安徽省六安市毛坦厂中学2023-2024学年高一下学期期中考试物理试卷

毛坦厂中学2023~2024学年度下学期期中考试 高一物理 考生注意： 1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。 2.答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。 3.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案店，用2B铅笔把答题卡上对 应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答 题区城内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。 4.本卷命题范围：必修第二册第五章(20%)，第六章(40%)，第七章(40%。 一、选择题（本题共10小题，共42分.在每小题给出的四个选项中，第1~8题中只有一项符合 题目要求，每小题4分，第9~10题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，有选错的得0分) 据中国载人航天工程办公室消息，北京时间2023年10月26日11时14分，搭载神舟十七号 载人飞船的长征二号F遥十七运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，约 10分钟后，神舟十七号载人飞船与火箭成功分离，进人预定轨道（近地轨道）， 航天员乘组状态良好，发射取得圆满成功.则神舟十七号载人飞船 A.发射速度可能为G.9km/s B.在预定轨道上的运行速度大于第一字宙速度 C,在预定轨道上的运行周期小于地球同步卫星的周期 D.在预定轨道上运行时，其中的航天员不受力的作用 ·关于做曲线运动或圆周的物体，下列说法正确的是 A.物体做圆周运动时，速度大小一定变化 B.物体做平抛运动时，加速度一定变化 C.物体所受的合外力方向一定指向轨迹弯曲方向的内侧 D.物体所受的合外力方向可能与初速度方向在同一直线上 【高一下学期期中考试·物理第1页（共6页）】 241728D 8,下雨天，缓慢匀速旋转伞柄，雨伞边缘上的某水滴做匀速圆周运动，当突然增大转速，该水滴 做离心运动脱离雨伞.关于该水滴，下列说法正确 A.做匀速圆周运动过程中，加速度不变 B.做匀速圆周运动过程中，角速度不变 C.做匀速圆周运动过程中，合外力不变 D.做离心运动是由于合外力大于所需向心力 4.地球的公转轨道接近圆，但哈雷彗星的运动轨道则是一个非常扁的椭圆，如图所示.天文学家 哈雷成功预言哈雷彗星的回归，周期为76年.下列说法正确的是 A.哈雷彗星在近日点的速度比远日点的速度小 地球 哈雷慧星 B.哈雷彗星在近日点的速度比地球公转线速度大 太阳 C.哈雷彗星在近日点的加速度比远日点的加速度小 D.哈雷彗星轨道的半长轴是地球公转半径的76倍 5.机动车检测站进行车辆尾气检测原理如下：车的主动轮压在两个相同粗细的有固定转动轴的 滚动圆筒上，可在原地沿前进方向加速，然后把检测传感器放人尾气出口，操作员把车加速到 一定程度，持续一定时间，在与传感器相连的电脑上显示出一系列相关参数.现有如下检测过 程简图：车轴A的半径为r。,车轮B的半径为r6,滚动圆简C的半径为r,车轮与滚动圆筒间 不打滑，当车轮以恒定转速（每秒钟n转）运行时，下列说法正确的是 A.C的边缘线速度为2rr。 B B.A、B的角速度大小相等 C.A、B、C边缘上的点的线速度相等 D.B,C的角速度之比为 6.如图所示，堤坝倾角为53°，一小朋友在安全地带，以=2.7m/s的水平速度扔出一个小石 子，小石子恰好扔到水中.小石子离开手的位置距离地面1.4m.重力加速度g取10m/s2, sin53°=0.8，cos53°=0.6，则堤坝离水面高度H为 1.4m A.3.6m B.2.4m 53 C.4.8m D.6.4m 水面 【高一下学期期中考试·物理第2页（共6页）】 241728D 神舟十六号载人飞船入轨后顺利完成入轨状态设置，采用自主快速交会对接模式成功对接于 天和核心舱径向端口.对接过程的示意图如图所示，神舟十六号飞船处于半径为的圆轨道 I,运行周期为T1,线速度为，通过变轨操作后，沿椭圆轨道Ⅱ运动到B处与天和核心舱对 接，轨道Ⅱ上A点的线速度为2，运行周期为T2;天和核心舱处于半径为的圆轨道Ⅲ，运 行周期为T,线速度为；则神舟十六号飞船 A2>>h B.T>T>T 轨谶围议天和核心 C.在轨道Ⅱ上B点处的加速度大于轨道Ⅲ上B点处的加速度 D.沿轨道Ⅱ从A运动到对接点B过程中，速率不断增加 8.如图所示，武装直升机解救士兵之后，水平向右做匀速直线运动，机内人员将士兵匀加速提升 到直升机内，提升过程中轻绳总保持竖直方向，士兵与绳子没有相对运动.不计空气阻力，直 升机及舱内人员质量为M,土兵质量为m,重力加速度为g.在士兵进入直升机之前，以下说 法正确的是 A.士兵可能做直线运动 B.士兵的实际速度大小可能不变 C.空气对直升机的“升力”大于(M十m)g D.绳子对士兵拉力等于mg 9.2023年8月13日1时26分，中国成功发射陆地探测四号01卫星，如图中C所示.该卫星是 地球同步轨道卫星.A为赤道上的等待发射的陆地探测四号02卫星，B为5G标准近地轨道 卫星，距离地面高度几百千米，A、B、C卫星如图所示.已知地表的重力加速度大小为g,则关 于陆地探测四号01卫星、陆地探测四号02卫星，标准近地轨道卫星间的比较，下列说法正确 的是 A.A卫星的线速度大小小于C B.A卫星运动的向心加速度大小小于C卫星， C,B,C两卫星在相等时间内与地心的连线扫过的面积相等 D.A、B两卫星均在地表附近，因此二者的向心加速度大小均为g 【高一下学期期中考试·物理第3页（共6页）】 241728D 10.2023年11月23~26日，亚洲通用航空展在珠海国际航展中心举行.本届亚洲通用航空展 4天共安排有17场飞行表演，每天总时长为70分钟.如图所示，一架做飞行表演的飞机在 水平面内盘旋做匀速圆周运动，测得表演机离地面M点高度OM为h,与M点的距离MN 为L,表演机质量为m,线速度为，空气对它的升力与竖直方向夹角为0，重力加速度大小 为g.则表演机 A在竖直面内受重力、升力和向心力作用 B做圆周运动的周期为红√一正 C获得空气对它的升力大小等于mg cos D.满足关系式：tan0= 22 g√L- 二、实验题（本题共2小题，共14分） 11.(6分)如图所示的装置为向心力演示器，可以探究向心力大小与哪些因素有关.匀速转动手 柄1，可以使变速塔轮2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动，槽内的小球也随着做匀速 圆周运动.使小球做匀速圆周运动的向心力由横臂6的挡板对小球的支持力提供.球对挡板 的反作用力，通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒7下降，从而露出标尺8.根据标尺8上 露出的红白相间等分标记，可以粗略计算出两个球所受向心力的比值， (1)在研究向心力的大小F与质量m、角速度w和半径r之间 的关系时，我们主要用到了物理学中 (填正确答 案标号) A.理想实验法 B.等效替代法 C.控制变量法 (2)通过本实验可以得到的结论有 ,(填正确答案标号) A.在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度成反比 B.在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比 C.在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度成正比 D.在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成反比 (3)在一次实验中，一同学把两个质量相等的小球分别放在两个卡槽内，将皮带连接在左、右 塔轮半径之比为2：1的塔轮上，实验中匀速转动手柄1时，得到左、右标尺露出的等分 格数之比约为1：2，则左、右两小球做圆周运动的半径之比为 【高一下学期期中考试·物理第4页（共6页）】 241728D 12.(8分)高中课外兴趣小组在做“研究平抛物体的运动”实验中，准备了以下实验器材：图钉、 铅笔、弧形斜槽、小球、薄木板、铁架台、重垂线， 、1实验过程还需要下列器材中的 ·填正确答案标号) A.刻度尺 B.天平 C.白纸 D.秒表 (2)图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置简图，关于实验中的操作及要求，下列说法正 确的是 (填正确答案标号)】 A.斜槽轨道末端可以不水平 B.斜槽轨道不必光滑 C.本实验不需要平衡摩擦力 甲 D.小球每次不用从斜槽上同一高度释放 (3)小球离开斜槽末端后，在水平方向上做的是 ·(填正确答案标号 A.匀速直线运动 B.匀变速直线运动 C.变加速直线运动 D.曲线运动 (4)如图乙所示，为一次实验记录中的一部分，图中背景方格的边长 表示实际长度8mm.从图像上分析，记录间隔T= s:小 球做平抛运动的水平初速度大小是 m/s,小球从抛出运 乙 动到B点时，已经在空中飞行了 s.(此问g取10m/s2) 三、计算题（本题共3小题，共计44分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步 骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)》 13.(14分)九重之际向天问，天宫掠影惊苍穹.“天宫”空间站中三名宇航员正环绕地球运行，与 此同时，“天问”探测器在环绕火星运行，假设它们的运行轨道都是圆轨道，地球与火星的质 量之比为p,“天宫”与“天问”的轨道半径之比为9.求： (1)“天宫”空间站与“天问”探测器运行周期之比： (2)“天宫”空间站与“天问”探测器环绕速度之比； (3)“天宫”空间站与“天问”探测器加速度之比。 【高一下学期期中考试·物理第5页（共6页）】 241728D 14,(14分)宇宙中存在一些离其他恒星较远的三星系统和四星系统，通常可忽略其他星体对它 们的引力作用，现观测到某三星系统是三颗星位于同一直线上，两颗相距为2，质量均为m 的星围绕质量为2m的中央母星做圆周运动，如图甲所示：某四星系统中三颗质量均为m的 星位于等边三角形的三个顶点上，质量为2的母星在三角形的中心，三角形边长为d,三颗 星沿外接于等边三角形的圆形轨道运行，如图乙所示，已知引力常量为G,求： )三星系统和四星系统中，外侧星体所受其母星的万有引力的大小： (2三星系统和四星系统中，外侧星体的向心加速度大小 2m 甲 15.(16分)游乐场中的大型娱乐设施旋转飞椅的简化示意图如图所示，圆形旋转支架半径为 R=5m,悬挂座椅的绳子长为l=5m,游客坐在座椅上随支架一起匀速旋转时可将其和座 椅组成的整体看成质点，旋转飞椅以角速度仙匀速旋转时，绳子与竖直方向的夹角为，不 计绳子的重力，重力加速度为g=10m/s2,sin37°=0.6，cos37°=0.8. (1)旋转飞椅以角速度w匀速旋转时，求角速度。与夹角0的关系： (2)当旋转飞椅以最大角速度旋转时，0=37°，求游客运动的线速度大小： (3)在(2)的前提下，使游客携带的物品不小心掉落时不会飞出栅栏，以支架的轴心为圆心修 建圆形栅栏，圆形栅栏的半径为r=10m,求绳子悬点到地面的垂直距离H R 【高一下学期期中考试·物理第6页（共6页）】 241728D毛坦厂中学2023~2024学年度下学期期中考试·高一物理 参考答案、提示及评分细则 1.C人造卫星的发射速度大于第一宇宙速度u=7.9km/s,选项A错误：第一宇宙速度为人造卫星的最大环 绕速度，选项B错误：神舟十七号飞船在预定轨道的半径小于地球同步卫星的轨道半径，由G= 2 m(竿)，可知神舟十七号飞船在预定轨道的运行周期小于地球同步卫星的运行周期，选项C正确：神舟十 七号在预定轨道上运行时，其中的航天员受万有引力作用，且万有引力提供向心力，处于完全失重状态，选项 D错误. 2.C做匀速圆周运动时，速度大小不变，选项A错误：做平抛运动时，加速度不变，选项B错误：做曲线运动的 物体的合外力必然指向轨迹弯曲的内侧，选项C正确：当物体初速度方向与合外力方向不在同一直线上时· 物体才能做曲线运动，选项D错误 3.B做匀速圆周运动的物体向心加速度和向心力大小不变，方向时刻变化，而物体的角速度大小和方向都不 变，选项A,C错误，B正确：物体做离心运动是由于合外力不足以提供向心力，选项D错误 4.B由开普勒第二定律知，哈雷彗星在近日点速度较大，选项A错误：哈雷彗星在近日点受到的太阳引力大， 加速度大，选项C错误，由开普勒第三定律知哈雷彗星轨道的半长轴是地球公转半径的76倍，选项D错 误，设有一颗行星做圆周运动，轨道与哈雷彗星轨道近日点相切，在切点，哈雷彗星的速度比该行星的速度 大，而该行星线速度比地球公转线速度大，所以哈雷彗星在近日点的速度比地球公转线速度大，选项B正确. 5.B根据题意可知，车轮B的边缘线速度为=2，由于B和C为摩擦传动，则B和C边缘的线速度相 等，则C的边缘线速度为2π%，选项A错误：由图可知，A、B为同轴转动，A、B的角速度大小相等，又B、C 线速度相同，B,C角速度比为半径的反比，则尝一产，选项C,D错误，B正确 6A根据平抛运动规律有x=,H+1.4m=7g,又1am53°-，联立解得H=3.6m,选项A正确 7.A飞船从轨道I变轨到轨道Ⅱ需要加速，所以经过A点时<边，圆轨道时，>，综合得2>>， 轨道半径越大，周期越大，选项A正确，B错误：同一点处的加速度应该相等，选项C错误；沿轨道Ⅱ从A运 动到对接点B过程中，万有引力做负功，速度不断减小，选项D错误 【高一下学期期中考试·物理参考答案第1页（共4贞）】 241728D 8.C在士兵进入直升机之前，士兵匀加速上升，士兵做曲线运动，选项A错误：士兵的实际速度大小变大，选 项B错误：士兵匀加速上升，空气对直升机的“升力”大于(M十m)g,绳子对士兵拉力大于g,选项C正确，D 错误。 9.ABA,C两卫星具有相同的角速度，由=r可知A卫星的线速度大小小于C,选项A正确；A卫星为赤道 上的物体，C为同步卫星，二者具有相同的角速度，由α=r可知，A卫星运动的向心加速度小于C卫星，选 项B正确：开普勒第二定律在相等时间扫过的面积相等的前提是必须在同一轨道，显然题中说的是B、C两 卫星，选项C错误：物体在两极，G=m,物体在赤道G R 一mg=maA,联立解得A物体的向心加速 度aA=ga一g,比g小得多，而B卫星为近地飞行，向心加速度大小为g,选项D错误. 10.BC表演机做匀速圆周运动的过程中，竖直面内受重力、升力的作用，二者的合力提供表演所需的向心力， 选项A错误：由题意，可得表演机做圆周运动的半径为，=√-下，则周期为T=2延=红产，选 项B正确：表演机做匀速圆周运动，空气对它的升力在竖直方向上的分力大小等于mg,根据儿何关系可得 c0s0-紧，解得Fn=。选项C正确：表演机与竖直方向的夹角0满足关系式Fos=mg, F年m=m号=D-不联立求得an0-产 &一斥·进项D错误 11.(1)C(2分)(2)B(2分)(3)2：1(2分) 解析：(1)研究向心力与各物理量的关系，主要用到控制变量法，选项C正确. (2)根据向心力的公式F=aR可知，在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度的平方成正比， 选项A、C错误：根据向心力的公式F=R,在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比， 选项B正确：根据向心力的公式F=R,在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成正比，选 项D错误 (3)左右两塔轮属于皮带传动，其线速度大小相同，而半径之比为2：1，根据线速度与角速度之间的关系 一R,可得两个塔轮转动的角速度之比为=】 三·而根据题意可知在=女=左，则可得生=2 Fi 2 moik rt r1 12.(1)AC(1分)(2)BC(1分)(3)A(1分)(4)0.04(1分)0.6(2分)0.08(2分) 解析：(1)除所给器材外，还需要刻度尺测量长度，需要白纸作图.由于实验不需要测量小球的质量以及运动 【高一下学期期中考试·物理参考答案第2页（共4贞）】 241728D 的时间，故不需要天平，秒表，选项A,C正确」 (2)为了保证小球离开斜槽轨道后做平抛运动，需调节使斜槽轨道的末端水平，选项A错误：为了保证小球 每次平抛的初速度大小相等，应使小球每次均从斜槽的同一位置由静止开始下滑，斜槽不需要光滑，选项B 正确，D错误：本实验中不需要平衡摩擦力，选项C正确. (3)小球在水平方向上不受力，所以水平方向的运动是匀速直线运动.选项A正确. (4竖直方向上有5L一3L=gTr,解得T=√一=004s小球做平抛运动的水平初选度大小是m 3L T Q.6m/s:小球到B点时，竖直方向是速度为=L,L=0.8m/,飞镖到B点时，已经在空中飞行了的时 2T 间为B=型=0.08s g 13.解：根据G恤=m答，（2分 4r2 得T=2x√GM (1分) (1分) (2)根据G 恤=m r r (2分) 解得= GM (1分) 则欧直 天网 N g (2分) (3)根据GM=a(2分) 解得a=G兴 (1分) 则天丝=卫 (2分) 14.解：(1)三星系统中外侧两星所受母星引力大小相同F=G2mm=2Gr (2分) 同理四星系统中F2 G2mm 6Gm (2分) 【高一下学期期中考试·物理参考答案第3页（共4页）】 241728D (2)三星系统中外侧星所受引力大小为F= G2mm Gmm 9Gmr d2 (2d)2 4d (2分) F引1=a向(1分) a向=式0(2分) 同理四星系统中F1=G2m+5Gmm-(6+3)Gr d (2分) F引=ma'向(1分) aA=6+5)Gm(2分 d2 15.解：(1)游客和座椅组成的整体受到绳子拉力和重力作用做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律可得 mgtan 0=mo (R++lsin 0)(2) 2tan 6 解得aw=V√1+sin0 (2分) (2)当旋转飞椅以最大角速度旋转时，绳子与竖直方向的夹角0=37 2 根据牛顿第二定律可得mgian0=mR+lsin0 (2分) 解得v=2√15m/s(2分) (3)游客携带的物品掉落后做平抛运动，物品的落点在以轴心为圆心的一个圆周上， 竖直方向有H-os0=-号g(2分) 平抛运动的水平距离为s=以(2分) 由数学知识有2=s2+(R十lsin0)(2分) 联立解得H=7m(2分) 【高一下学期期中考试·物理参考答案第4页（共4贞）】 241728D