2022-2023学年黑龙江省哈尔滨重点大学附属中学高一（下）期中物理试卷（含解析）

第=page11页，共=sectionpages11页2022-2023学年黑龙江省哈尔滨重点大学附属中学高一（下）期中物理试卷一、单选题（本大题共8小题，共32.0分）1.物理的学习除了知识外，更重要的是领悟并掌握处理物理问题的思想与方法，下列关于思想与方法的说法中不正确的是(

)

A.如图甲，根据速度定义v=ΔxΔt，当Δt非常小时，ΔxΔt就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义应用了极限思想2.如图所示，下列有关生活中的圆周运动实例分析，其中说法正确的是(

)

A.汽车通过凹形桥的最低点时，为了防止爆胎，车应快速驶过

B.在铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，目的是让火车以设计速度行驶时，轮缘与轨道间无侧向挤压。如果行驶速度超过设计速度，轮缘会挤压外轨

C.杂技演员表演“水流星”，当“水流星”通过最高点时只要速度足够小，水就不会流出

D.脱水桶的脱水原理是水滴受到的离心力大于它受到的向心力，从而沿切线方向甩出3.如图所示，a为地球赤道上的物体，随地球表面一起转动，b为近地轨道卫星，c为同步轨道卫星，d为高空探测卫星。若a、b、c、d绕地球转动的方向相同，且均可视为匀速圆周运动。则(

)

A.a、b、c、d中，a的加速度最大 B.a、b、c、d中，b的线速度最大

C.a、b、c、d中，c的周期最大 D.a、b、c、d中，d的角速度最大4.如图所示是嫦娥五号的飞行轨道示意图，其中弧形轨道为地月转移轨道，轨道I是嫦娥五号绕月运行的圆形轨道。已知轨道I到月球表面的高度为H。月球半径为R，月球表面的重力加速度为g，若忽略月球自转及地球引力影响，则下列说法中正确的是(

)

A.嫦娥五号在轨道III和轨道I上经过Q点时的速率相等

B.嫦娥五号在轨道I上绕月运行的速度大小为RgR+H

C.嫦娥五号在从月球表面返回时的发射速度要小于gR5..如图所示，有一个质量为M，半径为R，密度均匀的大球体．从中挖去一个半径为R2的小球体，并在空腔中心放置一质量为m的质点，则大球体的剩余部分对该质点的万有引力大小为(已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零)(

)

A.GMmR2 B.0 C.6.如图所示，一质量为M的人站在台秤上，一根长为R的悬线一端系一个质量为m的小球，手拿悬线另一端，小球绕悬线另一端点在竖直平面内做圆周运动，且小球恰好能通过圆轨道最高点，则下列说法正确的是(

)

A.小球运动到最高点时，小球的速度为零

B.当小球运动到a点时，人受到台秤给其向左的静摩擦力

C.小球在a、b、c三个位置时，台秤的示数相同

D.小球从最高点运动到最低点的过程中台秤的示数增大，人处于超重状态7.根据爱因斯坦的广义相对论，引力是由质量所引发的时空扭曲所造成的，任何有质量的物体加速运动都会对周围的时空产生影响，作用的形式就是引力波。美国普林斯顿大学的Russell A。Hulse、Joseph H。Taylor曾经发现脉冲双星而获得1993年的诺贝尔物理学奖，也为引力波的存在提供了间接证据。2015年9月14A.A的质量一定大于的质量B B.A的线速度一定小于B的线速度

C.L一定，M越大，T越小 D.M一定，L越大，T越小8.如图所示，水平放置的圆筒绕其中心对称轴OOˈ匀速转动，筒壁上P处有一小圆孔，筒壁很薄，筒的半径R=2m，当圆孔正上方h=3．2m处有一小球由静止开始下落，已知圆孔的半径略大于小球的半径。已知小球刚好能从孔中进入圆筒，并且与圆筒不发生碰撞离开圆筒。空气阻力不计，gA.3πrad/s B.5二、多选题（本大题共6小题，共24.0分）9.中国新闻网宣布：在摩洛哥坠落的陨石被证实来自火星。某同学想根据平时收集的部分火星资料(如图所示)计算出火星的密度，再与这颗陨石的密度进行比较。下列计算火星密度的公式，正确的是(引力常量G已知，忽略火星自转的影响)(

)

A.ρ=3g02πGd 10.如图所示，水平固定的光滑细长杆上套有一物块Q，跨过悬挂于O点的轻小光滑圆环的细线一端连接Q，另一端悬挂一物块P。设细线的左边部分与水平方向的夹角为θ，初始时θ很小，现将P、Q由静止同时释放，关于P、Q以后的运动，下列说法正确的是(

)

A.当θ=90°时，Q的速度为零

B.当θ=90°时，P的速度为零

C.当θ=60°时，P、Q的速度之比是1：211.如图所示，内壁光滑的半球形碗固定不动，其轴线垂直于水平面，两个质量相同的小球A和B紧贴着内壁分别在水平面内做匀速圆周运动，则下列说法正确的是(

)

A.球A对碗壁的压力与球B对碗壁的压力大小相等

B.球A的线速度大于球B的线速度

C.球A的向心加速度大于球B的向心加速度

D.球A的角速度小于球B的角速度12.如图所示，在倾角为θ=30∘的足够大的光滑斜面上。将小球a、b同时以相同的速率沿水平面内不同方向抛出。已知a球初速度方向垂直竖直平面PQM向外，b球初速度沿着PQA.若将a球的初速度大小变为之前的2倍，则a球落到斜面上时，其速度大小也将变为之前的2倍

B.a球落到斜面上时，a、b两球的位移大小不相等

C.若将b球的初速度大小变为之前的2倍，则在相同时间内，其速度大小也将变为之前的2倍

D.a球落到斜面上时，a球的速度大小是b球速度大小的2倍13.如图所示，甲、乙两船在同一条河流中同时开始渡河，河宽d，M、N分别是甲、乙两船的出发点，两船头与河岸均成α角，甲船船头恰好对准N点的正对岸P点，经过一段时间乙船恰好到达P点，如果划船速度均为v0，且两船相遇不影响各自的航行。下列判断正确的是(

)

A.水流方向向右，大小为v0cosα

B.甲船沿岸方向水平位移为dcosαsinα

C.14.如图所示，三个完全相同的物体A、B和C放在水平圆盘上，它们分居圆心两侧，用两根不可伸长的轻绳相连。物块质量均为1kg，与圆心距离分别为rA、rB和rC，其中rA<rC且rA=1.5m。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，当圆盘以不同角速度ω绕轴OO＇匀速转动时，A、B绳中弹力T1A.物体C与圆心距离rC=2.0m

B.物体与圆盘间的动摩擦因数μ=0.1

C.当角速度为1rad/s时，圆盘对三、实验题（本大题共2小题，共12.0分）15.在某星球上用如图甲所示的装置探究平抛运动的规律。在铁架台的悬点O正下方P点有水平放置的炽热电热丝，当悬线摆至电热丝处时被烧断，之后小球做平抛运动。现利用频闪数码照相机连续拍摄，在有坐标纸的背景屏前拍下了小球做平抛运动的多张照片，经合成后，照片如图乙所示。a、b、c、d、r为连续五次拍下的小球位置、已知照相机拍照的频率为10 Hz、该照片的长度与实际背景屏的长度之比为1：(1)为了得到小球做平抛运动的轨迹，应该用_______(填“直线”、“折线”或“平滑曲线”(2)根据上述信息，可知a点_______(填“是”或“不是”)小球平抛的起点；该星球表面的重力加速度大小为_______(3)小球做平抛运动的初速度大小为_______(4)由图乙的信息，可以算出小球在d点时的速度大小为_______m/s16.在一根细绳的下端拴一个可视为质点的小物体，绳子上端固定，使小物体在水平圆周上以大小恒定的速度旋转，细绳所掠过的路径为圆锥表面，这就是圆锥摆。某同学设计了一个用圆锥摆验证向心力的表达式的实验，如图甲所示，细绳的固定悬点P刚好与一个竖直的刻度尺的零刻度线对齐，细绳的下端系一个小钢球Q(视为质点)，将画着同心圆的白纸固定在水平桌面上，并使同心圆的圆心O刚好位于固定悬点的正下方。用手带动钢球，并使小钢球刚好沿纸上某个半径为r的匀速圆周运动，小钢球的质量为m，重力加速度为g。(1)测量小钢球刚好完成n个圆周的总时间t，由此可以得到小钢球做匀速圆周运动时需要的向心力为F需=(2)利用竖直的刻度尺求出小钢球做水平面内的匀速圆周运动时球心所在的水平面与悬点所在的水平面之间的高度差为h，那么小钢球做匀速圆周运动时由外力提供的向心力表达式为F供=(3)改变小钢球做圆周运动的半径，多次实验，得到如图乙所示的关系图像，该图线的斜率表达式为

四、计算题（本大题共3小题，共32.0分）17.如图所示，竖直平面内有一光滑圆弧管道，其半径为R=0.5m，一质量m=0.8kg的小球从平台边缘的A处水平射出，恰能沿圆弧管道上P点的切线方向进入管道内侧，管道半径OP与竖直线的夹角为53°，已知管道最高点Q与A点等高，(1)小球从平台上的A点射出时的速度大小(2)如果小球沿管道通过圆弧的最高点Q时的速度大小为3m

18.如图所示，地球的两颗卫星绕地球在同一平面内做匀速圆周运动，已知卫星一运行的周期为T1=T0，地球的半径为R0，卫星一和卫星二到地球中心的距离分别为R1=2R0，R2=8R0(1)地球的质量(2)卫星二围绕地球做圆周运动的周期(3

19.如图所示，装置BO′O可绕竖直轴O′O转动，可视为质点的小球A与两轻细线连接后分别系于B、C两点，装置静止时细线AB水平，细线AC与竖直方向的夹角θ=37∘.已知小球的质量m=1kg，细线AC长(1)若装置以一定的角速度匀速转动时，线AB水平且张力恰为0(2)若装置匀速转动的角速度ω1=(3)若装置匀速转动的角速度ω2=

答案和解析1.【答案】D

【解析】【分析】

本题考查物理思维方法，中学物理常用的思想方法有极限法、控制变量法、等效法、假设法等等．

速度的定义v=xt，当t→0时，表示物体在t时刻的瞬时速度，是采用数学上极限思想方法；根据常用的思想方法进行分析判断即可。

【解答】

A.速度的定义v=ΔxΔt，表示平均速度，当t→0时，表示物体在t时刻的瞬时速度，是采用数学上极限思想方法，故A正确；

B.利用蜡块和玻璃管研究合运动和分运动之间的关系，体现了等效替代法，故B正确；

C.在“探究平抛运动在竖直方向上的分运动”的实验中，判断竖直方向上的运动是否是自由落体运动，运用了类比法，即比较研究法，故C2.【答案】B

【解析】【分析】汽车通过凹形桥的最低点时，具有竖直向上的向心加速度，处于超重状态；火车按设计速度转弯时，恰好由重力和支持力的合力完全提供向心力；“水流星”在最高点时重力完全提供向心力；服对水滴的吸附力小于水滴做圆周运动所需要的向心力，因此产生离心现象。

本题考查圆周运动在实际生活的应用，要联系所学知识点进行分析，注意离心力与向心力并非水滴的实际受力。

【解答】A.汽车通过凹形桥的最低点时，由牛顿第二定律故在最低点车速度越快，凹形桥对汽车的支持力F越大，越容易爆胎，A错误；B.在铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，目的是让火车以设计速度行驶时，轮缘与轨道间无侧向挤压；如果行驶速度超过设计速度，火车转弯时需要更大的向心力，有离心的趋势，故轮缘会挤压外轨，B正确；C.杂技演员表演“水流星”，当“水流星”恰好通过最高点时m解得v故当“水流星”通过最高点时速度小于gR时，水就会流出，D.脱水桶的脱水原理是水滴受到的附着力小于它所需要的向心力时，水滴做离心运动，从而沿切线方向甩出，D错误。故选B。

3.【答案】B

【解析】【分析】

同步卫星的周期必须与地球自转周期相同，角速度相同，根据a=ω2r比较a与c的向心加速度大小，再比较c的向心加速度与g的大小。根据万有引力提供向心力，列出等式得出角速度与半径的关系，分析弧长关系。根据开普勒第三定律判断d与c的周期关系，再确定角速度的关系。

对于卫星问题，要建立物理模型，根据万有引力提供向心力，分析各量之间的关系，并且要知道同步卫星的条件和特点。

【解答】

A.同步卫星的周期必须与地球自转周期相同，角速度相同，则知a与c的角速度相同，根据a=ω2r知，c的向心加速度大。

对bcd，根据万有引力提供向心力有：GMmr2=ma，得a=GMr2，卫星的轨道半径越大，向心加速度越小，故b的加速度最大。故A错误；

B.对bcd，由GMmr2=mv2r，解得v=GMr，可知半径小的线速度大，所以b的线速度最大，根据v=4.【答案】B

【解析】【解答】A、嫦娥五号在轨道Ⅲ上经过Q点时，点火减速才能转移到轨道I，因此嫦娥五号在轨道Ⅲ上经过Q点时速率大于在轨道I上经过Q点的速率，故A错误；

B、在月球表面：mg=GMmR2，嫦娥五号在轨道I上绕月球运行时，满足：GMm(R+H)2=mv2R+H，联立解得：v=RgR+H，故B正确；

C、gR是月球的第一宇宙速度，即近月卫星的运行速度，则嫦娥五号从月球表面返回时的发射速度大于gR，故5.【答案】D

【解析】【分析】本题关键是采用割补法分析，同时要注意球壳对球心的物体的万有引力为零。

采用割补法，先将空腔填满，根据万有引力定律列式求解万有引力，该引力是填入的球的引力与剩余部分引力的合力；注意均匀球壳对内部的质点的万有引力的合力为零。

【解答】采用割补法，先将空腔填满。填入的球的球心与物体重合，填入球上各个部分对物体m的引力的矢量和为零。均匀球壳对内部的质点的万有引力的合力为零，根据万有引力定律，有：

G(M8)m(R2)2=F+0，

解得：

6.【答案】C

【解析】A.小球恰好能通过圆轨道最高点，由m得v选项A错误；B.当小球运动到a点时，细绳对人的拉力向左，则人受到台秤给其向右的静摩擦力，选项B错误；C.小球在a、b、c三个位置，竖直方向的加速度均为g，小球均处于完全失重状态，台秤的示数相同，故C正确；D.小球运动到最高点时，细线中拉力为零，台秤的示数为Mg

设其速度为v1T由最高点到该位置，由机械能守恒定律12解得悬线拉力为T其分力为T当cosθ=0.5F到达最低点时即θ=F即小球从最高点运动到最低点的过程中台秤的示数先减小后增大；人没有运动，不会有超重失重状态，故D错误。故选C。

7.【答案】C

【解析】A.黑洞绕同一圆心运动，则两者的角速度相等，设两个黑洞质量为

mA

和

mB

，轨道半径为

RA

和

RB

，角速度为G且R联立可得m由图可知R则m选项A错误；B.双星系统的角速度相同，即ω又R根据

v=rv选项B错误；CDG且R又T整理可得T由此可知，当L一定时，M越大，T越小；当总质量M一定时，L越大，T越大。选项C正确，D错误。故选C。

8.【答案】C

【解析】【分析】

该题考查自由落体运动、圆周运动等相关知识。小球若能从圆孔中进去还正好从圆孔中出来，就不会跟圆筒相撞，否则就会相撞，设小球下落h所用时间t1，经过圆筒所用时间为t2，求出这两段时间，再求出圆筒的角速度的可能值。

【解答】

据自由落体运动规律，有：h=12gt12，

解得：t1=0.8s，

h+2R=12gt22，解得：t2=1.2s，

9.【答案】AC【解析】【分析】

火星的近地卫星由火星的万有引力提供其做圆周运动所需的向心力，其轨道半径近似等于火星的半径；万有引力近似等于近地卫星的重力，根据牛顿第二定律可求出火星的质量，由密度求出火星的密度。

已知火星的质量和直径，可求出火星的体积，也可以直接由密度公式求出火星的密度。

此题考查了万有引力定律及其应用，关键是火星质量的确定，中心天体的质量通常有两种方法：一利用圆周运动知识，由万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律求解；根据万有引力近似等于近地卫星的重力求解。

【解答】

AB、根据火星表面的重力等于万有引力，g0=GM(d2)2，火星的密度ρ=M43π(d2)3，联立解得：ρ=3g010.【答案】BC【解析】A.

θ

从很小到90°的过程中，细绳拉力对Q一直做正功，由动能定理可知

θ

=90°时，QB.当

θ

=90°时，Q的速度水平向右，沿绳方向的速度分量为零，所以此时P的速度为零，故C.当

θ

=60°时，将Q的速度v分解为沿绳速度分量

v1

和垂直于绳的速度分量

v2

，有v故C正确；D.当

θ

=90°时，P的速度为零，初始时刻P的速度也为零，所以在

θ

向90°增大的过程中，P先向下加速后向下减速，即P故选BC。

11.【答案】BC【解析】A.对任意一球，设其轨道处半圆形碗对小球的弹力与竖直方向的夹角为

θ

，半球形碗的半径为R，如图所示

球所受的支持力Nθ

越大，支持力越大，则碗对球A的支持力较大，由牛顿第三定律可知，球A对碗的压力大于球B对碗的压力，故A错误；BCF又r联立得v=gRtanθsinθR一定，可知角度越大，线速度越大，角速度越大，向心加速越大，所以球A的线速度、角速度、向心加速度均大于球B。故选BC。

12.【答案】AB【解析】解：A.当a球落到斜面时，有

tan30°=12gt2v0t

解得

t=2v03g=23v03g

则a球落到斜面时的速度为

va=v02+(gt)2=213v0

因为va=213v0

若将a球的初速度大小变为之前的2倍。则a球落到斜面上时，其速度大小也变为之前的2倍，故A正确；

B.由之前的分析可知a球落到斜面上用时为

t=23v03g

此时a球的位移为

sa=v0tcos30∘13.【答案】AD【解析】A.由于乙船恰好到达P点，则水流方向向右，且乙船沿河岸方向的分速度恰好等于水流的速度，即v故A正确；B.甲船的过河时间为t，则d甲船水平位移x联立解得x故B错误；C.由于乙船沿NP运动，在水流的作用，甲船到达对岸时，应在P点的右侧，而两船在垂直河岸方向速度相同，一定会相遇，且在NP上某点相遇，故D.两船在垂直河岸方向的分速度v因此到达对岸的时间为t故D正确。故选AD。

14.【答案】AB【解析】B.由题图可得，当

ω12=23(raμ解得μ故B正确；A.当

ω22=0.5(radμ解得r故A正确；C.当角速度等于1radT解得f方向指向圆心，故C错误；D.由图像，当角速度等于

2

rTT对A，拉力和静摩擦力共同提供向心力T解得f对C，拉力和静摩擦力共同提供向心力T解得f此刻整个系统由相对圆盘向外滑动最大趋势，故D正确；故选ABD。

15.【答案】(1)平滑曲线；(2)不是；10；(【解析】【分析】

(1)为了得到小球做平抛运动的轨迹，应该用平滑曲线连接各点；

(2)根据初速度为零的匀加速直线运动经过相邻的相等的时间内通过位移之比为1：3：5，判断a点是否是抛出点；

(3)根据竖直方向上连续相等时间内的位移之差是一恒量求出星球表面的重力加速度；根据水平位移和时间间隔求出初速度；

(4)根据竖直方向上某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出d点的竖直分速度，根据平行四边形定则求出d点的速度。

解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式和推论灵活求解。

【解答】

(1)为了得到小球做平抛运动