陕西省西安市第八十五中学2023-2024学年高一下学期期中考试物理试题(原卷版+解析版)
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注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,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,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
4.本试卷主要考试内容:人教版必修第二册第五章到第七章。
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 测量引力常量的实验装置图如图所示,关于该实验说法正确的是( )
A 该实验最早由牛顿完成
B. 引力常量与物体质量有关
C. 实验测得的引力常量是一个没有单位的常量
D. 该实验应用了“微小量放大”的实验方法
2. 在击打乒乓球的过程中,球拍对乒乓球的切向摩擦会使得乒乓球旋转起来,若旋转的乒乓球在竖直平面内的运动轨迹如图中曲线所示,M点是运动轨迹上的一点,速度方向沿该点的切线方向,乒乓球在该点受到的合外力方向可能是( )
A. 斜向左下B. 斜向右上C. 与速度方向相反D. 与速度方向相同
3. 在三个不同的时间段,一只小船船头始终垂直于河岸且在静水中的速度大小相等,都从A点过河,三次过河时水流速度不同,但每次过河时水流速度各处相同且恒定,小船三次运动的轨迹如图中虚线所示,下列说法正确的是( )
A. 小船沿AC轨迹过河所用的时间最短
B. 小船沿AD轨迹过河所用的时间最长
C. 小船到达D点时速度最大
D. 小船到达C点时速度最大
4. 套圈游戏十分常见。如图所示,若大人与小孩在同一地点,从不同高度以相同的水平初速度v,先后将同样的套圈抛出,大人的抛出点比小孩的抛出点高,他们都套中了奖品,不计空气阻力,套圈落地后不反弹,下列说法正确的是( )
A. 他们套中的可能是同一位置的奖品。
B. 小孩想要套大人套中的奖品,小孩仅需适当增大套圈的水平初速度
C. 大人想要套小孩套中的奖品,大人仅需适当增大套圈的水平初速度
D. 小孩想要套大人套中的奖品,小孩仅需向左移适当的距离
5. 2024年3月20日8时31分,探月工程四期“鹊桥二号”中继星由“长征八号”遥三运载火箭在中国文昌航天发射场成功发射升空。某卫星沿椭圆轨道绕地球运行的示意图如图所示,地球半径为R,卫星的近地点Q在地球表面上方0.5R处,卫星的远地点P到地心的距离为3R,则下列说法正确的是( )
A. 卫星在Q点的运行速率小于在P点的运行速率
B. 在Q点和P点的卫星与地心的连线在相等时间内扫过的面积之比为1∶2
C. 卫星在Q点和P点受到的万有引力大小之比为4∶1
D. 卫星在Q点和P点的加速度大小之比为36∶1
6. 将一地球仪的“地轴”竖直放置,O为球心,P点和Q点位于同一条“经线”上且P点位于“北纬45°”、Q点和M点位于“赤道”上,此时若地球仪绕“地轴”匀速转动,如图所示。下列说法正确的是( )
A. P点和M点的线速度大小之比为
B. P点和Q点的角速度大小之比为1∶2
C. P点和M点的周期之比为2∶1
D. P点和M点的向心加速度大小之比为1∶2
7. 如图所示,在飞镖比赛中,某运动员先后两次将飞镖(可视为质点)从同一位置正对竖直固定靶上的O点水平抛出,抛出点到O点的水平距离为4L,第一次抛出的飞镖击中O点正下方的P点,第二次抛出的飞镖击中O点正下方的Q点。已知飞镖击中P点和Q点时速度大小相等,,不计空气阻力,重力加速度大小为g,则下列说法正确的是( )
A. 第一次抛出的飞镖在空中运动的时间为
B. 第一次抛出的飞镖落到P点时的速度大小为
C. 第二次抛出飞镖时飞镖的初速度大小为
D. P、Q点间的距离为3L
二、多项选择题:本题共3小题,每小题5分,共15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5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 对于万有引力定律的表达式,下列说法正确的是( )
A. 牛顿推理万有引力定律的过程用到了牛顿运动定律
B. 当物体间的距离趋近于0时,物体间的万有引力无穷大
C. 两物体对彼此的万有引力总是大小相等
D. 只有天体间存在万有引力,人与人间不存在万有引力
9. 2024年2月29日21时03分,在西昌卫星发射中心,互联网高轨卫星01星成功发射升空,顺利进入预定轨道,发射任务获得圆满成功。如图所示,互联网高轨卫星01星最终在距地面高度约为36000公里的轨道Ⅱ上运行,若该卫星先被发射到椭圆轨道Ⅰ上运行,在A处通过变轨转移至圆形轨道Ⅱ上运行,A、B分别为椭圆轨道Ⅰ的远地点和近地点,下列说法正确的是( )
A. 互联网高轨卫星01星先后在轨道Ⅰ、Ⅱ运行时经过A点的速率相等
B. 互联网高轨卫星01星沿轨道Ⅰ、Ⅱ经过A点时加速度相等
C. 互联网高轨卫星01星在轨道Ⅱ上运行的周期小于其在轨道Ⅰ上运行的周期
D. 互联网高轨卫星01星在轨道Ⅰ上运行时经过B点时的速率大于在轨道Ⅱ上运行时的速率
10. 如图所示,一可绕竖直中心轴转动的水平圆盘上面放置一劲度系数N/m的轻弹簧。轻弹簧的一端固定于中心轴上O点且轻弹簧始终保持水平,另一端连接质量为1kg的物块(可视为质点)。圆盘未转动时弹簧未发生形变,此时物块到中心轴的距离为0.5m。已知物块与圆盘间的动摩擦因数为0.1,且接触面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度大小m/s。现让圆盘以不同的角速度转动,稳定后物块随圆盘一起做匀速圆周运动,弹簧始终在弹性限度内且物块未脱离圆盘。下列说法正确的是( )
A. 无论圆盘的角速度(不为零)多大,物块受到的摩擦力方向均指向中心轴
B. 当圆盘的角速度大小为1rad/s时,物块受到的摩擦力大小为1N
C. 当圆盘的角速度大小为2rad/s时,物块受到的摩擦力大小为2N
D. 当圆盘的角速度大小为2rad/s时,弹簧上的弹力大小为1.08N
三、非选择题:本题共5小题,共57分。
11. 小李利用如图甲所示的实验装置探究平抛运动的规律。
(1)在做此实验中,应调节斜槽使得斜槽末端______,为确保小球从斜槽末端抛出时的速度相同,每次应将小球从斜槽上______。
(2)图乙是某同学按正确的操作完成实验并描绘出平抛运动的轨迹,以平抛运动的初始位置O为坐标原点建立xOy坐标系,若坐标纸中每小方格的边长为L,根据图乙中M点的坐标值,可以求得小球做平抛运动的初速度大小______(用g、L表示,其中g为当地的重力加速度大小)
12. 探究做匀速圆周运动的物体所需的向心力的大小与质量、角速度和半径之间关系的实验装置如图所示。转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动,槽内的球做匀速圆周运动。横臂的挡板对球的压力提供了向心力,球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降,从而露出标尺,标尺上的红白相间的等分格就能得到两个球所受向心力的比值。
(1)若探究的是向心力与半径之间的关系,必须保持小球的_____、______相同,这里用到的实验方法是____________。
(2)某次实验中,探究是向心力与质量之间的关系,左、右两边露出的标尺分别是1格和4格,则左、右两边所放小球的质量之比为______,若探究的是向心力与角速度之间的关系,左、右两边露出的标尺分别是4格和9格,则左、右两边所放小球转动的角速度大小之比为______。
13. 捶丸起源于唐代的步打球,是一种以杖击球的体育活动,类似今天的高尔夫。如图所示,某次捶丸游戏中游戏者将可视为质点的小球从斜面顶端A点以水平初速度m/s击出,小球落到斜面上某点。已知斜面AB的长度,m,倾角,不计空气阻力,取重力加速度大小m/s。
(1)求小球在空中运动时间t;
(2)求小球落到斜面前瞬间的速度大小;
(3)若仅将小球的初速度大小变为,请计算说明小球是落到斜面上还是落到水平地面上,并求出小球落到斜面上或水平地面上时的速度大小。
14. 如图所示,轻质细绳穿过内壁和端口均光滑的空心管,一端连有小球(可视为质点),另一端与装有足球的网袋连接。转动竖直放置的空心管,使小球在水平面内做匀速圆周运动,足球能静止在空中且未与空心管接触。已知小球的质量g,装有足球的网袋总质量g,,小球到空心管管口部分细绳的长度m,,取重力加速度大小m/s。求:
(1)连接小球细绳与竖直方向的夹角θ的余弦值;
(2)小球做匀速圆周运动所需的向心力大小;
(3)小球的线速度大小v。
15. 如图所示,一滑环套在水平光滑杆上,杆上P点处固定一挡板(挡板厚度不计)。长度为L的轻绳一端连接半径不计的小滑环,另一端悬挂可视为质点、质量为m的小球,轻绳能承受的最大拉力。水平面上固定有一倾角的斜面AB,斜面底端A点与P点在同一竖直线上。初始时,轻绳保持竖直,滑环和小球一起水平向右做匀速直线运动,一段时间后滑环与挡板碰撞,滑环立刻停止,小球的速度在滑环碰撞瞬间未受影响,轻绳恰好达到最大拉力而绷断,小球水平飞出,刚好能垂直打到斜面AB上的Q点(未画出)。不计空气阻力,重力加速度大小为g,,,求:
(1)滑环和小球一起做匀速直线运动的速度大小;
(2)轻绳绷断后小球在空中的运动时间t;
(3)Q点与A点之间的距离d。
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