2023-2024年四川省雅安市四校联考高一下学期期中考试物理试题（解析版）

物理试题一、选择题1.花样滑冰是冰上运动项目之一、某运动员花样滑冰的运动轨迹如图所示，该运动员从点沿曲线运动到点的过程中受到的合力恒为，到达点后，她受到的合力大小仍为，但方向相反，则她从点开始的运动轨迹可能是图中的（）A.曲线 B.直线 C.曲线 D.直线【答案】A【解析】从点沿曲线运动到点，轨迹向下弯曲，合力应该指向轨迹的凹侧，可知恒力的方向应该是斜向右下方的，改变的方向后，应该指向左上方，运动轨迹应该向上弯曲。故选A。2.关于万有引力，下列说法正确的是（）A.万有引力只存在于天体与天体之间B.两质点间的万有引力的方向沿着二者的连线C.地球上的物体除受到地球对它们的万有引力外，还受到重力作用D.计算某物体在万有引力作用下的加速度时，牛顿第二定律不再适用【答案】B【解析】自然界任何两个物体之间都存在万有引力，故A错误；两质点间的万有引力的方向沿着二者的连线，故B正确；地球上的物体所受的重力是万有引力的一个分力，故C错误；计算某物体在万有引力作用下的加速度时，牛顿第二定律仍然适用，故D错误。故选B。3.如图所示，由地面同一点抛出的甲、乙两个小球的飞行路径分别为曲线和曲线，且两曲线的最高点等高。不计空气阻力。下列说法正确的是（）A.两小球在空中运动时均处于超重状态B.两小球在空中飞行的时间相同C.甲的初速度的水平分量大于乙的初速度的水平分量D.甲的初速度的竖直分量小于乙的初速度的竖直分量【答案】B【解析】两小球在空中运动过程中只受重力，加速度为重力加速度，处于完全失重状态，故A错误；由斜上抛运动的特点可知，运动的时间由高度决定，所以两球的运动时间相等，故B正确；由图可知，甲球的水平位移小于乙球的水平位移，而两球的运动时间相等，所以甲的初速度的水平分量小于乙的初速度的水平分量，故C错误；由于两球运动时间相等，甲的初速度的竖直分量等于乙球的初速度的竖直分量，故D错误。故选B。4.转速是做圆周运动的物体单位时间内沿圆周绕圆心转过的圈数，其国际单位为（转每秒）。走时准确的时钟，其分针的转速为（）A. B. C. D.【答案】C【解析】分针周期为，由圆周运动的基本规律可得，故选C。5.使物体脱离星球的引力束缚，不再绕星球运行，从星球表面发射所需的最小速度称为第二宇宙速度，星球的第二宇宙速度与第一宇宙速度的关系为。已知某星球的半径为，其表面的重力加速度大小为地球表面重力加速度大小的倍。不计其他星球的影响，则该星球的第二宇宙速度为（）A. B. C. D.【答案】D【解析】由重力提供向心力，可得，解得地球表面的第一宇宙速度为，则星球表面的第一宇宙速度为，该星球的第二宇宙速度为，故选D。6.中国国际航空航天博览会是展示当今世界航空航天业发展水平的盛会，代表着当今国际航空航天业先进科技主流，已成为世界五大最具国际影响力的航展之一。某架表演飞机特技飞行时的轨迹照片如图所示，若水平圆轨迹半径为竖直圆轨迹半径的倍，飞机飞行的速率保持不变，则飞机做水平圆周运动和竖直圆周运动相比较，下列说法正确的是（）A.向心加速度大小之比为B.合力大小之比为C.角速度大小之比为D.周期之比为【答案】C【解析】飞机的向心加速度大小为，可知向心加速度大小之比为，故A错误；飞机做匀速圆周运动时，合力提供向心力，则有，可知合力大小之比为，故B错误；飞机的角速度大小为，可知角速度大小之比为，故C正确；飞机的周期为，可知周期之比为，故D错误。故选C。7.武装直升机在斜坡上方从左向右沿水平方向匀速飞行，先后发射两枚炮弹，击中斜坡上同一目标，如图所示。若第一发炮弹水平发射，第二发炮弹斜向下发射，发射炮弹的速率相同，不计空气阻力，则下列说法正确的是（）A.第二发炮弹在空中运动的加速度大于第一发炮弹在空中运动的加速度B.第二发炮弹在空中运动位移大于第一发炮弹在空中运动的位移C.两发炮弹在空中运动的时间可能相等D.落在斜坡上时，第一发炮弹的速度方向与竖直方向的夹角大于第二发炮弹的速度方向与竖直方向的夹角【答案】D【解析】两发炮弹在空中运动的加速度相同，均为重力加速度，选项A错误；根据题意可知，第一发炮弹在空中运动的位移大于第二发炮弹在空中运动的位移，选项B错误；第一发炮弹做平抛运动，第二发炮弹做斜下抛运动，竖直位移相等，而第二发炮弹有竖直向下的初速度，因此第一发炮弹在空中运动的时间大于第二发炮弹在空中运动的时间，选项C错误；设炮弹在竖直方向上的位移大小为，第一发炮弹与第二发炮弹落到斜坡上时，其速度方向与竖直方向的夹角分别为、，炮弹的初速度大小为，第二发炮弹的初速度方向与水平方向的夹角为，有、，可得，故，选项D正确。故选D。8.刀削面是我国的一种特色传统美食。某厨师将一块面团放在锅旁边较高处，用刀片飞快地削下一片片很薄的面片，使面片正对锅中心飞向旁边的锅里。若削下的面片速度方向水平，则在面团不向前移动的情况下，可增大面片飞行距离的做法是（）A.仅使面团上移 B.仅使面团下移C.仅使面片离开面团速度增大 D.仅使面片离开面团的速度减小【答案】AC【解析】根据平抛运动的规律可得，，面片的飞行距离为，若要增大面片飞行的距离，面团不向前移动，即不变，可以使面团上移，增大，故A正确，B错误；当不变时，可以增大，从而增大，则增大，故C正确，D错误。故选AC。9.河水的流速随离河岸一侧的距离的变化关系如图甲所示，船在静水中的速度与时间的关系如图乙所示。若要使船以最短时间渡河，则下列说法正确的是（）A.船在行驶过程中，船头始终与河岸垂直B.船渡河的最短时间是C.船在河水中航行的轨迹是一条直线D.船在河水中航行的最大速度是【答案】ABD【解析】当船头垂直河岸渡河时，过河时间为最短，所以船在行驶过程中，船头始终与河岸垂直，故A正确；船渡河的最短时间为，故B正确；因河水的速度是变化的，故船相对于岸的速度的大小和方向均是变化的，船在河水中航行的轨迹不是一条直线，当船在河中心时，船速最大，则，故C错误，D正确。故选ABD。10.宇宙中有相距无限远的甲、乙两颗行星，半径分别为和，甲、乙周围卫星的轨道半径的三次方（）与运行周期的平方（）的关系如图中的直线、所示，其中绕两行星表面运行的卫星的周期相同（均为）。将两行星均视为质量分布均匀的球体。下列说法正确的是（）A.甲的半径较小B.甲的质量较大C.两行星的密度相等D.两行星第一宇宙速度相等【答案】BC【解析】绕两行星表面运行的卫星的周期相同，由图可知甲的半径较大，故A错误；根据万有引力提供向心力，有，解得，根据图像斜率可知，则甲的质量较大，故B正确；由B项分析可知行星的质量为，密度大小为，则两行星的密度相等，故C正确；行星的第一宇宙速度大小为，可知甲第一宇宙速度较大，故D错误。故选BC。二、非选择题11.用如图甲所示的装置探测风速。光源发出的光经光纤传输，被探测器接收，当风轮旋转时，通过齿轮带动凸轮圆盘旋转（风速越大，风轮旋转越快），当圆盘上的凸轮经过透镜系统时光被挡住。已知风轮叶片转动半径为，每转动圈带动凸轮圆盘转动一圈，凸轮挡光一次。若某段时间内探测器接收到的光强随时间变化的关系如图乙所示。（1）该时间段内，风轮叶片的转速逐渐___________，风速逐渐___________。（均填“增大”“减小”或“不变”）（2）该时间段内，风轮叶片转动的平均线速度大小为___________（用、、表示）。【答案】（1）①.减小，②.减小；（2）【解析】（1）[1][2]根据图乙可知，在凸轮圆盘转动一圈的过程中，探测器接收到光的时间越来越长，说明凸轮圆盘转动速度越来越慢，所以该时间段内风轮叶片的转速逐渐减小，风速逐渐减小。（2）根据图乙可知，在时间内，凸轮圆盘转动了圈，所以风轮叶片转动了圈，则风轮叶片转动的平均角速度为，则风轮叶片转动的平均速率为。12.学校物理兴趣小组去某废水处理厂参加社会实践活动，当大家经过厂里的废水排水口时，发现距较大水池一定高度的较小的水平排水管正在向外满口排放废水，如图所示。小组同学只找到一把卷尺，他们想估测排水管每秒的排污体积。当地的重力加速度大小为。（1）要想估测排水管每秒排污体积，同学们需利用卷尺测量管口的周长l、___________、___________三个数据。（写出测量的物理量和对应的符号）（2）排水管每秒的排污体积的表达式为___________。（用题中相关物理量的符号表示）（3）若排水管的管壁厚度不可忽略，测量准确，不考虑其他因素对测量的影响，则排水管每秒的排污体积的测量值___________。（填“偏大”或“偏小”）【答案】（1）①.废水水平方向的位移大小，②.管口到地面的高度h；（2）；（3）偏大【解析】（1）[1][2]要想估测排水管每秒的排污体积，需要测量管口的横截面积，以及水的流速，故需要测量管口的直径，即测量管口的周长，废水出管口后看做平抛运动，根据，，联立可得，故还需要测量废水水平方向的位移大小，管口到地面的高度。（2）排水管每秒的排污体积表达式为，，联立可得。（3）若排水管的管壁厚度不可忽略，则的测量值偏大，所以排水管每秒的排污体积的测量值偏大。13.年月日，我国在酒泉卫星发射中心使用“快舟一号”甲运载火箭，成功将“天行一号”星发射升空，卫星顺利进人预定轨道，发射任务获得圆满成功。若卫星入轨后做匀速圆周运动。轨道半径为，周期为，地球的半径为，引力常量为，求：（1）地球的质量；（2）地球的第一宇宙速度。【答案】（1）；（2）【解析】（1）设卫星的质量为，有，解得；（2）设以第一宇宙速度运行的某近地卫星的质量为，有，解得。14.一个小球从到竖直墙壁的水平距离处以大小的速度水平抛出，一段时间后击中墙壁。竖直墙壁与小球抛出点均足够高，取重力加速度大小，不计空气阻力。（1）求小球抛出点与其击中墙壁的位置的高度差；（2）若其他情况不变，小球抛出的速度大小可以调节，求小球击中墙壁时的最小速度。【答案】（1）；（2），方向与墙壁夹角斜向下【解析】（1）小球在空中运动的时间为，，解得；（2）设小球抛出时的速度大小为，小球在空中运动的时间，小球击中墙壁时的竖直速度大小，小球击中墙壁时的速度大小，整理得，根据数学知识，当，即当时，小球击中墙壁时的速度最小，将代入可得，可得，此时速度方向与竖直方向（墙壁）夹角为，，即与墙壁夹角为斜向下。15.如图所示，在足够大的光滑水平桌面上有一光滑小孔，一根细线穿过小孔，一端连接质量的小球，另一端连接水平地面上质量的物体，小孔与小球的距离，小孔与物体的距离L2=0.25m。使小球做匀速圆周运动，取重力加速度大小，小球与物体均视为质点，不计桌面的厚度。（1）试证明当小球做匀速圆周运动的线速度大小时，物体未离开地面；（2）要使物体不与桌面接触，求小球做匀速圆周运动的线速度大小应满足的条件；（3）求当小球做匀速圆周运动的线速度大小时，物体距地面的高度。【答案】（1）见解析；（2）；（3）【解析】（1）当物体恰好要