云南省楚雄州2022-2023学年高一物理下学期期中试题（Word版附解析）

楚雄州中小学2022~2023学年下学期期中教育学业质量监测高中一年级物理试卷考生注意：1.本试卷分第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分，共100分。考试时间90分钟。2.请将各题答案填写在答题卡上。3.本试卷主要考试内容：人教版必修第二册第五章至第七章第3节。第I卷（选择题共40分）一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.在篮球运动员投篮过程中篮球运动的轨迹如图所示，下列说法正确的是（　　）A.篮球的速度一直减小B.篮球的速度一直增大C.篮球的速度先增大后减小D.篮球的速度先减小后增大【答案】D【解析】【详解】受力方向与曲线运动速度方向的夹角从大于逐渐减小为小于，篮球的速度先减小后增大。故选D。2.学生常用的剪刀如图所示，A、B是剪刀上的两点，B点离O点（转轴）更近，则在正常使用过程中（　　）A.A、B两点的角速度大小不同B.A、B两点的线速度大小相同C.A点的向心加速度更大D.B点的向心加速度更大【答案】C 【解析】【详解】A．A、B两点同轴转动，角速度相同，A错误；B．根据公式可知A、B两点的线速度大小不相等，B点离O点更近，故A点的线速度更大，B错误；CD．根据r可知，C正确、D错误。故选C。3.如图所示，河水由西向东流，河宽为500m，若取河中任意一点，该点水流速度大小为，到较近河岸的距离为x，则与x的关系总满足（x的单位为m），让小船船头垂直河岸由南向北渡河，小船在静水中的速度大小恒为，下列说法正确的是（　　）A.小船渡河的轨迹为直线B.小船在河水中的最大速度是5m/sC.小船在距南岸100m处的速度大小小于在距北岸100m处的速度大小D.小船渡河的时间是100s【答案】B【解析】【详解】A．因为水流速度随着距岸边的距离的变化而变化，所以小船的合速度的大小与方向一直发生变化，所以小船的渡河轨迹为曲线，A错误；B．在河中心时，最大水流速度为3m/s，船的合速度B正确；C．当小船距河岸的距离为100m时水流速度相同，船的合速度大小也相同，C错误；D．小船渡河的时间为D错误。 故选B。4.为了验证平抛运动的小球在竖直方向上做自由落体运动，用如图所示的装置进行实验，小锤击打弹性金属片，A球水平抛出，同时B球被松开，自由下落，关于该实验，下列说法中正确的是（　　）A.两球的质量应相等B.两球应同时落地C.A球做非匀变速曲线运动D.实验也能说明A球在水平方向上做匀速直线运动【答案】B【解析】【详解】AB．两球在竖直方向上都做自由落体运动，由得运动情况与小球的质量无关，下落的时间相同，两球同时落地，A错误、B正确；C．A球只受重力，做匀变速曲线运动，C错误；D．平抛运动在水平方向上的分运动是匀速直线运动，但该实验无法证明，D错误。故选B。5.关于万有引力公式，以下说法正确的是（　　）A.万有引力只存在于星球之间，不存在于质量较小的物体之间B.当两物体间的距离趋近于0时，万有引力趋近于无穷大C.两物体间的万有引力也符合牛顿第三定律D.公式中引力常量G的值是笛卡尔通过扭秤实验测定的【答案】C【解析】【详解】A．万有引力公式，虽然是牛顿由天体的运动规律得出的，但牛顿又将它推广到了宇宙中的任何物体，适用于计算任何两个质点间的引力，故A错误；B．当两个物体间的距离趋近于零时，两个物体就不能视为质点了，万有引力公式不再适用，故B错误； C．两物体间的万有引力也符合牛顿第三定律，故C正确；D．公式中引力常量G的值是卡文迪什通过扭秤实验测定的，故D错误。故选C。6.固定半圆形竖直轨道如图所示，AB为水平直径，O为圆心，质量不等的甲、乙两个小球同时从A点水平抛出，速度分别为、，经时间、分别落在等高的C、D两点，OC、OD与竖直方向的夹角均为，下列说法正确的是（　　）A.B.C.甲球的速度变化量小于乙球的速度变化量D.落在D点的小球垂直打在圆弧上【答案】A【解析】【详解】AB．根据两小球的轨迹可知竖直方向的位移相同，两小球下落的时间相同，即，水平位移之比为，所以水平速度之比为，故A正确，B错误；C．在竖直方向上下落时间相同，甲球的速度变化量等于乙球的速度变化量，故C错误；D．假设落在D点的小球垂直打在圆弧上，此时速度方向沿半径，则速度的反向延长线交水平位移的中点，应在圆心处，因为水平位移小于2R，所以速度的反向延长线不可能交于圆心，故D错误。故选A。7.一卫星绕某一质量为M的行星表面附近做匀速圆周运动，其线速度大小为v。假设宇航员在该行星表面上用弹簧测力计测量一质量为m的物体受到的重力，物体静止时，弹簧测力计的示数为（引力常量为G）（　　）A.B.C.D. 【答案】B【解析】【详解】设卫星的质量为，由万有引力提供向心力，得根据向心力公式得故选B。8.摆式列车是集电脑、自动控制等高新技术于一体的新型高速列车。当列车转弯时，在电脑控制下，车厢会自动倾斜，抵消离心作用；行驶在直线上时，车厢又恢复原状，就像玩具“不倒翁”一样。若有一超高速列车在水平轨道上行驶，以290km/h的速度拐弯，拐弯半径为0.85km，则车厢内一质量为60kg的乘客在拐弯过程中所受到的列车给他的作用力大小约为（　　）A450NB.6000NC.750ND.1050N【答案】C【解析】【详解】速度和拐弯半径转换为国际单位乘客所需的向心力而乘客受到的重力为600N，故列车对乘客的作用力大小约为故选C。二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16 分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。9.如图所示，固定的水平光滑长杆上套有一物块Q，跨过悬挂于O点的轻小光滑圆环的轻绳一端连接Q，另一端悬挂一物块P。设轻绳的左边部分与水平方向的夹角为，初始时很小。现将P、Q由静止同时释放，关于P、Q以后的运动，下列说法正确的是（　　）A.当时，P、Q的速度大小之比是B.当向增大过程中，Q的速度一直增大C.当向增大的过程中，P的速度一直增大D.当时，P的速度为零【答案】BD【解析】【详解】A．Q沿绳方向的分速度与P的速度大小相等，当时，则有解得故A错误；B．当向增大的过程中，细绳水平分力向右，使Q的速度一直增大，故B正确；CD．刚释放时，P的速度为0，当时，Q的速度水平向右，沿绳方向的速度分量为零，所以此时P的速度也为零，可知当向增大的过程中，P的速度先增大后减小，故C错误，D正确。故选BD。10.饲养员在池塘的堤坝边缘A处以水平速度往鱼池中抛掷鱼饵颗粒，如图所示，堤坝截面倾角为，A点离水面的高度为7.2m，g取10，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A.若平抛初速度，则鱼饵颗粒会落在斜面上B.若鱼饵颗粒能落入水中，平抛初速度越大，从抛出到落水所用的时间越短C.若鱼饵颗粒能落入水中，平抛初速度越大，落到水面时速度方向与水平面的夹角越小D.若鱼饵颗粒不能落入水中，平抛初速度越大，落到斜面上时速度方向与斜面的夹角越大【答案】AC【解析】【详解】A．颗粒落到水面时间刚好落到水面时的水平速度当平抛初速度时，鱼饵颗粒会落在斜面上，A正确；B．鱼饵颗粒抛出时的高度一定，落水时间一定，与平抛初速度无关，B错误；C．由于落到水面的竖直速度平抛初速度越大，落水时速度方向与水平面的夹角越小，C正确；D．设颗粒落到斜面上时位移方向与水平方向夹角为α，则即 可见，落到斜面上的颗粒的速度方向与水平面的夹角是常数，即与斜面的夹角也为常数，D错误。故选AC。11.如图所示，拉格朗日点位于太阳和地球连线的延长线上，一飞行器处于该点，在几乎不消耗燃料的情况下与地球同步绕太阳做圆周运动，则此飞行器的（　　）A.线速度小于地球的线速度B.向心加速度大于地球的向心加速度C.向心力仅由太阳的引力提供D.向心力由太阳和地球的引力共同提供【答案】BD【解析】【详解】A．飞行器与地球同步绕太阳做圆周运动，所以由圆周运动线速度和角速度的关系得A错误；B．由公式知B正确；CD．飞行器受到太阳和地球的万有引力，方向均指向圆心，其合力提供向心力，故C错误、D正确。故选BD。12.如图所示，细绳一端系着质量的物体A，静止在水平面上，另一端AO通过光滑的小孔吊着质量的物体B，A与圆孔的距离，并知A和水平面的最大静摩擦力。现使此平面绕中心轴线转动，B会处于静止状态时，角速度ω大小的可能值为（　　） A.1.9rad/sB.2.9rad/sC.4rad/sD.7.5rad/s【答案】BC【解析】【详解】设物体A和水平面保持相对静止，当ω具有最小值时，A有向圆心运动的趋势，故水平面对A的静摩擦力方向和指向圆心方向相反，且等于最大静摩擦力2N。根据牛顿第二定律隔离A有物体B由平衡条件得计算得出当ω具有最大值时，A有离开圆心的趋势，水平面对A的摩擦力方向指向圆心，大小也为2N。再隔离A有计算得出所以ω的范围是2.故选BC。第II卷（非选择题共60分）三、非选择题：共60分。13.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主要是___________、转换法。（2）A、B两小球的质量相同，变速塔半径也相同，则探究的是___________。A．向心力F大小与质量m的关系B．向心力F大小与角速度ω的关系C．向心力F大小与半径r的关系（3）若标尺上黑白相间的等分格显示两小球向心力的比值为，变速塔半径的比值为，则两小球对应的半径之比为___________。【答案】①.控制变量法②.C③.【解析】【详解】（1）[1]当研究某一因素对实验造成的影响时，应保证其余因素不变，应使用控制变量法。（2）[2]变速塔半径相等，说明旋转的角速度相等，当质量、角速度相同时，探究的是向心力F大小与半径r的关系。（3）[3]根据向心力公式有变速塔半径的比值为，由于变速塔为皮带传动线速度相等，根据可得角速度之比为则两小球对应的半径之比为。14.采用如图所示的实验装置做“研究平抛运动”的实验 （1）实验时需要下列哪个器材____A．弹簧秤B．重锤线C．打点计时器（2）做实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画出小球平抛运动的轨迹．下列的一些操作要求，正确的是____A．每次必须由同一位置静止释放小球B．每次必须严格地等距离下降记录小球位置C．小球运动时不应与木板上的白纸相接触D．记录的点应适当多一些（3）若用频闪摄影方法来验证小球在平抛过程中水平方向是匀速运动，记录下如图所示的频闪照片．在测得x1，x2，x3，x4后，需要验证的关系是________________．已知频闪周期为T，用下列计算式求得的水平速度，误差较小的是____A．B．C．D．【答案】①.B②.ACD③.④.D【解析】【详解】（1）实验时需要重锤线来确定竖直方向，不需要弹簧秤和打点计时器，故选B.（2）实验时每次必须由同一位置静止释放小球，以保证小球到达最低点的速度相同，选项A正确；每次不一定严格地等距离下降记录小球位置，选项B错误；小球运动时不应与木板上的白纸相接触，否则会改变运动轨迹，选项C正确；记录的点应适当多一些，以减小误差，选项D正确．（3）因相邻两位置的时间间隔相同，则若小球在平抛过程中水平方向是匀速运动，则满足：x4-x3=x3-x2=x2-x1=x1；由小球最后一个位置与第一个位置的水平距离计算求得的水平速度误差较小，则用计算式求得的水平速度误差较小，故选D.15.雨伞边沿到伞柄的距离为0.5m，边沿高出水平地面1.6m，当雨伞以角速度rad/s 绕伞柄匀速转动时，雨滴从伞边沿水平甩出，求雨滴落到地面的圆半径r。（取重力加速度大小【答案】【解析】【详解】雨滴从边沿甩出后做平抛运动，初速度等于圆周运动的线速度水平位移竖直位移解得解得16.宇宙间存在一些离其他恒星较远的“三星系统”，如图所示，三颗质量均为M的恒星位于等边三角形的三个顶点上，任意两颗恒星的距离均为L，三颗星绕其中心O做匀速圆周运动。忽略其他星体对它们的引力作用，引力常量为G，三颗恒星均可视为质点。求：（1）每一颗恒星所受的万有引力的大小；（2）每一颗恒星转动的角速度大小。 【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）任意两颗恒星之间的万有引力大小则任意一颗恒星所受合力大小解得（2）每颗恒星运动的轨道半径根据万有引力提供向心力有解得17.图中的网球场总长，球网在球场中间且高度，某运动员在网前处垂直球网将球水平击出，不计空气阻力，取重力加速度大小。（1）若击球点的高度，则击球的速度符合什么条件才能使球既不触网也不越界？（2）求当击球点的高度小于多少时，无论水平击球的速度多大，网球不是触网就是越界。（网球可视为质点） 【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）当网球的速度较小时，网球恰好不触网水平位移竖直位移竖直位移解得当网球的速度较大时，网球恰好不越界。水平位移竖直位移水平位移解得所以网球既不触网也不越界的速度范围为 （2）当水平击网球时，网球不是触网就是越界，此时两种临界条件在同一运动轨迹中，即网球刚好擦网而过，又恰好落在边界处。当网球擦网而过时，水平位移竖直位移竖直位移当网球越界时，水平位移竖直位移解得18.如图甲所示，水平转盘可绕竖直中心轴转动，转盘上叠放着质量均为2.5kg的A、B两个物块，将物块B用长L=0.25m的细线与固定在转盘中心处的力传感器相连，两个物块和力传感器的大小均可不计。细线能承受的最大拉力为20N。A、B间的动摩擦因数，B与转盘间的动摩擦因数，可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小。转盘静止时，细线刚好伸直，力传感器的示数为零。当转盘的角速度从零开始缓慢增大时，力传感器上就会显示相应的示数F。（1）求细线刚有拉力时，转盘的角速度；（2）物块A是否能脱离物块B?若能请求出转盘的角速度，若不能请说明理由；（3）求细线刚断开时，转盘角速度；（4）在图乙中画出细线的图像。 【答案】（1）；（2）能，；（3）；（4）【解析】【详解】（1）因为，所以B与水平转盘先达到临界状态，此时细线开始有拉力，对A、B整体受力分析，水平方向竖直方向解得（2）假设当A要离开B时，细线已有拉力，若细线拉力达到最大值，A、B仍未发生临界滑动，此后细线断裂，A、B不发生脱离，将共同滑离水平转盘。若细线拉力未达到最大值，A、B之间达到最大静摩擦力，此后A、B发生脱离。假设A、B之间未发生相对滑动，对A、B整体受力分析，水平方向 解得假设A、B之间发生相对滑动，对A受力分析，水平方向竖直方向解得因为，所以A、B发生脱离，细线未断裂，此时角速度（3）细线发生断裂时，此时A、B已发生相对滑动，细线拉力达到最大值，只剩物块B。对B受力分析，水平方向竖直方向解得（4）当时，B与水平转盘未到最大静摩擦力，所以细线伸直无力；当时，B与水平转盘达到最大静摩擦力，A、B未分离，细线有力；对整体受力分析，水平方向解得 当时，B与水平转盘达到最大静摩擦力，A、B已脱离，细线有力；对B受力分析，水平方向解得综上所述，三个阶段中细线的受力情况如图所示