2023-2024学年重庆市西北狼教育联盟高一（下）期中物理试卷（含解析）

第=page11页，共=sectionpages11页2023-2024学年重庆市西北狼教育联盟高一（下）期中物理试卷一、单选题：本大题共7小题，共21分。1.等效替代是在保证某种效果(特性和关系)相同的前提下，将实际的、复杂的物理问题和物理过程转化为等效的简单的易于研究的物理问题和物理过程来研究和处理的方法。请分析小强同学在荡秋千的过程中，分别保持坐姿和站姿，使秋千板以等大的速度通过最低点时(

)A.秋千对小强的作用力一样大 B.小强可能均做匀变速运动

C.坐着时秋千绳更易断 D.秋千绳越长越容易断2.如图所示，水平旋转魔盘上的物块A，当魔盘转动的角速度ω=kt(k>0)时，物块

A.物块A所受到的摩擦力越来越大

B.物块A受重力、台面的支持力、指向圆心的摩擦力

C.物块A的向心加速度大小可能不变

D.魔盘对物块A永远不做功3.开普勒被誉为“天空的立法者”，关于开普勒行星运动定律，下列说法正确的是(

)A.太阳系的行星绕太阳做匀速圆周运动

B.同一行星在绕太阳运动，经过近日点后做“离心运动”

C.绕太阳运行的八大行星中，离太阳越近的行星公转周期越大

D.相同时间内，地球与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积4.一架直升机沿水平方向匀速飞行，速度为36m/s，离地面高度为180m，它要将救灾物资安全投放在接收场，接收场为半径rA.210m B.220m C.230m5.一艘动力小船在宽度为300m的河流中船头正对河对岸过河，到达河对岸。电动机正常工作时动力小船在静水中的速度为3m/s，河水的流速v水=A.该小船全程的位移大小为450m

B.该小船全程一定是匀变速运动

C.该小船的最大航行速度为6m/6.我国航天员在“天宫课堂”中演示了多种有趣的实验，提高了青少年科学探索的兴趣。某同学设计了如下实验：细绳一端固定，另一端系一小球，给小球一初速度使其在竖直平面内做圆周运动。无论在“天宫”还是在地面做此实验(

)A.小球的速度大小均发生变化

B.小球的向心加速度大小均发生变化

C.细绳的拉力对小球均不做功

D.细绳的拉力大小均发生变化7.木匠师傅用铁锤把钉子砸进木梁，每次砸击对铁钉做功相同。已知钉子所受阻力与其进入木梁中的深度成正比，木匠砸击4次，就把一枚长为L的钉子全部砸进木梁，那么他第1锤将铁钉砸进木梁的深度是(

)A.L4 B.L2 C.3L二、多选题：本大题共5小题，共20分。8.2021年2月，“天问一号”探测器成功实施近火制动，进入环火椭圆轨道，并于5月实施降轨，软着陆火星表面。如图“天问一号”在P点被火星捕获后，假设进入大椭圆环火轨道Ⅲ，一段时间后，在近火点Q变轨至中椭圆环火轨道Ⅲ运行，再次经过Q点变轨至近火圆轨道Ⅰ运行。下列说法正确的是(

)

A.“天问一号”在轨道Ⅲ上经过Q的加速度小于在轨道Ⅱ上经过Q的加速度

B.“天问一号”在轨道Ⅲ上运行时，经过P点的线速度小于Q点的线速度

C.在地球上发射“天问一号”环火卫星速度必须小于11.2km/s

D.“天问一号”从轨道Ⅲ变轨至轨道9.如图所示，质量为m的光滑大圆环用细轻杆固定在竖直平面内，两个质量均为m的小环(可视为质点)套在大圆环上，将两个小环同时从大圆环的最高点a由静止释放，两小环分别沿大圆环两侧下滑。已知重力加速度为g，从两小环开始下滑到运动至大圆环最低点c的过程中，下列说法正确的是(

)A.小环从a运动到b的过程中，大圆环对小环的弹力始终指向大圆环的圆心

B.小圆环的重力的功率一直增大

C.小环运动到b点时，大圆环与小环间的作用力一定不为零

D.大圆环对轻杆作用力的最大值为11m10.半圆弧轨道ACB与斜面体A1B1C1，B1C1与圆弧的直径AA.小球可能先落在圆弧面上

B.小球可能垂直于圆弧面落在圆弧上

C.两小球平抛的末速度可能相同

D.在两小球平抛的过程中，重力的瞬时功率可能始终相等11.2021年5月15日“祝融号”火星车成功着陆火星表面，是我国航天事业发展中具有里程碑意义的进展。此前我国“玉兔二号”月球车首次实现月球背面软着陆，若“祝融号”的质量是“玉兔二号”的K倍，火星的质量是月球的N倍，火星的半径是月球的P倍，火星与月球均视为球体，则(

)A.火星的平均密度是月球的NP3倍

B.火星的第一宇宙速度是月球的NP倍

C.火星的重力加速度大小是月球表面的NP12.额定功率相同的甲、乙两车在同一水平路面上从静止启动，其发动机的牵引力随时间的变化曲线如图所示。两车分别从t1和t3时刻开始以额定功率行驶，从t2和t4A.甲车的总重比乙车大 B.甲车比乙车先开始运动

C.甲车在t1时刻和乙车在t3时刻的速率相同 D.甲车在t2三、实验题：本大题共2小题，共14分。13.一艘宇宙飞船飞近月球，并进入靠近月球表面的圆形轨道运行(运行圈数用n表示)，宇宙飞船上备有以下实验器材：

A.精确秒表一只(测量时间用t表示)

B.质量为m的物体一个

C.弹簧测力计一只(读数用F表示)

D.天平一架(包括砝码一套)

为了给研究月球的结构提供参考，需要测出月球的平均密度，已知引力常量为G。

(1)测量所选用的器材有______(用该器材前的字母序号表示)；

(2)测量的物理量为______；

(3)用所测值求出月球的平均密度______；

(414.某同学用如图所示装置做“探究向心力与速度的关系”的实验。半径均为R的半圆轨道AB和四分之一圆弧轨道CD固定在竖直面内，过CD部分最高点D的切线水平，A、C、B在同一水平面上，在D点固定一个力传感器，D点在地面的投影为O，从A点正上方P点处由静止释放一个质量为m的小球，小球沿轨道运动到D点并从D点水平抛出，落地点在Q点(图中未标出)。

(1)对实验的要求，下列说法正确的是______。

A.圆弧轨道越光滑越好

B.应选用密度大、体积小的小球

C.P点位置比D点高即可

D.为了使力传感器的示数大些，应选用质量小些的球

(2)若实验记录力传感器的示数为F，小球落地点Q到O点的距离为x，改变P点位置进行多次实验，测得多组F−x，作F−x2图像，如果图像是一条倾斜的直线，当图像与纵轴的截距为______、图像的斜率为______时四、简答题：本大题共3小题，共35分。15.2022年6月5日，搭载神舟十四号载人飞船的三名宇航员成功进入天和核心舱。若核心舱环绕地球做匀速圆周运动，离地高度为h。已知地球表面的重力加速度为g，万有引力常量为G，地球半径为R。忽略地球自转影响，求：

(1)地球的第一宇宙速度；

(2)核心舱做匀速圆周运动的周期16.大年初一晚上，1000架无人机从秋水广场滩涂起飞，以一江两岸为背景，流光溢彩点亮云端之上。通过无人机编队的排列组合，呈现“天下英雄城”“南昌第一枪”“白鹭”“江豚”等多个极具江西南昌特色的造型。图甲为某型号无人机，它的铭牌如表所示。【型号】YU−2【动力】电动

【质量】1200(1)该无人机在空中悬停时受到的升力是多大？(g取10N/kg)

(2)该无人机以最大速度匀速上升100m，忽略空气阻力，升力对无人机做功的功率是多大？

(317.一游戏装置竖直截面如图所示，该装置由倾角θ=53°的固定斜面CD、水平传送带EF、粗糙水平轨道FG、光滑圆弧轨道GPQ、及固定在Q处的弹性挡板组成。斜面CD高度h0=0.4m，传送带EF与轨道FG离地面高度均为h，两者长度分别为l1=4m、l2=1.5m，OG、OP分别为圆弧轨道的竖直与水平半径，半径R=0.8m，圆弧PQ所对应的圆心角α=37°，轨道各处平滑连接。现将质量m=1kg的滑块(可视为质点)从斜面底端的弹射器弹出，沿斜面从D点离开时速度大小v0=5m/s五、计算题：本大题共1小题，共10分。18.激光高速特技车(以下简称小车)依靠强磁电机提供动力，能以很大的速度在空心圆体中运动，如图甲所示。某同学将鱼缸固定在示数已调零的台秤上，打开小车开关，使小车在半径为r=0.064m的竖直面内做匀速圆周运动。已知鱼缸的质量M=0.90kg，小车的质量m=0.01kg，不考虑空气阻力等影响，运动模型如图乙所示。

(1)求小车恰能过最高点A时速度大小v1；

(2)若小车在最高点A

答案和解析1.【答案】C

【解析】解：A.小强在最低点时，坐姿和站姿，小强需要的向心力是不一样的，坐姿时半径较大，根据F−mg=mv2r，秋千对小强的作用力F较大，故A错误；

B.小强摆动过程中，受到重力和绳子拉力的作用，重力不变，拉力时刻在变化，所以合力一直变化，根据牛二定律加速度一直变化，小强做变速运动，但不是匀变速运动，故B错误；

CD.小强在最低点时，坐姿时半径较大，根据F−mg=2.【答案】A

【解析】解：对物块A进行受力分析可知，受到重力G、魔盘的支持力F、魔盘的摩擦力f的作用，摩擦力f可分解为指向圆心的方向的分力f1，沿圆周运动切线方向的分力f2，f1为物块A做圆周运动的向心力，f2对物块A做正功，A的速度大小及动能不断增大。

A.物块A随圆盘转动角速度不断变大，因此向心加速度及向心力不断变大，f1越来越大，f2大小不变，因此摩擦力f越来越大，故A正确；

B.由受力分析可知，摩擦力的分力方向指向圆心，另一分力方向沿物块A做圆周运动的切线方向，故B错误；

C.由运动学公式可知，物块A的向心加速度大小为a=ω2r，由题可知ω随时间变化增大，因此a越来越大，故C错误；

D.由受力分析可知，摩擦力对物块A做正功，故D错误。

故选：A。

A.物块A所受到的摩擦力f，可分解为指向圆心方向的分力f1以及圆周运动的切线方向分力f2，f1为物块A做圆周运动的向心力，f2使物块A的速度大小逐渐增大，随着角速度增大，f2逐渐增大，f1大小不变，因此f逐渐增大；

B.摩擦力分力方向指向圆心；

3.【答案】B

【解析】解：A、根据开普勒第一定律可知，所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上，故A错误；

B、根据开普勒第二定律可知，同一行星与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积，故远日点速度小，近日点速度大，故B正确；

C、根据开普勒第三定律可知，所有绕太阳运行的行星的椭圆轨道半长轴的三次方与公转周期的平方的比值相等，故离太阳越远，轨道半长轴越大，行星的公转周期越大，故C错误；

D、根据开普勒第二定律可知，同一行星在绕太阳运动时，在相等时间内行星与太阳连线扫过的面积相等，该规律只针对同一行星，可知地球与太阳连线扫过的面积不等于木星与太阳连线扫过的面积，故D错误。

故选：B。

根据开普勒三定律的内容即可分析求解。

本题考查开普勒三定律，解题关键是理解并掌握开普勒三定律的含义。4.【答案】A

【解析】解：ABCD.如图所示，当飞机的位置在红色线段范围内时，投放下来的货物能落到接收场范围内，因为货物被释放后做平抛运动，下落高度已知，因此运动时间t=2hg=2×180m10m/s2=6s5.【答案】D

【解析】解：AB.设河宽为L，则垂直河岸方向有L=vct，解得过河的时间t=100s，根据v水=kd=kvct=0.02×3t=0.06t，可知小船沿水流方向做匀加速运动，加速度a=0.06m/s2，则到达河中间时沿水流方向的位移x=12a(16.【答案】C

【解析】解：AB、在运行的天宫一号内，物体都处于完全失重状态，给小球一个初速度，小球能做匀速圆周运动；把此装置带回地球表面，在最低点给小球相同初速度，小球在运动过程中，只有重力做功，机械能守恒，则动能和重力势能相互转化，不可能做匀速圆周运动，故速度的大小发生改变，向心加速度大小也发生变化，故AB错误；

CD、在运行的天宫一号内，物体都处于完全失重状态，给小球一个初速度，小球能做匀速圆周运动，拉力提供向心力，大小不变；把此装置带回地球表面，不可能做匀速圆周运动，细绳拉力大小发生变化，故C正确，D错误。

故选：C。

在运行的天宫一号内，物体都处于完全失重状态，给小球一个初速度，小球能做匀速圆周运动，若把此装置带回地球表面，小球运动过程中受到重力和绳子拉力作用，根据机械能守恒定律可知，速度的大小是变化的，根据到达最高点的条件可知，小球不一定能做完整的圆周运动。

本题主要考查了机械能守恒定律及绳7.【答案】B

【解析】解：根据钉子所受阻力与其进入木梁中的深度成正比，作出钉子所受阻力与进入深度的关系图像如图所示。

f−x图像与横轴所围的面积表示阻力做功大小，可知前一半深度与后一半深度过程中，阻力做功之比为1：3。由题意可知，每次砸锤，锤对钉做功相同，将钉全部砸进木梁需要砸4次，则第1锤将铁钉砸进木梁的深度是L2，故ACD错误，B正确。

故选：B。

已知钉子所受阻力与其进入木梁中的深度成正比，画出钉子所受阻力与进入深度的关系图像，根据图像与横轴所围的面积表示阻力做功大小，再求砸锤次数。8.【答案】BD【解析】解：A.“天问一号”在轨道工上运行至Q点时，有GMmr2=ma

解得a=GMr2

由此可知，“天问一号”在轨道Ⅲ上经过Q的加速度等于在轨道Ⅱ上经过Q的加速度，故A错误；

B.由开普勒第二定律可知，“天问一号”在轨道Ⅲ上运行时，经过P点的线速度小于Q点的线速度，故B正确；

C.“天问一号′能够摆脱地球弓|力的束缚到达火星且没有飞出太阳系，所以在地球上发射“天问一号“环火卫星速度必须大于第二宇宙速度即11.2km/s且小于第三宇宙速度，故C错误；

D.“天问一号”从轨道Ⅲ变轨至轨道Ⅱ需要在Q9.【答案】CD【解析】解：A、由弹力方向可知，小环从a运动到b的过程中，运动到图示位置P点

设大圆环半径为R，小环与圆心的连线与竖直方向的夹角为θ，对小环由动能定理可得mgR(1−cosθ)=12mv2

如果小环与大环恰好无弹力，重力沿切线方向的分力提供向心力，则mgcosθ=mv2R

解得cosθ=23

在该点上方大圆环对小环的弹力方向背离大圆环圆心，在该点下方大圆环对小环的弹力方向指向大圆环的圆心，所以小环从a运动到b的过程中，大圆环对小环的弹力不是始终指向大圆环的圆心，故A错误；

B、根据P=mgvy可知，小圆环的重力的功率先增大后减小，故B错误；

C、小环运动到10.【答案】AC【解析】解：A、如图所示：

假如小球抛出时的初速度较大，小球能落到圆弧BD上，此时小球一定是先落在圆弧面上，故A正确；

B、若小球垂直于圆弧面落在圆弧上，则速度的反向延长线经过圆心，根据平抛运动的推论，其速度的反向延长线又经过水平位移的中点，两者相矛盾，则小球不可能垂直于圆弧面落在圆弧上，故B错误；

C、如图，若两球均能落到D点，则两小球平抛的末速度相同，故C正确；

D、两球同时抛出，则任意时刻小球速度的竖直分量始终相同，根据p=mgvy可知，两球重力不等，则重力的瞬时功率不可能始终相等，故D错误。

故选：AC。11.【答案】AD【解析】【分析】

根据万有引力提供向心力求解第一宇宙速度，在星球表面万有引力等于重力，即可求解星球表面的重力加速度，结合体积公式求解星球密度。

本题考查万有引力定律的应用，解题的关键是要知道在星球表面，万有引力等于重力，据此列式推导公式进行分析。

【解析】

A.根据M=ρ4π3R3可得ρ=3M4πR3∝MR3，则ρ火ρ月=M火M月×R月3R火3=NP3，故A正确；

12.【答案】AB【解析】【分析】

本题考查机车以恒定功率启动问题，熟练掌握牵引力功率P=Fv的应用，知道当汽车达到最大速度时将做匀速运动，此时牵引力等于阻力。

【解答】

A、两车额定功率相同，设为P，两车分别从t1和t3时刻开始，以额定功率行驶，根据图像，此后牵引力F逐渐减小，则速度逐渐增大，从t2和t4时刻开始牵引力均视为不变，说明两车均开始做匀速运动，此时牵引力等于阻力，即F=f=kmg，图中甲的牵引力大于乙的牵引力，所以甲车自重比乙车大，故A正确；

B、当牵引力大于阻力时，汽车开始运动，作图如下：

可知当甲在A点对应的时刻开始运动，乙在B点对应的时刻开始运动，显然甲先开始运动，故B正确；

CD、甲车在t1时刻之后以恒定功率运动，乙车在t3时刻之后保持恒定功率不变，根据P=Fv可得v=PF，甲车在t1时刻和乙车在13.【答案】A

运行n圈的时间t

3πn2Gt【解析】解：(1)设月球的质量为M，半径为R，宇宙飞船的运行周期为T，质量为m。

宇宙飞船靠近月球表面做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力，则有

GMmR2=m4π2T2R

月球的平均密度为

ρ=M43πR3

联立可得：ρ=3πGT2

可知要测量月球的密度，只需知道飞船绕月球表面运动的周期，则需要的器材为秒表，故A正确，BCD错误。

故选：A；

(2)测量的物理量为飞船运行n圈的时间t，则周期为T=tn

(3)月球的平均密度为

ρ14.【答案】B

−mg

【解析】解：(1)A.圆弧轨道是否光滑对实验没有影响，故A错误；

B.选用密度大、体积小的小球，可以减小空气阻力的影响，故B正确；

C.根据题意，若小球恰好通过D点，由牛顿第二定律有mg=mv2R，可得vD=gR，由能量守恒定律可知，若P点位置比D点略高些，则小球可能到不了D点，故C错误；

D.同样的实验过程，质量小些的球通过D点时，对力传感器压力会小些，不利于实验的测量，产生误差较大，故D错误。

故选：B。

(2)根据题意可知，在D点，小球受到的合力提供向心力，则有Fn=F+mg，根据题意可知，小球离开D点做平抛运动，竖直方向上有

2R=12gt2

水平方向上有

x=vt

联立解得v15.【答案】解：(1)地球的第一宇宙速度是物体在地球表面附近绕地球做匀速圆周运动的线速度，而地球表面附近万有引力等于重力。

根据牛顿第二定律有

mg=mv12R

解得地球的第一宇宙速度为：v1=gR

(2)核心舱环绕地球做匀速圆周运动，由地球的万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律有

GMm(R+h)【解析】(1)地球的第一宇宙速度是物体在地球表面附近绕地球做匀速圆周运动的线速度，而地球表面附近万有引力等于重力，根据牛顿第二定律求解。

(2)核心舱绕地球做圆周运动的向心力由地球对