甘肅省秦安縣多校2023-2024學(xué)年高一下學(xué)期期中聯(lián)考物理試題（解析版）

物理試卷注意事項(xiàng)：1.答題前，請務(wù)必將自己的姓名、準(zhǔn)考證號填涂在答題卡上；2.本試卷分為兩部分，總分100分；3.考試結(jié)束后，將答題卡交回。第Ⅰ卷選擇題（共47分）一、單項(xiàng)選擇題（本題8個小題，每題4分，共計(jì)32分，在每小題給出的四個選項(xiàng)中只有一項(xiàng)是符合題目要求的。）1.下列說法中正確的是（）A.牛頓測出了引力常量，他被稱為“稱量地球質(zhì)量”第一人B.相對論時空觀認(rèn)為物體的長度會因物體的速度不同而不同C.所有行星的軌道半長軸跟公轉(zhuǎn)周期的三次方的比值都相同D.丹麥天文學(xué)家第谷經(jīng)過多年的天文觀測和記錄，提出了“日心說”的觀點(diǎn)【答案】B【解析】【詳解】A．卡文迪許測出了引力常量，他被稱為“稱量地球質(zhì)量”第一人。故A錯誤；B．相對論時空觀認(rèn)為物體的長度會因物體的速度不同而不同。故B正確；C．繞同一恒星運(yùn)轉(zhuǎn)的所有行星的軌道半長軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相同。故C錯誤；D．哥白尼提出了“日心說”的觀點(diǎn)。故D錯誤。故選B。2.殲-10B沿曲線MN加速向上爬升，圖中畫出表示殲-10B在P點(diǎn)受到合力的四種方向，其中可能的是A.① B.② C.③ D.④【答案】B【解析】【詳解】殲-10從M點(diǎn)運(yùn)動到N，曲線運(yùn)動，所受合力指向軌跡的凹側(cè)；殲-10同時加速，所受合力與速度的方向的夾角要小于90°，則②正確．故ACD錯誤，B正確．3.如圖所示，質(zhì)量相等的甲、乙兩個小球，在光滑玻璃漏斗內(nèi)壁做水平面內(nèi)的勻速圓周運(yùn)動，甲在乙的上方。則它們運(yùn)動的（）A.向心力大小不相等 B.線速度C.角速度 D.向心加速度【答案】B【解析】【詳解】AD．對甲、乙兩球進(jìn)行受力分析，兩球均只受重力和漏斗給的支持力FN，如圖所示設(shè)漏斗頂角的一半為，則它們所受向心力由于兩球質(zhì)量相等，所以兩球的向心力相等，向心加速度也相等，故A、D錯誤；B．由公式可得由于甲球的軌道半徑比乙球軌道半徑更大，所以故B正確；C．由公式可得由于甲球的半徑比乙球半徑更大，所以故C錯誤。故選B。4.如圖所示，下列有關(guān)生活中圓周運(yùn)動實(shí)例分析，其中說法正確的是（）A.甲圖中，汽車通過凹形橋最低點(diǎn)時，速度不能超過B.乙圖中，“水流星”勻速轉(zhuǎn)動過程中，在最低處水對桶底的壓力最大C.丙圖中，火車轉(zhuǎn)彎超過規(guī)定速度行駛時，內(nèi)軌對內(nèi)輪緣會有擠壓作用D.丁圖中，同一小球在光滑而固定的圓錐筒內(nèi)的A、B位置先后分別做勻速圓周運(yùn)動，則在A、B兩位置小球向心加速度不相等【答案】B【解析】【詳解】A．汽車通過凹形橋的最低點(diǎn)時為超重，速度大小可以超過，A錯誤；B．“水流星”勻速轉(zhuǎn)動過程中，在最低處桶底對水的支持力為，則得由牛頓第三定律得，水對桶底的壓力大小為在最高處桶底對水的壓力為，則由牛頓第三定律得，在最高處水對桶底的壓力大小為所以在最低處水對桶底的壓力最大，B正確；C．丙圖中，火車轉(zhuǎn)彎超過規(guī)定速度行駛時，重力和支持力的合力不夠提供向心力，外軌受到擠壓，C錯誤；D．丁圖中，同一小球在光滑而固定的圓錐筒內(nèi)的A、B位置先后分別做勻速圓周運(yùn)動，設(shè)筒臂和豎直方向的夾角為，則得所以A、B兩位置小球向心加速度相等，D錯誤。故選B。5.所示，汽車用跨過定滑輪的輕繩提升物塊A。汽車勻速向右運(yùn)動，在物塊A到達(dá)滑輪之前，關(guān)于物塊A，下列說法正確的是（）A.將豎直向上做勻速運(yùn)動 B.將處于超重狀態(tài)C.將處于失重狀態(tài) D.將豎直向上先加速后減速【答案】B【解析】【詳解】對汽車的速度v沿繩子的方向和垂直于繩子的方向進(jìn)行正交分解，如圖所示：根據(jù)三角形關(guān)系有v2=vcosθ物塊A上升的速度大小等于v2，可知汽車勻速向右運(yùn)動，θ角變小，所以v2增大，物塊向上做加速運(yùn)動，加速度向上，物塊處于超重狀態(tài)，故ACD錯誤，B正確；故選B。6.“嫦娥之父”歐陽自遠(yuǎn)透露：我國計(jì)劃于年登陸火星。假如某志愿者登上火星后將一小球從高為h的地方由靜止釋放，不計(jì)空氣阻力，測得經(jīng)過時間t小球落在火星表面，已知火星的半徑為R，引力常量為G，不考慮火星自轉(zhuǎn)，則下列說法正確的是（）A.火星的第一宇宙速度為B.火星的質(zhì)量為C.火星的平均密度為D.環(huán)繞火星表面運(yùn)行的衛(wèi)星的周期為【答案】C【解析】【詳解】A．設(shè)火星表面的重力加速度大小為g，由題意根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式可得①設(shè)火星的第一宇宙速度為v，根據(jù)第一宇宙速度的物理意義可知②聯(lián)立①②解得③故A錯誤；B．設(shè)火星的質(zhì)量為M，根據(jù)火星表面物體所受重力等于萬有引力有④聯(lián)立①④解得⑤故B錯誤；C．火星的平均密度為⑥故C正確；D．環(huán)繞火星表面運(yùn)行的衛(wèi)星的周期為⑦故D錯誤。故選C。7.內(nèi)表面為半球型且光滑的碗固定在水平桌面上，球半徑為R，球心為O，現(xiàn)讓可視為質(zhì)點(diǎn)的小球在碗內(nèi)的某一水平面上做勻速圓周運(yùn)動，小球與球心O的連線與豎直線的夾角為θ，重力加速度為g，則（）A.小球的加速度為a=gsinθB.碗內(nèi)壁對小球的支持力為C.小球的運(yùn)動周期為D.小球運(yùn)動的速度為【答案】C【解析】【詳解】AB．小球在碗內(nèi)的某一水平面上做勻速圓周運(yùn)動，受力如圖豎直方向有N水平方向有聯(lián)立解得N故AB錯誤；C．又由小球的運(yùn)動周期為故C正確；D．又由小球運(yùn)動的速度為故D錯誤。故選C。8.假設(shè)地球可視為質(zhì)量分布均勻的球體，地球表面重力加速度在兩極的大小為，在赤道的大小為g，已知地球自轉(zhuǎn)的周期為T，引力常量為G，則地球的質(zhì)量為（）A. B. C. D.【答案】B【解析】【詳解】在兩極有：，在赤道有：，聯(lián)立兩式解得，故選B．二、多項(xiàng)選擇題（本題3小題，每小題5分，共15分。每小題有多個選項(xiàng)符合題意。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，錯選或不選的得0分。）9.發(fā)射地球同步衛(wèi)星時，先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道1，然后經(jīng)點(diǎn)火，使其沿橢圓軌道2運(yùn)行，最后再次點(diǎn)火，將衛(wèi)星送入同步圓軌道3，軌道1、2相切于Q點(diǎn)，軌道2、3相切于P點(diǎn)，如圖所示。則衛(wèi)星在各軌道上正常運(yùn)行時，以下說法正確的是（）A.衛(wèi)星在軌道3上的速度小于在軌道1上的速度B.衛(wèi)星在軌道3上的P點(diǎn)的速度大于在軌道2上經(jīng)過P點(diǎn)時的速度C.衛(wèi)星在軌道1上經(jīng)過Q點(diǎn)時的加速度等于它在軌道2上經(jīng)過Q點(diǎn)時的加速度D.衛(wèi)星在軌道2上運(yùn)動的周期大于在軌道3上運(yùn)動的周期【答案】ABC【解析】【詳解】A．根據(jù)可得可知衛(wèi)星在軌道3上的速度小于在軌道1上的速度，A正確；B．衛(wèi)星從軌道2上的P點(diǎn)進(jìn)入軌道3需要加速，故衛(wèi)星在軌道3上的P點(diǎn)的速度大于在軌道2上經(jīng)過P點(diǎn)時的速度，B正確；C．衛(wèi)星在軌道1上經(jīng)過Q點(diǎn)時所受的萬有引力大小等于它在軌道2上經(jīng)過Q點(diǎn)時所受的萬有引力大小，所以衛(wèi)星在軌道1上經(jīng)過Q點(diǎn)時的加速度等于它在軌道2上經(jīng)過Q點(diǎn)時的加速度，C正確；D．根據(jù)開普勒第三定律則衛(wèi)星在軌道2上運(yùn)動的周期小于在軌道3上運(yùn)動的周期，D錯誤。故選ABC。10.經(jīng)長期觀測人們在宇宙中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了“雙星系統(tǒng)”，“雙星系統(tǒng)”由兩顆相距較近的恒星組成，每個恒星的線度遠(yuǎn)小于兩個星體之間的距離，而且雙星系統(tǒng)一般遠(yuǎn)離其他天體。如圖所示，兩顆星球組成的雙星，在相互之間的萬有引力作用下，繞連線上的O點(diǎn)做周期相同的勻速圓周運(yùn)動?，F(xiàn)測得兩顆星之間的距離為L，設(shè)質(zhì)量分別用m1、m2表示，且m1：m2=5：2，則可知（）A.、做圓周運(yùn)動的線速度之比為2：5B.、做圓周運(yùn)動的角速度之比為5：2C.做圓周運(yùn)動的半徑為D.兩顆恒星的公轉(zhuǎn)周期相等，且可表示為【答案】ACD【解析】【詳解】ABC．雙星靠相互間萬有引力提供向心力，具有相同的角速度，對m1①對m2②得m1r1=m2r2則所以，又v=rω，所以線速度之比故AC正確，B錯誤；D．①②兩式相加結(jié)合可得故D正確。故選ACD。11.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處于地面附近近地軌道上正常運(yùn)動，c是地球同步衛(wèi)星，d是月球，各衛(wèi)星排列位置如圖，則有（）A.角速度的大小關(guān)系為B.向心加速度大小關(guān)系為C.線速度的大小關(guān)系為D.周期的大小關(guān)系為【答案】ABC【解析】【詳解】對于b、c、d三顆地球衛(wèi)星（d是月球），由萬有引力提供向心力得可得，，，則有，，，對于同步衛(wèi)星c和未發(fā)射衛(wèi)星a，兩者角速度相等，周期相等，則有，根據(jù)，可得，對于衛(wèi)星c、d，可認(rèn)為，，則有同步衛(wèi)星的軌道半徑約為地球半徑的倍，則有月球的軌道半徑約為則有，綜上分析可知故選ABC。第II卷非選擇題（共53分）三、非選擇題（本題5小題，共52分。計(jì)算題解答時請寫出必要的文字說明，方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不得分。）12.（1）一組同學(xué)利用閃光照相的辦法研究平拋運(yùn)動，如圖所示為拍攝一小球做平拋運(yùn)動的閃光照片的一部分，圖中背景方格的邊長均為20cm，如果取g=10m/s2，那么：①經(jīng)判斷，A點(diǎn)_______拋出點(diǎn)；（填寫“是”或“不是”）②小球做平拋運(yùn)動的初速度的大小是_______m/s；③從拋出到B點(diǎn)的時間________s，小球經(jīng)過B點(diǎn)時的速度大小是_______m/s?！敬鸢浮竣?不是②.3.0③.0.4④.5【解析】【詳解】（1）[1]若A點(diǎn)為拋出點(diǎn)，則小球在A點(diǎn)時豎直方向的初速度為零，因?yàn)橛沙跛俣葹榱愕膭蜃兯僦本€運(yùn)動規(guī)律可知，小球在A點(diǎn)時豎直方向的速度不為零，故A點(diǎn)不是拋出點(diǎn)。[2]由小球做平拋運(yùn)動可知，初速度為由運(yùn)動學(xué)公式可知聯(lián)立解得[3]B點(diǎn)豎直方向的分速度，由中間時刻瞬時速度可知從拋出點(diǎn)到B點(diǎn)，豎直方向由自由落體公式聯(lián)立解得[4]結(jié)合上述分析，由平行四邊形定則13.圖示為研究空氣動力學(xué)的風(fēng)洞設(shè)備，將水平剛性桿固定在風(fēng)洞內(nèi)距水平地面高度H=5m處，桿上套一質(zhì)量m=2kg的可沿桿滑動的小球。將小球所受的風(fēng)力調(diào)節(jié)為F=20N，方向水平向左?，F(xiàn)使小球以大小的速度水平向右離開桿端，假設(shè)小球所受風(fēng)力不變，取g=10m/s2。求：（1）小球落地所需的時間t；（2）小球落地點(diǎn)到桿右端的距離s。【答案】（1）；（2）【解析】【詳解】（1）小球在豎直方向做自由落體運(yùn)動，則有解得（2）小球在水平方向向右做勻減速直線運(yùn)動，水平方向的加速度大小為根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式則小球落地點(diǎn)到桿右端的距離14.2021年5月15日，我國火星探測器“天問一號”的著陸巡視器成功著陸于火星烏托邦平原南部預(yù)選著陸區(qū)，相信不遠(yuǎn)的將來，我們就能實(shí)現(xiàn)宇航員登陸火星。假設(shè)宇航員在火星表面做實(shí)驗(yàn)，將一個小球以初速度豎直上拋，經(jīng)過時間小球落回拋出點(diǎn)。已知火星的半徑為，萬有引力常量為，忽略空氣阻力和火星自轉(zhuǎn)影響。（1）求火星表面附近的重力加速度；（2）估算火星的質(zhì)量；（3）假設(shè)“天問一號”繞火星運(yùn)行的軌道為圓形軌道，周期為，求“天問一號”距離火星表面的高度?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3）【解析】【分析】【詳解】（1）在火星上，小球做豎直上拋運(yùn)動，根據(jù)解得火星表面的重力加速度為（2）根據(jù)解得（3）根據(jù)解得15.質(zhì)量m=1kg的小球在長為L=1m的細(xì)繩作用下在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動，細(xì)繩能承受的最大拉力Tmax=46N，轉(zhuǎn)軸離地高度h=6m，g取10m/s2則：（1）若恰好通過最高點(diǎn)，則