广东省 2022-2023学年高一物理下学期期中试卷（Word版附解析）

广州市第五中学2022-2023学年度下学期中段考高一物理试卷一、单选题（共7题，每题4分）1.《西游记》中，一只大龟浮水作舟，驮着唐僧师徒四人和白龙马渡过了通天河。已知大龟在静水中游动的速度大小与河水的流速大小之比为2∶1，出发点A到正对岸B点的距离为d，河岸平直。若大家以最短的时间渡河，则大家上岸的地点与B点的距离为（　　）A.B.C.D.【答案】B【解析】【详解】要使渡河时间最短，大龟游动的速度应垂直河岸，渡河时间大家上岸的地点与B点的距离又解得选项B正确。2.如图所示，长为L的直杆一端可绕固定轴O无摩擦转动，另一端靠在以水平速度v匀速向左运动、表面光滑的竖直挡板上，当直杆与竖直方向夹角为θ时，直杆端点A的线速度为（）A.B.vsinθC.D.vcosθ【答案】C【解析】【详解】试题分析：如图将A点的速度分解： 根据运动的合成与分解可知，接触点A的实际运动、即合运动为在A点垂直于杆的方向的运动，该运动由水平向左的分运动和竖直向下的分速度组成，所以，为A点做圆周运动的线速度．故选C．考点：速度的分解3.投壶是从先秦延续至清末的中国传统礼仪和宴饮游戏，《礼记传》中提到：“投壶，射之细也．宴饮有射以乐宾，以习容而讲艺也．”如图所示，甲、乙两人沿水平方向各射出一支箭，箭尖插入壶中时与水平面的夹角分别为53°和37°；已知两支箭质量相同，忽略空气阻力、箭长，壶口大小等因素的影响，下列说法正确的是（，，，）（　　）A.若两人站在距壶相同水平距离处投壶，甲所投箭的初速度比乙的大B.若两人站在距壶相同水平距离处投壶，乙所投的箭在空中运动时间比甲的长C.若箭在竖直方向下落的高度相等，则甲投壶位置距壶的水平距离比乙大D.若箭在竖直方向下落的高度相等，则甲所射箭落入壶口时速度比乙小【答案】D【解析】【详解】根据题意，设位移与水平方向夹角为，速度与水平方向的夹角为，由平抛运动规律有AB．若两人站在距壶相同水平距离处投壶，则有由可得可知，甲所投的箭在空中运动时间长，由 可知，甲所投箭的初速度较小，故AB错误；CD．若箭在竖直方向下落的高度相等，则箭在空中运动时间相等，且有则甲所投箭的初速度较小，由可知，甲、乙所射箭落入壶口时竖直速度相等，则由可得，甲所射箭落入壶口时速度比乙小，故C错误，D正确。故选D。4.图甲为游乐场中一种叫“魔盘”的娱乐设施，游客坐在转动的魔盘上，当魔盘转速增大到一定值时，游客就会滑向盘边缘，其装置可以简化为图乙。若魔盘转速缓慢增大，则游客在滑动之前（　　）A.游客受到魔盘的摩擦力缓慢增大B.游客始终处于平衡状态C.游客受到魔盘的支持力缓慢增大D.游客受到的合外力大小不变【答案】A【解析】【分析】【详解】AC．对游客受力分析如图 分别对水平和竖直方向列方程，水平方向竖直方向则随着魔盘转速缓慢增大，游客需要的向心力增大，但必须保证竖直方向受力平衡，因为重力不变，则f、N两个力只能一个增大一个减小，结合水平方向，只能f增大，N减小。故A正确，C错误；BD．滑动之前，游客在竖直方向受力平衡，水平方向的向心力即为合外力，随着转速缓慢增大，需要的向心力增大，即合外力增大，故BD错误。故选A。5.如图所示，乘坐游乐园的翻滚过山车时，质量为m的人随车在竖直平面内旋转，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　）A.车在最高点时人处于倒坐状态，全靠保险带拉住，没有保险带，人就会掉下来B.人在最高点时对座位不可能产生大小为mg的压力C.人在最低点时对座位的压力等于mgD.人在最低点时对座位的压力大于mg【答案】D【解析】 【详解】A．在最高点时，只要速度够大，人就会对座位产生一个向上的作用力，即使没有安全带，人也不会掉下去，故A错误；B．若在最高点时，人对座位产生压力为mg，则解得故只要速度人在最高点时就对座位产生大小为mg的压力，故B错误；CD．人在最低点时，受到座位的支持力和重力，两力的合力充当向心力，即解得故C错误，D正确。故选D。6.如图所示是北斗导航系统中部分卫星的轨道示意图，已知P、Q、M三颗卫星均做匀速圆周运动，其中P是地球同步卫星，则（　　）A.卫星Q、M的速度B.卫星P、M的角速度C.卫星Q相对地面静止D.卫星P、Q的向心加速度一定相等【答案】B【解析】【详解】ABD．根据万有引力提供向心力有 可得由题可知可得卫星P、Q的向心加速度大小相等，方向不同，故AD错误，B正确；C．卫星P是地球同步卫星相对地面静止，卫星P、Q绕行方向不同，所以卫星Q相对地面不是静止的，故C错误。故选B。7.如图甲所示，“天问一号”探测器从地球发射后，立即被太阳引力俘获，沿以太阳为焦点的椭圆轨道b运动到达火星，被火星引力俘获后环绕火星飞行，轨道b与地球公转轨道a、火星公转轨道c相切。如图乙所示，“天问一号”目前已由椭圆轨道I进入圆轨道II，进行预选着陆区探测。下列说法正确的是（　　）A.“天问一号”的发射速度v满足B.地球绕太阳公转速度大于火星绕太阳公转速度C.“天问一号”在轨道II上的速度大于火星的第一宇宙速度 D.在椭圆轨道I上经过M点的速度小于在圆轨道II上经过M点的速度【答案】B【解析】【分析】【详解】A．因“天问一号”探测器从地球发射后，立即被太阳引力俘获，所以发射速度大于第二宇宙速度，故A错误；B．依据“进快远慢”的原则，地球绕太阳公转速度大于火星绕太阳公转速度，故B正确；C．第一宇宙速度是卫星环绕中心天体做匀速圆周动的最大速度，故C错误；D．由于“天问一号”在椭圆轨道I上经过M点时做离心运动，在圆轨道II上经过M点时做圆周运动，所以在椭圆轨道I上经过M点的速度大于在圆轨道II上经过M点的速度，故D错误；故选B。二、多选题（共3题，每题6分，漏选得3分，错选不得分）8.经过近两年的改造，原“佛山一环”被改造成了封闭管理的高速公路，但最高限速仍然为100kmh，如果要将最高限速提高到120km/h，则必须对道路主干道进行哪些改造（　　）A.增大弯道的转弯半径B.减小弯道路面向内侧倾斜的程度C.增大沿线各拱形桥梁的曲率半径D.减小斜坡与水平路面连接路段的曲率半径【答案】AC【解析】【分析】【详解】A．由可知，增大弯道的转弯半径可减小需要的向心力，同等安全条件下能提高转弯速度，故A正确；B．高速转弯设计为外高内低的截面，利用斜面的支持力的水平分力提供向心力，在安全的前提下尽量增大弯道路面向内侧倾斜的程度，从而获得更大的向心力，也能提高转弯速度，故B错误；C．为了保证汽车通过拱形桥梁最高点时不会飞出，需要向心力较小从而使其受支持力，则需增大沿线各拱形桥梁的曲率半径，故C正确；D．斜坡与水平路面连接路段曲面属于凹行桥，曲率半径越小，向心力越大，发生超重现象，轮胎所受压力更大，容易出现爆胎，故D错误； 故选AC。9.2021年8月，我国16岁的滑板选手曾文惠成为第一位进入奥运会滑板决赛的中国运动员。曾文惠在某次训练中从滑板上跳起经过一段时间又落到滑板上，若其重心轨迹如图中实线所示，轨迹上有a、b、c三点，且a、c在同一水平线上，b为最高点，不计空气阻力，将曾文惠视为质点，则曾文惠在空中运动过程中（　　）A.做匀变速曲线运动B.先超重后失重C.在最高点时速度为零D.从a到b与从b到c的过程中速度的变化量相同【答案】AD【解析】【详解】AB．根据题意可知，，不计空气阻力，曾文惠在空中运动过程中只受重力，做匀变速曲线运动，处于完全失重状态，故B错误，A正确；C．在最高点时，竖直速度为零，水平速度不为零，则速度不为零，故C错误；D．由对称性可知，从a到b与从b到c的过程中的运动时间相等，由可知，速度的变化量相同，故D正确。故选AD。10.甲、乙两名溜冰运动员，M甲=80kg，M乙=40kg，面对面拉着弹簧秤做圆周运动的溜冰表演，两人相距0.9m，弹簧秤的示数为96N，如图所示，下列判断正确的是（　　）A.两人运动半径相同B.两人的运动半径不同，甲为0.3m，乙为0.6mC.甲的线速度12m/s，乙的线速度6m/sD.两人的角速度均为2rad/s 【答案】BD【解析】【详解】由题意可知弹簧秤对甲、乙两名运动员的拉力提供各自的向心力，有因为甲、乙两名运动员面对面拉着弹簧秤绕共同的圆心做圆周运动，角速度相同，有所以因为联立可解得，；所以两人运动半径不同；根据代入数据可解得两人的角速相同为；根据代入数据得甲的线速度是，同理可得乙的线速度是。综上分析可知BD正确，AC错误。故选BD。三、实验题（共2题）11.用如图甲所示的向心力实验器，定量探究匀速圆周运动所需向心力的大小与物体的质量、角速度大小、运动半径之间的关系。如图甲，光电门传感器和力传感器固定在向心力实验器上，并与数据采集器连接；旋臂上的砝码通过轻质杆与力传感器相连，以测量砝码所受向心力的大小；宽为的挡光杆固定在距旋臂转轴水平距离为的另一端，挡光杆通过光电门传感器时，计算机可算出旋臂的角速度。 （1）在该实验中，主要采用______方法来探究向心力与质量、半径、角速度的关系。A．控制变量法　　B．理想实验法　　C．微元法　　D．等效替代法（2）挡光杆某次经过光电门的挡光时间为，砝码做圆周运动的角速度大小为______（用表示）。（3）以为纵坐标，以为横坐标，可在坐标纸中描出数据点作一条如图乙所示直线，若图像的斜率为，则滑块的质量为______（用表示）。【答案】①.A②.③.【解析】【详解】（1）[1]探究一个物理量与多个物理量之间的关系时，需要用控制变量法。故选A。（2）[2]根据题意可知，每次经过光电门时的速度为由公式可知，砝码做圆周运动的角速度大小为（3）[3]根据题意，由公式可得结合图像有解得 12.采用如下图所示的实验装置做“探究平抛运动的特点”的实验。（1）以下是实验过程中的一些做法，其中合理的有______。A．要求斜槽轨道低端保持水平B．斜槽轨道尽量光滑C．每次小球释放的初始位置可以任意选择D．为描出小球的运动轨迹，描绘的点可以用折线连接（2）如图为一小球做平抛运动时用闪光照相的方法获得的相片的一部分，图中背景小方格的边长为1.25cm，取，则：A点______（填“是”或“不是”）为抛出点；闪光照片的时间为______s；小球运动的初速度______m/s；小球过B点的竖直速度______m/s。【答案】①.A②.不是③.0.05④.0.75⑤.1【解析】【详解】（1）[1]A．探究平抛运动的规律，必须保证小球从斜槽出去的速度方向水平，所以要求斜槽轨道低端保持水平，故A正确；BC．做同一次平抛实验时，只需要小球每次从同一位置由静止释放即可，所以斜槽轨道不需要光滑，故BC错误；D．为描出小球的运动轨迹，描绘的点必须用平滑的曲线连接，故D错误。故选A。（2）[2]根据平抛运动在水平方向规律 可知AB与BC之间的时间间隔相等，设为T，竖直方向根据推论解得闪光照片的时间为假设A点是抛出点，则有所以假设不成立，故A点不是抛出点；[3]闪光照片的时间为0.05s；[4]小球运动的初速度为[5]小球过B点的竖直速度四、计算题（共3题）13.设火星探测器在距离火星表面h高度做周期为T的匀速圆周运动。已知火星的半径为R，引力常量为G。求：（1）探测到的火星质量；（2）探测到的火星表面的重力加速度；（3）探测到火星的密度。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）探测器绕着火星做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，故解得火星质量（2）火星表面的物体所受万有引力等于重力，故解得火星表面的重力加速度为 （3）火星的密度为14.如图所示，一传送带顺时针匀速转动，工人将货物轻轻放上传送带不同位置，在传送带的带动下，从传送带右端的B点水平抛出，发现货物均落到地面上的C点，已知物块与传送带之间的动摩擦因数，传送带B点距离地面高度，B、C点的连线与地面的夹角为（，，）；求：（1）货物从B点的抛出速度；（2）求货物放上传送带时的位置与B点的最小距离。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）根据题意可知，货物从B点的抛出之后做平抛运动，设水平位移为，由平抛运动规律有联立解得（2）根据题意可知，货物一直加速运动时，距离最小，由牛顿第二定律有由运动学公式有联立解得15.如图甲所示，长的轻杆的一端固定在水平转轴O上，另一端固定一质量 的小球，小球随轻杆绕转轴在竖直平面内做线速度的匀速圆周运动，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力。（1）小球运动到最高点时，求轻杆对小球的作用力F1；（2）小球运动到水平位置A时，求轻杆对小球的作用力大小F2；（3）若将轻杆换成轻绳，再将小球提至转轴正上方的B点，此时绳刚好伸直且无张力，然后将球以水平速度抛出，如图乙所示。求从抛出小球到绳再次伸直的时间t。【答案】（1）杆对球的作用力的大小为3N，方向竖直向上；（2）；（3）【解析】【详解】（1）假设F1的方向向上，对小球有：解得所以杆对球的作用力的大小为3N，方向竖直向上；（2）小球运动到水平位置时，杆对球的竖直方向分力水平分力故杆对球的作用力大小代入数据解得（3）小球将做平抛运动，运动轨迹如图中实线所示，有 代入数据解得