2023-2024年山東省聊城市高一下學期4月期中物理試題（解析版）

2023-2024學年度第二學期期中教學質量檢測高一物理試題一、單項選擇題1.下列有關生活中的圓周運動的實例分析正確的是（）A.圖甲中自行車正常行駛時大齒輪上點和后輪上點的線速度大小相同B.圖乙為演員表演豎直“水流星”節(jié)目，小桶通過最高點時一定不受繩子的拉力C.圖丙中的小球在豎直面內做圓周運動，過最高點的速度至少等于D.圖丁中的、兩小球在同一水平面做圓錐擺運動，、的角速度相等【答案】D【解析】圖甲中自行車正常行駛時大齒輪上點和后輪上點的線速度相同，后輪上點的角速度與點的角速度相同，由可知，點和點的線速度大小不同，A錯誤；圖乙為演員表演豎直“水流星”節(jié)目，只有當小桶恰好通過最高點時重力提供向心力，此時繩子拉力為零，故B錯誤；圖丙中小球固定在桿一端，在豎直面內繞桿的另一端做圓周運動，小球過最高點的速度至少等于零，故C錯誤；圖丁中、兩小球在同一水平面做圓錐擺運動，則，可得，則、的角速度相等，故D正確。故選D。2.年月日，在成都第屆世界大學生夏季運動會田徑項目男子三級跳遠決賽中，中國某運動員以的成績奪得冠軍。不計空氣阻力，起跳后的騰空運動過程中該運動員（）A.慣性不斷改變B.上升過程中處于超重狀態(tài)C.下落過程中速度與水平方向的夾角變大D.下落過程中加速度變大【答案】C【解析】慣性與運動員的質量有關，起跳后的騰空運動過程中不會改變。故A錯誤；上升過程中，加速度方向豎直向下，處于失重狀態(tài)。故B錯誤；下落過程中運動員的水平分速度不變，豎直分速度逐漸增加，根據，可知速度與水平方向的夾角變大。故C正確；下落過程中加速度保持不變，為重力加速度。故D錯誤。故選C。3.木星的衛(wèi)星中有顆是伽利略發(fā)現的，稱為伽利略衛(wèi)星，其中三顆衛(wèi)星的周期之比為。小華同學收集到了如下一些數據：木衛(wèi)二繞木星做勻速周運動的軌道半徑為，公轉周期為；木星的自轉周期為，萬有引力常量。根據以上信息可以求得（）A.木衛(wèi)二的質量 B.木星的質量C.木星的密度 D.木星表面的重力加速度【答案】B【解析】根據，已知木衛(wèi)二繞木星做勻速周運動軌道半徑和公轉周期可求解木星的質量，但是不能求解木衛(wèi)二的質量；因木星的半徑未知，則不能求解木星的密度，也不能求解木星表面的重力加速度。故選B。4.年的“天宮課堂”上，航天員用繩子一端系住裝有水油混合液體的瓶子，做如圖所示的圓周運動，一段時間后水和油成功分層，已知水的密度大于油的密度，下列說法正確的是（）A.瓶子中的水和油均不受重力B.水油分層后，油在瓶子底部C.水油分層后，油的線速度大于水的線速度D.水油分層后，水的向心加速度大于油的向心加速度【答案】D【解析】因為空間站所受重力全部用來提供向心力而處于完全失重狀態(tài)，故瓶子中的水和油均受重力。故A錯誤；水的密度大于油的密度，在混合液體中取半徑相同處體積相等的水和油的液體小球，水球的質量大，根據可知，水需要的向心力更大，故當向心力不足時，將會做離心運動，水會向瓶底移動，圓周運動讓瓶子里的水和油產生了離心現象，密度較大的水將集中于試管的底部。故B錯誤；油和水繞圓心轉動的角速度相等，根據可知，因水在外層，轉動半徑較大，可知油的線速度小于水的線速度。故C錯誤；根據可知，水的向心加速度大于油的向心加速度。故D正確。故選D。5.某次排球比賽中，甲運動員在離地處將排球墊起，墊起瞬間球的速度大小為，與水平方向成，球飛向距甲水平距離為的運動員乙，乙豎直跳起將球擊回，取重力加速度，、，不計空氣阻力。以下關于擊球點的說法正確的是（）A.在排球的上升階段 B.在排球的下落階段C.在排球運動的最高點 D.擊球點高度為【答案】B【解析】球到達乙處的時間為，則此時球的豎直速度，可知擊球點在排球下落階段；擊球點的高度，擊球點高度為。故選項B正確，ACD錯誤。故選B。6.有一質量為、半徑為、密度均勻的球體，在距離球心為的地方有一質量為的質點，球體與質點間的萬有引力大小為。現從中挖去半徑為的球體，如圖所示，則剩余部分對的萬有引力大小為（）A. B. C. D.【答案】D【解析】質量為的球體對質點的萬有引力，挖去的球體的質量，質量為的球體對質點的萬有引力，則剩余部分對質點的萬有引力，故選D。7.汽車越野愛好者往往會在愛車上加裝汽車絞盤，周定在汽車上的絞盤通過電動機拉動纜線，從而實施救援或者自我脫困。某次實施救援時，利用絞盤把被困汽車拖出困境，某段時間內被困汽車以的速度做勻速直線運動，已知絞盤的直徑為，在這段時間里，下列說法正確的是（）A.絞盤轉動的角速度為 B.絞盤轉動的周期為C.絞盤轉動的轉速為 D.絞盤轉動的頻率為【答案】A【解析】根據，解得，故A正確；絞盤轉動的周期為，故B錯誤；根據，解得絞盤轉動的轉速為，故C錯誤；絞盤轉動的頻率為，故D錯誤。故選A。8.如圖所示，半徑為的水平圓盤繞中心點做勻速圓周運動，在圓盤中心點正上方處沿半徑方向水平拋出一個小球，小球初速度沿直徑方向，從上向下看圓盤沿順時針方向轉動，小球恰好擊中點，重力加速度大小為不計空氣阻力，下列說法正確的是（）A.小球從拋出到擊中點所用的時間為B.小球擊中點時速度為C.圓盤轉動的周期可能為D.圓盤轉動的角速度大小可能為【答案】C【解析】小球豎直方向做自由落體運動，由，可得，故A錯誤；小球擊中點時豎直方向的速度為，因為，故B錯誤；小球平拋過程中，圓盤運動的時間為（，，，…），解得可知，當時，故C正確；由可知角速度為（，，，…），故D錯誤。故選C。二、多項選擇題9.如圖甲，對花樣跳水的最早描述出現在宋人孟元老《東京夢華錄》中：“又有兩艘船，上立秋千，……筋斗擲身入水，謂之水秋千?！蹦炒巍八锴А北硌葸^程如圖乙，質量為的表演者，以點為圓心，從最低點蕩到與豎直方向夾角為的點時松手。若在空中經過最高點時的速度大小為，表演者可視為質點.整個過程船體靜止不動，不計空氣阻力和繩的質量，重力加速度為。則下列說法正確的是（）A.松手時表演者的速度大小為B.從運動到的過程中繩對表演者的拉力逐漸變小C.從到的過程中表演者相同時間內的速度變化量變小D.從到的過程中表演者的水平速度不變【答案】BD【解析】表演者在點時的水平速度為，則在點松手時表演者的速度大小為，選項A錯誤；從運動到的過程中繩對表演者的拉力，隨速度減小和的變大，則繩的拉力逐漸變小，選項B正確；從到的過程中表演者的加速度恒定不變，均為，則相同時間內的速度變化量不變，選項C錯誤；從到的過程中表演者做斜拋運動，水平速度不變，選項D正確。故選BD。10.如圖所示為某同學利用無人機玩“投彈”游戲。無人機懸停在距水平地面高度處，某時刻以的加速度水平向右飛行，經過釋放一個小球?？諝庾枇雎圆挥?，取。下列說法正確的是（）A.小球落地時的速度大小為B.小球落地時的速度大小為C.小球落地點與開始懸停點之間的水平距離為D.小球落地時與開始懸停點之間的水平距離為【答案】AD【解析】小球豎直方向做自由落體運動由，可得，故，小球飛離飛機時水平方向的速度為，落地速度為，A正確，B錯誤；前飛機水平方向飛行的距離為，小球平拋的水平距離為，故小球落地點與開始懸停點之間的水平距離為，C錯誤，D正確。故選AD。11.如圖所示，一半徑為r的圓形轉盤放在水平放置的圓形餐桌上，轉盤中心為，在離轉盤中心處放置一質量為的碟子（可視為質點）?，F使轉盤繞中心點由靜止開始轉動，緩慢增加轉盤轉動的角速度，當轉盤的角速度達到時，碟子開始相對轉盤滑動。認為最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度大小為。則（）A.碟子隨轉盤一起轉動時，碟子受到的摩擦力方向與速度方向相反B.碟子與轉盤間的摩擦因數為C.若將碟子放在轉盤邊緣，當轉盤轉動的角速度為時，碟子開始相對轉盤滑動D.將兩個這種相同的碟子疊在一起放在離轉盤中心處，使碟子相對轉盤開始滑動的角速度為【答案】BC【解析】碟子隨轉盤一起轉動時，碟子受到的摩擦力提供碟子做圓周運動的向心力，故摩擦力方向指向圓心，A錯誤；當轉盤的角速度達到時，碟子開始相對轉盤滑動，則，解得，B正確；若將碟子放在轉盤邊緣，碟子開始相對轉盤滑動時，設轉盤角速度為，則，，代入得，C正確；將兩個這種相同的碟子疊在一起放在離轉盤中心處，使碟子相對轉盤開始滑動的角速度為，則，代入得，D錯誤；故選BC。12.年月日時分，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征三號乙運載火箭與遠征一號成功發(fā)射第五十七顆、五十八顆北斗導航衛(wèi)星，該組衛(wèi)星屬中圓地球軌道衛(wèi)星。衛(wèi)星發(fā)射可簡化為如圖所示過程，衛(wèi)星首先進入圓形停泊軌道進行數據確認，后擇機在點點火進入經轉移軌道，再在軌道的點點火進入運行軌道。已知停泊軌道和運行軌道都是圓形軌道，停泊軌道的半徑近似為地球半徑，軌道距地面的高度為，、分別為軌道的近地點和遠地點，則下列說法正確的是（）A.衛(wèi)星在軌道與軌道上的線速度大小之比為B.衛(wèi)星在軌道與軌道上的角速度大小之比為C.衛(wèi)星在軌道與軌道上的周期之比為D.衛(wèi)星在軌道與軌道上的點的加速度大小之比為【答案】ABD【解析】依題意，衛(wèi)星在軌道與軌道的半徑之比為，根據，解得，可知衛(wèi)星在軌道與軌道上的線速度大小之比為。故A正確；同理，有，解得，可知衛(wèi)星在軌道與軌道上的角速度大小之比為。故B正確；根據開普勒第三定律，又軌道的半長軸為，可知衛(wèi)星在軌道與軌道上的周期之比為，故C錯誤；根據，可知衛(wèi)星在軌道與軌道上的點的加速度大小之比為。故D正確。故選ABD。三、非選擇題13.某同學利用如圖甲所示的裝置探究影響向心力大小因素，已知小球在擋板、、處做圓周運動的軌跡半徑之比為，變速塔輪自上而下按如圖乙所示三種組合方式，左右每層半徑之比由上至下分別為、和?；卮鹨韵聠栴}：（1）在探究向心力與半徑、質量、角速度的關系時，用到的實驗方法是______。A.微元法 B.控制變量法 C.等效替代法 D.理想模型法（2）探究向心力大小與質量的關系時，選擇兩個質量不同的小球，分別放在擋板的______（選填“”或“”）和擋板處，傳動皮帶調至變速塔輪的第______層（填“一”、“二”或“三”）?！敬鸢浮浚?）；（2）①.，②.一【解析】（1）本實驗探究向心力的大小與小球質量關系時，保持、不變；探究向心力的大小與角速度的關系時，保持、不變；探究向心力的大小和半徑之間的關系時，保持m、不變，所以實驗中采用的實驗方法是控制變量法。故選B。（2）[1]探究向心力大小與質量的關系時，需控制小球運動半徑、角速度相同，質量不同，應將小球分別放在擋板A處和擋板C處。[2]實驗需控制角速度相同，變速塔輪邊緣處的線速度相等，根據，故需要將傳動皮帶調至第一層塔輪。14.高中課外興趣小組采用如圖甲所示的裝置完成“研究平拋物體的運動”實驗。（1）關于實驗中的操作及要求，下列說法正確的是______。（填正確答案標號）A.斜槽軌道末端必須水平B.斜槽軌道必須光滑C.擋板高度必須等間距變化D.小球每次必須從斜槽上同一高度釋放（2）如圖乙所示，為一次實驗記錄中的一部分，圖中背景方格的邊長表示實際的長度為。由圖乙分析可得，點______（填“是”或“不是”）拋出點，小球做平拋運動的水平初速度大小是______，點的速度大小為______（重力加速度為g）?！敬鸢浮浚?）AD；（2）①.不是，②.，③.【解析】（1）調節(jié)斜槽軌道末端水平，是為了保證小球拋出的初速度水平，A正確；只要小球從斜槽的同一位置靜止釋放，無論斜槽光滑還是粗糙，都能保證平拋的初速度相等，B錯誤；調節(jié)擋板高度目的是獲得若干鋼球做平拋運動的軌跡點，所以擋板高度不需要等間距變化，C錯誤；為了保證每次小球平拋運動的初速度大小相等，讓小球每次從斜槽的同一高度靜止釋放，D正確；故選AD。（2）[1]若是從點水平拋出，豎直方向做初速度為零的勻加速運動，相同時間的位移比應為，而小球從到到再到的過程，豎直方向的位移為，，，故小球的拋出點不是點。[2]由平拋運動知，水平方向有，豎直方向有，代入得；[3]點豎直方向的速度為，則點速度為。15.年月日，中國火星探測器“天問一號”在火星表面的目標著陸點成功著陸，“祝融號”火星車開展巡視探測。若在火星“地面”附近高處自由釋放一物塊，落至“地面”時的速度為。已知火星的半徑為，引力常量為，將火星看作是質量分布均勻的球體，忽略火星自轉，不計火星大氣的阻力。求：（1）火星的密度；（2）火星的第一宇宙速度?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】（1）依題意，有，又，火星的密度為聯(lián)立，解得；（2）火星的第一宇宙速度是衛(wèi)星貼近火星表面做勻速圓周運動的線速度，根據萬有引力提供向心力，可得，解得。16.俄烏戰(zhàn)爭中大量無人機投入了使用，如圖所示，一架在的高空飛行的無人機發(fā)現了停在路邊的一輛敵軍車輛，無人機以大小的速度沿水平方向飛向敵軍車輛，欲使無人機投下的炸彈擊中汽車。不計空氣阻力，重力加速度。求：（1）無人機應在距離汽車的水平距離多遠處投彈；（2）擊中汽車時炸彈速度的大小?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】（1）由題知，炸彈在空中做平拋運動，設下落時間為，由平拋運動規(guī)律知，豎直方向有，水平方向有，代入得；（2）設豎直方向速度為，則豎直方向有，則擊中汽車時炸彈速度為。17.兩段輕桿與一端各固定一個小球甲與乙，按如圖所示的方式連接在一起。將桿的一端與光滑豎直軸連接在一起，兩桿在同一直線上，整個系統(tǒng)可以在光滑水平面上繞豎直軸轉動。已知桿長為，桿長為，