湖南省婁底市漣源市第一名校2023-2024學(xué)年高一下學(xué)期物理期中考試試卷（含答案）VIP

湖南省婁底市漣源市第一名校2023-2024學(xué)年高一下學(xué)期物理期中考試試卷姓名：__________班級：__________考號：__________題號一二三四總分評分一、單選題：本題共7小題，每小題滿分4分，共28分。1．下列說法符合史實的是（）A．開普勒根據(jù)行星觀測數(shù)據(jù)總結(jié)出了行星運動三大定律B．卡文迪許發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律并測出了萬有引力常量的數(shù)值C．伽利略通過月一地檢驗發(fā)現(xiàn)地球與蘋果間的引力跟天體之間的引力是同一種力D．1781年發(fā)現(xiàn)的天王星的軌跡有些古怪，表明萬有引力定律的準(zhǔn)確性有問題2．從空中以40m/s的初速度平拋一重為10N的物體，物體在空中運動3s落地，不計空氣阻力，取g=10m/s2，則物體在2s末，重力的瞬時功率為（）A．200W B．2005W C．400W D．600W3．如圖所示，一條小船渡河，河寬100米，河水流速v1=3m/s，船在靜水中速度v2=4m/s，船頭方向與河岸垂直，關(guān)于小船的運動，下列說法正確的是（）A．小船的實際運動軌跡與岸垂直B．小船相對于岸的速度大小為7m/sC．小船過河所用時間為25sD．小船過河后航行到了河對岸下游60m處4．有a、b、c、d四顆地球衛(wèi)星：a還未發(fā)射，在地球赤道上隨地球表面一起轉(zhuǎn)動；b在地球的近地圓軌道上正常運行；c是地球同步衛(wèi)星；d是高空探測衛(wèi)星。各衛(wèi)星排列位置如圖，則下列說法正確的是（）A．a(chǎn)的向心加速度大于b的向心加速度B．四顆衛(wèi)星的線速度大小關(guān)系是：vC．在相同時間內(nèi)d轉(zhuǎn)過的圓心角最小D．d的運動周期可能是20小時5．質(zhì)量m=200kg的小型電動汽車在平直的公路上由靜止啟動，圖像甲表示汽車運動的速度與時間的關(guān)系，圖像乙表示汽車牽引力的功率與時間的關(guān)系。設(shè)汽車在運動過程中阻力不變，在18s末汽車的速度恰好達到最大。則下列說法正確的是（）A．汽車受到的阻力200NB．汽車的最大牽引力為800NC．8s~18s過程中汽車牽引力做的功為8×104JD．汽車在做變加速運動過程中的位移大小為90m6．已知質(zhì)量分布均勻的球殼對殼內(nèi)物體的引力為零，假設(shè)地球是一半徑為R、質(zhì)量分布均勻的球體，則地面下深度d（d<R）處和地面上高度也為d處的重力加速度大小之比為（）A．R+dR?d B．C．(R+d)27．我國天文學(xué)家通過FAST，在武仙座球狀星團M13中發(fā)現(xiàn)一個脈沖雙星系統(tǒng)。如圖所示，假設(shè)在太空中有恒星A、B雙星系統(tǒng)繞點O做順時針勻速圓周運動，運動周期為T1，它們的軌道半徑分別為RA、RB，RA<RB，C為B的衛(wèi)星，繞B做逆時針勻速圓周運動，周期為T2，忽略A與C之間的引力，且A與B之間的引力遠大于C與B之間的引力。萬有引力常量為G，則以下說法正確的是（）A．若知道C的軌道半徑，則可求出C的質(zhì)量B．恒星B的質(zhì)量為MC．若A也有一顆運動周期為T2的衛(wèi)星，則其軌道半徑一定小于C的軌道半徑D．設(shè)A、B、C三星由圖示位置到再次共線的時間為t，則t=二、多選題：本題共4小題，每小題5分，共20分。8．探月工程中，嫦娥三號”探測器的發(fā)射可以簡化如下：衛(wèi)星由地面發(fā)射后，進入地月轉(zhuǎn)移軌道，經(jīng)過P點時變軌進入距離月球表面100公里圓形軌道1，在軌道1上經(jīng)過Q點時變軌進入橢圓軌道2，月球車將在M點著陸月球表面，下列說法正確的是（）A．“嫦娥三號”在軌道1上的速度比月球的第一宇宙速度大B．“嫦娥三號”在地月轉(zhuǎn)移軌道上經(jīng)過P點的速度比在軌道1上經(jīng)過P點時大C．“嫦娥三號”在軌道1上運動周期比在軌道2上小D．“嫦娥三號”在軌道1上經(jīng)過Q點時的加速度等于在軌道2上經(jīng)過Q點時的加速度9．如圖甲所示，在水平地面上放置一木塊，其質(zhì)量m=10kg，木塊在水平推力F作用下運動，推力F的大小隨位移x變化的圖像如圖乙所示。已知木塊與地面間的動摩擦因數(shù)μ=0.2，重力加速度g取A．木塊先做勻變速直線運動，后做勻速直線運動B．木塊運動0～5m的過程中，其克服摩擦力所做的功為100JC．木塊運動0～5m的過程中，合力做的功為50JD．木塊在運動過程中的加速度一直變小10．如圖所示，有一條柔軟的質(zhì)量為m、長為L的均勻鏈條，開始時鏈條的2L3長在水平桌面上，而LA．若要把鏈條全部拉回桌面上，至少要對鏈條做功mgLB．若要把鏈條全部拉回桌面上，至少要對鏈條做功mgLC．若自由釋放鏈條，則鏈條剛離開桌面時的速度v=D．若自由釋放鏈條，則鏈條剛離開桌面時的速度v=11．如圖所示，質(zhì)量為m的小物塊（可視為質(zhì)點）從斜坡坡頂B處由靜止下滑，到達坡底A處被截停，在水平恒力F的作用下，小物塊從斜坡底部A處緩慢運動至坡頂。已知A、B之間的水平距離為s、高度為h，重力加速度為g。則下列說法正確的是（）A．下滑過程中，小物塊重力做的功是mghB．推力F對小物塊做的功大于FsC．上滑過程中，小物塊克服摩擦力做功為Fs?mghD．無論是上滑還是下滑，小物塊在這兩個階段克服摩擦力做的功相等三、實驗題：本題共2小題，每小題6分，共12分。12．某學(xué)校新進了一批傳感器，小明在老師指導(dǎo)下，在實驗室利用傳感器探究物體做圓周運動的向心力與物體質(zhì)量、軌道半徑及轉(zhuǎn)速的關(guān)系。實驗裝置如圖甲所示。帶孔的小清塊套在光滑的水平細桿上。通過細桿與固定在轉(zhuǎn)軸上的拉力傳感器相連。小滑塊上固定有轉(zhuǎn)速傳感器。細桿可繞轉(zhuǎn)軸做勻速圓周運動小明先保持滑塊質(zhì)量和軌道半徑不變來探究向心力與轉(zhuǎn)速的關(guān)系。（1）小明采用的實驗方法主要是____。（填正確答案標(biāo)號）A．理想模型法 B．控制變量法 C．等效替代法（2）若拉力傳感器的示數(shù)為F，轉(zhuǎn)速傳感器的示數(shù)為n，小明通過改變轉(zhuǎn)速測量出多組數(shù)據(jù)，作出了如圖乙所示的圖像，則小明選取的橫坐標(biāo)可能是____。A．n B．1n C．n D．（3）小明測得滑塊做圓周運動的半徑為r，若F、r、n均取國際單位，圖乙中圖線的斜率為k，則滑塊的質(zhì)量可表示為m=。13．某學(xué)習(xí)小組利用如圖甲所示裝置測當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣龋∏蛑睆綖閐。小球被電磁鐵吸住時，球心到光電門的距離為h，電磁鐵斷電，小球從A處開始做自由落體運動，小球通過光電門時光電門的遮光時間為Δt。完成以下問題：（1）用毫米刻度尺測小球的直徑d如圖乙所示，則小球的直徑為mm。（2）小球通過光電門1時的速度大小v＝。（用字母表示）（3）多次調(diào)節(jié)球心到光電門的距離h，記錄對應(yīng)的Δt，獲多組實驗數(shù)據(jù)后，畫出h?1Δt四、解答題：本題共3小題，共40分。14．宇航員站在某半徑為R的星球表面上，手持小球從高度為h處以一定初速度v水平拋出，小球落到星球表面上的點與拋出點的水平距離為L，拋出范圍內(nèi)該星球表面水平及忽略星球自轉(zhuǎn)影響，空氣阻力不計，求：（1）該星球表面的重力加速度g和星球的質(zhì)量M；（2）該星球的第一宇宙速度v115．如圖所示裝置可繞豎直軸OO'轉(zhuǎn)動，可視為質(zhì)點的小球A與兩細線連接后分別系于B、C兩點，當(dāng)細線AB沿水平方向繃直時，細線AC與豎直方向的夾角θ=37°。已知小球的質(zhì)量m=1kg，細線AC長L=0.5m，AB能承受的最大拉力為22.5N。（重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）（1）若裝置勻速轉(zhuǎn)動，細線AB剛好被拉直成水平狀態(tài)，求此時的角速度ω1的大??；（2）若裝置勻速轉(zhuǎn)動的角速度ω2=8rad/s，求細線AB和AC上的拉力大小TAB、TAC；（3）若裝置勻速轉(zhuǎn)動的角速度ω3=15rad/s，求系統(tǒng)穩(wěn)定轉(zhuǎn)動后細線AC上的拉力大小T'AC。16．如圖所示，半徑R＝1.0m的光滑圓弧軌道固定在豎直平面內(nèi)，軌道的一個端點B和圓心O的連線與水平方向間的夾角θ＝37°，另一端點C為軌道的最低點。C點右側(cè)的水平路面上緊挨C點放置一木板，木板質(zhì)量M＝1kg，上表面與C點等高。質(zhì)量m＝1kg的物塊（可視為質(zhì)點）從空中A點以v0＝1.2m/s的速度水平拋出，恰好從軌道的B端沿切線方向進入軌道。已知物塊與木板間的動摩擦因數(shù)μ1＝0.2，木板與路面間的動摩擦因數(shù)μ2，取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。試求：（1）物塊經(jīng)過B端時速度的大?。唬?）物塊經(jīng)過軌道上的C點時對軌道的壓力大??；（3）若μ2的大小可以變化，要使物塊不從木板上滑下來，木板至少的長度L與μ2的關(guān)系。

答案解析部分1．【答案】A【解析】【解答】A.開普勒根據(jù)第谷觀測的行星運動數(shù)據(jù)，總結(jié)出了行星運動三大定律，A符合題意；

B.牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，卡文迪許通過扭秤實驗測定出了萬有引力常量的數(shù)值，B不符合題意；

C.牛頓通過月一地檢驗發(fā)現(xiàn)地球與蘋果間的引力跟天體之間的引力是同一種力，C不符合題意；

D.1871年，人們發(fā)現(xiàn)了太陽系中的第七顆行星一天王星，但是，它的運動軌跡有些“古怪”，根據(jù)萬有引力定律計算出來的軌道與實際觀測的結(jié)果總有一些偏差；英國劍橋大學(xué)的學(xué)生亞當(dāng)斯和法國年輕的天文學(xué)家雷維耶相信在天王星軌道外面還存在一顆未發(fā)現(xiàn)的行星；他們根據(jù)天王星的觀測資料，各自獨立地利用萬有引力定律計算出這顆“新”行星的軌道，后來這顆行星被命名為“海王星”，表明萬有引力定律的正確性，D不符合題意。

故答案為：A。

【分析】根據(jù)物理學(xué)史分析。2．【答案】A【解析】【解答】做平拋運動的物體，豎直方向上的分運動為自由落體運動，可得物體在2s末的豎直速度為

vy=gt=20m/s

所以重力的瞬時功率

PG3．【答案】C【解析】【解答】A.如圖中所示，船具有垂直河岸和沿河岸兩個方向上的分速度，由平行四邊形定則可得，船的合速度不與河岸垂直，所以小船的實際運動軌跡不與河岸垂直，A不符合題意；

B.由平行四邊形定則可得，小船相對于岸的速度大小為

v=v12+v22=32+42m/s=5m4．【答案】C【解析】【解答】A.還未發(fā)射的衛(wèi)星a與同步衛(wèi)星c的角速度均與地球自轉(zhuǎn)角速度相同，根據(jù)

a=ω2r

知，c的向心加速度大于a。對于繞地球做圓周運動的衛(wèi)星，由牛頓第二定律得

GMmr2=ma

解得

a=GMr2

同步衛(wèi)星C的軌道半徑大于衛(wèi)星b的軌道半徑，可知同步衛(wèi)星c的向心加速度小于b的向心加速度，可知a的向心加速度小于b的向心加速度，A不符合題意。

B.對于繞地球做圓周運動的衛(wèi)星，由萬有引力充當(dāng)向心力可得

GMmr2=mv2r

得

v=GMr

可知

vb>vc>vd

a與c的角速度相同，由于c比a的半徑大，由

v=ωr

可知

va<5．【答案】C【解析】【解答】A.當(dāng)牽引力等于阻力時，速度達到最大值，結(jié)合題中數(shù)據(jù)可得，汽車受到的阻力

f=Pvm=8×10310N=800N

A不符合題意；

B.汽車做勻加速運動的牽引力最大，則有

F=Pv1=8×1038N=1000N6．【答案】D【解析】【解答】設(shè)地面上高度為d處的重力加速度為g，地面下深度d(d<R)處重力加速度為g'，根據(jù)萬有引力等于重力可得

GMm(R+d)2=mg，GM'm(R-d)2=mg'

其中

M=ρ·437．【答案】D【解析】【解答】A.在知道C的軌道半徑和周期的情況下，根據(jù)萬有引力定律充當(dāng)向心力可得

GMBMCr2=MC2πT22r

由于計算過程中C的質(zhì)量MC要約掉，所以無法求解C的質(zhì)量，A不符合題意；

B.在A、B組成的雙星系統(tǒng)中，對A，根據(jù)萬有引力充當(dāng)向心力可得

GMAMB(RA+RB)2=MA2πT12RA

解得

MB=4π2RA(RA+RB)2G8．【答案】B,D【解析】【解答】A.根據(jù)萬有引力充當(dāng)向心力可得

GMmr2=mv2r

得

v=GMr

月球的第一宇宙速度是衛(wèi)星在繞月球表面做勻速圓周運動的速度，“嫦娥三號”在軌道1上的半徑大于月球半徑，可知“嫦娥三號”在軌道1上的運動速度比月球的第一宇宙速度小，A不符合題意；

B.“嫦娥三號”在地月轉(zhuǎn)移軌道上經(jīng)P點需減速做近心運動進入軌道1，所以在地月轉(zhuǎn)移軌道上經(jīng)過P點的速度比在軌道1上經(jīng)過P點時大，B符合題意；

C.設(shè)軌道2上運動軌道的半長軸為a2，軌道1上軌道半徑為R1，根據(jù)開普勒第三定律可得

R13T12=a9．【答案】B,C【解析】【解答】AD.木塊受到的摩擦力大小為

f=μmg=20N

根據(jù)牛頓第二定律可得

a=F-fm

結(jié)合F-x圖像可知，木塊先做加速度增大的變加速運動，當(dāng)推力大小不變時做勻加速直線運動，加速度不變，AD不符合題意；

B.木塊運動0~5m的過程中，其克服摩擦力所做的功為

W=fx=20×5J=100J

B符合題意；

C.F-x圖像中圖線與橫軸所圍圖形的面積表示推力對木塊所做的功，由圖乙可知推力對木塊所做的功為

WF=20+402×5J10．【答案】B,C【解析】【解答】AB.若要把鏈條全部拉回桌面上，只要克服垂于桌面外的部分m3的重力做功即可，至少要克服重力做的功為

W=mg3×L3×12=mgL18

A不符合題意，B符合題意；

CD.自由釋放鏈條，整個鏈條的機械能守恒，取桌面為參考平面則有11．【答案】A,C【解析】【解答】A.下滑過程，小物塊重力做的功是

WG1=mgh

A符合題意；

BC.根據(jù)功的定義式

W=Fxcosθ

可得，推力F對小物塊做的功為

WF=FLABcosθ=Fs

由動能定理可得

-mgh-Wf2+WF=0

解得小物塊克服摩擦力做功為

Wf2=Fs-mgh

B不符合題意，C符合題意；

D.下滑過程中，受力分析如圖甲：

有

N1=Gy=mgcosθ，f1=μN1=μmgcosθ，

12．【答案】（1）B（2）D（3）k【解析】【解答】（1）探究向心力與轉(zhuǎn)速的關(guān)系，要先保持小滑塊質(zhì)量和半徑不變，這種研究方法叫做控制變量法，B符合題意，AC不符合題意；

故答案為：B。

（2）根據(jù)向心力與轉(zhuǎn)速的關(guān)系有

F=mω2r=4π2mrn2

由此式可知，要與F成正比關(guān)系，橫坐標(biāo)可能為n2，D符合題意，ABC不符合題意。

故答案為：D。

（3）根據(jù)（2）中所得的表達式

F=4π13．【答案】（1）9.0（2）d（3）d【解析】【解答】（1）圖乙中刻度尺的最小分度為1mm，根據(jù)讀數(shù)規(guī)則可得小球的直徑為9.0mm；

（2）小球經(jīng)過光電門的時間極短，可以用平均速度代替瞬時速度，可得金屬球經(jīng)過光電門的瞬時速度為

v=d?t

（3）小球由靜止到經(jīng)過光電門這一過程，由自由落體運動位移公式可得

(d?t)2=2gh

整理可得

h=d22g·1?t14．【答案】（1）球在星球表面做平拋運動，則有h=12聯(lián)立解得該星球表面的重力加速度為g=根據(jù)物體在星球表示受到的萬有引力等于重力可得GMm解得星球的質(zhì)量為M=（2）星球的第一宇宙速度等于衛(wèi)星繞在星球表面繞星球做勻速圓周運動時的線速度，則有GM解得該星球的第一宇宙速度為v【解析】【分析】（1）由小球的平拋運動，求出星球表面的重力加速度，再由重力等于萬有引力，求出星球的質(zhì)量；（2）星球的第一宇宙速度等于衛(wèi)星繞在星球表面繞星球做勻速圓周運動時的線速度，由萬有引力提供向心力，求出該星球的第一宇宙速度。15．【答案】（1）細線AB上張力恰為零時，小球靠重力和拉力的合力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律有mg解得ω1＝5rad/s（2）依題意ω2＞ω1細線AB有張力，由小球的受力情況及牛頓第二定律得TACcos解得TAC=12.（3）設(shè)AB細線能承受的最大拉力時的角速度為ω0，則有TACcos解得ω可知若裝置勻速轉(zhuǎn)動的角速度ω3=15rad/s，AB細線已斷，小球?qū)⑸弦?，設(shè)細線AC與豎直方向夾角為α，有T解得TAC=112.5N【解析】【分析】（1）細線AB剛好被拉直時，AB上的張力為零，分析小球的受力，由牛頓第二定律求出產(chǎn)生的角速度；（2）根據(jù)ω2與ω1的關(guān)系，確定AB細線上有張力作用，分析AB的受力，由牛頓第二定律求出細線AB和AC上的拉力大?。唬?）由牛頓第二定律求出AB細