一位置不同高度，将箭水平投出，均能射入壶中。若忽略空气阻力、箭长、壶口大小等因素的影响，下列说法不正确的是( )
A.箭在空中飞行时做的是匀变速曲线运动
B.箭每次被投出时的初速度相等
C.小孩投箭的高度不同，所以每次箭在空中飞行的时间不相等
D.小孩投箭的高度越高，箭飞进壶中时与水平方向的夹角越大
7．某同学吃饭时，看到旋转餐桌放着食物，他将玻璃餐桌快速旋转起来，结果有食物从盘中飞出来。他将上述情景简化如下，粗糙水平圆盘上，质量不相等的A、B两物体叠放在一起，随圆盘一起做匀速圆周运动，下列说法正确的是( )
A.物体A、B一起运动时都有与速度方向相反的滑动的趋势
B.圆盘对物体B的摩擦力提供物体B的向心力
C.若食物（物体A）飞出，则沿着物体A、B运动的圆周切线飞出（以地面作为参照物）
D.若食物（物体A）飞出，而物体B没有相对圆盘滑动，则物体A的质量小于物体B的质量
二、多选题
8．结合课本和生活中出现的以下情景，下列说法正确的是( )
A.图甲中木板对托盘的压力就是木块和木板的总重力
B.图乙中伽利略利用该实验说明了“物体的运动不需要力来维持”
C.图丙中A同学推动B同学时，A对B的作用力与B对A的作用力大小相等
D.图丁中，王亚平在太空授课时处于完全失重状态，重力消失了
9．2024年1月5日，酒泉卫星发射中心使用快舟号甲运载火箭将天目一号气象星座16星顺利送入轨道，该轨道的高度距离地面约为520km。已知地球静止轨道卫星运行的轨道半径约为42000km，关于天目一号气象星座16星，下列说法正确的是( )
A.在太空中的运行速度大于7.9km/s
B.在太空中所受合外力比静止在地面上时大
C.在太空中所受地球引力比该卫星在地面上时受到的地球引力大
D.在太空中做圆周运动的角速度比地球自转的角速度大
10．如图所示为滑雪道的示意图，运动员从斜坡上的M点由静止自由滑下，经过水平NP段后飞入空中，再落回斜面PQ。现有两名滑雪运动员（均视为质点）从跳台P处先后沿水平方向向右飞出，其速度大小之比为，不计空气阻力，两名运动员均落到斜面PQ上，下列说法正确的是( )
A.两运动员在空中飞行的时间之比为
B.两运动员在空中飞行的水平位移之比为
C.两运动员在空中飞行时到斜面PQ的最大距离之比为
D.两运动员落到斜面PQ时与斜面的夹角之比为
三、实验题
11．学校某物理实验小组用如图甲、乙所示的实验装置来进行验证“当物体的质量一定时，加速度与所受合外力成正比”的实验。
(1)当用图甲的装置做实验时，下列操作正确的是________（填正确答案标号）。
A.用天平测出砂和砂桶的质量
B.小车靠近打点计时器，先释放小车，再接通电源
C.为了实验准确，每次改变砂桶中砂的质量后，都要重新平衡摩擦力
D.平衡摩擦力时，将无滑轮端适当垫高，在小车后端连纸带且穿过打点计时器，小车前端不需要悬挂砂桶
(2)若该物理小组用图乙的装置来实验，则________（填“需要”或“不需要”）满足砂和砂桶的质量远小于小车的质量。
(3)用图乙所示装置进行实验时，若保持小车的质量不变，改变砂桶中砂的质量，记录多组拉力传感器的示数F和对应纸带求出的加速度a的数值，并根据这些数据，绘制出图丙所示的图像，分析此图像不过原点的原因可能是________。
12．某同学利用平抛运动实验器研究平抛规律，在一块竖直放置的平板上固定着两个相同的弧形轨道A和B，用于发射钢球。两弧形轨道出口处水平，其上分别安装了一个电磁铁C和D。在轨道A出口处有一个碰撞开关S，可控制电磁铁E电源的通断。从轨道A射出的钢球做平抛运动，从轨道B射出的钢球做匀速直线运动，从电磁铁E处释放的钢球做自由落体运动。
(1)若钢球从弧形轨道A的水平末端射出后做平抛运动，请在图中选择最合理抛出点的位置O________（填“甲”“乙”或“丙”）。
(2)实验中，电磁铁D和电磁铁E处的钢球实验分别起的作用是________、________。
(3)在某次实验中，实验记录了钢球在运动中的4个点迹，如图所示，每个小方格边长，则________（填“”），该钢球做平抛运动的初速度为________m/s。（重力加速度，结果保留两位有效数字）
四、计算题
13．假设未来某天我国宇航员登上月球表面，他通过半径，四分之一固定圆弧滑道向月面小车运送仪器。如图所示，质量，可看作质点的仪器从滑道顶端A点由静止释放，沿滑道运动到末端B点（B点的切线水平）时的速度。已知地球质量是月球质量的81倍，半径是月球半径的3.67倍，地球表面的重力加速度，忽略月球与地球的自转。（结果均保留三位有效数字）
(1)求月球表面的重力加速度g；
(2)求仪器经过B点时对滑道的压力。
14．如图甲所示，双人花样滑冰表演时，女运动员有时会被男运动员拉着在冰面上或离开冰面在空中做水平面内的匀速圆周运动，其原理可简化为图乙所示，长为L的绳子下端连着质量为m的小球，上端悬于天花板上，当把绳子拉直时，绳子与竖直方向间的夹角为60°，此时小球静止于固定的光滑水平桌面上。忽略空气阻力，重力加速度为g。求
(1)当小球的角速度时，绳子的拉力大小和桌面对小球的支持力大小；
(2)当小球的角速度时，绳子的拉力大小和桌面对小球的支持力大小。
15．在1997年6月1日，在香港即将回归祖国之际，柯受良驾驶赛车成功飞越了宽度长达55m的黄河壶口瀑布，成为驾驶赛车飞越黄河的第一人。其简化模型如图甲所示，赛车（包含柯受良的总质量为m）在两平台A、B之间飞越，两平台A、B的水平距离为L，高度差为H。赛车在飞越的过程中，可以看成质点，重力加速度为g，忽略空气阻力。
(1)若要安全飞越黄河壶口瀑布，则赛车的初速度大小至少为多少？
(2)某位同学看了整个飞行过程，担心柯受良的安全问题，设想以下改进方案，如图乙所示，在两平台之间加一个半径为R的粗糙滑道，为了减缓赛车触碰平台的作用力，赛车刚好无碰撞的从B点进入滑道，则图乙中的夹角θ应满足什么条件？
(3)在满足第(2)问的情况下，在B点滑道对赛车的支持力N多大？（结果可用θ表示）
参考答案
1．答案：D
解析：卡文迪许利用扭秤实验的放大思想测出了引力常量G，故D项错误。
2．答案：A
解析：时钟中的分针和时针均做匀速圆周运动，线速度的方向时刻改变，故D项错误；由，可得，，r未知，故A项正确，B项错误；向心力是效果力，可以是分力也可以是合力，不用重复分析，故C项错误。
3．答案：C
解析：由图像分析可知，汽车A、B的速度方向没有发生改变，都是单向直线运动，故A项错误；时间内，汽车A的纵轴坐标大于汽车B的纵轴坐标，即汽车A的速度大于汽车B的速度，故B项错误；图像与t轴围成的面积表示位移，时间内，汽车A、B行驶的位移不相等，在、时刻不可能都相遇，故C项正确；图像的斜率表示加速度，由图像可知，汽车A的加速度刚开始比汽车B的加速度大，接着相等，后来比汽车B的加速度小，故D项错误。
4．答案：B
解析：钢珠在AB段做曲线运动，所受合外力可能不变，可能改变，故A项错误；钢珠在BC段做直线运动，若为匀速运动，则所受合外力为0，故B项正确；钢珠在CD段做曲线运动，所受合外力的方向与速度方向不在同一直线上，故C项错误；钢珠在AB段所受合外力指向曲线内侧，在BC段所受合外力方向可能与BC在同一直线上，在CD段所受合外力方向指向曲线内侧，故该力不可能为恒力，D项错误。
5．答案：D
解析：物块的受力分析图如图甲所示：
由平衡条件可得，可得，则物块受到地面的摩擦力为，物块受到地面的作用力是摩擦力和支持力的合力，大于，A、B项错误；在拉力F的作用下物块始终匀速运动，受力分析如图乙所示：
物块受到重力G、拉力F、地面的支持力和滑动摩擦力作用，由可知，支持力和滑动摩擦力的合力方向不变，可用替代，将G、F、三个力合成，如图所示的三角形中，将θ从0°逐渐增大到90°，一直减小，故物块受到地面的作用力一直减小，拉力F先减小后增大，故C项错误，D项正确。
6．答案：B
解析：由题意可知，忽略空气阻力和箭长，箭水平投出，只受重力，所以做的是匀变速曲线运动，A项正确；设箭刚飞出的位置到壶口的高度为h，箭在空中飞行时间为t，水平位移为x，由平抛运动规律可知，，解得，，故B项错误，C项正确；设箭飞进壶中时与水平方向的夹角为θ，，D项正确。
7．答案：C
解析：把物体A、B当成一个整体，在水平方向上只受摩擦力作用，所以摩擦力即物体A、B所受合力，提供向心力，摩擦力方向指向圆心，物体A、B有沿径向向外滑动的趋势，故A项错误；物体B做匀速圆周运动，物体B的向心力由圆盘对物体B的摩擦力和物体A对物体B的摩擦力共同提供，故B项错误；物体A飞出，做离心运动，沿速度方向飞出，故C项正确；若物体A刚要相对物体B滑动，则，而此时物体B没有相对盘滑动，则，只需满足，与物体A、B的质量大小无关，故D项错误。
8．答案：BC
解析：木板对托盘的压力是弹力，不是重力，A项错误；图乙中说明运动不需要力维持，B项正确；A同学推动B同学时，A对B的作用力与B对A的作用力大小相等，C项正确；在太空中完全失重，是人对支撑物的压力为0的现象，重力不会消失的，故D项错误。
9．答案：BD
解析：第一宇宙速度等于近地卫星的速度，由可得，天目一号气象星座16星的轨道半径大于近地卫星的轨道半径，所以天目一号气象星座16星的运行速度小于第一宇宙速度，故A项错误；天目一号气象星座16星静止在地面上时，与地球一起绕地心做匀速圆周运动，所受合外力为，天目一号气象星座16星在太空中做匀速圆周运动时，所受合外力为，由于，，则天目一号气象星座16星在太空中所受合外力比静止在地面上时大，故B项正确；由万有引力公式得，天目一号气象星座16星在太空中离地心的距离大于在地面上时离地心的距离，则在太空中所受地球引力比该卫星静止在地面上时受到的地球引力小，故C项错误；地球自转角速度等于同步卫星做匀速圆周运动的角速度，同步卫星和天目一号气象星座16星均绕地球做匀速圆周运动，万有引力等于向心力，，解得，由题意可知，天目一号气象星座16星的轨道半径小于地球同步卫星的轨道半径，角速度大于同步卫星的角速度，则天目一号气象星座16星做圆周运动的角速度比地球自转的角速度大，故D项正确。
10．答案：AD
解析：运动员从跳台P处水平飞出，设初速度为，平抛运动的时间为t，斜面PQ的倾角为θ，落到斜面PQ上时有，解得，可得他们飞行时间之比为，故A项正确；运动员飞行的水平位移为，他们飞行的水平位移之比为，故B项错误；运动员在空中离斜面PQ的最大距离为，他们在空中离斜面PQ的最大距离之比为，故C项错误；运动员落回斜面PQ的速度与水平面的夹角为β，可知，可得两次的速度与水平面的夹角相等，而速度与斜面PQ的夹角，所以，故D项正确。
11．答案：(1)AD(2)不需要(3)木板抬得过高，平衡摩擦力过度
解析：(1)用天平测出砂和砂桶的质量，算出重力代替小车的合力，A项正确；小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，B项错误；平衡摩擦力时，将无滑轮端适当垫高，并在小车后端连纸带且穿过打点计时器，但前端不需要连接轻绳、悬挂砂桶，每次平衡摩擦力后，因，改变砂桶中砂的质量后，不需要重新平衡摩擦力，C项错误，D项正确。
(2)改用图乙的装置实验时，因有拉力传感器，可以直接知道小车的拉力（合力），因此不需要天平测出砂和砂桶的重力数据，也就不需要满足质量关系了。
(3)由图丙可知，当拉力为零时小车就已经有了加速度，可知原因是木板抬得过高，平衡摩擦力过度。
12．答案：(1)乙
(2)验证平抛运动在水平方向做匀速直线运动；验证平抛运动在竖直方向做自由落体运动
(3)＞；2.0
解析：(1)小球平抛运动的抛出点位置应选择小球在斜槽水平末端上放置时的球心位置，则图乙最合理。
(2)探究实验中，当电磁铁C、D上的钢球同时释放时，两个钢球分别做平抛运动和匀速直线运动，最终发生碰撞，这表明做平抛运动的钢球在水平方向上的分运动是匀速直线运动。当释放电磁铁C、E上的钢球时，两个钢球分别做平抛运动和自由落体运动，最终同样发生碰撞，这表明做平抛运动的钢球在竖直方向上的分运动是自由落体运动。
(3)平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动与竖直方向的自由落体运动，由图可知A、B两点间的水平位移大于B、C两点间的水平位移，根据可知；由图可知A、C两点间的水平位移与C、D两点间的水平位移相等，则，设为t，则水平方向有，竖直方向有，解得
13．答案：(1)(2)169N，方向竖直向下
解析：(1)将质量为m的物体分别放在地球和月球表面，可得，
联立解得
可得
(2)仪器滑到B点时，由牛顿第二定律可得
解得
由牛顿第三定律可得仪器经过B点时对滑道的压力大小为
方向竖直向下
14．答案：(1)，(2)，
解析：(1)当桌面对小球的支持力恰好为0时，有
解得
由，可知小球还在桌面上
由受力分析及牛顿第二定律可得，
联立可得，
(2)由，可知小球已离开桌面
故
由受力分析及牛顿第二定律可得
解得
15．答案：(1)(2)(3)
解析：(1)赛车在平台A、B之间飞越，做平抛运动，飞越的时间为t，由平抛运动规律可得
水平方向：
竖直方向：
解得
(2)赛车飞越到B点时，由题意可知，速度刚好沿圆弧的切线，如图所示
由几何关系可得，
联立可得
(3)赛车刚进入B点时的受力分析如图所示
在B点由牛顿第二定律可得
联立得