精品解析：湖南省常德市沅澧共同体2023-2024学年高一下学期期中考试物理试卷

2023-2024学年湖南省常德市沅澧共同体高一(下)期中考试 物理试卷 一、单选题：本大题共6小题，共24分。 1. 对于下列物理事实，正确的是(　　) A. 牛顿发现万有引力定律且最早测出G值，并且发现引力常量G值大小与中心天体选择无关 B. 匀速圆周运动一定是匀变速曲线运动 C. 牛顿在万有引力定律的发现过程中，用到了“牛顿第二定律”、“力的作用是相互的”、“开普勒第三定律”等理论作为推理依据 D. 开普勒接受了地心说的观点，并根据第谷对行星运动观察记录的数据，应用严密的数学运算和椭圆轨道假说，得出了开普勒行星运动定律 【答案】C 【解析】 【详解】A．卡文迪许最早测出G值，A错误； B．匀速圆周运动加速度指向圆心一直变化，不是匀变速曲线运动，B错误； C．牛顿发现万有引力定律过程中，用到开普勒第三定律、力的作用是相互的且具有相同的性质、牛顿第二定律等物理规律及结论，C正确； D．开普勒接受了哥白尼日心说的观点，并根据第谷对行星运动观察记录的数据，应用严密的数学运算和椭圆轨道假说，得出了行星运动定律，D错误。 故选C。 2. 某汽车在平直公路上匀速行驶，其雷达和传感器检测到正前方有静止障碍物，预警系统发出警告，驾驶员仍未进行刹车操作。汽车继续前行至某处时自动触发“紧急制动”，使汽车做匀减速直线运动，避免与障碍物发生碰撞。下列图像能反映上述过程中汽车运动规律的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】预警系统发出警告，驾驶员仍未进行刹车操作，汽车做匀速直线运动，位移均匀增加，速度不变；之后触发“紧急制动”，使汽车做匀减速直线运动，速度均匀减小。 故选C。 3. 篮球从高处无转动下落将沿竖直方向运动，若在释放瞬间给篮球一个转动速度，篮球仍在竖直平面内运动，运动轨迹如图中曲线所示，这种现象称之为马格努斯效应，马格努斯效应在球类运动项目中非常普遍。篮球运动到M点时速度方向如图所示，则其在该点受到的合外力方向可能是（　　） A. 竖直向下 B 与速度方向相反 C. 垂直速度方向斜向左下 D 斜向右下，指向轨迹曲线内侧 【答案】D 【解析】 【详解】篮球做曲线运动时，合外力的方向应该指向其轨迹的凹侧。 故选D。 4. 如图所示，一人（图中未画出）站在岸上，利用绳和定滑轮拉船，使船以大小为v的速度匀速靠岸。当绳AO段与水平面的夹角为30°时，绳的速度大小为（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】将船的速度分解为沿绳子方向的速度和垂直绳子方向的速度，则绳的速度大小为 故选B。 5. 一个半径为R的纸质小圆筒，绕其中心轴O匀速转动，角速度为。一粒子弹沿半径AO方向由纸筒上点A打进并从纸筒上的点B高速穿出，如图所示。若AB弧所对的圆心角为θ。则子弹的最大速度v大约为（　　） A. R B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】子弹穿过两个弹孔所需的时间为 若子弹从B点飞出，则圆桶需要转过的最小角度为，当圆桶转过的角度最小时，圆桶转动的时间最短，对应的子弹速度最大。此时圆桶转动的时间为 联立可得 解得 故选D。 6. 进入冬季后，北方的冰雪运动吸引了许多南方游客。如图为雪地转转游戏，人乘坐雪圈（人和雪圈总质量为50kg）绕轴以2rad/s的角速度在水平雪地上匀速转动，已知水平杆长为2m，离地高为2m，绳长为4m，且绳与水平杆垂直。则雪圈（含人）（　　） A. 所受的合外力为零 B. 圆周运动的半径为2m C. 线速度大小为4m/s D. 所受向心力大小为800N 【答案】D 【解析】 【详解】根据几何关系可知，雪圈（含人）做匀速圆周运动的半径为 则线速度大小为 雪圈（含人）所受的合外力提供所需的向心力，则有 故选D。 二、多选题：本大题共4小题，共16分。 7. 关于下列四幅图的说法正确的是（　　） A. 如图（a），当船头垂直于河岸渡河时，渡河时间最短 B. 如图（b），实验现象可以说明平抛运动水平方向分运动的特点 C. 如图（c），汽车平稳安全地通过拱桥的最高点时对拱桥的压力大小大于其重力大小 D. 如图（d），火车转弯小于规定速度行驶时，内轨对轮缘会有挤压作用 【答案】AD 【解析】 【详解】A．如图（a），当船头垂直于河岸渡河时，渡河时间最短，故A正确； B．如图（b），实验现象可以说明平抛运动竖直方向分运动的特点，即小球做自由落体运动，故B错误； C．如图（c），汽车通过拱桥的最高点时，设拱桥对汽车的支持力大小为N，根据牛顿第二定律有 所以 根据牛顿第三定律可知汽车对拱桥的压力小于其重力，故C错误； D．如图（d），火车转弯小于规定速度行驶时，做向心运动，内轨对轮缘会有挤压作用，故D正确。 故选AD。 8. “天问一号”火星探测器被火星捕获，经过系列变轨后从“调相轨道”进入“停泊轨道”，为着陆火星做准备。如图所示，阴影部分为探测器在不同轨道上绕火星运行时与火星的连线每秒扫过的面积，下列说法正确的是（ ） A. 探测器在P点的加速度大于在N点的加速度 B. 从“调相轨道”进入“停泊轨道”探测器周期变小 C. 从“调相轨道”进入“停泊轨道”探测器需点火加速 D. 图中两阴影部分的面积相等 【答案】AB 【解析】 详解】A．根据牛顿第二定律有 解得 可知卫星在轨道上离地心的距离越远，则其所处位置的加速度越小，P为停泊轨道的近地点，N为停泊轨道的远地点，因此可知探测器在P点的加速度大于在N点的加速度，故A正确； B．根据开普勒第三定律有 即对于环绕同一中心天体的物体而言，轨道半径或半长轴越大，其环绕周期就越大，而“调相轨道”的半长轴大于“停泊轨道”的半长轴，因此从“调相轨道”进入“停泊轨道”探测器周期变小，故B正确； C．从“调相轨道”进入“停泊轨道”探测器需点火制动减速，使自身做近心运动才能实现，故C错误； D．根据开普勒第二定律可知，只有在同一轨道上运行，在任意相等时间内与地心连线扫过的面积才相等，故D错误。 故选AB。 9. 在银河系中，双星的数量非常多，研究双星，对于了解恒星形成和演化过程的多样性有重要的意义。如图所示为由A、B两颗恒星组成的双星系统，A、B绕连线上一点O做圆周运动，测得A、B两颗恒星间的距离为L，恒星A的周期为T，恒星A做圆周运动的向心加速度是恒星B的2倍，忽略其他星球对A、B的影响，则下列说法正确的是（　　） A. 恒星B的周期为 B. A、B两颗恒星质量之比为1：2 C. 恒星B的线速度是恒星A的2倍 D. A、B两颗恒星质量之和为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．由于A、B两恒星连线始终过O点，运动周期相同，均T。故A错误； B．根据 可知 又 联立，解得A、B两颗恒星质量之比为 故B正确； C．根据 联立，解得 故C错误； D．根据B选项，可知 故D正确。 故选BD。 10. 在机场和火车站可以看到对行李进行安检的水平传送带。如图甲所示，旅客把行李（可视为质点，速度可视为零）放到传送带上B点时，传送带对行李的滑动摩擦力使行李开始运动，经过6.25×10-2s行李在传送带上停止滑动。已知传送带向右运动的速度为v=0.25m/s，下列说法正确的是（　　） A. 行李在传送带上滑行时所受的摩擦力方向向左 B. 如图甲所示，行李可能停在传送带上的C点 C. 图乙中阴影面积在数值上等于行李在传送带上滑过的距离 D. 图丙中阴影面积在数值上等于行李在该段时间内速度的增加量 【答案】CD 【解析】 【分析】 【详解】A．行李刚放在传送带上时，相对传送带向左滑动，故受到的摩擦力方向向右，故A错误； B．开始时，传送带相对于行李向右，行李相对于传送带向左，则行李停在传送带上B点左侧，故B错误； C．在0~6.25×10-2s过程中，传送带以v=0.25m/s的速度向右匀速运动，行李向右匀加速，则图乙中空白面积为行李向右运动的位移，阴影面积为相对传送带滑动的位移，故C正确； D．行李向右匀加速运动，根据可知，阴影面积为行李在该段时间内速度的增加量，故D正确。 故选CD。 三、实验题：本大题共1小题，共9分。 11. 某学习小组利用如图甲所示的实验装置来探究加速度与力、质量的关系。图中带滑轮的长木板放置于水平桌面上，拉力传感器与滑轮之间的轻绳始终与长木板平行，拉力传感器可直接显示绳上的拉力大小，打点计时器所接电源的频率为50Hz。 （1）关于本次实验的注意事项，下列说法正确的是______。 A. 实验中要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量 B. 实验时为了平衡摩擦力，需要将长木板右端适当垫高 C. 实验时应先接通打点计时器的电源再释放小车 （2）正确完成实验操作后，得到的一条纸带部分如图乙所示，纸带上各点均为计时点，由此可得打点计时器打出B点时小车的速度大小______m/s，小车的加速度大小______（结果保留两位有效数字）。 【答案】（1）BC （2） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 A．绳子的拉力由拉力传感器测出，不需要用砂和砂桶的重力去代替绳子拉力，不需要满足砂和砂桶的质量远小于小车的质量，故A错误； B．为了平衡摩擦力，需要将长木板右端适当垫高，以补偿打点计时器对小车的阻力及其他阻力，故B正确； C．为了能稳定地打出足够多的点，小车应靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，故C正确。 故选BC 【小问2详解】 [1] 相邻的两个计数点之间的时间间隔为 打B点时小车的速度等于A到C之间的平均速度，即 [2]用逐差法求小车的加速度 四、计算题：本大题共4小题，共40分。 12. 某兴趣小组的同学设计了图（a）所示的装置，用来测量滑块质量（滑块可视为质点）和滑块与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，不可伸长的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，连接到计算机上的传感器能显示细线的拉力F，安装在铁架台上的光电门可以读出遮光条通过光电门的挡光时间t，兴趣小组采取了下列步骤： ①用游标卡尺测量遮光条的宽度d； ②将滑块放置在转台上，使细线刚好绷直，量出滑块到转轴的距离L； ③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，分别为和；依次增大转台的角速度，并保证其每次都做匀速转动，记录对应的力传感器示数、…和光电门的示数、…。 回答下面的问题： （1）滑块匀速转动的线速度可表示为______（用d、t中字母表示）。 （2）如图（b），当大于b时，滑块做匀速圆周运动的向心力由哪些力提供（ ） A. 绳子的拉力 B. 转盘的摩擦力 C. 绳子的拉力和转盘的摩擦力 （3）处理数据时，兴趣小组的同学以力传感器的示数F为纵轴，为横轴，建立直角坐标系，描点后拟合为一条直线，如图（b）所示（图中a、b已知），设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，则物块的质量______。（用a、b、L、d中字母表示） 【答案】12. 13. C 14. 【解析】 【小问1详解】 滑块匀速转动的线速度即滑块通过光电门的速度可以用平均速度计算 【小问2详解】 由图（b）可知，当时，绳子的拉力大于零，则此时，滑块所受的绳子的拉力和转盘的摩擦力提供向心力。 故选C。 【小问3详解】 当时，滑块所受的绳子的拉力和转盘的摩擦力提供向心力，则 则图（b）的斜率为 解得 13. 杂技“空中飞环”节目以惊险、高雅和优美著称，一般作为压轴项目上演。现有一质量的演员（另系安全保险绳），坐在质量的圆环内，圆环用长的长绳系着，演员和圆环（整体视为质点）在竖直平面内做圆周运动，如图所示。不计长绳和保险绳质量，不计所有摩擦，取重力加速度大小，则： （1）当演员经过最低点的速度时，求长绳的拉力大小F； （2）长绳能承受的最大拉力，圆环底座能承受的最大压力，求演员的最大安全速度。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）在最低点对演员和圆环整体受力分析，有 解得 （2）设长绳拉力最大时演员的速度为，有 解得 设圆环底座所受压力最大时演员的速度为，有 解得 由于 则演员的最大安全速度 14. 2022年4月16日， 神舟十三号载人飞船成功返回。我国空间站关键技术完成验证，进入建造阶段。畅想未来，假如宇航员乘坐宇宙飞船到达某行星， 在该行星“北极”距地面h处由静止释放一个小球（引力视为恒力，阻力可忽略），经过时间t落到地面。已知该行星半径为R，自转周期为T，引力常量为G，已知半径为R的球体体积，求： （1）该行星的第一宇宙速度v； （2）该行星的平均密度ρ； （3）如果该行星有一颗同步卫星，其距行星表面的高度H为多少？ 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）根据 可得行星表面的重力加速度 对围绕行星表面做圆周运动的卫星 又 可得该行星的第一宇宙速度 （2）该行星的密度 解得 （3）同步卫星的周期等于该行星自转的周期，则 解得 15. 某电视台正在策划的“快乐向前冲”节目的场地设施如图所示，AB为水平直轨道，上面安装有电动悬挂器，可以载人运动，下方水面上漂浮着一个半径为R铺有海绵垫的转盘，转盘轴心离平台的水平距离为L，平台边缘与转盘平面的高度差为H，A点位于平台边缘的正上方，水平直轨道与平台间的高度差可忽略不计。选手抓住悬挂器后，按动开关，在电动机的带动下从A点沿轨道做初速度为零、加速度为a的匀加速直线运动，起动后2s悬挂器脱落。设人的质量为m，（人可看成质点），人与转盘间的最大静摩擦力为，重力加速度为g。（结果保留两位有效数字） （1）假设选手落到转盘上瞬间相对转盘速度立即变为零，为保证他落在任何位置都不会被甩下转盘，转盘的角速度应限制在什么范围？ （2）若，，取，当时选手恰好落到转盘的圆心上，求L。 （3）若，，，取，选手要想成功落在转盘上，求加速度a的范围。 【答案】（1）；（2）7.2m；（3） 【解析】 【详解】（1）设人落在转盘边缘处恰好不被甩下，此时最大静摩擦力提供向心力，则有 解得 故转盘的角速度 （2）人处于匀加速过程： 人处于平抛过程 得 故 （3）分析知a最小时人落在转盘左端，a最大时人落在转盘右端，由 得 人落在转盘左端时 解得 人落在转盘右端时 解得 故加速度a的范围是 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2023-2024学年湖南省常德市沅澧共同体高一(下)期中考试 物理试卷 一、单选题：本大题共6小题，共24分。 1. 对于下列物理事实，正确的是(　　) A. 牛顿发现万有引力定律且最早测出G值，并且发现引力常量G值大小与中心天体选择无关 B. 匀速圆周运动一定是匀变速曲线运动 C. 牛顿在万有引力定律的发现过程中，用到了“牛顿第二定律”、“力的作用是相互的”、“开普勒第三定律”等理论作为推理依据 D. 开普勒接受了地心说的观点，并根据第谷对行星运动观察记录的数据，应用严密的数学运算和椭圆轨道假说，得出了开普勒行星运动定律 2. 某汽车在平直公路上匀速行驶，其雷达和传感器检测到正前方有静止障碍物，预警系统发出警告，驾驶员仍未进行刹车操作。汽车继续前行至某处时自动触发“紧急制动”，使汽车做匀减速直线运动，避免与障碍物发生碰撞。下列图像能反映上述过程中汽车运动规律的是（　　） A. B. C. D. 3. 篮球从高处无转动下落将沿竖直方向运动，若在释放瞬间给篮球一个转动速度，篮球仍在竖直平面内运动，运动轨迹如图中曲线所示，这种现象称之为马格努斯效应，马格努斯效应在球类运动项目中非常普遍。篮球运动到M点时速度方向如图所示，则其在该点受到的合外力方向可能是（　　） A. 竖直向下 B. 与速度方向相反 C. 垂直速度方向斜向左下 D. 斜向右下，指向轨迹曲线内侧 4. 如图所示，一人（图中未画出）站在岸上，利用绳和定滑轮拉船，使船以大小为v的速度匀速靠岸。当绳AO段与水平面的夹角为30°时，绳的速度大小为（ ） A. B. C. D. 5. 一个半径为R的纸质小圆筒，绕其中心轴O匀速转动，角速度为。一粒子弹沿半径AO方向由纸筒上点A打进并从纸筒上的点B高速穿出，如图所示。若AB弧所对的圆心角为θ。则子弹的最大速度v大约为（　　） A. R B. C D. 6. 进入冬季后，北方的冰雪运动吸引了许多南方游客。如图为雪地转转游戏，人乘坐雪圈（人和雪圈总质量为50kg）绕轴以2rad/s的角速度在水平雪地上匀速转动，已知水平杆长为2m，离地高为2m，绳长为4m，且绳与水平杆垂直。则雪圈（含人）（　　） A. 所受的合外力为零 B. 圆周运动的半径为2m C. 线速度大小为4m/s D. 所受向心力大小为800N 二、多选题：本大题共4小题，共16分。 7. 关于下列四幅图的说法正确的是（　　） A. 如图（a），当船头垂直于河岸渡河时，渡河时间最短 B. 如图（b），实验现象可以说明平抛运动水平方向分运动的特点 C. 如图（c），汽车平稳安全地通过拱桥的最高点时对拱桥的压力大小大于其重力大小 D. 如图（d），火车转弯小于规定速度行驶时，内轨对轮缘会有挤压作用 8. “天问一号”火星探测器被火星捕获，经过系列变轨后从“调相轨道”进入“停泊轨道”，为着陆火星做准备。如图所示，阴影部分为探测器在不同轨道上绕火星运行时与火星的连线每秒扫过的面积，下列说法正确的是（ ） A. 探测器在P点的加速度大于在N点的加速度 B. 从“调相轨道”进入“停泊轨道”探测器周期变小 C. 从“调相轨道”进入“停泊轨道”探测器需点火加速 D. 图中两阴影部分的面积相等 9. 在银河系中，双星的数量非常多，研究双星，对于了解恒星形成和演化过程的多样性有重要的意义。如图所示为由A、B两颗恒星组成的双星系统，A、B绕连线上一点O做圆周运动，测得A、B两颗恒星间的距离为L，恒星A的周期为T，恒星A做圆周运动的向心加速度是恒星B的2倍，忽略其他星球对A、B的影响，则下列说法正确的是（　　） A. 恒星B的周期为 B. A、B两颗恒星质量之比为1：2 C. 恒星B的线速度是恒星A的2倍 D. A、B两颗恒星质量之和 10. 在机场和火车站可以看到对行李进行安检的水平传送带。如图甲所示，旅客把行李（可视为质点，速度可视为零）放到传送带上B点时，传送带对行李的滑动摩擦力使行李开始运动，经过6.25×10-2s行李在传送带上停止滑动。已知传送带向右运动的速度为v=0.25m/s，下列说法正确的是（　　） A. 行李在传送带上滑行时所受的摩擦力方向向左 B. 如图甲所示，行李可能停在传送带上的C点 C. 图乙中阴影面积在数值上等于行李在传送带上滑过的距离 D. 图丙中阴影面积在数值上等于行李在该段时间内速度的增加量 三、实验题：本大题共1小题，共9分。 11. 某学习小组利用如图甲所示的实验装置来探究加速度与力、质量的关系。图中带滑轮的长木板放置于水平桌面上，拉力传感器与滑轮之间的轻绳始终与长木板平行，拉力传感器可直接显示绳上的拉力大小，打点计时器所接电源的频率为50Hz。 （1）关于本次实验注意事项，下列说法正确的是______。 A. 实验中要保证砂和砂桶质量远小于小车的质量 B. 实验时为了平衡摩擦力，需要将长木板右端适当垫高 C. 实验时应先接通打点计时器的电源再释放小车 （2）正确完成实验操作后，得到的一条纸带部分如图乙所示，纸带上各点均为计时点，由此可得打点计时器打出B点时小车的速度大小______m/s，小车的加速度大小______（结果保留两位有效数字）。 四、计算题：本大题共4小题，共40分。 12. 某兴趣小组的同学设计了图（a）所示的装置，用来测量滑块质量（滑块可视为质点）和滑块与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，不可伸长的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，连接到计算机上的传感器能显示细线的拉力F，安装在铁架台上的光电门可以读出遮光条通过光电门的挡光时间t，兴趣小组采取了下列步骤： ①用游标卡尺测量遮光条的宽度d； ②将滑块放置在转台上，使细线刚好绷直，量出滑块到转轴的距离L； ③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，分别为和；依次增大转台的角速度，并保证其每次都做匀速转动，记录对应的力传感器示数、…和光电门的示数、…。 回答下面的问题： （1）滑块匀速转动的线速度可表示为______（用d、t中字母表示）。 （2）如图（b），当大于b时，滑块做匀速圆周运动的向心力由哪些力提供（ ） A. 绳子的拉力 B. 转盘的摩擦力 C. 绳子的拉力和转盘的摩擦力 （3）处理数据时，兴趣小组的同学以力传感器的示数F为纵轴，为横轴，建立直角坐标系，描点后拟合为一条直线，如图（b）所示（图中a、b已知），设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，则物块的质量______。（用a、b、L、d中字母表示） 13. 杂技“空中飞环”节目以惊险、高雅和优美著称，一般作为压轴项目上演。现有一质量的演员（另系安全保险绳），坐在质量的圆环内，圆环用长的长绳系着，演员和圆环（整体视为质点）在竖直平面内做圆周运动，如图所示。不计长绳和保险绳质量，不计所有摩擦，取重力加速度大小，则： （1）当演员经过最低点的速度时，求长绳的拉力大小F； （2）长绳能承受的最大拉力，圆环底座能承受的最大压力，求演员的最大安全速度。 14. 2022年4月16日， 神舟十三号载人飞船成功返回。我国空间站关键技术完成验证，进入建造阶段。畅想未来，假如宇航员乘坐宇宙飞船到达某行星， 在该行星“北极”距地面h处由静止释放一个小球（引力视为恒力，阻力可忽略），经过时间t落到地面。已知该行星半径为R，自转周期为T，引力常量为G，已知半径为R的球体体积，求： （1）该行星的第一宇宙速度v； （2）该行星的平均密度ρ； （3）如果该行星有一颗同步卫星，其距行星表面高度H为多少？ 15. 某电视台正在策划的“快乐向前冲”节目的场地设施如图所示，AB为水平直轨道，上面安装有电动悬挂器，可以载人运动，下方水面上漂浮着一个半径为R铺有海绵垫的转盘，转盘轴心离平台的水平距离为L，平台边缘与转盘平面的高度差为H，A点位于平台边缘的正上方，水平直轨道与平台间的高度差可忽略不计。选手抓住悬挂器后，按动开关，在电动机的带动下从A点沿轨道做初速度为零、加速度为a的匀加速直线运动，起动后2s悬挂器脱落。设人的质量为m，（人可看成质点），人与转盘间的最大静摩擦力为，重力加速度为g。（结果保留两位有效数字） （1）假设选手落到转盘上瞬间相对转盘速度立即变为零，为保证他落在任何位置都不会被甩下转盘，转盘的角速度应限制在什么范围？ （2）若，，取，当时选手恰好落到转盘的圆心上，求L。 （3）若，，，取，选手要想成功落在转盘上，求加速度a的范围。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$