2022-2023学年河南省焦作市高一（下）期中物理试卷及答案解析

第=page11页，共=sectionpages11页2022-2023学年河南省焦作市高一（下）期中物理试卷一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）1.如图所示，一辆汽车在弯道上转弯时，可以看作做匀速圆周运动，下列说法正确的是(

)

A.汽车的加速度不变 B.汽车的速度一定变化

C.汽车的速度大小一定变化 D.汽车所受合外力不变2.吸盘式手机支架以其经济易用被广泛使用于视频直播、追剧、车辆导航等情景，如图为手机支架将手机固定于前挡风玻璃上导航的情景，此时车辆正在匀速前进，下列说法正确的是(

)

A.玻璃对吸盘的作用力大于吸盘对玻璃的作用力

B.手机受到支架的作用力就是手机受到的重力

C.支架与玻璃之间共有2对相互作用力

D.若汽车突然加速，支架对手机的作用力大于手机对支架的作用力3.如图所示，一辆汽车通过两座连续的“凸”形桥和“凹”形桥，A、B两点分别为两桥的最高点和最低点，已知汽车通过A、B两点时的速度大小分别为vA和vB，桥面所在圆弧半径均为R，重力加速度为g，则以下说法不正确的是(

)A.若vA>vB，则汽车对A点的压力大于对B点的压力

B.汽车在B点时处于超重状态

C.无论以多大的速度通过该路面，汽车对A的压力一定小于对B的压力

D.若4.如图所示，一架玩具无人机以5m/s的速度沿水平方向飞行，某时刻开始以加速度a=5m/s2开始做匀加速直线运动，同时从飞机上掉落一个物体，无人机飞行高度为20m，最大水平速度为A.物体经22s落地 B.物体落地时的速度大小为105m/s5.甲、乙两位同学从同一位置同时出发，甲做匀加速运动，乙先做匀加速运动，后做匀速运动。二者的v−t图像如图所示，关于两位同学的运动情况，下列分析正确的是(

)A.t=1s时，乙在甲前方，且此时二者相距最远

B.t=2s时，甲、乙刚好相遇

C.6.天问一号在火星上首次留下中国印迹，实现通过一次任务完成火星环绕、着陆和巡视三大目标，天问一号对火星的表面形貌、土壤特性、物质成分、水冰、大气、电离层、磁场等的科学探测，实现了中国在深空探测领域的技术跨越而进入世界先进行列。已知火星与地球半径之比为12，火星与地球质量之比为110，以下说法正确的是(

)A.火星与地球表面重力加速度之比为1：5

B.火星与地球的第一宇宙速度之比为5：5

C.火星与地球的密度之比为2：5

D.火星与地球的密度之比为5：7.如图所示，水平轻弹簧一端连接物块m，另一端固定在水平转盘的中心轴上，转盘绕中心轴匀速转动的角速度为ω，弹簧没有超过弹性限度，转盘足够大。已知物块与转盘间的动摩擦因数为μ，弹簧原长为l0，劲度系数为k=μmglA.ω=μgl0时，弹簧弹力一定为0

B.ω=μgl0时，弹簧长度可能为2二、多选题（本大题共3小题，共18.0分）8.在宇宙空间，存在两颗或多颗质量差别不大的星体，它们离其他星体很远，在彼此间的万有引力作用下绕彼此连线上的一点稳定转动，组成双星或多星系统。如图所示，某双星系统两星球A、B质量分别为m1、m2，运行半径分别为r1、r2，且r1<r2，球心连线长度为L，运动周期为A.两星球的质量之比为m1：m2=r1：r2

B.两星球的质量之比为m1：m2=r2：r9.如图所示，斜坡由AD和DB两个斜面组成，其中AD与水平面夹角为α=60°，DB与水平面夹角为β=30A.均落在AD面时，两球落到AD面时的速度方向相同

B.均落在DB面时，两球落到DB面时的速度方向相同

C.落在B点时，速度与水平方向夹角的正切值为23310.有一款儿童玩具，弹性轻绳穿过细管一端固定于管口的O点，另一端连接一个质量为m的小球。现使其在弹性绳作用下在水平面内做匀速圆周运动，弹性绳与水平面的夹角为θ，已知弹性绳的弹力满足胡克定律，弹性绳原长与细管的长度相同，且始终没有超过弹性限度，以下说法正确的是(

)A.小球的角速度大小与θ角无关

B.增大小球的线速度，小球的轨道平面将上移

C.减小小球的线速度，小球的轨道平面将上移

D.小球运动的线速度越大，弹性绳的伸长量越大

三、填空题（本大题共1小题，共6.0分）11.为了测定小物块与转盘之间的动摩擦因数，如图所示，用一条能承受最大张力为10N的水平轻绳将物块连接在转盘的中心转轴上，物块的质量为m=1kg，绳长为0.2m，重力加速度g取10m/s2，物块随圆盘匀速转动，当ω四、实验题（本大题共1小题，共10.0分）12.受用光电门测速度实验的启发，某同学设想使用如图所示装置研究平抛运动。做平抛运动的小球先后经过1、2两点，AA′、BB′为两组光电门，记录了小球通过两光电门所用的时间分别为t₁、t₂，以及小球从1到2所用的时间t，已知小球的直径为d。(以下各空均用题中所给的物理量表示)

(1)小球从位置1到位置2的速度变化量大小为______。

(2)重力加速度大小g=______；正方形格子边长a=五、简答题（本大题共3小题，共38.0分）13.科学家发现某星球可能有生命迹象，但无大气层，为了进一步探索该星球，向该星球发射了一颗监测卫星，卫星先绕星球表面进行环境探索。之后当宇航员登陆该星球后，做了一次竖直上抛实验，将一个物体以v0竖直向上抛出，经时间t返回出发点，已知引力常量为G，星球半径为R。求：

(1)该星球的第一宇宙速度；

(14.如图所示，足够长的木板静止在水平地面上，质量M=2kg。一质量为m=1kg的物块静置于木板右端，木板与地面、木板与物块间的动摩擦因数分别为μ1=0.2，μ2=0.4。现对木板施加一水平向右的拉力F，使木板和物块从静止开始运动，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s15.如图1所示为某款自动喷灌设备工作示意图，通过调节喷水方向和喷水速度以及喷头的自动旋转，可以自动完成一定范围内的浇水灌溉工作。若有一环形区域需要灌溉，喷头恰好放置于环形区域的圆心位置，忽略喷头高度及空气阻力，图2为简化示意图，AB段为需灌溉区域，OA=AB=10m，重力加速度g取10m/s2。

(1)若喷头喷水方向与水平地面的夹角为45°答案和解析1.【答案】B

【解析】解：A、汽车在弯道上转弯时，可以看作做匀速圆周运动，加速度大小不变，方向始终指向圆心，时刻变化，则汽车的加速度变化，故A错误；

BC、汽车做匀速圆周运动，速度大小不变，但速度方向时刻变化，则汽车的速度一定变化，故B正确，C错误；

D、汽车做匀速圆周运动，合外力大小不变，合外力方向指向圆心，时刻变化，故D错误。

故选：B。

汽车做匀速圆周运动，速度大小不变、方向时刻变化，加速度和合力大小不变，方向始终指向圆心，时刻变化。

本题考查匀速圆周运动，解题关键是知道匀速圆周运动的速度方向时刻变化，加速度和合力始终指向圆心，方向时刻变化。2.【答案】C

【解析】解：A.由牛顿第三定律知，玻璃对吸盘的作用力与吸盘对玻璃的作用力是一对相互作用力，大小相等方向相反，故A错误；

B.手机受到支架的作用力和手机受到的重力是一对平衡力，大小相等方向相反，都作用在手机上，这两个力性质也不相同，手机受到支架的作用力不是手机受到的重力，故B错误；

C.支架与玻璃之间共有2对相互作用力，分别是：支架对玻璃的弹力和玻璃对支架的弹力，以及玻璃对支架的摩擦力和支架对玻璃的摩擦力，故C正确；

D.若汽车突然加速，根据牛顿第三定律可知，支架对手机的作用力仍然等于手机对支架的作用力与物体的运动状态无关，故D错误。

故选：C。

根据牛顿第三定律分析作用力和反作用力关系；对手机受力分析可区分手机受到支架的作用力和手机受到的重力；根据平衡条件分析即可；对支架受力分析可确定支架与玻璃之间共有几对相互作用力。

此题考查了作用力与反作用力的关系以及受力分析，进行受力分析时有时需要结合物体的运动状态进行分析。3.【答案】A

【解析】解：AC、汽车经过A点时，对汽车受力分析，根据牛顿第二定律得：mg−NA=mvA2R

解得：NA=mg−mvA2R

经过B点时，对汽车受力分析，根据牛顿第二定律得：NB−mg=mvB2R

解得：NB=mg+mvB2R

则NA<NB

根据牛顿第三定律得，汽车对A点的压力小于对B点的压力，故A错误，C正确；

B、汽车在B4.【答案】D

【解析】解：A、掉落物体掉落时做平抛运动，竖直方向为自由落体运动，设物体落地时间为t，由运动学公式可得：h=12gt2

代入数据解得：t=2hg=2×2010s=2s

故A错误；

B、由题意可知，物体掉落无人机时的速度为v0=5m/s

设物体落地时竖直方向的末速度为vy，由运动学公式可得vy=gt=10×2m/s=20m/s

则可知物体落地时的速度大小为v=v02+vy2=5.【答案】C

【解析】解：AB.由于v−t图像中图像与时间轴围成的面积表示位移，

甲乙从同一位置出发，t=1s时图线与时间轴围成的面积乙大于甲，可知乙同学在甲同学前方，

通过图像还可看出，从t=0时刻到t=2s时，乙的速度始终大于甲的速度，因此可知在t=2s时两者相距最远，故AB错误；

C.甲追上乙时说明甲乙位移相等，

设所用时间为t，由于v−t图像的斜率表示物体的加速度，

则由图像可得，甲的加速度为：a1=Δv1Δt1=2m/s2s=1m/s2

乙在时间t1=1s内的加速度为：a2=Δv2Δt6.【答案】B

【解析】解：A.在天体表面，物体受到的万有引力等于重力，可得：

GMmR2=mg

解得g=GMR2

设火星与地球表面的重力加速度分别为g1、g2，二者的质量分别为M1、M2，半径分别为R1、R2，则二者重力加速度之比为：

g1：g2=GM1R12×R22GM2=2：5，故A错误；

B.设火星与地球的第一宇宙速度分别为v1、v2，物体环绕在中心天体表做圆周运动时，万有引力提供向心力可得：

GMmR27.【答案】B

【解析】解：AB.弹簧处于原长时，根据牛顿第二定律有μmg=mω2l0解得ω=μgl0

而当弹簧的长度为2l时，此时物块做圆周运动的半径为2l，做圆周运动所需的向心力为弹簧的弹力与最大静摩擦之和，设此时物块转动的角速度为ω1，根据牛顿第二定律有μmg+kl0=mω12⋅2l0

解得ω18.【答案】BC【解析】解：ABC.双星系统中两星球之间的万有引力分别提供各自做圆周运动的向心力，且两者的周期、转速、角速度相同，根据牛顿第二定律有：Gm1m2L2=m14π2T2r1，Gm1m2L2=m24π2T2r2

解得：m1=4π2r29.【答案】AD【解析】解：AB.两小球从顶点A以不同大小的初速度沿水平方向抛出，均落在AD面时，两球位移偏向角都为60°，由速度偏向角的正切值是位移偏向角正切值的两倍，若位移偏向角相同，则速度偏向角必然相同，而若均落在DB面时，顶点A与两落点的连线与水平方向的夹角必然不同，即位移偏向角不同，则可知速度偏向角必然不同，故A正确，B错误；

C.由AC=BC可知，落在B点时，位移的偏向角为45°，则其正切值为tan45°=1

而速度偏向角的正切值是位移偏向角正切值的两倍，即速度偏向角的正切值为2，故C错误；

D.落在D点时，位移偏向角的正切值为tan10.【答案】AD【解析】解：设弹性绳的伸长量为l，则小球在水平面内做圆周运动的半径为r=lcosθ

小球轨道平面与细管下端口的竖直距离为h=lsinθ

设弹性绳的弹性系数为k，则绳的弹力大小为FT=kl

可知在小球轨道平面内做匀速圆周运动，合理充当向心力，小球做圆周运动的向心力大小为F=FTcosθ=klcosθ=kr

A.设小球的角速度为ω，根据向心力公式有F=mω2r

解得ω=km

可见，小球的角速度大小与θ角无关，故A正确；

B11.【答案】0.28

14【解析】解：轻绳恰好断开的瞬间，摩擦力达到了最大值，由牛顿第二定律有T+μmg=mω12l

代入数据解得μ=0.28，轻绳刚好产生张力时由摩擦力提供物块做圆周运动的向心力，且此刻摩擦力达到最大值，由牛顿第二定律有μmg=m12.【答案】d(t1−t2)【解析】解：(1)利用光电门测速的原理是小球通过光电门时的时间足够短，用平均速度代替小球的瞬时速度，小球经过1、2位置时竖直方向速度分别记为v1、v2，则有

v1=dt1，v2=dt2

速度变化量为

Δv=v2−v1=d(t1−t2)t1t2

(2)由运动学公式

v=v0+at

可得：v2=v1+gt

解得：g=d(13.【答案】解：(1)设该星球的重力加速度为g0，根据运动学公式有：v0=t2g0

解得：g0=2v0t

设该星球的第一宇宙速度为v，有一质量为m的物体绕星球表面做匀速圆周运动，则有mg0=mv2R

解得：v=g0R=2v0Rt

【解析】(1)根据竖直上抛运动规律求解天体表面的重力加速度，根据重力提供向心力求解第一宇宙速度；

(2)14.【答案】解：(1)要使m、M保持相对静止一起运动，则整体运动时的最大加速度不能超过m的临界加速度，运动过程中，m依靠M给它的静摩擦力做加速运动，当静摩擦力达到最大时，m的加速度达到临界值，由牛顿第二定律有

μ2mg=mamax解得amax=μ2g=4m/s2，对整体由牛顿第二定律有Fmax−μ1(M+m)g=(【解析】先由小物块由摩擦力的最大值提供加速度可以求出保持相对静止的临界加速度，然后求出此时整体的合外力；当外力为30N时，加速度已经超过了临界加速度，那么按照小物块有最大加速度运动，再来计算木板的加速度。