湖南省婁底市漣源市第一名校2023-2024學年高一下學期物理期中考試試卷姓名：__________班級：__________考號：__________題號一二三四總分評分一、單選題：本題共7小題，每小題滿分4分，共28分。1．下列說法符合史實的是（）A．開普勒根據行星觀測數據總結出了行星運動三大定律B．卡文迪許發現了萬有引力定律并測出了萬有引力常量的數值C．伽利略通過月一地檢驗發現地球與蘋果間的引力跟天體之間的引力是同一種力D．1781年發現的天王星的軌跡有些古怪，表明萬有引力定律的準確性有問題2．從空中以40m/s的初速度平拋一重為10N的物體，物體在空中運動3s落地，不計空氣阻力，取g=10m/s2，則物體在2s末，重力的瞬時功率為（）A．200W B．2005W C．400W D．600W3．如圖所示，一條小船渡河，河寬100米，河水流速v1=3m/s，船在靜水中速度v2=4m/s，船頭方向與河岸垂直，關于小船的運動，下列說法正確的是（）A．小船的實際運動軌跡與岸垂直B．小船相對于岸的速度大小為7m/sC．小船過河所用時間為25sD．小船過河后航行到了河對岸下游60m處4．有a、b、c、d四顆地球衛星：a還未發射，在地球赤道上隨地球表面一起轉動；b在地球的近地圓軌道上正常運行；c是地球同步衛星；d是高空探測衛星。各衛星排列位置如圖，則下列說法正確的是（）A．a的向心加速度大于b的向心加速度B．四顆衛星的線速度大小關系是：vC．在相同時間內d轉過的圓心角最小D．d的運動周期可能是20小時5．質量m=200kg的小型電動汽車在平直的公路上由靜止啟動，圖像甲表示汽車運動的速度與時間的關系，圖像乙表示汽車牽引力的功率與時間的關系。設汽車在運動過程中阻力不變，在18s末汽車的速度恰好達到最大。則下列說法正確的是（）A．汽車受到的阻力200NB．汽車的最大牽引力為800NC．8s~18s過程中汽車牽引力做的功為8×104JD．汽車在做變加速運動過程中的位移大小為90m6．已知質量分布均勻的球殼對殼內物體的引力為零，假設地球是一半徑為R、質量分布均勻的球體，則地面下深度d（d<R）處和地面上高度也為d處的重力加速度大小之比為（）A．R+dR?d B．C．(R+d)27．我國天文學家通過FAST，在武仙座球狀星團M13中發現一個脈沖雙星系統。如圖所示，假設在太空中有恒星A、B雙星系統繞點O做順時針勻速圓周運動，運動周期為T1，它們的軌道半徑分別為RA、RB，RA<RB，C為B的衛星，繞B做逆時針勻速圓周運動，周期為T2，忽略A與C之間的引力，且A與B之間的引力遠大于C與B之間的引力。萬有引力常量為G，則以下說法正確的是（）A．若知道C的軌道半徑，則可求出C的質量B．恒星B的質量為MC．若A也有一顆運動周期為T2的衛星，則其軌道半徑一定小于C的軌道半徑D．設A、B、C三星由圖示位置到再次共線的時間為t，則t=二、多選題：本題共4小題，每小題5分，共20分。8．探月工程中，嫦娥三號”探測器的發射可以簡化如下：衛星由地面發射后，進入地月轉移軌道，經過P點時變軌進入距離月球表面100公里圓形軌道1，在軌道1上經過Q點時變軌進入橢圓軌道2，月球車將在M點著陸月球表面，下列說法正確的是（）A．“嫦娥三號”在軌道1上的速度比月球的第一宇宙速度大B．“嫦娥三號”在地月轉移軌道上經過P點的速度比在軌道1上經過P點時大C．“嫦娥三號”在軌道1上運動周期比在軌道2上小D．“嫦娥三號”在軌道1上經過Q點時的加速度等于在軌道2上經過Q點時的加速度9．如圖甲所示，在水平地面上放置一木塊，其質量m=10kg，木塊在水平推力F作用下運動，推力F的大小隨位移x變化的圖像如圖乙所示。已知木塊與地面間的動摩擦因數μ=0.2，重力加速度g取A．木塊先做勻變速直線運動，后做勻速直線運動B．木塊運動0～5m的過程中，其克服摩擦力所做的功為100JC．木塊運動0～5m的過程中，合力做的功為50JD．木塊在運動過程中的加速度一直變小10．如圖所示，有一條柔軟的質量為m、長為L的均勻鏈條，開始時鏈條的2L3長在水平桌面上，而LA．若要把鏈條全部拉回桌面上，至少要對鏈條做功mgLB．若要把鏈條全部拉回桌面上，至少要對鏈條做功mgLC．若自由釋放鏈條，則鏈條剛離開桌面時的速度v=D．若自由釋放鏈條，則鏈條剛離開桌面時的速度v=11．如圖所示，質量為m的小物塊（可視為質點）從斜坡坡頂B處由靜止下滑，到達坡底A處被截停，在水平恒力F的作用下，小物塊從斜坡底部A處緩慢運動至坡頂。已知A、B之間的水平距離為s、高度為h，重力加速度為g。則下列說法正確的是（）A．下滑過程中，小物塊重力做的功是mghB．推力F對小物塊做的功大于FsC．上滑過程中，小物塊克服摩擦力做功為Fs?mghD．無論是上滑還是下滑，小物塊在這兩個階段克服摩擦力做的功相等三、實驗題：本題共2小題，每小題6分，共12分。12．某學校新進了一批傳感器，小明在老師指導下，在實驗室利用傳感器探究物體做圓周運動的向心力與物體質量、軌道半徑及轉速的關系。實驗裝置如圖甲所示。帶孔的小清塊套在光滑的水平細桿上。通過細桿與固定在轉軸上的拉力傳感器相連。小滑塊上固定有轉速傳感器。細桿可繞轉軸做勻速圓周運動小明先保持滑塊質量和軌道半徑不變來探究向心力與轉速的關系。（1）小明采用的實驗方法主要是____。（填正確答案標號）A．理想模型法 B．控制變量法 C．等效替代法（2）若拉力傳感器的示數為F，轉速傳感器的示數為n，小明通過改變轉速測量出多組數據，作出了如圖乙所示的圖像，則小明選取的橫坐標可能是____。A．n B．1n C．n D．（3）小明測得滑塊做圓周運動的半徑為r，若F、r、n均取國際單位，圖乙中圖線的斜率為k，則滑塊的質量可表示為m=。13．某學習小組利用如圖甲所示裝置測當地的重力加速度，小球直徑為d。小球被電磁鐵吸住時，球心到光電門的距離為h，電磁鐵斷電，小球從A處開始做自由落體運動，小球通過光電門時光電門的遮光時間為Δt。完成以下問題：（1）用毫米刻度尺測小球的直徑d如圖乙所示，則小球的直徑為mm。（2）小球通過光電門1時的速度大小v＝。（用字母表示）（3）多次調節球心到光電門的距離h，記錄對應的Δt，獲多組實驗數據后，畫出h?1Δt四、解答題：本題共3小題，共40分。14．宇航員站在某半徑為R的星球表面上，手持小球從高度為h處以一定初速度v水平拋出，小球落到星球表面上的點與拋出點的水平距離為L，拋出范圍內該星球表面水平及忽略星球自轉影響，空氣阻力不計，求：（1）該星球表面的重力加速度g和星球的質量M；（2）該星球的第一宇宙速度v115．如圖所示裝置可繞豎直軸OO'轉動，可視為質點的小球A與兩細線連接后分別系于B、C兩點，當細線AB沿水平方向繃直時，細線AC與豎直方向的夾角θ=37°。已知小球的質量m=1kg，細線AC長L=0.5m，AB能承受的最大拉力為22.5N。（重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）（1）若裝置勻速轉動，細線AB剛好被拉直成水平狀態，求此時的角速度ω1的大小；（2）若裝置勻速轉動的角速度ω2=8rad/s，求細線AB和AC上的拉力大小TAB、TAC；（3）若裝置勻速轉動的角速度ω3=15rad/s，求系統穩定轉動后細線AC上的拉力大小T'AC。16．如圖所示，半徑R＝1.0m的光滑圓弧軌道固定在豎直平面內，軌道的一個端點B和圓心O的連線與水平方向間的夾角θ＝37°，另一端點C為軌道的最低點。C點右側的水平路面上緊挨C點放置一木板，木板質量M＝1kg，上表面與C點等高。質量m＝1kg的物塊（可視為質點）從空中A點以v0＝1.2m/s的速度水平拋出，恰好從軌道的B端沿切線方向進入軌道。已知物塊與木板間的動摩擦因數μ1＝0.2，木板與路面間的動摩擦因數μ2，取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。試求：（1）物塊經過B端時速度的大小；（2）物塊經過軌道上的C點時對軌道的壓力大小；（3）若μ2的大小可以變化，要使物塊不從木板上滑下來，木板至少的長度L與μ2的關系。

答案解析部分1．【答案】A【解析】【解答】A.開普勒根據第谷觀測的行星運動數據，總結出了行星運動三大定律，A符合題意；

B.牛頓發現了萬有引力定律，卡文迪許通過扭秤實驗測定出了萬有引力常量的數值，B不符合題意；

C.牛頓通過月一地檢驗發現地球與蘋果間的引力跟天體之間的引力是同一種力，C不符合題意；

D.1871年，人們發現了太陽系中的第七顆行星一天王星，但是，它的運動軌跡有些“古怪”，根據萬有引力定律計算出來的軌道與實際觀測的結果總有一些偏差；英國劍橋大學的學生亞當斯和法國年輕的天文學家雷維耶相信在天王星軌道外面還存在一顆未發現的行星；他們根據天王星的觀測資料，各自獨立地利用萬有引力定律計算出這顆“新”行星的軌道，后來這顆行星被命名為“海王星”，表明萬有引力定律的正確性，D不符合題意。

故答案為：A。

【分析】根據物理學史分析。2．【答案】A【解析】【解答】做平拋運動的物體，豎直方向上的分運動為自由落體運動，可得物體在2s末的豎直速度為

vy=gt=20m/s

所以重力的瞬時功率

PG3．【答案】C【解析】【解答】A.如圖中所示，船具有垂直河岸和沿河岸兩個方向上的分速度，由平行四邊形定則可得，船的合速度不與河岸垂直，所以小船的實際運動軌跡不與河岸垂直，A不符合題意；

B.由平行四邊形定則可得，小船相對于岸的速度大小為

v=v12+v22=32+42m/s=5m4．【答案】C【解析】【解答】A.還未發射的衛星a與同步衛星c的角速度均與地球自轉角速度相同，根據

a=ω2r

知，c的向心加速度大于a。對于繞地球做圓周運動的衛星，由牛頓第二定律得

GMmr2=ma

解得

a=GMr2

同步衛星C的軌道半徑大于衛星b的軌道半徑，可知同步衛星c的向心加速度小于b的向心加速度，可知a的向心加速度小于b的向心加速度，A不符合題意。

B.對于繞地球做圓周運動的衛星，由萬有引力充當向心力可得

GMmr2=mv2r

得

v=GMr

可知

vb>vc>vd

a與c的角速度相同，由于c比a的半徑大，由

v=ωr

可知

va<5．【答案】C【解析】【解答】A.當牽引力等于阻力時，速度達到最大值，結合題中數據可得，汽車受到的阻力

f=Pvm=8×10310N=800N

A不符合題意；

B.汽車做勻加速運動的牽引力最大，則有

F=Pv1=8×1038N=1000N6．【答案】D【解析】【解答】設地面上高度為d處的重力加速度為g，地面下深度d(d<R)處重力加速度為g'，根據萬有引力等于重力可得

GMm(R+d)2=mg，GM'm(R-d)2=mg'

其中

M=ρ·437．【答案】D【解析】【解答】A.在知道C的軌道半徑和周期的情況下，根據萬有引力定律充當向心力可得

GMBMCr2=MC2πT22r

由于計算過程中C的質量MC要約掉，所以無法求解C的質量，A不符合題意；

B.在A、B組成的雙星系統中，對A，根據萬有引力充當向心力可得

GMAMB(RA+RB)2=MA2πT12RA

解得

MB=4π2RA(RA+RB)2G8．【答案】B,D【解析】【解答】A.根據萬有引力充當向心力可得

GMmr2=mv2r

得

v=GMr

月球的第一宇宙速度是衛星在繞月球表面做勻速圓周運動的速度，“嫦娥三號”在軌道1上的半徑大于月球半徑，可知“嫦娥三號”在軌道1上的運動速度比月球的第一宇宙速度小，A不符合題意；

B.“嫦娥三號”在地月轉移軌道上經P點需減速做近心運動進入軌道1，所以在地月轉移軌道上經過P點的速度比在軌道1上經過P點時大，B符合題意；

C.設軌道2上運動軌道的半長軸為a2，軌道1上軌道半徑為R1，根據開普勒第三定律可得

R13T12=a9．【答案】B,C【解析】【解答】AD.木塊受到的摩擦力大小為

f=μmg=20N

根據牛頓第二定律可得

a=F-fm

結合F-x圖像可知，木塊先做加速度增大的變加速運動，當推力大小不變時做勻加速直線運動，加速度不變，AD不符合題意；

B.木塊運動0~5m的過程中，其克服摩擦力所做的功為

W=fx=20×5J=100J

B符合題意；

C.F-x圖像中圖線與橫軸所圍圖形的面積表示推力對木塊所做的功，由圖乙可知推力對木塊所做的功為

WF=20+402×5J10．【答案】B,C【解析】【解答】AB.若要把鏈條全部拉回桌面上，只要克服垂于桌面外的部分m3的重力做功即可，至少要克服重力做的功為

W=mg3×L3×12=mgL18

A不符合題意，B符合題意；

CD.自由釋放鏈條，整個鏈條的機械能守恒，取桌面為參考平面則有11．【答案】A,C【解析】【解答】A.下滑過程，小物塊重力做的功是

WG1=mgh

A符合題意；

BC.根據功的定義式

W=Fxcosθ

可得，推力F對小物塊做的功為

WF=FLABcosθ=Fs

由動能定理可得

-mgh-Wf2+WF=0

解得小物塊克服摩擦力做功為

Wf2=Fs-mgh

B不符合題意，C符合題意；

D.下滑過程中，受力分析如圖甲：

有

N1=Gy=mgcosθ，f1=μN1=μmgcosθ，

12．【答案】（1）B（2）D（3）k【解析】【解答】（1）探究向心力與轉速的關系，要先保持小滑塊質量和半徑不變，這種研究方法叫做控制變量法，B符合題意，AC不符合題意；

故答案為：B。

（2）根據向心力與轉速的關系有

F=mω2r=4π2mrn2

由此式可知，要與F成正比關系，橫坐標可能為n2，D符合題意，ABC不符合題意。

故答案為：D。

（3）根據（2）中所得的表達式

F=4π13．【答案】（1）9.0（2）d（3）d【解析】【解答】（1）圖乙中刻度尺的最小分度為1mm，根據讀數規則可得小球的直徑為9.0mm；

（2）小球經過光電門的時間極短，可以用平均速度代替瞬時速度，可得金屬球經過光電門的瞬時速度為

v=d?t

（3）小球由靜止到經過光電門這一過程，由自由落體運動位移公式可得

(d?t)2=2gh

整理可得

h=d22g·1?t14．【答案】（1）球在星球表面做平拋運動，則有h=12聯立解得該星球表面的重力加速度為g=根據物體在星球表示受到的萬有引力等于重力可得GMm解得星球的質量為M=（2）星球的第一宇宙速度等于衛星繞在星球表面繞星球做勻速圓周運動時的線速度，則有GM解得該星球的第一宇宙速度為v【解析】【分析】（1）由小球的平拋運動，求出星球表面的重力加速度，再由重力等于萬有引力，求出星球的質量；（2）星球的第一宇宙速度等于衛星繞在星球表面繞星球做勻速圓周運動時的線速度，由萬有引力提供向心力，求出該星球的第一宇宙速度。15．【答案】（1）細線AB上張力恰為零時，小球靠重力和拉力的合力提供向心力，根據牛頓第二定律有mg解得ω1＝5rad/s（2）依題意ω2＞ω1細線AB有張力，由小球的受力情況及牛頓第二定律得TACcos解得TAC=12.（3）設AB細線能承受的最大拉力時的角速度為ω0，則有TACcos解得ω可知若裝置勻速轉動的角速度ω3=15rad/s，AB細線已斷，小球將上移，設細線AC與豎直方向夾角為α，有T解得TAC=112.5N【解析】【分析】（1）細線AB剛好被拉直時，AB上的張力為零，分析小球的受力，由牛頓第二定律求出產生的角速度；（2）根據ω2與ω1的關系，確定AB細線上有張力作用，分析AB的受力，由牛頓第二定律求出細線AB和AC上的拉力大小；（3）由牛頓第二定律求出AB細