蓬溪县中2022-2023学年高一下学期5月期中考试
物 理 试 题
考试时间：75分钟
第I卷（选择题）
一、单选题（共8题，每题4分）
1．下列说法正确的是（ ）
A．两个直线运动的合运动一定是直线运动
B．卡文迪许在利用扭秤实验装置测量引力常量G时，应用了微元法
C．物体在恒定合外力作用下不可能做匀速圆周运动
D．牛顿进行了“月地检验”，他比较的是月球表面上物体的重力加速度和地球表面上物体的重力加速度
2．如图所示，下列有关生活中圆周运动实例分析，其中说法正确的是（ ）
A．甲图中，汽车通过凹形桥的最低点时，速度不能超过
B．乙图中，“水流星”匀速转动过程中，在最低处水对桶底的压力最大
C．丙图中，火车转弯超过规定速度行驶时，内轨对内轮缘会有挤压作用
D．丁图中，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别做匀速圆周运动，则在A、B两位置小球向心加速度不相等
3．如图所示是物体做匀变速曲线运动的轨迹的示意图，箭头表示物体在该点的速度方向。已知物体在B点的加速度方向与速度方向垂直，则下列说法正确的是（ ）
A．A点的速率大于B点的速率
B．B点的速率大于C点的速率
C．A点的加速度比B点的加速度大
D．B点的加速度比C点的加速度大
4．“天问一号”从地球发射后，在如图甲所示的P点沿地火转移轨道到Q点，再依次进入如图乙所示的调相轨道和停泊轨道，则天问一号（ ）
A．发射速度介于7.9km/s与11.2km/s之间
B．从P点转移到Q点的时间小于6个月
C．在环绕火星的停泊轨道运行的周期比在调相轨道上小
D．在地火转移轨道运动时的速度均大于地球绕太阳的速度
5．经过治理的护城河成为城市的一大景观，河水看似清浅，实则较深。某次落水救人的事件可简化如图，落水孩童抓住绳索停在A处，对面河岸上的小伙子从B处沿直线匀速游到A处，成功把人救起。河宽和间距如图中标注，假定河水在各处的流速均为，则（ ）
A．游泳时小伙子面对的方向是合运动的方向
B．小伙子在静水中游泳的速度至少应为
C．小伙子渡河的时间为
D．若小伙子总面对着A处游，其轨迹为一条曲线且到达不了A处
6．如图所示，物体在倾角为θ、足够长的斜面上做平抛运动，最终落在斜面上，从抛出到第一次落到斜面上的过程，下列说法正确的是（ ）
A．物体在空中运动的时间与初速度成正比
B．落到斜面上时，速度方向与水平面的夹角随初速度的增大而增大
C．抛出点和落点之间的距离与初速度成正比
D．物体在空中运动过程中，离斜面的最远距离与初速度成正比
7．如图所示，用一根长杆和两个定滑轮的组合装置来提升重物M，长杆的一端放在地上通过铰链连接形成转轴，其端点恰好处于左侧滑轮正下方O点处，在杆的中点C处拴一细绳，绕过两个滑轮后挂上重物M，C点与O点距离为L，现在杆的另一端用力，使其逆时针匀速转动，由竖直位置以角速度缓缓转至水平位置（转过了90°角），此过程中下述说法中正确的是（ ）
A．重物M做匀速直线运动
B．重物M先超重后失重
C．重物M的最大速度是，此时杆与细绳平行
D．重物M的速度先减小后增大
8．宇航员驾驶宇宙飞船绕一星球做匀速圆周运动，测得飞船线速度大小的二次方与轨道半径的倒数的关系图像如图中实线所示，该图线（直线）的斜率为，图中（该星球的半径）为已知量。引力常量为，下列说法正确的是（ ）
A．该星球的密度为
B．该星球自转的周期为
C．该星球表面的重力加速度大小为
D．该星球的第一宇宙速度为
二、多选题（共3题，每题5分）
9．质量m=2kg的物体在光滑平面上运动，其互相垂直的分速度vx和vy的随时间变化的图线如下图所示，则（ ）
A．物体受到的合力为1N
B．物体做匀变速曲线运动，轨迹是抛物线
C．t=8s时物体的速度的大小为5m/s
D．t=4s时物体的位移的大小为20m
10．科学家发现距离地球2764光年的宇宙空间存在适合生命居住的双星系统，这一发现为人类研究地外生命提供了新的思路和方向。假设宇宙中有一双星系统由质量分别为m和M的A、B两颗星体组成。这两颗星绕它们连线上的某一点在二者万有引力作用下做匀速圆周运动，如图所示，A、B两颗星的距离为L，引力常量为G，则（ ）
A．因为OA>OB，所以m
C．若A由于不断吸附宇宙中的尘埃而使得质量缓慢增大，其他量不变，A的周期缓慢增大
D．若A由于不断吸附宇宙中的尘埃而使得质量缓慢增大，其他量不变，则A的轨道半径将缓慢减小
11．木匠师傅用铁锤把钉子砸进木梁，每次砸钉的动作完全相同。木匠第一次砸钉就将钉子砸进了一半。已知钉子所受阻力与其进入木梁中的深度成正比，铁锤砸钉的能量全部用来克服钉子前进中的阻力做功，则（ ）
A．木匠要把一枚钉子全部砸进木梁，他共需砸锤3次
B．木匠要把一枚钉子全部砸进木梁，他共需砸锤4次
C．打击第n次与打击第一次钉子进入木梁的深度之比为
D．打击第n次与打击第一次钉子进入木梁的深度之比为
第II卷（非选择题）
三、实验题（共14分，每空两分）
12．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是______（填选项前的字母）。
A．累积法 B．控制变量法 C．微元法 D．放大法
（2）图示情景正在探究的是______（填选项前的字母）。
A．向心力的大小与物体质量的关系
B．向心力的大小与线速度大小的关系
C．向心力的大小与角速度大小的关系
D．向心力的大小与半径的关系
（3）通过本实验可以得到的结论是______（填选项前的字母）。
A．在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度成正比
B．在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与线速度的大小成正比
C．在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成反比
D．在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比
13．在学抛运动一节内容后，成都市某中学的小杨同学想利用平抛运动来测量成都本地的重力加速度，实验装置如图甲所示。为确定平抛运动的轨迹，小杨同学利用手机连拍功能，根据拍摄的照片，在坐标纸上描出小球在不同时刻的位置，已知手机启动连拍功能时，每秒可以拍摄50张照片。
（1）关于此实验，下列说法正确的一项是___________（填标号）。
A．应保证斜槽轨道末端水平
B．必须保证斜槽轨道光滑
C．实验前应测出小球的质量才能测出重力加速度
D．为减小实验误差，可以选用乒乓球进行实验
（2）小杨同学在完成某次实验后，根据照片顺序，每5张照片选取一张，然后将选出的照片中小球的位置描到同一张坐标纸中，如图乙为轨迹中截取出来的一部分，根据该图，可求出小球抛出时的水平初速度大小为___________，过B点时竖直方向的速度大小为___________（第二空保留2位小数）
（3）可测得，成都本地的重力加速度大小为___________
四、解答题（共3题，14题8分；15题13分；16题18分）
14．如图所示，一长的轻杆一端固定在水平转轴上，另一端固定一质量的小球。轻杆随转轴O在竖直平面内做顺时针的匀速圆周运动，角速度，重力加速度。求：
（1）小球的线速度大小及向心加速度大小；
（2）当小球位于最低点C与最高点A时，杆对小球的作用力、的大小之差。
15．“神舟六号”载人飞船于2005年10月12日上午9点整在酒泉航天发射场发射升空由长征运载火箭将飞船送入近地点为A、远地点为B的椭圆轨道上，A点距地面的高度为，飞船飞行五圈后进行变轨，进入预定圆轨道，如图所示在预定圆轨道上飞行N圈所用时间为t，于10月17日凌晨在内蒙古草原成功返回已知地球表面重力加速度为g，地球半径为求：
(1)飞船在A点的加速度大小．
(2)远地点B距地面的高度．
(3)沿着椭圆轨道从A到B的时间．
16．如图所示，水平传送带以一定速度匀速运动，将质量m=1kg的小物块轻轻放在传送带上的P点，物块运动到A点后被水平抛出，小物块恰好无碰撞地沿圆弧切线从B点进入竖直光滑圆弧轨道下滑。B、C为圆弧上的两点，其连线水平，已知圆弧对应圆心角，A点距水平面的高度h=3.2m，圆弧C点与斜面CD恰好相切，小物块到达C点时的速度大小与B点相等，并沿固定斜面向上滑动，小物块从C点到第二次经过D点的时间间隔为1.6s，已知小物块与斜面间的动摩擦因数，重力加速度g取10m/s2，取，，求：
(1)小物块从A到B的运动时间；
(2)小物块离开A点时的水平速度大小；
(3)斜面上C、D点间的距离。
参考答案：
1.【答案】C
【详解】A．两个直线运动的合运动不一定是直线运动，可能是曲线运动，A错误；
B．卡文迪许在利用扭秤实验装置测量引力常量G时，应用了放大法，B错误；
C．物体在恒定合外力作用下不可能做匀速圆周运动，因为匀速圆周运动合外力提供向心力，向心力时刻在变，所以恒力作用下物体不可能做匀速圆周运动，C正确；
D．牛顿进行了“月地检验"”，他比较的是月球绕地球公转的向心加速度和地球表面上物体的重力加速度，故D错误。
故选C。
2.【答案】B
【详解】A．汽车通过凹形桥的最低点时为超重，速度大小可以超过，A错误；
B．“水流星”匀速转动过程中，在最低处桶底对水的支持力为，则
得
由牛顿第三定律得，水对桶底的压力大小为
在最高处桶底对水的压力为，则
由牛顿第三定律得，在最高处水对桶底的压力大小为
所以在最低处水对桶底的压力最大，B正确；
C．丙图中，火车转弯超过规定速度行驶时，重力和支持力的合力不够提供向心力，外轨受到挤压，C错误；
D．丁图中，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别做匀速圆周运动，设筒臂和竖直方向的夹角为，则
得
所以A、B两位置小球向心加速度相等，D错误。
故选B。
3．A
【详解】AB．根据题意，画出物体在各点的加速度与速度方向，如图所示
由图可知，物体从点到点做减速运动，从点到点做加速运动，故B错误，A正确；
CD．根据题意可知，物体做匀变速曲线运动，加速度不变，故CD错误。
故选A。
4.【答案】C
【详解】A．因发射的卫星要能变轨到绕太阳转动，则发射速度要大于第二宇宙速度，即发射速度介于11.2km/s与16.7km/s之间，故A错误；
B．因P点转移到Q点的转移轨道的半长轴大于地球公转轨道半径，则其周期大于地球公转周期（1年共12个月），则从P点转移到Q点的时间为轨道周期的一半时间应大于6个月，故B错误；
C．因在环绕火星的停泊轨道的半长轴小于调相轨道的半长轴，则由开普勒第三定律可知在环绕火星的停泊轨道运行的周期比在调相轨道上小，故C正确；
D．卫星从Q点变轨时，要加速增大速度，即在地火转移轨道Q点的速度小于火星轨道的速度，而由
可得
可知火星轨道速度小于地球轨道速度，因此可知卫星在Q点速度小于地球轨道速度，故D错误；
故选C。
5.【答案】B
【详解】A．游泳时小伙子面对的方向是分运动的方向，其速度与人在静水中的速度相等，A错误；
B．令AB连线与河岸夹角为，则有
解得
由于分速度与合速度的关系满足平行四边形定则，根据几何关系可知，小伙子在静水中游泳的速度的最小值为
B正确；
C．人渡河的速度方向不能确定，则合速度大小不能确定，则小伙子渡河的时间不确定，C错误；
D．若小伙子总面对着A处游，且速度一定时，由于两个匀速直线运动的合运动仍然为匀速直线运动，可知，其轨迹为一条直线，根据运动的合成可知，此时其合速度方向指向A点右侧，即到达不了A处，D错误。
故选B。
6.【答案】A
【详解】A．依题意，初速度不同的小球均落在斜面上，则具有共同的位移偏向角，根据平抛运动规律有
得
物体在空中运动的时间与初速度成正比，A正确；
B．落到斜面上时，速度与水平方向夹角满足
则落到斜面上时速度方向与斜面夹角与初速度无关，B错误；
C．抛出点与落点间距离
，
抛出点和落点之间的距离与初速度的平方成正比，C错误；
D．当小球在运动过程中速度方向与斜面平行时，小球离斜面的距离最大，把小球初速度及重力加速度分解在平行斜面与垂直斜面方向上，可得小球离斜面的最大距离为
则物体在空中运动过程中，离斜面的最远距离与初速度的平方成正比，D错误。
故选A。
7．B
【详解】设C点线速度方向与绳子方向的夹角为θ（锐角），由题知C点的线速度为
该线速度在绳子方向上的分速度就为
θ的变化规律是开始最大（90°）然后逐渐变小，所以
cos θ逐渐变大，直至绳子和长杆垂直，绳子的速度变为最大，为；然后，θ又逐渐增大
逐渐变小，绳子的速度变慢；所以知重物的速度先增大后减小，最大速度为，重物M在竖直方向上先加速后减速，所以重物M先超重后失重。
故选B。
8．A
【详解】A．假设飞船的质量为m，由图像可知，该星球的半径r0，探测器受到的万有引力提供向心力有
即
根据该直线斜率为k，有
根据密度公式
联立可得
故A正确；
B．无法求得该星自转周期，故B错误；
C.．根据该星表面上质量为m′的物体受到的万有引力和重力相等，即
解得该星表面的重力加速度为
故C错误；
D．根据绕该星表面做匀速圆周运动的线速度等于该星的第一宇宙速度，得
解得
故D错误。
故选A。
9．ABC
【详解】A．物体运动的加速度为
所受合外力为
故A正确；
B．由图像可知，物体在x方向上做匀速直线运动，在y方向上做初速度为零的匀加速直线运动，初速度与加速度垂直，物体做匀变速曲线运动，轨迹是抛物线。故B正确；
C．t=8s时，沿x方向速度为
沿y方向速度为
此时，物体合速度为
故C正确；
D．t=4s时物体的分位移为
合位移为
故D错误。
故选ABC。
10．AD
【详解】ABC．根据万有引力提供向心力有
因为OA>OB，所以m
当m增大时可知T减小，A正确，BC错误；
D．根据
且有
解得
若A由于不断吸附宇宙中的尘埃而使得质量缓慢增大，其他量不变，则A的轨道半径将缓慢减小，D正确。
故选AD。
11．BD
【详解】AB．已知钉子所受阻力与其进入木梁中的深度成正比，如图为阻力与深度图像
图像与水平轴围成的面积为阻力做功大小，由面积比可知前一半深度和后一半深度阻力做功之比为，由题意知木匠每次砸钉做功相同，把一枚钉子全部砸进木梁，他共需砸锤4次，A错误，B正确；
CD．由题知，木匠每次砸钉过程，钉子阻力做功相同，如图
由相似三角形边长比的平方等于面积比，故第1次：前2次：前3次…面积比为，钉子进入木梁中的深度比为，每一次进入木梁中的深度比为，故打击第n次与打击第一次钉子进入木梁的深度之比为，C错误，D正确。
故选BD。
12． B A D
【详解】（1）[1]因向心力与小球的质量、转动半径和角速度都有关，则本实验采用的科学方法是控制变量法，故选B；
（2）[2]图示情景中，两球的质量不等，转动半径相等，塔轮半径相同，则角速度相等，则装置正在探究的是向心力的大小与物体质量的关系，故选A。
（3）[3]通过本实验可以得到的结论是：在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比。故选D。
13． A 2.5 1.17 9.79
【详解】（1）[1] A．为使小球做平抛运动，应保证斜槽轨道末端水平，故A正确；
B．只需保证小球从斜槽同一位置释放即可，以保证在斜槽轨道末端速度相等，斜槽轨道不必光滑，故B错误；
C．实验前不需要测出小球的质量，故C错误；
D．若选乒乓球，受阻力影响太大，故D错误。
故选A。
（2）[2][3]A、B照片间的时间间隔
小球抛出时的水平初速度大小为
过B点时竖直方向的速度大小为
（3）[4]根据
蓬溪本地的重力加速度大小为
14．（1），；（2）
【详解】（1）依题意，线速度为
向心加速度为
（2）根据圆周运动规律，在最高点A时有
在最低点C时有
故
15．(1)；(2)；(3)
【分析】(1)根据万有引力公式以及黄金代换式，求出飞船在A点所受的合力，从而求出加速度．
(2)根据万有引力提供向心力，，已知周期，求出轨道半径，从而求出高度．
(3)根据开普勒第三定律，求出椭圆轨道的周期．
【详解】(1)飞船在A点所受的万有引力
．
由黄金代换式，得
，
根据牛顿第二定律
．
故飞船在A点的加速度为．
(2)
所以
由黄金代换式
，
所以
故远地点B距地面的高度为．
(3)椭圆轨道的半长轴
根据开普勒第三定律
所以沿着椭圆轨道从A到B的时间
【点睛】解决本题的关键掌握黄金代换式，万有引力提供向心力，，以及开普勒第三定律．
16．(1)0.8s；(2)6m/s；(3)3.92m
【详解】(1)小物块从A到B做平抛运动
解得
(2)到达B点时的竖直速度
由题可知
解得
(3)滑块到达C点时的速度与B点速度相等
斜面CD的倾角为，滑块上滑过程中，根据牛顿第二定律
解得加速度
上滑的时间
上滑的距离
下滑过程中，根据牛顿第二定律
解得加速度
下滑的位移
因此CD间距离
