湖南省邵阳市第二名校2023-2024学年高一下学期期中考试物理试题（含答案）

湖南省邵阳市第二名校2023-2024学年高一下学期期中考试物理试题姓名：__________班级：__________考号：__________题号一二三四总分评分一、单项选择题（本题共6小题，每小题4分，共24分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的）1．以下关于物理学史和物理方法的叙述中正确的是（）A．牛顿测定引力常量的实验运用了放大法测微小量B．在建立合力、分力、重心、质点等概念时都用到了等效替代法C．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分为很多小段，每一小段近似看成匀速直线运动，然后把各段位移相加，应用了“微元法”D．伽利略利用斜槽实验，直接得到了自由落体规律2．如图所示，自行车后轮、大齿轮、小齿轮的半径都不相同，关于它们边缘上的三个点A、B、C的描述，下列说法正确的是（）A．A点和B点的线速度大小相等 B．A点的角速度大于B点的角速度C．B点和C点运转的周期相等 D．B点和C点的线速度大小相等3．2023年10月26日11时14分，神舟十七号载人飞船在我国酒泉卫星发射中心点火发射成功。若“神舟十七号”在地面时受地球的万有引力为F，则当其上升到离地距离等于地球半径时所受地球的万有引力为（）A．F3 B．F4 C．F94．有两条位于同一竖直平面内的水平轨道，轨道上有两个物块A和B，它们通过一根绕过光滑定滑轮O的不可伸长的轻绳相连接，轻绳始终处于紧绷状态，物块A向右运动。如图所示，当绳与轨道成30°角时，物块A和B的速度大小之比为（）A．1：1 B．1：2 C．3:2 5．如图所示，一圆盘可以绕其竖直轴在水平面内转动，水平轻绳连接两个物体M和m，物体M在转轴位置上，绳刚好被拉直且无拉力。两物体均看作质点，两物体与圆盘之间的动摩擦因数相等。在圆盘转动的角速度从零慢慢增大的过程中（）A．物体m一直受到圆盘的摩擦力B．物体M一直受到圆盘的摩擦力C．物体m和M受到圆盘的摩擦力大小相等D．绳中一直有拉力，且逐渐增大6．如图所示，从斜面上A点斜向上抛出一个可视为质点小球，水平击中斜面上B点，现将另一相同小球从AB中点C点抛出，仍水平击中B点。不计空气阻力，下列说法正确的是（）A．两个小球的初速度大小之比为2∶1B．从C点抛出的小球初速度方向与水平方向夹角更大C．两个小球离斜面的最大距离之比为2∶1D．调整两个小球抛出的时间，可以使两个小球在空中相遇二、多项选择题（本题共4小题，每小题5分，共20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，有错选的得0分）7．如图，海王星顺时针绕太阳沿椭圆轨道运动，P为近日点，Q为远日点，M、N为轨道短轴的两个端点，运行的周期为T0。若只考虑海王星和太阳之间的相互作用，则海王星在从P经过M、Q到NA．海王星在P点加速度大于Q点的加速度B．从M到Q所用的时间等于TC．从P到Q阶段，速率逐渐变大D．其椭圆轨道半长轴的三次方与公转周期的二次方之比是一个与太阳质量有关的常数8．跳伞表演是观赏性很强的体育项目，当运动员从直升飞机由静止跳下后，在下落过程中会受到水平风力的影响，如图所示，下列说法中正确的是（）A．风力越大，运动员下落时间越长B．风力越大，运动员着地速度越大C．运动员下落时间与风力无关D．运动员着地速度与风力无关9．一小船在静水中的速度为3m/s，它在一条河宽150m，水流速度为5m/s的河流中渡河，则下列说正确的是（）A．小船渡河时间不少于50sB．小船以最短时间渡河时，它沿水流方向的位移大小为150mC．小船以最短位移渡河时，位移大小为250mD．小船以最短位移渡河时，时间为60s10．导航系统是一种利用人造卫星对物体进行定位测速的工具，目前世界上比较完善的导航系统有美国的GPS系统，中国的北斗系统，欧洲的伽利略导航系统以及俄罗斯的GLONASS系统，其中美国的GPS系统采用的是运行周期为12小时的人造卫星，中国的北斗系统一部分采用了同步卫星，现有一颗北斗同步卫星A和一颗赤道平面上方的GPS卫星B，某时刻两者刚好均处在地面某点C的正上方，如图所示，下列说法正确的是（）A．A的线速度比B的小，B的线速度比C的小B．若两者质量相等，则发射A需要更多的能量C．此时刻B处在A、C连线的中点D．从此时刻起，经过12小时，两者相距最远三、实验题（本题共2小题，共16分）11．某同学用如图(a)所示装置探究钢质小球自由摆动至最低点时的速度大小与此时细线拉力的关系．其中力传感器显示的是小球自由摆动过程中各个时刻细线拉力FT的大小，光电门测量的是钢球通过光电门的挡光时间Δt，已知小球的直径为d。（1）调整细线长度，使细线悬垂时，钢球中心恰好位于光电门中心．（2）小球通过光电门的速度表达式为v＝.(用题中所给字母符号表示)（3）由于光电门位于细线悬点的正下方，此时细线的拉力就是力传感器显示的各个时刻的拉力FT中的(选填“最大值”“最小值”或“平均值”)．（4）改变小球通过光电门的速度，重复实验，测出多组速度v和对应拉力FT的数据，作出FT－v2图像如图(b)所示．已知当地重力加速度g＝9.7m/s2，则由图像可知，小球的质量为kg，光电门到悬点的距离为m.12．用如图1所示装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出，落在水平挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。（1）下列实验条件必须满足的有____。A．斜槽轨道光滑B．斜槽轨道末端水平C．挡板高度等间距变化D．每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球（2）为定量研究，建立以水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系。a.取平抛运动的起始点为坐标原点，将钢球静止置于Q点，钢球的球心对应白纸上的位置即为原点；在确定y轴时（选填“需要”或者“不需要”）y轴与重垂线平行。b.若遗漏记录平抛轨迹的起始点，也可按下述方法处理数据：如图2所示，在轨迹上取A、B、C三点，AB和BC的水平间距相等且均为x，测得AB和BC的竖直间距分别是y1和y2，则y1y2=（选填“大于”“等于”或者“小于”）13四、解答题（13题12分，14题12分，15题16分）13．“天问一号”环绕火星做匀速圆周运动时，周期为T，轨道半径为r。已知火星的半径为R，引力常量为G，不考虑火星的自转。求：（1）“天问一号”环绕火星运动的线速度的大小v（2）火星的质量M14．如图所示，质量为m的小球用长为l的细线悬于固定点B，使小球在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直方向的夹角是θ，重力加速度为g。不计空气阻力，求（1）细线对小球的拉力大小F（2）小球做圆周运动的角速度ω15．如图所示为某冒险滑雪运动员运动的示意图，冒险员站在运动雪橇上从A点受到恒力作用从静止开始加速，到达B点后撤去恒力，从C点水平冲出，恰好从D点沿圆轨道切线方向飞进半径为R的光滑圆轨道。已知人和雪橇的总质量为60kg，恒力F=360N，雪橇与水平面间动摩擦因数为0.1，AB=40m，BC=38m，OD与竖直线夹角为37°，圆形轨道半径R=30m，g=10m/s2，人和雪橇在运动中可以视为质点。（不计空气阻力）求：（1）运动员达到C点时的速度大小；（2）运动员从C点运动到D点的时间；（3）运动员和雪橇在D点受到的弹力大小。

答案解析部分1．【答案】C【解析】【解答】A、卡文迪许利用实验测量了引力常量的大小，所以A错；

B、质点利用了理想模型法的物理思想，所以B错；

C、推导匀变速直线运动的位移公式使用了微元法，所以C对；

D、伽利略研究自由落体运动是在斜面实验的基础上进行合理外推得出的规律，所以D错；

正确答案为C。

【分析】卡文迪许测出了引力常量的大小；质点属于理想化模型；推导匀变速直线运动的位移公式使用了微元法；伽利略研究自由落体运动是在斜面实验的基础上进行合理外推得出的规律。2．【答案】D【解析】【解答】AB、BC属于线传动，所以BC线速度相等，AB属于同轴转动，所以角速度相等，则根据

v=ωr

则由于A的半径大于B的半径，所以A的线速度大于B的线速度，所以AB错误；

CD、BC线速度相等，根据

T=2πrv

由于C的半径大于B的半径，所以C运动的周期大于B运动的周期，所以C错D对；

正确答案为D。3．【答案】B【解析】【解答】根据引力公式

F=GMmr2

则当r增大为原来的2倍时，此时神舟十七号受到的引力大小为

F1=14．【答案】C【解析】【解答】由于沿绳子方向的分速度相等，根据速度的分解有

vA=vBcos30°

则物块A和物块B的速度之比为

v5．【答案】A【解析】【解答】A、物体m做匀速圆周运动，刚开始圆盘对物体m的摩擦力提供向心力，随着角速度增大，则绳子对物体m的拉力不断增大，物体m一直受到摩擦力的作用，所以A对；

BC、由于刚开始绳子拉力为0则物体M刚开始不受到圆盘的摩擦力作用，所以MN受到的摩擦力大小不相等，所以BC错误；

D、绳子最初没有拉力作用，所以D错；

正确答案为A。

【分析】利用合力提供物体做圆周运动的向心力可以判别物体m与物体M的受力情况，利用向心力的大小可以判别m受到摩擦力；利用M的平衡条件可以判别M受到摩擦力的大小情况。6．【答案】C【解析】【解答】A、将两次小球的逆运动看作平抛运动，由于运动的位移之比为2：1，则根据平抛运动的位移公式有

h=12gt2，x=v0t

则平抛运动的初速度之比为

vA0：vC0=2：1

竖直方向的速度之比为

vAy：vCy=2：1

根据速度的合成则小球的初速度为

v=v027．【答案】A,D【解析】【解答】A、根据牛顿第二定律可以求出加速度的大小为

a=GMr2

由于海王星在P点距离地球的距离小于在Q点时距离地球的距离，所以海王星在P点的加速度大于在Q点的加速度大小，所以A对；

B、由于海王星从M到Q运动时速度不断减小，则所花运动时间大于T04，所以B错；

C、海王星从P到Q的过程中由于引力做负功，所以海王星的速率不断减小，所以C错；

D、根据引力提供向心力可以求出

k=r8．【答案】B,C【解析】【解答】AC、根据竖直方向的位移公式

h=12gt2

BD、则下落时间与高度有关，与风力大小无关，所以A错C对；

根据速度的合成

v=v9．【答案】A,C【解析】【解答】A、当船头垂直于河岸时，船过河的时间最短，根据位移公式可以求出最短的时间为：t=dv船=50s

则A对；

B、当船过河时间最短时，则沿水流方向的位移为

x=v水t=250m

所以B错；

CD、当小船以最短位移过河时，合速度方向垂直于船在静水中速度，则船的合速度为

v合=v水2-v船210．【答案】B,D【解析】【解答】A、根据地球对卫星的引力提供向心力可以得出卫星线速度为

v=GMr

由于卫星B的半径小于A的半径，所以卫星B的线速度大于卫星A的线速度，由于A与C角速度相同，根据线速度和角速度的关系有

v=ωr

则A的线速度大于C的线速度，所以A错；

B、由于卫星从B到A要做加速运动，机械能要增大，所以发射到同步卫星A需要的能量大于发射B所需要的能量，所以B对；

C、根据开普勒第三定律有

r13T12=r23T12

由于11．【答案】（1）无（2）d（3）最大值（4）0.05；1【解析】【解答】（2）根据小球经过光电门的平均速度可以近似求出小球经过光电门的瞬时速度为

v=d∆t

（3）当小球经过最低点时，此时小球的速度最大，根据牛顿第二定律有

FT=mg+mv2L

则此时小球受到绳子拉力为最大值；

（4）根据牛顿第二定律有

FT=mg+mv2L

则图像斜率为

k=0.685-0.4854-0=mL

12．【答案】（1）B；D（2）需要；大于；x【解析】【解答】（1）只有小球从同一高度无初速度释放，则小球每次离开斜槽时摩擦力做功相等，则初速度相等，所以斜槽不需要光滑，所以A错D对；记录小球平抛运动的轨迹点时挡板不需要等间距变化，所以C错；为了使平抛运动的初速度沿水平方向，则斜槽末端需要切线水平，所以B对；

（2）在探究平抛运动的分运动规律时，确定y轴方向需要使用重锤线使y轴与重锤线平行，根据匀变速直线运动的规律有

y1y2=（v0+12at）t（v0+313．【答案】（1）解：“天问一号”环绕火星运动的线速度的大小v=（2）解：根据G可得火星的质量M=【解析】【分析】（1）天问一号做匀速圆周运动，利用周期和半径的大小可以求出线速度的大小；

（2）天问一号绕火星做匀速圆周运动，利用引力提供向心力可以求出火星质量的大小。14．【答案】（1）解：对小球进行受力分析如图所示则有F=（2）解：根据mg解得ω=【解析】【分析】（1）小球在水平面做匀速圆周运动，利用竖直方向的平衡方程可以求出绳子对小球的拉力大小；

（2）小球做匀速圆周运动，利用牛顿第二定律可以求出小球角速度的大小。15．【答案】（1）解：人和雪橇在AB阶段的加速度a从A到B点v12人和雪橇在BC阶段的加速度a从B到C点v22（2）解：从D点切入飞进圆形轨道，所以在D点速度与水平线夹角为37°，作出速度矢量三角形，水平速度18m/s，从C到D经历时间tan得t=（3）解：在D点作速度矢量三角形得物体的合速度v