精品解析：安徽省马鞍山中加双语学校2023-2024学年高一下学期期中考试物理试卷

马鞍山中加双语学校2023-2024学年高一第二学期 期中考试试题物理 考试时间：75分钟 试卷分数：100分 注意事项： 1.答卷前，考生务必在答题卡指定位置填写姓名、准考证号等信息。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案正确填写在答题卡指定位置。不得使用修正液、修正带。 3.答题卡不要折叠、损坏，不得在答题卡上涂写与考试无关的信息；考试结束，只上交答题卡。 一、选择题（本题共10小题，每小题5分.1-7为单选，8-10小题给出的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，有选错的得0分） 1. 一个物体在多个力的作用下，处于平衡状态。现将其中一个力撤去，下列关于物体的运动状态的说法正确的是（　　） A. 物体将一定沿与相反的方向做初速度为零的匀加速直线运动 B. 物体可能将沿与相反的方向做变加速曲线运动 C. 物体将一定沿与相反的方向做有一定初速度的匀加速直线运动 D. 物体可能将沿与相反的方向做匀加速曲线运动 【答案】D 【解析】 【详解】物体原来处于平衡状态，物体的合力为零，当撤去其中一个力F1，而其余力的合力与F1大小相等、方向相反，合力的大小是不变的，所以撤去F1后，物体做匀变速运动。 AC．若物体原来静止，撤去F1后，物体将沿与F1相反的方向做初速度为零的匀加速直线运动；若物体原来做匀速直线运动，若速度方向与F1相反，撤去F1后，而其余力的合力与速度方向相同，物体做速度不为零的匀加速直线运动；若速度方向与F1相同，撤去F1后，而其余力的合力与速度方向相反，物体沿与F1相同的方向做匀减速直线运动，故AC错误； BD．若物体原来速度方向与F1不在同一直线上，且F1与速度的夹角为钝角，则撤去F1后，而其余力的合力与速度方向不在同一直线上，且其余力的合力与速度方向夹角为锐角，故物体将做匀加速曲线运动，故B错误，D正确。 故选D。 2. 如图所示，水平转盘上的A，B，C三处有三块可视为质点的由同一种材料做成的正立方体物块；B，C处物块的质量相等且为，A处物块的质量为；点A，B与轴的距离相等且为，点C到轴的距离为，转盘以某一角速度匀速转动时，A，B，C处的物块都没有发生滑动现象，下列说法中正确的是（　　） A. C处物块的向心加速度最小 B. A处物块受到的静摩擦力最小 C. 当转速增大时，最后滑动起来的是A处的物块 D. 当转速增大时，最先滑动起来的是C处的物块 【答案】D 【解析】 【详解】A．三个物块转动的角速度相等，根据 可知， C处物块的向心加速度最大，选项A错误； B．根据 可知 fA=2mω2r fB=mω2r fC=2mω2r B处物块受到的静摩擦力最小，选项B错误； CD．根据 可得 可知C将要产生滑动的临界角速度最小，AB两处产生滑动的临界角速度较大，可知当转速增大时，最先滑动起来的是C处的物块，最后滑动起来的是AB两处的物块，选项C错误，D正确。 故选D。 3. 如图所示，汽车车厢顶部悬挂一个轻质弹簧，弹簧下端拴一个质量为m的小球，当汽车以某一速度在水平地面上匀速行驶时弹簧长度为L1；当汽车以同一速度匀速率通过一个桥面为圆弧形凸形桥的最高点时，弹簧长度为L2，下列答案中正确的是（　　） A. B. C. D. 前三种情况均有可能 【答案】A 【解析】 【详解】当汽车在水平面上做匀速直线运动时，设弹簧原长为L0，劲度系数为k，根据平衡得 解得 当汽车以同一速度匀速率通过一个桥面为圆弧形凸形桥的最高点时，由牛顿第二定律得 解得 比较可得 故选A。 4. 如图所示，某电动工具置于水平地面上。该电动工具底座质量为M，半径为R的转动圆盘质量可不计，在圆盘边缘固定有质量为m的物块（可视为质点），重力加速度为g。要使该电动工具底座不离开地面（不考虑底座翻转的情况），允许圆盘转动的最大转速为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】当物块转动到最高点，物块对圆盘拉力的大小刚好等于电动工具底座的重力时，底座刚要离开地面，此时圆盘的转速即为题求最大转速，则有 对物块有 解得 则转速为 故选C。 5. 在未来的某一天，我国载人探月飞船嫦娥x号飞临月球，先在月球表面附近的圆轨道上绕月球做周期为T的匀速圆周运动，然后逐渐调整并安全登月。宇航员出舱后沿竖直方向做了一次跳跃，不计空气阻力，他腾空的高度为h，腾空时间为t。由此可计算出（　　） A. 月球的质量为 B. 月球的半径为 C. 月球的平均密度为 D. 飞船在近月圆轨道上运行的线速度大小为 【答案】B 【解析】 【详解】ABC．根据自由落体公式 解得 根据黄金代换式 根据牛顿第二定律得 根据密度公式得 解得 AC错误，B正确； D．根据 解得 D错误。 故选B。 6. 2021年10月，中国发射了首颗太阳探测科学技术试验卫星——“羲和号”，用于实现太阳波段光谱成像的空间探测，该卫星轨道为圆轨道，通过地球南北两极上方，离地高度约为。如图所示，a为“羲和号”，b为地球静止卫星，c为赤道上随地球一起转动的物体。已知地球的半径约为，下列说法正确的是（　　） A. a的发射速度大于第二宇宙速度 B. a、b、c的线速度大小关系为 C. a的向心加速度大于c的向心加速度 D. a的运行周期大于 【答案】C 【解析】 【详解】A．若卫星的发射速度大于第二宇宙速度，则卫星将脱离地球引力的束缚，而a仍是地球卫星，所以a的发射速度小于第二宇亩速度，故A错误； B．根据引力提供向心力 可得 所以 因为b是静止卫星，所以 而，所以 则 故B错误； C．根据引力提供向心力 可得 所以 因为b是静止卫星，所以 而，由 可得 则 故C正确； D．根据 由于 所以 故D错误。 故选C。 7. 如图所示，A为太阳系中的天王星，它绕太阳O运行的轨道视为圆时，运动的轨道半径为R0，周期为T0且做匀速圆周运动.天文学家长期观测发现，天王星实际运动的轨道与圆轨道总有一些偏离，且每隔t0时间发生一次最大偏离，形成这种现象的原因可能是天王星外侧还存在着一颗未知的行星B，假设行星B与A在同一平面内，且与A的绕行方向相同，它对天王星的万有引力引起天王星轨道的偏离，由此可推测未知行星的运动轨道半径是(　　) A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】周期每隔t0时间发生一次最大偏离，知每隔t0时间A、B两行星相距最近，即每隔t0时间A行星比B行星多运行一圈，有 则 根据万有引力提供向心力 所以 故选D。 8. 如图所示，火箭内平台上放有测试仪器，火箭从地面启动后，以的加速度竖直向上匀加速运动，火箭升到离地面高度为时（已知地球半径为，为地面附近的重力加速度）以下说法正确的是（　　） A. 上升过程中测试仪器处于失重状态 B. 上升过程中测试仪器不受重力 C. 测试仪器对平台的压力与启动前压力之比为 D. 测试仪器对平台的压力与启动前压力之比为 【答案】D 【解析】 【详解】AB．火箭向上加速运动具有竖直向上的加速度，则火箭中的测试仪器处于超重状态，测试仪器仍受重力，故AB错误； CD．启动前测试仪器对平台的压力为 火箭升到离地面高度为时，由牛顿第二定律有 又有 解得 则测试仪器对平台的压力与启动前压力之比为 故C错误，D正确。 故选D。 9. 科学家通过天文望远镜在一个河外星系中发现了一对相互环绕旋转的超大质量双黑洞系统，如图所示，这也是天文学家首次在正常星系中发现超大质量双黑洞。这对验证宇宙学与星系演化模型、广义相对论在极端条件下的适应性等都具有十分重要的意义。若图中双黑洞的质量分别为和，它们以两者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动。根据所学知识，下列判断正确的是（　　） A. 双黑洞的角速度之比 B. 双黑洞的轨道半径之比 C. 双黑洞的向心加速度之比 D. 双黑洞的线速度之比 【答案】BC 【解析】 【详解】A．双黑洞绕连线上的某点做匀速圆周运动的周期相等，角速度也相等，故A错误； B．双黑洞做匀速圆周运动的向心力由它们之间的万有引力提供，向心力大小相等，设双黑洞间的距离为，由 解得双黑洞的轨道半径之比 故B正确； C．由公式可知，双黑洞的向心加速度之比 故C正确； D．由公式可知，双黑洞的线速度之比 故D错误。 故选BC。 10. 发射地球静止卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3。轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，如图所示，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是（　　） A. 卫星在轨道3上的速率小于在轨道1上的速率 B. 卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度 C. 卫星在轨道1上经过Q点时的加速度大于它在轨道2上经过Q点时的加速度 D. 卫星在轨道2上经过P点时的加速度等于它在轨道3上经过P点时的加速度 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．根据牛顿第二定律得 解得 卫星在轨道3上的速率小于在轨道1上的速率，A正确； B．根据牛顿第二定律得 解得 卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度，B正确； CD．根据牛顿第二定律得 解得 卫星在轨道1上经过Q点时的加速度等于它在轨道2上经过Q点时的加速度，卫星在轨道2上经过P点时的加速度等于它在轨道3上经过P点时的加速度，C错误，D正确。 故选ABD。 二、实验题（本题共2小题，共12分） 11. 某同学进行了“探究平抛运动的特点”的实验，具体如下（部分步骤省略）： （1）如图甲所示，用小锤打击弹性金属片，球沿水平方向抛出，同时球由静止自由下落，可观察到两小球同时落地；多次实验，结论不变；根据实验，__________（选填“能”或“不能”）判断出球在水平方向做匀速直线运动。 （2）如图乙所示，将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上；钢球沿斜槽轨道滑下后从点飞出，落在挡板上……白纸上将留下一系列痕迹点. ①为了保证钢球从点飞出的水平初速度是一定的，下列实验条件必须满足的是__________ A.斜槽轨道末端水平 B.斜槽轨道光滑 C.每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球 ②该组同学通过实验，得到了钢球做平抛运动的轨迹，如图丙中的曲线所示.在曲线上取、、、四点，这四个点对应的坐标分别为、、、，使，若__________，则说明钢球在方向的分运动为匀速直线运动。 【答案】 ①. 不能 ②. AC##CA ③. 1:2:3:4 【解析】 【详解】（1）[1]根据实验，只能判断出A球在竖直方向做自由落体运动，但是不能判断出球在水平方向做匀速直线运动。 （2）①[2]为了保证钢球从点飞出的水平初速度是一定的，下列实验条件必须满足的是: A.斜槽轨道末端水平，能保证小球做平抛运动，选项A正确； B.斜槽轨道光滑与否对实验无影响，选项B错误； C.每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球，这样小球到达底端时的速度才相同，选项C正确。 故选AC。 ②[3]根据 若使 可知 若 则说明钢球在方向的分运动为匀速直线运动。 12. 用如图所示的装置可以探究做匀速圆周运动的物体需要的向心力的大小与哪些因素有关。 （1）本实验采用的科学方法是__________。 （2）图示情景正在探究的是__________（填选项前的字母） A. 向心力的大小与半径的关系 B. 向心力的大小与线速度大小的关系 C. 向心力的大小与角速度大小的关系 D. 向心力的大小与物体质量的关系 （3）通过本实验可以得到的结论是__________。 【答案】（1）控制变量法 （2）D （3）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；在半径和质量一定的情况下，向心力的大小与角速度的平方成正比；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 【解析】 【小问1详解】 探究做匀速圆周运动的物体需要的向心力的大小与哪些因素有关，先探究向心力大小与其中一个物理量的关系，控制其他物理量不变，所以本实验采用的科学方法是控制变量法。 【小问2详解】 图示情景两小球分别为钢球和铝球，即两小球质量不同；皮带连接的左右塔伦半径相等，所以两小球做圆周运动的角速度相等，由于两小球做圆周运动的半径相等，则两小球的线速度大小相等，所以图示情景正在探究的是向心力的大小与物体质量的关系。 故选D。 【小问3详解】 略。 三、计算题（本题3题，共38分.其中13题10分，14题12分，15题16分） 13. 2021年12月9日下午，“天宫课堂”第一课在太空“教室”中国空间站正式开讲并直播。若中国空间站的轨道离地球表面高度为h，绕地球运行周期为T，地球半径为R，引力常量为G，求： （1）中国空间站运行的角速度大小； （2）地球质量为M和地球密度为ρ。 【答案】（1）；（2）， 【解析】 【详解】（1）根据周期公式 解得 （2）根据牛顿第二定律得 解得 根据密度公式 解得 14. 如图所示，质量为的小球在长为的轻绳作用下在竖直平面内做圆周运动，细绳能承受的最大拉力，转轴离地高度，重力加速度为。求： （1）若小球某次运动中在最低点时细绳恰好被拉断，则此时的速度为多大； （2）在第（1）问中，细绳断后小球最终落到水平地面上。若绳长长短可调整，求小球做平抛运动的水平距离最大值是多少。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）小球某次运动中在最低点时细绳恰好被拉断，设此时的速度为，在最低点，由牛顿第二定律有 解得 （2）小球离开最低点后做平抛运动，竖直方向满足 水平方向满足 联立解得 由数学知识可知，当 时，有最大值，最大值为 15. 如图所示，宇航员站在某质量分布均匀的星球表面一斜坡上P点沿水平方向以初速度v0抛出一个小球，测得小球经时间t落到斜坡上另一点Q，斜面的倾角为α，已知该星球半径为R，万有引力常量为G，求： (1)该星球表面的重力加速度大小； (2)该星球的密度； (3)该星球的第一宇宙速度v； (4)人造卫星绕该星球表面做匀速圆周运动的最小周期T。 【答案】(1)；(2) ；(3) ；(4) 【解析】 【详解】(1)设该星球表现的重力加速度为g，根据平抛运动规律： 水平方向 x=v0t 竖直方向 平抛位移与水平方向的夹角的正切值 得 (2)在星球表面有 所以 该星球的密度 (3)由 可得 v= 又 GM=gR2 所以 (4)绕星球表面运行的卫星具有最小的周期，即： 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 马鞍山中加双语学校2023-2024学年高一第二学期 期中考试试题物理 考试时间：75分钟 试卷分数：100分 注意事项： 1.答卷前，考生务必在答题卡指定位置填写姓名、准考证号等信息。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案正确填写在答题卡指定位置。不得使用修正液、修正带。 3.答题卡不要折叠、损坏，不得在答题卡上涂写与考试无关的信息；考试结束，只上交答题卡。 一、选择题（本题共10小题，每小题5分.1-7为单选，8-10小题给出的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，有选错的得0分） 1. 一个物体在多个力的作用下，处于平衡状态。现将其中一个力撤去，下列关于物体的运动状态的说法正确的是（　　） A. 物体将一定沿与相反的方向做初速度为零的匀加速直线运动 B. 物体可能将沿与相反的方向做变加速曲线运动 C. 物体将一定沿与相反的方向做有一定初速度的匀加速直线运动 D. 物体可能将沿与相反的方向做匀加速曲线运动 2. 如图所示，水平转盘上的A，B，C三处有三块可视为质点的由同一种材料做成的正立方体物块；B，C处物块的质量相等且为，A处物块的质量为；点A，B与轴的距离相等且为，点C到轴的距离为，转盘以某一角速度匀速转动时，A，B，C处的物块都没有发生滑动现象，下列说法中正确的是（　　） A. C处物块的向心加速度最小 B. A处物块受到的静摩擦力最小 C. 当转速增大时，最后滑动起来的是A处的物块 D. 当转速增大时，最先滑动起来的是C处的物块 3. 如图所示，汽车车厢顶部悬挂一个轻质弹簧，弹簧下端拴一个质量为m的小球，当汽车以某一速度在水平地面上匀速行驶时弹簧长度为L1；当汽车以同一速度匀速率通过一个桥面为圆弧形凸形桥的最高点时，弹簧长度为L2，下列答案中正确的是（　　） A. B. C. D. 前三种情况均有可能 4. 如图所示，某电动工具置于水平地面上。该电动工具底座质量为M，半径为R的转动圆盘质量可不计，在圆盘边缘固定有质量为m的物块（可视为质点），重力加速度为g。要使该电动工具底座不离开地面（不考虑底座翻转的情况），允许圆盘转动的最大转速为（　　） A. B. C. D. 5. 在未来的某一天，我国载人探月飞船嫦娥x号飞临月球，先在月球表面附近的圆轨道上绕月球做周期为T的匀速圆周运动，然后逐渐调整并安全登月。宇航员出舱后沿竖直方向做了一次跳跃，不计空气阻力，他腾空的高度为h，腾空时间为t。由此可计算出（　　） A. 月球的质量为 B. 月球的半径为 C. 月球的平均密度为 D. 飞船在近月圆轨道上运行的线速度大小为 6. 2021年10月，中国发射了首颗太阳探测科学技术试验卫星——“羲和号”，用于实现太阳波段光谱成像的空间探测，该卫星轨道为圆轨道，通过地球南北两极上方，离地高度约为。如图所示，a为“羲和号”，b为地球静止卫星，c为赤道上随地球一起转动的物体。已知地球的半径约为，下列说法正确的是（　　） A. a的发射速度大于第二宇宙速度 B. a、b、c的线速度大小关系为 C. a的向心加速度大于c的向心加速度 D. a的运行周期大于 7. 如图所示，A为太阳系中的天王星，它绕太阳O运行的轨道视为圆时，运动的轨道半径为R0，周期为T0且做匀速圆周运动.天文学家长期观测发现，天王星实际运动的轨道与圆轨道总有一些偏离，且每隔t0时间发生一次最大偏离，形成这种现象的原因可能是天王星外侧还存在着一颗未知的行星B，假设行星B与A在同一平面内，且与A的绕行方向相同，它对天王星的万有引力引起天王星轨道的偏离，由此可推测未知行星的运动轨道半径是(　　) A. B. C. D. 8. 如图所示，火箭内平台上放有测试仪器，火箭从地面启动后，以的加速度竖直向上匀加速运动，火箭升到离地面高度为时（已知地球半径为，为地面附近的重力加速度）以下说法正确的是（　　） A. 上升过程中测试仪器处于失重状态 B. 上升过程中测试仪器不受重力 C. 测试仪器对平台的压力与启动前压力之比为 D. 测试仪器对平台的压力与启动前压力之比为 9. 科学家通过天文望远镜在一个河外星系中发现了一对相互环绕旋转的超大质量双黑洞系统，如图所示，这也是天文学家首次在正常星系中发现超大质量双黑洞。这对验证宇宙学与星系演化模型、广义相对论在极端条件下的适应性等都具有十分重要的意义。若图中双黑洞的质量分别为和，它们以两者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动。根据所学知识，下列判断正确的是（　　） A. 双黑洞的角速度之比 B. 双黑洞的轨道半径之比 C. 双黑洞的向心加速度之比 D. 双黑洞的线速度之比 10. 发射地球静止卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3。轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，如图所示，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是（　　） A. 卫星在轨道3上的速率小于在轨道1上的速率 B. 卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度 C. 卫星在轨道1上经过Q点时的加速度大于它在轨道2上经过Q点时的加速度 D. 卫星在轨道2上经过P点时的加速度等于它在轨道3上经过P点时的加速度 二、实验题（本题共2小题，共12分） 11. 某同学进行了“探究平抛运动的特点”的实验，具体如下（部分步骤省略）： （1）如图甲所示，用小锤打击弹性金属片，球沿水平方向抛出，同时球由静止自由下落，可观察到两小球同时落地；多次实验，结论不变；根据实验，__________（选填“能”或“不能”）判断出球在水平方向做匀速直线运动。 （2）如图乙所示，将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上；钢球沿斜槽轨道滑下后从点飞出，落在挡板上……白纸上将留下一系列痕迹点. ①为了保证钢球从点飞出的水平初速度是一定的，下列实验条件必须满足的是__________ A.斜槽轨道末端水平 B.斜槽轨道光滑 C.每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球 ②该组同学通过实验，得到了钢球做平抛运动的轨迹，如图丙中的曲线所示.在曲线上取、、、四点，这四个点对应的坐标分别为、、、，使，若__________，则说明钢球在方向的分运动为匀速直线运动。 12. 用如图所示的装置可以探究做匀速圆周运动的物体需要的向心力的大小与哪些因素有关。 （1）本实验采用的科学方法是__________。 （2）图示情景正在探究的是__________（填选项前的字母） A. 向心力的大小与半径的关系 B. 向心力的大小与线速度大小的关系 C. 向心力的大小与角速度大小的关系 D. 向心力的大小与物体质量的关系 （3）通过本实验可以得到的结论是__________。 三、计算题（本题3题，共38分.其中13题10分，14题12分，15题16分） 13. 2021年12月9日下午，“天宫课堂”第一课在太空“教室”中国空间站正式开讲并直播。若中国空间站的轨道离地球表面高度为h，绕地球运行周期为T，地球半径为R，引力常量为G，求： （1）中国空间站运行的角速度大小； （2）地球质量为M和地球密度为ρ。 14. 如图所示，质量为的小球在长为的轻绳作用下在竖直平面内做圆周运动，细绳能承受的最大拉力，转轴离地高度，重力加速度为。求： （1）若小球某次运动中在最低点时细绳恰好被拉断，则此时的速度为多大； （2）在第（1）问中，细绳断后小球最终落到水平地面上。若绳长长短可调整，求小球做平抛运动的水平距离最大值是多少。 15. 如图所示，宇航员站在某质量分布均匀的星球表面一斜坡上P点沿水平方向以初速度v0抛出一个小球，测得小球经时间t落到斜坡上另一点Q，斜面的倾角为α，已知该星球半径为R，万有引力常量为G，求： (1)该星球表面的重力加速度大小； (2)该星球的密度； (3)该星球的第一宇宙速度v； (4)人造卫星绕该星球表面做匀速圆周运动的最小周期T。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $