精品解析：河南省周口市太康县第一高级中学2022-2023学年高一下学期期中考试物理试题

太康一高2022——2023学年下学期期中考试 时间：75分钟 满分：100分 一、单选题（每小题6分，共42分） 1. 对教材中圆周运动的图片，下列分析正确的是（　　） A. 如图，汽车通过拱桥的最高点时，速度越大，对桥的压力越大 B. 如图，一圆锥摆在水平面内做匀速圆周运动，若改变绳长，而保持圆锥的高不变，则圆锥摆的角速度随着的增大而增大 C. 如图，在固定的光滑圆锥筒内，同一小球先后在、位置做匀速圆周运动，则小球在位置处所受筒壁的支持力大于在位置处所受的支持力 D. 如图，火车转弯时若超过规定速度行驶，外轨对火车轮缘会有挤压作用 2. 如图，在一半径为R的球面顶端放一质量为m的物块，现给物块一初速度v0，则下列正确的是（　　） A. 若，则物块落地点离A点 B. 若球面是粗糙的，当时，物块一定会沿球面下滑一段，再斜抛离球面 C. 若，则物块落地点离A点为R D. 若，则物块落地点离A点至少为2R 3. 如图所示，一根不可伸长的轻绳一端拴着一个小球，另一端固定在竖直杆上，当竖直杆以角速度ω转动时，小球跟着杆一起做匀速圆周运动，此时绳与竖直方向的夹角为θ，下列关于ω与θ关系的图象是下图中的(　　) A. B. C. D. 4. 如图所示，质量均为m的小物块A、B分别置于正方形水平薄板abcd边缘上的a、e两点，e为ab边中点，薄板绕过中心的竖直轴转动。已知薄板边长为l，A与B、板与B间的动摩擦因数为μ，A与板间的动摩擦因数为。若两小物块均可视为质点，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. 若A、B均与板相对静止，薄板转动的最大角速度为 B. 若A、B均与板相对静止，薄板转动最大角速度为 C. 将B叠放在a处的A上，若A、B均能与板相对静止，薄板转动的最大角速度为 D. 将B叠放在a处的A上，若A、B均能与板相对静止，薄板转动的最大角速度为 5. 2022年5月10号，“天舟四号”货运飞船成功对接空间站“天和”核心舱。已知空间站在距离地球表面约400km圆轨道上运行，则其（　　） A. 线速度大于第一宇宙速度 B. 线速度比地球同步卫星的大 C 运行周期大于地球自转周期 D 角速度等于地球自转角速度 6. 关于开普勒行星运动的公式，以下理解正确的是（　　） A. 所有行星的轨道都是圆，R是圆的半径 B. 若地球绕太阳运转轨道的半长轴为，周期为；月球绕地球运转轨道的长半轴为，周期为，则： C. k与成正比、与成反比 D k只与中心天体有关 7. 中国天眼发现距地球17光年的地方有一颗“超级地球”，据科学家测算，这颗星球具有和地球一样的自转特征。如图所示，假设该星球绕AB轴自转，CD所在的赤道平面将星球分为南北半球，OE连线与赤道平面的夹角为60°。经测定，A位置的重力加速度为g，D位置的向心加速度为，则E位置的向心加速度为（　　） A. B. C. D. 二、多选题（每小题6分，共36分。不选，错选得0分，漏选得3分。） 8. 乒乓球在我国有广泛的群众基础，并有“国球”的美誉，现讨论乒乓球发球问题，已知球台长，网高，若球在球台边缘点正上方某高度处，以一定的垂直球网的水平速度发出，如图所示，球恰好在最高点时刚好越过球网。假设乒乓球反弹前后水平分速度不变，竖直分速度大小不变、方向相反，且不考虑乒乓球的旋转和空气阻力，则根据以上信息可以求出（设重力加速度为）（　　） A. 球的初速度大小 B. 发球时的高度 C. 球从发出到第一次落在球台上的时间 D. 球从发出到被对方运动员接住的时间 9. 如图，内半径的光滑空心圆柱体固定在水平地面上，一小滑块紧贴内壁从点以的初速度沿切向水平滑入，旋转一周经过点．取重力加速度，则小滑块（　　） A. 在竖直方向上做自由落体运动 B. 从运动到所用的时间为 C. 对圆柱体的压力大小保持不变 D. 在点时速度方向与竖直方向的夹角为 10. 近期天文学界有很多新发现，若某一新发现的星体质量为m、半径为R、自转周期为T、引力常量为G，下列说法正确的是(　　) A. 如果该星体的自转周期，则该星体会解体 B. 如果该星体的自转周期，则该星体会解体 C. 该星体表面的引力加速度为 D. 如果有卫星靠近该星体表面做匀速圆周运动，则该卫星的速度大小为 11. 2019年10月28日发生了天王星冲日现象，即太阳、地球、天王星处于同一直线，此时是观察天王星最佳时间。已知日地距离为R0，天王星和地球的公转周期分别为T和T0，则下列说法正确的是（　　） A. 天王星与太阳的距离为 B. 天王星与太阳的距离为 C. 至少再经过t=时间，天王星再次冲日 D. 至少再经过t=时间，天王星再次冲日 12. 2022年6月5日，神舟十四号载人飞船成功对接空间站，在神舟十四号任务期间，中国空间站将建成国家太空实验室。中国空间站在离地高度约为400km轨道运行，在轨运行时，可看成做匀速圆周运动。已知地球半径R=6400km，地球表面重力加速度g=9.8m/s2，引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2，地球同步卫星离地面高度约为36000km，下列说法正确的是（　　） A. 中国空间站在轨运行的线速度大于7.9km/s B. 中国空间站运行的角速度大于地球同步卫星运行的角速度 C. 根据题中已知条件可求出中国空间站的质量 D. 根据题中已知条件可求出中国空间站的运行周期 13. 2021年的春节是个热闹的火星年，2月5日，我国航天局发布了由“天问一号”拍摄的首张火星图像（图甲），给我们送来了新年大礼包；2月10日19时52分，“天问一号”探测器实施近火捕获，顺利进入近火点高度约400千米，周期约10个地球日，倾角约10°的大椭圆环火轨道，成为我国第一颗人造火星卫星，实现“绕、落、巡”目标的第一步，环绕火星成功。图乙为“天问一号”探测器经过多次变轨后登陆火星前的部分轨迹图，轨道Ⅰ、轨道Ⅱ、轨道Ⅲ相切于P点，轨道Ⅲ为环绕火星的圆形轨道，P、S两点分别是椭圆轨道的近火星点和远火星点，P、S、Q三点与火星中心在同一直线上，下列说法正确的是（　　） A. 探测器在P点由轨道I进入轨道Ⅱ需要点火加速 B. 探测器在轨道Ⅲ上Q点的速度大于在轨道Ⅱ上S点的速度 C. 探测器在轨道Ⅱ和轨道Ⅲ上运行时，在相等时间内与火星连线扫过的面积相等 D. 探测器在轨道Ⅱ上由P点运动到S点的时间大于探测器在轨道Ⅲ上由P点运动到Q点的时间 三、解答题（第15小题10分、第16小题12分、共22分） 14. 如图所示，“旋转秋千”中的座椅通过缆绳悬挂在旋转圆盘上。当旋转圆盘绕竖直的中心轴从静止开始转动，稳定后座椅在水平面内做匀速圆周运动。已知悬点到中心轴的距离为，座椅（可视为质点）质量为m=6kg，缆绳长度为，稳定后缆绳与竖直方向的夹角θ=30°，不考虑空气阻力，重力加速度g取10m/s2。求： （1）稳定后缆绳所受拉力T； （2）座椅做圆周运动的角速度ω。 15. 双星系统是宇宙中相对独立的系统，它由两颗彼此环绕的恒星构成。已知某双星系统的两颗天体的总质量为，这两颗天体间的距离为L，由于L远大于天体自身的半径，两天体都可看成质点。引力常量为G。求： （1）双星系统的角速度大小。 （2）双星系统两天体的线速度大小之和。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 太康一高2022——2023学年下学期期中考试 时间：75分钟 满分：100分 一、单选题（每小题6分，共42分） 1. 对教材中圆周运动的图片，下列分析正确的是（　　） A. 如图，汽车通过拱桥的最高点时，速度越大，对桥的压力越大 B. 如图，一圆锥摆在水平面内做匀速圆周运动，若改变绳长，而保持圆锥的高不变，则圆锥摆的角速度随着的增大而增大 C. 如图，在固定的光滑圆锥筒内，同一小球先后在、位置做匀速圆周运动，则小球在位置处所受筒壁的支持力大于在位置处所受的支持力 D. 如图，火车转弯时若超过规定速度行驶，外轨对火车轮缘会有挤压作用 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据牛顿第二定律 得 根据牛顿第三定律 速度越大，压力越小，故A错误； B．受力分析可得 设圆锥高为h，则 得 h和g不变，角速度不变，故B错误； C．设圆锥面与竖直方向夹角为α，则 可知，小球在两个位置所受支持力相等，故C错误； D．设轨道平面与水平方向夹角为β，当火车与铁轨的侧向弹力为零时，有 若火车速度变大，需要更大的向心力，由铁轨对货车的支持力与重力的合力提供的向心力不足，则需要外轨对火车提供侧向弹力，外轨对火车轮缘有挤压作用。故D正确。 故选D。 2. 如图，在一半径为R的球面顶端放一质量为m的物块，现给物块一初速度v0，则下列正确的是（　　） A. 若，则物块落地点离A点 B. 若球面是粗糙的，当时，物块一定会沿球面下滑一段，再斜抛离球面 C. 若，则物块落地点离A点为R D. 若，则物块落地点离A点至少为2R 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A．在最高点，根据牛顿第二定律得 解得 知物体在顶部仅受重力，有水平初速度，做平抛运动，则 则水平运动的位移 故A错误； B．当时，在最高点，根据牛顿第二定律得 解得 如果1、物块受到的摩擦力足够大，物块可能滑行一段距离后停止；2、如果物块受到的摩擦力处于临界状态，可能刚好滑到边沿竖直下抛；3、如果摩擦力再减少的话就可能在某一位置斜下抛，故B错误； C．当时，物块也可能做圆周运动，故C错误； D．若，由A的分析可知，水平位移 故D正确。 故选D。 【名师点睛】在最高点，物体沿半径方向合力提供向心力，根据牛顿第二定律判断是否有支持力，从而判断物体的运动情况即可解题。 3. 如图所示，一根不可伸长的轻绳一端拴着一个小球，另一端固定在竖直杆上，当竖直杆以角速度ω转动时，小球跟着杆一起做匀速圆周运动，此时绳与竖直方向的夹角为θ，下列关于ω与θ关系的图象是下图中的(　　) A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】如图小球受力如图所示 由牛顿第二定律得 mgtanθ=mω2r 又 r=Lsinθ 可得 当θ=0时，ω＞0．由数学知识得知D图正确，故D正确，ABC错误。 4. 如图所示，质量均为m的小物块A、B分别置于正方形水平薄板abcd边缘上的a、e两点，e为ab边中点，薄板绕过中心的竖直轴转动。已知薄板边长为l，A与B、板与B间的动摩擦因数为μ，A与板间的动摩擦因数为。若两小物块均可视为质点，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. 若A、B均与板相对静止，薄板转动的最大角速度为 B. 若A、B均与板相对静止，薄板转动的最大角速度为 C. 将B叠放在a处的A上，若A、B均能与板相对静止，薄板转动的最大角速度为 D. 将B叠放在a处的A上，若A、B均能与板相对静止，薄板转动的最大角速度为 【答案】D 【解析】 【详解】A．若A与板相对静止，此时薄板转动的最大角速度为 解得此时 若B与板相对静止，此时薄板转动最大角速度为 解得 若A、B均与板相对静止，则薄板转动的最大角速度为，故AB错误； CD．将B叠放在a处的A上，若A能与板相对静止，此时薄板转动的最大角速度为 解得 若A、B整体能与板相对静止，此时此时薄板转动的最大角速度薄板转动的最大角速度为 解得 故此时薄板转动的最大角速度为，故C错误，D正确。 故选D。 5. 2022年5月10号，“天舟四号”货运飞船成功对接空间站“天和”核心舱。已知空间站在距离地球表面约400km圆轨道上运行，则其（　　） A. 线速度大于第一宇宙速度 B. 线速度比地球同步卫星的大 C. 运行周期大于地球自转周期 D. 角速度等于地球自转角速度 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据万有引力提供向心力可得 解得 地球第一宇宙速度为卫星在地面表面轨道运行时的速度，为卫星绕地球做匀速圆周运动的最大运行速度，可知空间站的线速度小于第一宇宙速度，A错误； B．根据万有引力提供向心力可得 解得 空间站的轨道半径小于地球同步卫星的轨道半径，可知空间站的线速度比地球同步卫星的大，B正确； C．根据万有引力提供向心力可得 解得 可知空间站的运行周期小于地球同步卫星的运行周期，即空间站的运行周期小于地球自转周期，C错误； D．根据万有引力提供向心力可得 解得 可知空间站的角速度大于地球同步卫星的角速度，即空间站的角速度大于地球自转角速度，D错误。 故选B。 6. 关于开普勒行星运动的公式，以下理解正确的是（　　） A. 所有行星的轨道都是圆，R是圆的半径 B. 若地球绕太阳运转轨道的半长轴为，周期为；月球绕地球运转轨道的长半轴为，周期为，则： C. k与成正比、与成反比 D. k只与中心天体有关 【答案】D 【解析】 【详解】A．所有行星的轨道都是椭圆，R是椭圆的半长轴，故A错误； B．地球和月球不是绕同一个中心天体运动，所以 故B错误； CD．开普勒行星运动第三定律中，k是一个对所有行星都相同的常量，它是由中心天体即太阳决定的，与行星无关，故C错误，D正确。 故选D。 7. 中国天眼发现距地球17光年的地方有一颗“超级地球”，据科学家测算，这颗星球具有和地球一样的自转特征。如图所示，假设该星球绕AB轴自转，CD所在的赤道平面将星球分为南北半球，OE连线与赤道平面的夹角为60°。经测定，A位置的重力加速度为g，D位置的向心加速度为，则E位置的向心加速度为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】A位置的重力加速度由万有引力提供得 D位置万有引力提供重力加速度和向心加速度 E位置的向心加速度，则有 A正确。 故选A。 二、多选题（每小题6分，共36分。不选，错选得0分，漏选得3分。） 8. 乒乓球在我国有广泛的群众基础，并有“国球”的美誉，现讨论乒乓球发球问题，已知球台长，网高，若球在球台边缘点正上方某高度处，以一定的垂直球网的水平速度发出，如图所示，球恰好在最高点时刚好越过球网。假设乒乓球反弹前后水平分速度不变，竖直分速度大小不变、方向相反，且不考虑乒乓球的旋转和空气阻力，则根据以上信息可以求出（设重力加速度为）（　　） A. 球的初速度大小 B. 发球时的高度 C. 球从发出到第一次落在球台上的时间 D. 球从发出到被对方运动员接住的时间 【答案】ABC 【解析】 【分析】 【详解】B．由于乒乓球反弹前后水平分速度不变，竖直分速度大小不变、方向相反，且不考虑乒乓球的旋转和空气阻力，所以在整个的运动的过程中，乒乓球的能量是守恒的，由于球恰好在最高点时越过球网，所以根据能量的守恒可得，在发球时的高度即为球网的高度h，故B正确； C．从乒乓球发出到第一次接触球台，此时乒乓球做是平抛运动，根据竖直方向做自由落体运动，则有 可以求得球从发出到第一次落在球台上的时间 故C正确； A．在乒乓球从发出到刚越过球网的时刻，在水平方向上，乒乓球一直是匀速直线运动，从发球到刚越过球网时的总的时间为2t，则有 解得球的初速度 故A正确； D．由于对方运动员接球的位置未知，无法求出球从发出到被对方运动员接住的时间，故D错误。 故选ABC。 9. 如图，内半径的光滑空心圆柱体固定在水平地面上，一小滑块紧贴内壁从点以的初速度沿切向水平滑入，旋转一周经过点．取重力加速度，则小滑块（　　） A. 在竖直方向上做自由落体运动 B. 从运动到所用的时间为 C. 对圆柱体的压力大小保持不变 D. 在点时速度方向与竖直方向的夹角为 【答案】ACD 【解析】 【详解】ABC．将小滑块的运动分解到竖直方向和水平方向，由于竖直方向只受重力，竖直方向做自由落体运动，水平方向只受圆柱体的的支持力，且支持力总是与水平方向的速度垂直，小滑块在水平方向做匀速圆周运动，支持力提供向心力，则有 可知支持力大小不变，根据牛顿第三定律可知小滑块对圆柱体的压力大小保持不变，小滑块从运动到所用的时间为 AC正确，B错误； D．小滑块在点时的竖直分速度为 设在点时速度方向与竖直方向的夹角为，则有 可得 D正确。 故选ACD。 10. 近期天文学界有很多新发现，若某一新发现的星体质量为m、半径为R、自转周期为T、引力常量为G，下列说法正确的是(　　) A. 如果该星体的自转周期，则该星体会解体 B. 如果该星体的自转周期，则该星体会解体 C. 该星体表面的引力加速度为 D. 如果有卫星靠近该星体表面做匀速圆周运动，则该卫星的速度大小为 【答案】AD 【解析】 【详解】AB. 如果在该星体“赤道”表面有一物体，质量为，当它受到的万有引力大于跟随星体自转所需的向心力时，则有： 解得： 此时，星体处于稳定状态不会解体，而当该星体的自转周期： 此时，星体会解体，故A正确，B错误； C. 在该星体表面，则有： 解得该星体表面的引力加速度为： 故C错误； D. 如果有质量为的卫星靠近该星体表面做匀速圆周运动，则有： 解得该卫星的速度大小为： 故D正确． 11. 2019年10月28日发生了天王星冲日现象，即太阳、地球、天王星处于同一直线，此时是观察天王星的最佳时间。已知日地距离为R0，天王星和地球的公转周期分别为T和T0，则下列说法正确的是（　　） A. 天王星与太阳的距离为 B. 天王星与太阳的距离为 C. 至少再经过t=时间，天王星再次冲日 D. 至少再经过t=时间，天王星再次冲日 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．太阳对地球的万有引力提供地球做圆周运动的向心力，有 同理，对天王星有 解得 选项A正确，B错误； CD．设经时间t，再次出现天王星冲日，则有 其中 解得 选项C正确，D错误。 故选AC。 12. 2022年6月5日，神舟十四号载人飞船成功对接空间站，在神舟十四号任务期间，中国空间站将建成国家太空实验室。中国空间站在离地高度约为400km轨道运行，在轨运行时，可看成做匀速圆周运动。已知地球半径R=6400km，地球表面重力加速度g=9.8m/s2，引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2，地球同步卫星离地面高度约为36000km，下列说法正确的是（　　） A. 中国空间站在轨运行的线速度大于7.9km/s B. 中国空间站运行的角速度大于地球同步卫星运行的角速度 C. 根据题中已知条件可求出中国空间站的质量 D. 根据题中已知条件可求出中国空间站的运行周期 【答案】BD 【解析】 【详解】A．中国空间站在轨运行做匀速圆周运动时，由万有引力提供向心力 在地球表面有 解得 A错误； B．根据 中国空间站的轨道半径小于地球同步卫星的轨道半径，则中国空间站运行的角速度大于地球同步卫星运行的角速度，B正确； C．由于在万有引力提供向心力的表达式中，环绕天体的质量消去了，只能求中心天体的质量，即根据题中已知条件不能求出中国空间站的质量，C错误； D．根据 可知，根据题中已知条件可求出中国空间站的运行周期，D正确。 故选BD。 13. 2021年的春节是个热闹的火星年，2月5日，我国航天局发布了由“天问一号”拍摄的首张火星图像（图甲），给我们送来了新年大礼包；2月10日19时52分，“天问一号”探测器实施近火捕获，顺利进入近火点高度约400千米，周期约10个地球日，倾角约10°的大椭圆环火轨道，成为我国第一颗人造火星卫星，实现“绕、落、巡”目标的第一步，环绕火星成功。图乙为“天问一号”探测器经过多次变轨后登陆火星前的部分轨迹图，轨道Ⅰ、轨道Ⅱ、轨道Ⅲ相切于P点，轨道Ⅲ为环绕火星的圆形轨道，P、S两点分别是椭圆轨道的近火星点和远火星点，P、S、Q三点与火星中心在同一直线上，下列说法正确的是（　　） A. 探测器在P点由轨道I进入轨道Ⅱ需要点火加速 B. 探测器在轨道Ⅲ上Q点速度大于在轨道Ⅱ上S点的速度 C. 探测器在轨道Ⅱ和轨道Ⅲ上运行时，在相等时间内与火星连线扫过的面积相等 D. 探测器在轨道Ⅱ上由P点运动到S点的时间大于探测器在轨道Ⅲ上由P点运动到Q点的时间 【答案】BD 【解析】 【详解】A．探测器由轨道I进入轨道II做的是近心运动，需点火减速，使万有引力大于所需的向心力，故A错误； B．根据万有引力提供向心力，有 解得线速度 可知在轨道II上S点对应圆轨道的速度小于近火星点Q处圆轨道上的速度，而在轨道II上S点的速度小于该处对应圆轨道上的速度，所以探测器在轨道II上S点的速度小于轨道III上Q点的速度，故B正确； C．开普勒第二定律描述的是卫星在一个轨道上相等的时间连线扫过的面积相等，探测器在轨道II和轨道III属于两不同的轨道，故C错误； D．因轨道II的半长轴大于轨道III的半径，根据开普勒第三定律，知轨道II的周期大于轨道III的周期，而探测器在轨道II上由P点运动到S点的时间和探测器在轨道III上由P点运动到Q点的时间都是各自周期的一半，故探测器在轨道Ⅱ上由P点运动到S点的时间大于探测器在轨道Ⅲ上由P点运动到Q点的时间，故D正确。 故选BD。 三、解答题（第15小题10分、第16小题12分、共22分） 14. 如图所示，“旋转秋千”中的座椅通过缆绳悬挂在旋转圆盘上。当旋转圆盘绕竖直的中心轴从静止开始转动，稳定后座椅在水平面内做匀速圆周运动。已知悬点到中心轴的距离为，座椅（可视为质点）质量为m=6kg，缆绳长度为，稳定后缆绳与竖直方向的夹角θ=30°，不考虑空气阻力，重力加速度g取10m/s2。求： （1）稳定后缆绳所受拉力T； （2）座椅做圆周运动的角速度ω。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）对座椅受力分析，如图所示 竖直方向根据受力平衡可得 得 （2）由牛顿第二定律得 由几何关系 联立解得 15. 双星系统是宇宙中相对独立的系统，它由两颗彼此环绕的恒星构成。已知某双星系统的两颗天体的总质量为，这两颗天体间的距离为L，由于L远大于天体自身的半径，两天体都可看成质点。引力常量为G。求： （1）双星系统的角速度大小。 （2）双星系统两天体的线速度大小之和。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）设两颗天体的轨道半径分别是、，由万有引力提供向心力得 又 联立可得 解得 （2）由线速度与角速度的关系 可得 解得双星系统两天体的线速度大小之和为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$