甘肅省天水市2023-2024學(xué)年高一下學(xué)期5月期中物理試題（解析版）

2023—2024學(xué)年第二學(xué)期期中聯(lián)考試卷高一物理注意事項(xiàng)：1.答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、班級(jí)、考生號(hào)、考場(chǎng)號(hào)、座位號(hào)填寫在答題卡上。2.回答選擇題時(shí)，選出每小題答案后，用2B鉛筆把答題卡上對(duì)應(yīng)題目的答案標(biāo)號(hào)涂黑。如需改動(dòng)，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標(biāo)號(hào)?；卮鸱沁x擇題時(shí)，將答案寫在答題卡上。寫在本試卷上無效。3.考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回。一、選擇題：本題共10小題，共43分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1~7題只有一項(xiàng)符合題目要求，每小題4分；第8~10題有多項(xiàng)符合題目要求，每小題5分，全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。1.如圖所示，一游泳者在一條彎曲的小河中從O點(diǎn)處開始沿圖中虛線漂流，途經(jīng)a、b、c、d四點(diǎn)。游泳者在這四點(diǎn)中與O點(diǎn)處的速度可能相同的是（）A.a B.b C.c D.d【答案】C【解析】【詳解】游泳者從O點(diǎn)處開始沿圖中虛線漂流，途經(jīng)a、b、c、d四點(diǎn)。可知該運(yùn)動(dòng)員做曲線運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)到某點(diǎn)的速度方向?yàn)樵擖c(diǎn)的切線方向，因此在O點(diǎn)處的速度與在c點(diǎn)處的速度可能相同。故選C2.如圖為甘肅臨夏州孔家寺黃河特大橋的部分橋段，此部分有一段平直的橋面和一段圓弧形彎道橋面，這兩段橋面均可視為水平。一輛汽車以恒定速率通過該部分橋面，汽車與橋面間的動(dòng)摩擦因數(shù)處處相同。則汽車在通過該部分橋段的過程中（）A.始終處于平衡狀態(tài)B.在彎道橋面受到橋面的彈力較平直橋面處大C.在彎道橋面受到的牽引力較平直橋面處大D.在彎道橋面受到的摩擦力較平直橋面處大【答案】D【解析】【詳解】A．汽車在圓弧形彎道橋面運(yùn)動(dòng)時(shí)，做圓周運(yùn)動(dòng)，有向心加速度，不處于平衡狀態(tài)，故A錯(cuò)誤；B．彈力和汽車重力平衡，故在彎道橋面受到橋面的彈力和平直橋面處一樣大，故B錯(cuò)誤；C．設(shè)汽車質(zhì)量為，動(dòng)摩擦因數(shù)為，汽車以恒定速率通過該部分橋面，切線方向的動(dòng)摩擦力牽引力與切線方向的動(dòng)摩擦力平衡，故在彎道橋面受到的牽引力和平直橋面處一樣大，故C錯(cuò)誤；D．在平直路面，汽車只受切線方向的動(dòng)摩擦力，在彎道橋面還受到指向圓心方向的靜摩擦力提供向心力，故在彎道橋面受到的摩擦力故在彎道橋面受到的摩擦力較平直橋面處大，故D正確。故選D。3.二十四節(jié)氣是我國古代歷法的獨(dú)創(chuàng)，早在西漢時(shí)期的《淮南子》中就有記載，它是根據(jù)地球在公轉(zhuǎn)軌道上不同位置所反映的寒暑變化并結(jié)合相應(yīng)的氣象條件和自然現(xiàn)象（即物候）來命名的?，F(xiàn)行二十四節(jié)氣劃分以地球和太陽的連線每掃過15°定為一個(gè)節(jié)氣，如圖為二十四個(gè)節(jié)氣對(duì)應(yīng)的地球在公轉(zhuǎn)軌道上位置的示意圖，其中冬至?xí)r地球在近日點(diǎn)附近，春分、秋分點(diǎn)與太陽剛好在同一直線上。則下列說法正確的是（）A.春分點(diǎn)與秋分點(diǎn)，地球環(huán)繞太陽公轉(zhuǎn)速度大小相等B.地球在夏至的公轉(zhuǎn)速度較冬至快C.立春附近相鄰兩節(jié)氣與立秋附近相鄰兩節(jié)氣的時(shí)間間隔相同D.春分、夏至、秋分、冬至四個(gè)節(jié)氣剛好將一年的時(shí)間四等分【答案】A【解析】【詳解】A．根據(jù)圖像可知，春分點(diǎn)與秋分點(diǎn)，地球關(guān)于太陽對(duì)稱，地球到太陽的間距相等，根據(jù)開普勒第二定律可知，地球環(huán)繞太陽公轉(zhuǎn)速度大小相等，故A正確；B．根據(jù)圖像可知，冬至?xí)r地球在近日點(diǎn)附近，夏至?xí)r地球在遠(yuǎn)日點(diǎn)附近，根據(jù)開普勒第二定律可知，地球在夏至的公轉(zhuǎn)速度較冬至慢，故B錯(cuò)誤；C．立春附近相鄰兩節(jié)氣到太陽的間距小于立秋附近相鄰兩節(jié)氣到太陽的間距，根據(jù)開普勒第二定律可知，立春附近相鄰兩節(jié)氣位置的速度大小大于立秋附近相鄰兩節(jié)氣位置的速度，則立春附近相鄰兩節(jié)氣的時(shí)間間隔小于立秋附近相鄰兩節(jié)氣兩節(jié)氣的時(shí)間間隔，故C錯(cuò)誤；D．由于冬至?xí)r地球在近日點(diǎn)附近，蝦至?xí)r地球在遠(yuǎn)日點(diǎn)附近，則地球從秋分經(jīng)冬至到平均速度大于地球從春分經(jīng)夏至到冬至的平均速度，則地球從秋分經(jīng)冬至到的時(shí)間間隔小于地球從春分經(jīng)夏至到冬至的時(shí)間間隔，可知，春分、夏至、秋分、冬至四個(gè)節(jié)氣并沒有將一年的時(shí)間四等分，故D錯(cuò)誤。故選A。4.如圖，某建筑工地上的塔吊往高處運(yùn)送建筑材料。取豎直向上為y軸的正方向，水平向右為x軸的正方向，建立如圖所示的坐標(biāo)系xOy。假設(shè)材料從O點(diǎn)處起吊，沿y軸的正方向做勻速運(yùn)動(dòng)，沿x軸的正方向做勻加速運(yùn)動(dòng)，則材料運(yùn)動(dòng)的軌跡可能為（）A B. C. D.【答案】D【解析】【詳解】假設(shè)材料從O點(diǎn)處起吊，沿y軸的正方向做勻速運(yùn)動(dòng)，沿x軸的正方向做勻加速運(yùn)動(dòng)，則由牛頓第二定律可知，材料在y軸方向沒有加速度，有沿x軸的正方向的加速度。合力方向與加速度方向相同，合力沿x軸的正方向。又曲線運(yùn)動(dòng)，合力指向軌跡的凹側(cè)。故選D。5.如圖，我國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中衛(wèi)星的運(yùn)行軌道主要有三種：地球靜止軌道、傾斜地球同步軌道和中圓地球軌道。其中傾斜地球同步軌道平面與赤道平面存在一定夾角，中圓地球軌道距離地球表面高度約為20000km，傾斜地球同步軌道與地球靜止軌道距離地球表面高度約為36000km。下列說法正確的是（）A.中圓地球軌道衛(wèi)星的運(yùn)行周期比傾斜地球同步軌道衛(wèi)星的周期大B.中圓地球軌道衛(wèi)星的向心加速度比地球靜止軌道衛(wèi)星的向心加速度小C.傾斜地球同步軌道衛(wèi)星的向心加速度比地球靜止軌道衛(wèi)星的向心加速度大D.傾斜地球同步軌道衛(wèi)星每天在固定的時(shí)刻經(jīng)過同一地區(qū)的正上方【答案】D【解析】【詳解】A．由萬有引力提供向心力，可得可知軌道半徑越大，周期越大，中圓地球軌道半徑小于傾斜地球同步軌道半徑，因此中圓地球軌道衛(wèi)星的運(yùn)行周期比傾斜地球同步軌道衛(wèi)星的周期小，A錯(cuò)誤；BC．由牛頓第二定律可得軌道半徑越大，向心加速度越小，因此中圓地球軌道衛(wèi)星的向心加速度比地球靜止軌道衛(wèi)星的向心加速度大，傾斜地球同步軌道衛(wèi)星的向心加速度與地球靜止軌道衛(wèi)星的向心加速度相等，BC錯(cuò)誤；D．由于傾斜地球同步軌道衛(wèi)星的周期與地球靜止軌道衛(wèi)星的周期相等，也與地球自轉(zhuǎn)周期相等，所以傾斜地球同步軌道衛(wèi)星每天在固定的時(shí)刻經(jīng)過同一地區(qū)的正上方，D正確。故選D。6.如圖，某種型號(hào)的拖拉機(jī)在平直的路面上勻速行駛。已知該拖拉機(jī)前輪半徑為r，后輪半徑為1.5r，a、b分別是前、后輪邊緣上的點(diǎn)，c是后輪上與輪中心距離為r的一點(diǎn)。不考慮前、后輪與路面間的打滑現(xiàn)象，則在拖拉機(jī)行駛過程中某時(shí)刻，以運(yùn)動(dòng)的拖拉機(jī)為參考系，a、b、c三點(diǎn)的（??）A.線速度大小之比為B.角速度之比為C.轉(zhuǎn)速之比為：D.向心加速度大小之比為【答案】B【解析】【詳解】AB．b和c都是后輪上的點(diǎn)，同一輪上轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)各點(diǎn)角速度相等，故有a和b分別是前后輪邊緣上的點(diǎn)，由于拖拉機(jī)勻速行駛時(shí)，前后輪邊緣上的線速度大小相等，故有根據(jù)線速度和角速度的關(guān)系知故故A錯(cuò)誤，B正確；C．根據(jù)轉(zhuǎn)速之比為故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)向心加速度大小之比為故D錯(cuò)誤。故選B。7.2024年3月2日，我國神舟十七號(hào)航天員在空間站機(jī)械臂的支持下，完成約8h的出艙活動(dòng)任務(wù)，在軌道上利用輕質(zhì)機(jī)械臂操控質(zhì)量為m的貨物。已知貨物、空間站和地球的位置如圖所示，它們?cè)谕恢本€上，貨物與空間站同步繞地球以角速度ω做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，空間站軌道半徑為r，貨物與空間站中心的距離為d，忽略空間站對(duì)貨物的引力，貨物受到地球的引力大小為F1，受到機(jī)械臂的作用力大小為F2。則（）A.F1比F2小 B.F1比F2大C.F1比F2小 D.F1比F2大【答案】B【解析】【詳解】對(duì)貨物，由牛頓第二定律得故F1比F2大。故選B。8.我國發(fā)射的嫦娥五號(hào)返回式月球探測(cè)器已成功從月球上帶回了月球土壤樣本，如圖為探測(cè)器從地球上發(fā)射到降落月球表面的部分過程示意圖。探測(cè)器在被月球捕獲后，先進(jìn)入一個(gè)環(huán)月橢圓軌道，運(yùn)行周期T1=8h；然后在近月點(diǎn)處進(jìn)入高度h=200km的環(huán)月圓軌道，運(yùn)行周期T2=2h。已知月球的半徑R=1738km，引力常量G=6.67×10-11N?m2/kg2。以下說法中正確的是（）A.嫦娥五號(hào)探測(cè)器發(fā)射速度小于7.9km/sB.嫦娥五號(hào)探測(cè)器由環(huán)月橢圓軌道進(jìn)入圓軌道需要加速C.由題給信息可以求出月球的質(zhì)量與密度D.由題給信息可以求出環(huán)月橢圓軌道的遠(yuǎn)月點(diǎn)距離月球表面的高度【答案】CD【解析】【詳解】A．嫦娥五號(hào)探測(cè)器要脫離地球的吸引到月球上，因此其發(fā)射速度要大于第二宇宙速度，A錯(cuò)誤；B．嫦娥五號(hào)探測(cè)器由環(huán)月橢圓軌道進(jìn)入圓軌道，即從高軌道進(jìn)入低軌道需要減速做向心運(yùn)動(dòng)，B錯(cuò)誤；C．嫦娥五號(hào)探測(cè)器在環(huán)月圓軌道上運(yùn)行時(shí)，由月球的萬有引力提供向心力，可得解得月球質(zhì)量解得月球的密度C正確；D．由開普勒第三定律可得則有環(huán)月橢圓軌道的遠(yuǎn)月點(diǎn)距離月球表面的高度D正確。故選CD。9.如圖所示是某同學(xué)在進(jìn)行投籃練習(xí)。已知某次籃球運(yùn)動(dòng)軌跡經(jīng)過A、B、C三點(diǎn)，其中A為籃球拋出點(diǎn)，B為籃球運(yùn)動(dòng)最高點(diǎn)，C為籃球落入籃筐點(diǎn)，且AB連線垂直于BC連線，AB連線與水平方向成θ=60°的角，不計(jì)空氣阻力。以下說法中正確的是（）A.籃球在運(yùn)動(dòng)過程中相等時(shí)間內(nèi)速度的變化量相等B.籃球在運(yùn)動(dòng)過程中速度與加速度方向一定不垂直C.籃球從A到B與從B到C的運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比為3∶1D.籃球在A點(diǎn)速度與C點(diǎn)速度大小之比為3∶1【答案】AC【解析】【詳解】A．籃球在運(yùn)動(dòng)過程中，不計(jì)空氣阻力，因此籃球只受重力作用，則加速度為，由加速度的定義式可知，籃球在運(yùn)動(dòng)過程中相等時(shí)間內(nèi)速度的變化量相等，A正確；B．籃球在運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)B時(shí)，只有水平方向的分速度，此時(shí)速度與加速度方向垂直，B錯(cuò)誤；C．籃球從A到B運(yùn)動(dòng)的逆過程可看成從B到A的平拋運(yùn)動(dòng)，從B到C運(yùn)動(dòng)則是平拋運(yùn)動(dòng)，對(duì)AB過程，則有可得同理對(duì)BC過程則有解得C正確；D．籃球在水平方向的分速度為，則有對(duì)AB過程，在A點(diǎn)豎直方向的分速度對(duì)BC過程，在C點(diǎn)豎直方向的分速度可得可知籃球在A點(diǎn)速度與C點(diǎn)速度大小之比為，D錯(cuò)誤。故選AC。10.如圖所示，a、b兩顆人造衛(wèi)星在同一平面內(nèi)沿不同軌道繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。已知a、b兩衛(wèi)星運(yùn)行的軌道半徑之比為（），a衛(wèi)星相對(duì)地球的張角為2θ，地球半徑為R，地球表面的重力加速度為g。以下說法正確的是（）A.a衛(wèi)星離地面的高度為B.a衛(wèi)星運(yùn)行的線速度大小為C.b衛(wèi)星在時(shí)間t內(nèi)運(yùn)動(dòng)的路程為D.a、b兩衛(wèi)星與地心的連線在相等時(shí)間內(nèi)掃過的面積之比為【答案】BD【解析】【詳解】A．對(duì)a衛(wèi)星進(jìn)行分析，根據(jù)幾何關(guān)系有解得a衛(wèi)星離地面的高度為故A錯(cuò)誤；B．對(duì)a衛(wèi)星進(jìn)行分析，則有在地球表面有解得故B正確；C．對(duì)b衛(wèi)星進(jìn)行分析，則有由于結(jié)合上述解得則b衛(wèi)星在時(shí)間t內(nèi)運(yùn)動(dòng)的路程為故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)角速度與線速度的關(guān)系有，a、b兩衛(wèi)星與地心連線在相等時(shí)間內(nèi)掃過的面積分別為，解得故D正確。故選BD。二、非選擇題：本題共5小題，共57分。11.某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)探究物體做圓周運(yùn)動(dòng)需要的向心力大小F與其角速度ω和半徑r之間關(guān)系的實(shí)驗(yàn)。如圖所示，一根2.5m長的尼龍細(xì)線穿過圓珠筆桿，繩的一端系一個(gè)小鋼球，另一端掛上若干個(gè)質(zhì)量相同的鉤碼，調(diào)節(jié)尼龍線使小鋼球距圓珠筆桿的頂口（筆尖部）的線長為0.6m。手握住圓珠筆桿并舉過頭頂盡量使小鋼球穩(wěn)定在一個(gè)水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。（1）為了讓小鋼球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力大小近似等于懸掛鉤碼的重力，應(yīng)該保證圓珠筆桿的頂口盡量光滑，且筆尖部上方的尼龍線盡可能水平，鉤碼的質(zhì)量應(yīng)________小鋼球質(zhì)量。（填字母）A.等于 B.小于或等于 C.遠(yuǎn)小于 D.遠(yuǎn)大于（2）在探究向心力的大小F與角速度ω的關(guān)系時(shí)，則應(yīng)保持________。A.小鋼球的轉(zhuǎn)速一定 B.所掛鉤碼個(gè)數(shù)一定C.筆尖部上方的尼龍線長度一定 D.小鋼球做圓周運(yùn)動(dòng)的水平面高度一定（3）若所掛鉤碼個(gè)數(shù)為原來的2倍，同時(shí)調(diào)節(jié)筆尖部上方的尼龍線水平部分的長度為原來的一半，則小鋼球做圓周運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速為原來的________（填數(shù)字）倍?！敬鸢浮浚?）D（2）C（3）2【解析】【小問1詳解】小鋼球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力大小近似等于懸掛鉤碼的重力，可知尼龍線的拉力與小球的重力的合力等于向心力，如圖所示，可知鉤碼的質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)大于小鋼球的質(zhì)量，尼龍線容易趨于水平，也便于增大小球的角速度。故選D。【小問2詳解】由向心力公式可知，在探究向心力的大小F與角速度ω的關(guān)系時(shí)，則應(yīng)保持轉(zhuǎn)動(dòng)的半徑一定，即筆尖部上方的尼龍線長度一定。故選C?！拘?詳解】由題意可知，鉤碼的重力近似等于向心力，則有解得若所掛鉤碼個(gè)數(shù)為原來的2倍，同時(shí)調(diào)節(jié)筆尖部上方的尼龍線水平部分的長度為原來的一半，由上式可得則小鋼球做圓周運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速為原來的2倍。12.用如圖所示裝置研究平拋運(yùn)動(dòng)。將一木板豎直固定在桌邊，在桌邊上固定安放一斜槽軌道，在斜槽末端系一鉛垂線，標(biāo)記鉛垂線在水平地面上的投影點(diǎn)O；將一光電門安裝在木板上，并讓斜槽末端通過光電門且恰好不能擋光。將一直徑為d的小球從斜槽上某一位置由靜止釋放，小球通過光電門時(shí)，光電門光線正對(duì)小球球心，并記錄小球擋光時(shí)間為t，小球離開斜槽后做平拋運(yùn)動(dòng)，記下小球在水平地面上的落點(diǎn)P，用刻度尺測(cè)出O、P間的距離x。（1）為使小球離開斜槽后的運(yùn)動(dòng)盡可能接近平拋運(yùn)動(dòng)，下列措施中有必要的是________。（多選）A.斜槽軌道必須光滑 B.斜槽軌道末端切線必須水平C.小球要選用密度較大的材料 D.斜槽的上、下端應(yīng)在同一豎直平面內(nèi)（2）若d=10.00mm，某次小球通過光電門的擋光時(shí)間t=0.0102s，則小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度大小為________m/s（計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。（3）改變小球在斜槽上由靜止釋放的位置，重復(fù)多次實(shí)驗(yàn)，測(cè)出每次小球通過光電門的時(shí)間t與落地點(diǎn)P到O點(diǎn)的距離x；以x為橫軸，以________為縱軸，用所測(cè)量的數(shù)據(jù)作出的是線性圖像。A.t B.t2 C. D.（4）該探究實(shí)驗(yàn)還可測(cè)量重力加速度。測(cè)出小球在斜槽末端靜止時(shí)，小球球心到水平地面的距離h，若第（3）問所作出的線性圖像中直線的斜率為k，則當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣鹊谋磉_(dá)式g=________（用h、k、d表示）?！敬鸢浮浚?）BC（2）0.980（3）C（4）【解析】【小問1詳解】A．小球每次必須從同一高度滾下，保證從軌道末端飛出時(shí)速度大小相等即可，而斜槽軌道是否光滑對(duì)上述要求無影響，故A錯(cuò)誤；B．為了使小球離開軌道末端后都能做平拋運(yùn)動(dòng)，軌道末端的切線必須是水平的，故B正確；C．為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，小球選用密度大，體積小的材料，故C正確；D．小球每次必須從同一高度滾下，保證從軌道末端飛出時(shí)速度大小相等即可，而斜槽的上、下端應(yīng)在同一豎直平面內(nèi)對(duì)上述要求無影響，故D錯(cuò)誤。故選BC?！拘?詳解】小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度大小【小問3詳解】小球球心到水平地面的距離h，設(shè)平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為，則得落地點(diǎn)P到O點(diǎn)的距離以x為橫軸，以為縱軸，用所測(cè)量的數(shù)據(jù)作出的是線性圖像。故選C?！拘?詳解】由得圖像斜率解得當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣鹊谋磉_(dá)式13.如圖，在冬奧會(huì)跳臺(tái)滑雪比賽中，運(yùn)動(dòng)員在滑雪道上獲得水平速度從跳臺(tái)a點(diǎn)水平飛出，著陸于直線斜坡b點(diǎn)，已知斜坡與水平方向的夾角為30°，不計(jì)空氣阻力，重力加速度g取10m/s2。求運(yùn)動(dòng)員（1）從a點(diǎn)到b點(diǎn)的時(shí)間t；（2）從a點(diǎn)到距斜坡最遠(yuǎn)時(shí)所用時(shí)間t1及此時(shí)的速度v?！敬鸢浮浚?）4s；（2）2s；40m/s，方向平行斜坡向下【解析】【詳解】（1）設(shè)a、b兩點(diǎn)的水平距離與豎直距離分別為x、y，由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律有又代入題給數(shù)據(jù)可得t=4s（2）從a點(diǎn)飛出后速度方向與斜坡平行時(shí)運(yùn)動(dòng)員離斜坡最遠(yuǎn)，有解得此時(shí)的速度大小為方向平行斜坡向下。14.我國計(jì)劃在2030年前實(shí)現(xiàn)載人登月。假設(shè)航天員來到月球表面開展科學(xué)探究，如圖甲所示，航天員駕駛一輛質(zhì)量為m（包括航天員）的月球探測(cè)車前往月球表面的一個(gè)不太深且可看做部分球面的隕石坑內(nèi)進(jìn)行科學(xué)考察，探測(cè)車上安裝有速度傳感器與壓力傳感器，它們分別可測(cè)量車速大小與車對(duì)地面的壓力大小。在探測(cè)車經(jīng)過隕石坑最低點(diǎn)時(shí)獲取兩傳感器測(cè)出的車速與車對(duì)地面壓力的數(shù)據(jù)。航天員通過改變車速，多次重復(fù)測(cè)出每次探測(cè)車在隕石坑最低點(diǎn)時(shí)的車速v與相應(yīng)車對(duì)地面的壓力，用多次測(cè)出的數(shù)據(jù)