北京市北京大学附属中学2022-2023学年高一下学期期中考试物理试卷

2022-2023 学年第 2 学期期中试卷答案详解 一．单选题 1. B 解析： 根据传动规律可知 A、B 两点线速度大小相等， 根据 v=ωr 可知 A 点的角速度小于 B 点的角速度， 根据 ω=2πn 可知 A 点的转速小于 B 点的转速， 根据𝑎 = 𝑣2 𝑟 可知 A 点的向心加速度小于 B 点的向心加速度，故 B 正确，ACD 错误。 2.B 解析： 设在最高点杆子表现为拉力，则有F + mg = m 𝑣2 𝑟 ，代入数据得，F=-6N， 则杆子表现为支持力，大小为 6N，故 B 正确.。 3.C 解析： 物体匀速上升，重力方向与位移方向相反，重力做负功，拉力竖直向上，拉力与位移方向相 同，拉力做正功，物体做匀速直线运动，处于平衡状态，所受合力为零，在合力做功为零;故 C 正确。 4.A 解析： 根据 P=Fv，发动机的功率不变，汽车加速行驶的过程中，速度增大，则牵引力减小，根据 F-f=ma，阻力不变，加速度减小，故 A 正确. 5.A 解析： 因地球的自转周期在增大，故未来人类发射的同步卫星周期也将增大； 由万有引力公式可知 𝐺𝑀𝑚 𝑟2 = 𝑚4𝜋2𝑟 𝑇2 ，解𝑟 = √ 𝐺𝑀𝑇2 4𝜋2 3 ，周期变大，轨道半径变大，即距地球高度 变大，故 A 正确； 由万有引力公式可知 𝐺𝑀𝑚 𝑟2 = 𝑚𝑣2 𝑟 = 𝑚𝜔2𝑟 = 𝑚𝑎 解得𝑣 = √ 𝐺𝑀 𝑟 , 𝜔 = √ 𝐺𝑀 𝑟3 , 𝑎 = 𝐺𝑀 𝑟2 , v, ω, a 均随着 r 增大而减小，故 BCD 错误。 6.B 解析： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 B B C A A B D B D C 根据万有引力公式：𝐹 = 𝐺𝑀𝑚 𝑟2 ，由题意可知木卫一和木卫二均绕木星运动即 G，M 相等，木 卫一质量大于木卫二，轨道半径小于木卫 1，代入可得 F1>F2，故 A 错误； 由万有引力公式可知 𝐺𝑀𝑚 𝑟2 = 𝑚𝑣2 𝑟 = 𝑚4𝜋2𝑟 𝑇2 = 𝑚𝑎 解得𝑣 = √ 𝐺𝑀 𝑟 , 𝑇 = 2𝜋√ 𝑟3 𝐺𝑀 , 𝑎 = 𝐺𝑀 𝑟2 ，木卫一轨道半径小于木卫二，即线速度 v 和向心加 速度 a 大于木卫二，周期 T 小于木卫二；故 B 正确，CD 错误。 7. 向心力演示器是用来探究小球做圆周运动所需向心力 F 的大小与质量 m、角速度 ω 和半 径 r 之间的关系实验装置，如图 3 所示。两个变速塔轮通过皮带连接，匀速转动手柄使长槽 和短槽分别随变速塔轮 1 和变速塔轮 2 匀速转动，槽内的钢球就做匀速圆周运动。横臂的挡 板对钢球的压力提供向心力，钢球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下 降，从而露出标尺，标尺上的黑白相间的等分格显示出两 个钢球所受向心力的大小关系。如图是探究过程中某次实 验时装置的状态，两个钢球质量和运动半径相等，图中标 尺上黑白相间的等分格显示出钢球 A 和钢球 C 所受向心 力的比值为 1:4，则与皮带连接的变速塔轮 1 和变速塔轮 2 的半径之比为（ ） A．1︰2 B．1︰4 C．4︰1 D．2︰1 【答案】D 【解析】根据 2F m r= 两球的向心力之比为 1:4，半径和质量相等，则转动的角速度之比为 1:2，因为靠皮带传 动，变速轮塔的线速度大小相等，根据 v r= 可知与皮带连接的变速轮塔对应的半径之比为 2:1。故选 D。 8. 如图 4 所示，卫星沿圆形轨道 I 环绕地球运动。当其运动到 M 点时采取了一次减速制动措 施，进入椭圆轨道 II 或 III。轨道 I 、II 和 III 均与地球赤道面 共面。变更轨道后（ ） A. 卫星沿轨道 III 运动 B. 卫星经过 M 点时的速度小于 7. 9km/s C. 卫星经过 M 点时的加速度变大 D. 卫星环绕地球运动的周期变大 【答案】B 【解析】A. 卫星运动到 M 点时减速，万有引力大于向心力，卫星做近心运动，卫星沿轨道 II 运动，A 错误； B. 卫星在近地轨道运动的速度约为 7.9km/s，在轨道 I 的半径大于近地轨道的半径，根 据 2 2 GMm mv r r = 得 GM v r = 图 3 M Ⅰ Ⅱ Ⅰ 地球 图 4 可知，卫星在轨道 I 上经过 M 点时的速度小于 7.9km/s，减速变轨后，