广东省广州市广雅名校2023-2024学年高一下学期期中考物理试卷（含答案）

广东省广州市广雅名校023-2024学年高一下学期期中考物理试卷姓名：__________班级：__________考号：__________题号一二三四总分评分一、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，只有一个选项正确．1．开普勒分别于1609年和1619年发表了他发现的行星运动规律，后人称之为开普勒行星运动定律．关于开普勒行星运动定律，下列说法正确的是（）A．在牛顿发现万有引力定律后，开普勒才发现了行星的运行规律B．所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，运行的周期都相同C．对任何一颗行星来说，离太阳越近，运行速率就越大D．开普勒发现行星运动规律后，根据计算和观测发现了海王星，从而证明了规律的正确性2．同学们到中国科技馆参观，看到了一个有趣的科学实验：如图所示，一辆小火车在平直轨道上匀速行驶，当火车将要从“∩”形框架的下方通过时，突然从火车顶部的小孔中向上弹出一小球，该小球越过框架后，又与通过框架的火车相遇，并恰好落回原来的孔中。下列说法中正确的是（）A．相对于地面，小球运动的轨迹是直线B．相对于地面，小球运动的轨迹是曲线C．小球能落回小孔是因为小球在空中运动的过程中受到水平向前的力D．小球能落回小孔纯属巧合3．如图甲，滚筒洗衣机脱水时，衣物紧贴着滚筒壁在竖直平面内做顺时针的匀速圆周运动。如图乙一件小衣物随着滚筒匀速转动经过a、b、c、d四个位置，这四个位置中，小衣物中的水滴最不容易被甩出的位置是（）A．a位置 B．b位置 C．c位置 D．d位置4．宇宙中的“双星系统”是由两颗相距较近的恒星组成，每个恒星的线度远小于两个星体之间的距离，且—般远离其他天体。如图所示，两颗恒星球组成的双星系统，在相互的万有引力作用下，绕连线上的O点做周期相同的匀速圆周运动。现测得两颗恒星之间的距离为L，质量之比为m1：m2=3：2。则m1、m2做圆周运动（）A．线速度之比为3：2 B．角速度之比为3：2C．向心力之比为2：3 D．半径之比为2：35．如图所示，将完全相同的小球1、2、3分别从同一高度由静止释放（图甲和图丙）或平抛（图乙），其中图丙是一固定在地面上的光滑斜面，每个小球从开始运动到落地过程，不计空气阻力，下列说法正确的是（）A．小球3落地瞬间的重力的功率最小B．3个小球落地瞬间的速度大小相等C．该过程中，小球3的重力做功最多D．该过程中，3个小球的重力做功的平均功率相等6．如图所示，汽车通过拱形桥的最高点时，下列说法正确的是（）A．桥所受的压力等于汽车的重力B．桥所受的压力大于汽车的重力C．桥所受的压力小于汽车的重力D．汽车的速度越大，汽车对桥面的压力越大7．2021年10月16日，“神舟十三号”载人飞船顺利将翟志刚、王亚平、叶光富3名航天员送入太空，飞船入轨后，与天和核心舱和“天舟二号”、“天舟三号”组合体进行自主快速交会对接。“神舟十三号”载人飞船和同步卫星均绕地球做圆周运动，同步卫星的轨道半径约为“神舟十三号”载人飞船轨道半径的6.6倍，则下列说法正确的是（）A．“神舟十三号”载人飞船的周期大于同步卫星的周期B．“神舟十三号”载人飞船的发射速度应小于第一宇宙速度C．“神舟十三号”载人飞船的线速度小于同步卫星的线速度D．“神舟十三号”载人飞船的向心加速度大于同步卫星的向心加速度二、多项选择题，本题共3小题，每小题6分，共18分.在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要8．如图所示，从水平地面上不同位置斜向上抛出的三个小球沿三条不同的路径运动，最终落在同一点，三条路径的最高点是等高的。若忽略空气阻力的影响，下列说法正确的是（）A．沿路径1抛出的小球落地的速率最大B．沿路径3抛出的小球在空中运动时间最长C．三个小球抛出的初速度的竖直分量相等D．三个小球抛出的初速度的水平分量相等9．中国的火星探测器“天问1号”成功在火星表面着陆，图为其运行的轨道示意图，它由椭圆轨道1、椭圆轨道2、圆轨道3、最终经过轨道4落在火星表面附近，最后启动主发动机进行反冲，稳稳地落在火星表面，P点是它们的内切点，关于探测器的上述运动过程，下列说法正确的是（）A．探测器从轨道2到轨道3需要向前喷气减速B．探测器在轨道2和轨道1的P点加速度大小不相等C．火星的球心与椭圆的中心重合D．探测器在轨道2上经过Q点的速度小于经过P点的速度10．一质量为m的汽车原来在平直路面上以速度v匀速行驶，发动机的输出功率为P。从某时刻开始，司机突然加大油门将汽车发动机的输出功率提升至某个值并保持不变，结果汽车在速度到达2v之后又开始匀速行驶。若汽车行驶过程所受路面阻力保持不变，不计空气阻力。下列说法正确的是（）A．汽车加速过程的最大加速度为PB．汽车加速过程的平均速度为3C．汽车速度从v增大到2v过程做变加速运动D．汽车速度增大时发动机产生的牵引力随之不断增大三、实验题，本题共2小题，共15分.11．某兴趣小组的同学设计了图甲所示的装置测量滑块和水平台面间的动摩擦因数。水平转台能绕竖直的轴匀速转动，装有遮光条的小滑块放置在转台上，细线一端连接小滑块，另一端连到固定在转轴上的力传感器上，传感器连接到计算机以显示细线的拉力大小，安装在铁架台上的光电门可以读出遮光条通过光电门的遮光时间。已知滑块上遮光条的挡光宽度为d，旋转半径为R。（1）某次旋转过程中遮光片经过光电门时的遮光时间为Δt，则角速度ω=（用题中所给物理量的字母表示）；（2）控制转台以某一角速度匀速转动，记录力传感器和光电门的示数，分别为F1和Δt1；依次增大转台的角速度，并保证每次都做匀速转动，记录对应的力传感器示数F2、F3…和光电门的示数Δt2、Δt3…。以力传感器的示数F为纵轴，对应的挡光时间平方倒数1(Δt)（3）该小组同学换用相同材料的质量更大的滑块再次做了该实验，作出F−1A． B．C． D．12．某同学利用图（a）所示装置研究平抛运动的规律。实验时该同学使用频闪仪和照相机对做平抛运动的小球进行拍摄，频闪仪每隔0.05s发出一次闪光，某次拍摄后得到的照片如图（b）所示（图中未包括小球刚离开轨道的影像）。图中的背景是放在竖直平面内的带有方格的纸板，纸板与小球轨迹所在平面平行，其上每个方格的边长为1cm。该同学在实验中测得的小球影像的高度差已经在图（b）中标出。完成下列填空：（1）实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线，每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛；（2）根据图（b）中数据可得，当地重力加速度的大小为m/s四、计算题，本题共3小题，共39分.13．如图（甲）所示，是饭店常见的一种可旋转餐桌，其在圆形桌面上安装有可转动的圆盘，转盘的半径r为0.8m，转盘与桌面的高度差忽略不计，圆形桌面的半径R为1m，转盘中心与桌面中心重合，桌面与水平地面的高度差为0.8m，在转盘边缘有一个陶瓷杯，示意图如图（乙）所示，陶瓷杯与转盘、桌面之间的动摩擦因数分别为μ1=0.5、μ2（1）为了不让陶瓷杯在转盘上发生相对滑动，转盘转动的最大角速度为多少?（2）当转盘以（1）中的最大角速度旋转时，服务员突然抓住转盘使其停止转动，陶瓷杯滑上桌面并最终从桌面飞出，陶瓷杯落地点离桌面边缘飞出点的水平距离为多少?14．据报道，首次在太阳系外发现“类地”行星Kepler﹣186f。若宇航员乘坐宇宙飞船到达该行星，进行科学实验。宇航员在该行星“北极”距该行星地面附近h处自由释放一个小球，落地时间为t，已知该行星半径为R，万有引力常量为G，求：（1）该行星“北极”表面的重力加速度g；（2）该行星的平均密度ρ；（3）经测量该行星自转周期为T，如果该行星存在一颗同步卫星，求其距行星表面的高度H。15．如图，半径为R的光滑半圆形轨道ABC固定在竖直平面内且与水平轨道CD相切于C点，D端有一被锁定的轻质压缩弹簧，弹簧左端连接在固定的挡板上，弹簧右端Q到C点的距离为2R。质量为m的滑块(视为质点)从轨道上的P点由静止滑下，刚好能运动到Q点，并能触发弹簧解除锁定，然后滑块被弹回，且刚好能通过圆轨道的最高点A。已知∠POC＝60°，求：（1）滑块第一次滑至圆形轨道最低点C时所受轨道支持力；（2）滑块与水平轨道间的动摩擦因数μ；（3）弹簧被锁定时具有的弹性势能。

答案解析部分1．【答案】C【解析】【解答】A、发现了行星的运行规律之后，牛顿才发现万有引力定律，故A错误；

B、根据开普勒第一定律可知，所有行星的运行轨道均为椭圆，半径越大，周期越大，故B错误；

C、根据开普勒第二定律可知：对每一个行星而言，太阳与行星的连线在相同时间内扫过的面积相等，所以对任何一颗行星来说，离太阳越近，运行速率就越大，故C正确；

D、开普勒整理第谷的观测数据后，发现了行星运动的规律，但海王星却是在万有引力定律发现之后才通过观测发现的，故D错误。

故答案为：C。

【分析】熟悉掌握开普勒三大定律的具体内容及其适用条件。熟悉掌握各物理学史及各物理成就对物理研究的价值和意义。2．【答案】B【解析】【解答】AB、相对于地面，小球竖直方向做竖直上抛运动，水平方向做匀速运动，轨迹是曲线，故A错误，B正确；

CD、能落回小孔是因为小球具有惯性，在水平方向保持与火车相同的速度，故CD错误。

故答案为：B。

【分析】熟悉掌握物体做直线运动和曲线运动的条件和特点。掌握利用惯性分析在生活中存在的现象。3．【答案】A【解析】【解答】在a位置时根据F可得F在c位置时根据F可得F所以水滴在a位置时受筒壁的作用力最小，水滴最不容易被甩出；在c位置受筒壁的作用力最大，水滴最容易被甩出。故答案为：A。

【分析】当衣服在ac位置时根据牛顿第二定律合力提供向心力从而得胡粗这两点滚筒壁对衣服的支持力，从而结合离心运动得出小衣物中的水滴最不容易被甩出的位置。4．【答案】D【解析】【解答】ABD、双星系统靠相互间的万有引力提供向心力，角速度大小相等，向心力大小相等，则

m1ω2r1=m2ω2r2

所以

r1:r2=m2:5．【答案】A【解析】【解答】A、落地瞬间重力的功率为

P=mgvy

则对甲有

P1=mgv1y=mg2gh

对乙有

P2=mgv2y=mg2gh

对丙有

P3=mgv3y=mg2ghsin45°=mggh

所以落地瞬间重力的功率

P1=P2>P3

故A正确；

B、根据动能定理对甲有

mgh=12mv12

得

v1=2gh

对乙有

mgh=12m6．【答案】C【解析】【解答】汽车在拱形桥上运动时做的是曲线运动，可认为汽车在做圆周运动，而当汽车通过拱形桥的最高点时，做圆周运动所需要的向心力由重力和支持力的合力提供，有

G-FN=mv2R

可得

F7．【答案】D【解析】【解答】A．由开普勒第三定律r飞船的轨道半径小于地球同步卫星的轨道半径，则其周期小于同步卫星的周期，A不符合题意；B．近地卫星的的线速度即为第一宇宙速度，是卫星发射的最小速度，飞船轨道半径大于近地卫星半径，发射速度大于第一宇宙速度，B不符合题意；C．根据万有引力提供向心力，有G解得v=飞船轨道半径小于同步卫星，所以其线速度大于同步卫星，C不符合题意；D．空间站的向心加速度由G得a=G飞船轨道半径小于同步卫星，所以其向心加速度大于同步卫星，D符合题意。故答案为：D。

【分析】飞船的轨道半径小于地球同步卫星的轨道半径，则其周期小于同步卫星的周期。近地卫星的的线速度即为第一宇宙速度。8．【答案】A,C【解析】【解答】BC、将初速度分解为水平方向和竖直方向的分速度，在竖直方向上三个小球的分运动相同，根据竖直上抛运动特点可知

h=12gt2，v2=2gh

9．【答案】A,D【解析】【解答】A、探测器由高轨道进入低轨道，需要向前喷气减速，故A正确；

B、根据牛顿第二定律

GMmr2=ma

可知在同一点，探测器的加速度大小相等，故B错误；

C、火星的球心在椭圆的焦点上，故C错误；

D、探测器在轨道2的Q点相当于是“远地点”，轨道2的Q点相当于是“近地点”，“近地点”的速度更大，故D正确。10．【答案】A,C【解析】【解答】A、设汽车所受的阻力为f，则开始时

P=fv

加大油门后

P1=f·2v

则

P1=2P

汽车在开始加大油门时的加速度最大，最大加速度为

a=F-fm=2Pv-fm=Pmv

故A正确；

BCD、汽车若做匀加速运动，则平均速度为11．【答案】（1）d（2）a（3）B【解析】【解答】（1）由于遮光条通过光电门的时间极短，可以用平均速度表示瞬时速度，即

v=dΔt

又因

v=Rω

联立可得

ω=dRΔt

（2）对在转台上做匀速圆周运动滑块，由牛顿第二定律有

μmg+F=mv2R

联立以上可得

F=md2R·1∆t2-μmg

根据图乙解得

μ=ad2gR

（3）换用质量更大的滑块，根据以上可得12．【答案】（1）水平；初速度（2）9.7【解析】【解答】（1）实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线水平，确保小球抛出时速度水平；每次让小球从同一位置由静止释放，是为了使每次小球平抛的初速度相同。

（2）小球竖直方向做自由落体运动，由逐差法有

y4+y3-y13．【答案】（1）解：为了不让陶瓷杯在转盘上发生相对滑动，则向心力不能大于最大静摩擦力，即m解得ω≤2.5rad/s转盘转动的最大角速度为2.5rad/s。（2）解：陶瓷杯从转盘上滑出时速度为v滑出后物块在桌面上做匀变速直线运动，则μ桌面半径为R=1m，如图所示由几何关系可得物块在桌面上滑行的距离为x=根据匀变速直线运动规律可得v解得v划出桌面后做平抛运动，在竖直方向上h=则陶瓷杯落地点离桌面边缘飞出点的水平距离为x解得x陶瓷杯落地点离桌面边缘飞出点的水平距离为0.16m。【解析】【分析】（1）当向心力小于等于最大静摩擦力时陶瓷杯在转盘上不发生相对滑动，从而得出转盘转动的最大角速度；

（2）结合线速度与角速度的关系以及牛顿第二定律得出加速度的大小，结合几何关系以及匀变速直线运动的位移与速度的关系得出陶瓷杯滑出车后的速度，滑出陶瓷杯后做