2022-2023学年北京一六一中高一下学期期中物理试题和答案

北京市第一六一中学2022—2023学年第二学期期中阶段测试高一物理2023.4班级______姓名______学号______共100分。考试时长90分钟。一、单选题（本题共10小题，每小题3分，共30分，把正确答案涂写在答题卡上相应的位．．．．．．．．．．．．．．．．．1.下图中的四种虚线轨迹，不可能是人造地球卫星轨道的是（）A.D.2.关于曲线运动，下列说法正确的是（ꢀꢀ）A.做匀速圆周运动的物体所受的合外力大小不变匀速圆周运动是匀变速曲线运动平抛运动的物体落地时的速度可以竖直向下D.平抛运动在相等时间里的速度变化量相同3.万有引力定律的发现实现了物理学上第一次大统一——“地上物理学”和“天上物理学”的统一，它表明天体运动和地面上物体的运动遵从相同的规律。牛顿在发现万有引力定律的过程中将行星的椭圆轨道假想成圆轨道，另外还应用到了其他的规律和结论，以下的规律和结论没有被用到的是（）A.牛顿第二定律牛顿第三定律开普勒的研究成果D.卡文迪许通过扭秤实验得出的引力常数4.若想检验“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”都遵循同样的规律（即“物体受到地球引力轨道半径的情况下，还需要知道（A.月球表面的重力加速度月球的半径）月球公转的周期D.月球的质量第1共页5.中圆轨道卫星和同步轨道卫星是北斗卫星导航系统的两个主要组成卫星。已知中圆轨道卫星的半径是同步轨道卫星半径的0.55倍。若卫星都在圆轨道上运行，则与同步卫星相比，中圆轨道卫星（A.线速度较小角速度较小周期较小D.加速度较小6.关于地球宇宙速度，下列说法中正确的是（））A.第一宇宙速度是使人造地球卫星绕地球运行的最大发射速度第一宇宙速度跟地球的质量、半径都无关第一宇宙速度是人造卫星绕地球做匀速圆周运动的最小运行速度D.火星探测器的发射速度应介于地球的第二和第三宇宙速度之间7.如图所示，a为地球赤道上的物体，b为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星，c于ab、c做匀速圆周运动的说法中正确的是()A.周期关系为TT＞Tbac角速度的大小关系为ω=ω＞ωacb线速度的大小关系为v＞vvabcD.向心加速度的大小关系为a＞aacab8.若动车以120km/h的速度匀速行驶，发动机的功率为P。当动车以速度240km/h匀速行驶，则发动机的功率为（）P2P4PD.8P第2共页9.一质量为m的滑雪运动员，从高为h的斜坡顶端静止自由下滑。下滑过程中受到的阻力大小为，斜坡倾角为，重力加速度为g。运动员滑至坡底的过程中（）mghsinmghcosA.重力做功为支持力做功为hsinfhD.合力做功为sinf克服阻力做功rr10.ABBA动下由静止开始转动，角速度缓慢增加。两个木块的质量相同，与圆盘间的动摩擦因数也相同。则下列判断正确的是（）A.两木块随圆盘加速转动的过程中，所受的摩擦力一直指向圆心两木块随圆盘加速转动的过程中，所受的摩擦力大小一直相等g圆盘角速度达到D.圆盘角速度达到时，AB两木块均被尾出Bg之前，AB两木块均随圆盘转动，不能被用出B二、多选题（本题共4小题，每小题4分，共16分。漏选得2分，有错误选项不得分，把正．．确答案涂写在答题卡上相应的位置）．．．．．．．．．．．．．．．假如地球自转加快，下列说法中正确的是（）A.放在赤道地面上的物体所受的万有引力不变放在两极地面上的物体的重力不变放在赤道地面上的物体重力减小D.放在两极地面上的物体的重力减小第3共页12.年7月，河南郑州地区突降暴雨，道路被淹，需要调用直升飞机抢运被困人员。如图甲所示，直vt升飞机放下绳索吊起被困人员，一边收缩绳索一边飞向安全地带。前4秒内被困人员水平方向的vt和竖直方向的图像分别如图乙、丙所示。不计空气阻力，则在这秒内（4）A.以地面为参考系，被救人员的运动轨迹是一条抛物线绳索的拉力大小大于人的重力大小绳索中的拉力方向是倾斜向上的D.以地面为参考系，被救人员的位移大小为20m13.长征五号遥四运载火箭直接将我国首次执行火星探测任务的此“天问一号”开启了奔向火星的旅程。如图所示为“天问一号”的运动轨迹图：“天问一号”从地球发射后进入地火转移轨道，靠近火星时依次进入火星捕获轨道、火星停泊轨道及科学探测轨道，已知探测器在这三个火星轨道上的运行周期依次为T、TT，则下列说法正确的是（）123A.探测器从地火转移轨道进入火星捕获轨道的过程中，在A点处需要减速探测器从火星停泊段到科学探测段变轨的过程中，在A点处需要加速探测器沿不同轨道经过图中A点时的加速度都相同D.火星的三个轨道周期大小关系为：TTT31214.R的圆弧轨道和水平轨道在A点相切，为圆弧轨道的直径，第4共页45OOA和OB之间的夹角为，cosm的小球沿水平轨道向右运动，经A点沿圆弧轨道通过C点，落至水平轨道；在整个过程中，除受到重力及轨道作用力外，小球还一直受到一水平恒力的作用。已知小球在C点所受合力的方向指向圆心，且此时小球轨道的压力恰好为零。不计一切摩擦，重力加速度大小为。则下列说法正确的是（）A.小球在A点时速度最大小球在B点时速度最大3mg小球受到的水平恒力的大小为45gRD.小球到达C点时速度的大小为4三、实验题（14分）15.用如图甲所示的向心力演示仪探究向心力的大小与质量m、角速度和半径r之间的关系，转动手Fn11，21和31变左右塔轮的角速度之比，实验时，将两个小球分别放在短槽的C处和长槽的AB）处，、C分别到左右塔轮中心的距离相等，B到左塔轮中心的距离是A到左塔轮中心距离的2倍，两个小球随塔轮做匀速圆周运动，他们所受向心力大小之比可由两塔轮中心标尺露出的等分格数计算出。第5共页1）若要探究向心力和半径的关系时，应将传动皮带调制第_______（填“一”、“二”“三”）层塔轮，然后将质量相等的两个小球分别放置挡板______（填“A”、“BC2）若传动皮带套在塔轮第二层，则塔轮转动时，、C两处的角速度之比为______；3B和挡板C两标尺的露出的格子数之比为________。16.根据把复杂的方向的两个分运动的合运动。T以左边第一个小球（平抛起始点）的中心为原点，沿水平向右竖直向下的方向建立直角坐标系，用平滑曲MMM、……为图甲中记录的小球的位置。已知重力加3线把这些位置连接起来，如图乙所示，其中、12速度为g。1）根据______________可以判断小球在水平方向上做_______________运动。2）有同学进一步猜测，小球在竖直方向做自由落体运动，请你利用题中所给信息，提出一种判断该同学的猜测是否成立的方法：________________。3）若（）中猜测成立，测得某小球中心点的横坐标为x，纵坐标为y，据此可以计算出小球的初速度大小为__________________。440第6共页只写出最后答案的不给分。有数字计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）17.2021年4月29日时23分，中国空间站天和核心舱发射升空，准确进入预定轨道，标志着我国载人m航天工程三步走战略成功迈出第三步。核心舱质量为，运行的轨道可以近似看做圆轨道，其半径为r。g已知地球表面重力加速度为，地球半径为R，引力常量为G。1）求地球的质量M；2）求核心舱绕地球运动的周期T；3B向近地点A变化。18.RO的对称轴OOA点上有一质量为mO点的连线与OO之间的夹角为，重力加速度为g。1）当陶罐不转时，物块静止，求此时物块受到的摩擦力和支持力的大小；2）当物块在A点随陶罐做匀速转动，且其受到的摩擦力恰好零时，求此时陶罐转动的角速度。19.第7共页了这种方法。请应用这种思想方法，解决下面的类似问题：v0，小滑块将沿着柱体的内壁旋转一周经过O1侧O点的小滑块一个初速度底面上、已知小滑块的质量为m，重力加速度为。1）小滑块在运动中受哪些力的作用？分析这些力是否做功？2）根据研究平抛运动的方法，可以将该运动（螺旋线运动）分解为两个分运动：②竖直方向的分运动为另一种基本运动。va.说明分运动①的线速度v和的关系；0b.描述竖直方向上的分运动②是什么运动？3）a.求小滑块在柱体壁上旋转一周所用的T；b.求小滑块到达1点时的速度大小v1。20.某电动汽车的部分动力性能参数如下表所示。若该汽车沿平直公路由静止开始做加速度a1.5m/s2的第8共页v1行驶过程中汽车受到的阻力大小恒定。E/kWh48.385动力电池容量P/电机额定功率em/kg整车质量17001）分析说明电机达到额定功率后，汽车的加速度和速度的变化情况；2）电机以额定功率工作时，汽车的最大速度为多少；3）画出该汽车从静止开始运动过程中，功率随时间变化的图像；4）求汽车充满电后，以上述方式（从静止开始）运动的总时间，不要求计算出具体数据，用题目中（含表格）已知物理量的符号表示即可。第9共页北京市第一六一中学2022—2023学年第二学期期中阶段测试高一物理2023.4班级______姓名______学号______共100分。考试时长90分钟。一、单选题（本题共10小题，每小题3分，共30分，把正确答案涂写在答题卡上相应的位．．．．．．．．．．．．．．．．．1.下图中的四种虚线轨迹，不可能是人造地球卫星轨道的是（）A.D.【答案】B【解析】【分析】【详解】人造地球卫星靠地球的万有引力提供向心力而绕地球做匀速圆周运动，地球对卫星的万有引力方B不可能，可能。。2.关于曲线运动，下列说法正确的是（ꢀꢀ）A.做匀速圆周运动的物体所受的合外力大小不变匀速圆周运动是匀变速曲线运动平抛运动的物体落地时的速度可以竖直向下D.平抛运动在相等时间里的速度变化量相同【答案】AD【解析】【详解】A．做匀速圆周运动的物体所受的合外力大小不变，方向不断改变，故A正确；．匀速圆周运动加速度不断变化，不是匀变速曲线运动，故B错误；C错误；D．根据第1共页vgt平抛运动在相等时间里的速度变化量相同，故D正确。AD。3.万有引力定律的发现实现了物理学上第一次大统一——“地上物理学”和“天上物理学”的统一，它表明天体运动和地面上物体的运动遵从相同的规律。牛顿在发现万有引力定律的过程中将行星的椭圆轨道假想成圆轨道，另外还应用到了其他的规律和结论，以下的规律和结论没有被用到的是（）A.牛顿第二定律牛顿第三定律开普勒的研究成果D.卡文迪许通过扭秤实验得出的引力常数【答案】D【解析】【详解】牛顿在发现万有引力定律的过程中首先利用了开普勒对行星运动的究成果，然后应用牛顿第二定律推导了恒星对行星的引力大小，再利用牛顿第三定律推导了行星对恒星的引力大小，然后推广到任意两个物体之间，总结出了万有引力定律，后来卡文迪许才通过扭秤实验得出的引力常数，所以总结万有引力定律没有被用到。D。4.若想检验“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”都遵循同样的规律（即“物体受到地球引力轨道半径的情况下，还需要知道（）A.月球表面的重力加速度月球的半径【答案】B月球公转的周期D.月球的质量【解析】mRg为r，对苹果，根据万有引力定律可得R2对月球有2mrr2T2第2共页因此在已知地球表面重力加速度、月球绕地球做匀速圆运动的轨道半径的情况下还需要知道月球公转的周。5.中圆轨道卫星和同步轨道卫星是北斗卫星导航系统的两个主要组成卫星。已知中圆轨道卫星的半径是同步轨道卫星半径的0.55倍。若卫星都在圆轨道上运行，则与同步卫星相比，中圆轨道卫星（）A.线速度较小【答案】C【解析】角速度较小周期较小D.加速度较小【详解】根据万有引力提供向心力有v22mmr2r2rT2rvTr3r3GMar2中圆轨道卫星半径较小，所以周期较小，角速度、线速度、加速度较大。。6.关于地球宇宙速度，下列说法中正确的是（）A.第一宇宙速度是使人造地球卫星绕地球运行的最大发射速度第一宇宙速度跟地球的质量、半径都无关第一宇宙速度是人造卫星绕地球做匀速圆周运动的最小运行速度D.火星探测器的发射速度应介于地球的第二和第三宇宙速度之间【答案】D【解析】【详解】A．第一宇宙速度是使卫星进入近地圆轨道的最小发射速度，A错误；．第一宇宙速度是近地圆轨道上人造地球卫星的运行速度第3共页RvM为地球质量、R为地球半径，B错误；．由选项B知，第一宇宙速度是人造地球卫星绕地球飞行的最大速度，C错误；DD正确。D。7.如图所示，a为地球赤道上的物体，b为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星，c于ab、c做匀速圆周运动的说法中正确的是()A.周期关系为TT＞Tbac角速度的大小关系为ω=ω＞ωacb线速度的大小关系为v＞vvabcD.向心加速度的大小关系为a＞aacab【答案】A【解析】【详解】同步卫星的公转周期等于地球自转的周期，所以T=cωωc再根据vωr=2rvvcaac、c都是万有引力提供向心力，根据v22Gm2rm2rr2rT2第4共页又c的轨道半径大于b的轨道半径，所以TTbωωbvvca＞ac故A正确；错误。A8.若动车以120km/h的速度匀速行驶，发动机的功率为P。当动车以速度240km/h匀速行驶，则发动机的功率为（）A.P2P4PD.8P【答案】D【解析】【详解】动车匀速行驶时，牵引力等于阻力，有Ff2则发动机的功率为P3依题意，动车两次行驶速度之比为v12v'联立，可得P8PD。9.一质量为m的滑雪运动员，从高为h的斜坡顶端静止自由下滑。下滑过程中受到的阻力大小为，斜坡倾角为，重力加速度为g。运动员滑至坡底的过程中（）第5共页mghsinmghcos支持力做功为A.重力做功为hsinsinfhD.合力做功为f克服阻力做功【答案】C【解析】【详解】A．重力做功为A错误；．支持力做功为0，故Bhsinf．克服阻力做功C正确；hsinD．合力做功为-fD错误；。故选。rr10.ABBA动下由静止开始转动，角速度缓慢增加。两个木块的质量相同，与圆盘间的动摩擦因数也相同。则下列判断正确的是（）A.两木块随圆盘加速转动的过程中，所受的摩擦力一直指向圆心两木块随圆盘加速转动的过程中，所受的摩擦力大小一直相等g圆盘角速度达到D.圆盘角速度达到时，AB两木块均被尾出Bg之前，AB两木块均随圆盘转动，不能被用出B【答案】D【解析】【详解】ABD．对木块受力分析，在没有被甩出之前，受重力、支持力、圆盘的静摩擦力三个力的作用，第6共页静摩擦力提供向心力，根据牛顿第二定律有f=mωr当角速度增大时，两木块所受静摩擦力也在增大，当静摩擦力达到最大静摩擦力时，木块将发生相对运动，即被甩出，由题意可知B木块的半径大于A木块的半径，所以B木块所受摩擦力大于A木块所受摩擦力，而两木块与圆盘的最大静摩擦力均为μmg则可知B木块先被甩出，故AB错误；g．圆盘角速度达到时，代入可得BABfA2AfB2，BB刚要被甩出，A还是相对圆盘静止。故C错误，D正确。D。二、多选题（本题共4小题，每小题4分，共16分。漏选得2分，有错误选项不得分，把正．．确答案涂写在答题卡上相应的位置）．．．．．．．．．．．．．．．假如地球自转加快，下列说法中正确的是（）A.放在赤道地面上的物体所受的万有引力不变放在两极地面上的物体的重力不变【答案】放在赤道地面上的物体重力减小D.放在两极地面上的物体的重力减小【解析】【详解】A．假如地球自转加快，放在赤道地面上的物体到地心的距离不变，所受的万有引力不变，故A正确；．对于放在赤道地面上的物体，万有引力的一部分提供其随地球自转所需的向心力，另一部分作为重力，当地球自转加快时，物体所需向心力增大，而万有引力不变，所以重力减小，故B正确；CD错ABC。12.年7月，河南郑州地区突降暴雨，道路被淹，需要调用直升飞机抢运被困人员。如图甲所示，直vt升飞机放下绳索吊起被困人员，一边收缩绳索一边飞向安全地带。前4秒内被困人员水平方向的vt和竖直方向的图像分别如图乙、丙所示。不计空气阻力，则在这秒内（4）第7共页A.以地面为参考系，被救人员的运动轨迹是一条抛物线绳索的拉力大小大于人的重力大小绳索中的拉力方向是倾斜向上的D.以地面为参考系，被救人员的位移大小为20m【答案】AB【解析】【详解】A．由图乙可知，伤员沿水平方向做匀速直线运动，图丙可知，在竖直方向伤员向上做加速运动，以地面为参考系，有1y22x0t联立可得ayx22v02所以被救人员的运动轨迹是一条抛物线，故A正确；度的方向向上，伤员超重，所以绳索中拉力大于重力，故B正确；．由图乙可知，伤员沿水平方向做匀速直线运动，即在水平方向处于平衡状态，受到的合外力等于0所以可知绳子沿水平方向的作用力为0，则绳索中拉力方向一定沿竖直向上，故C错误；D．由图乙可知，伤员沿水平方向的位移，x0t34m12m图丙可知，在竖直方向的位移vy4yt4m22则被救人员第8共页sx2y208m20m2故D错误。。13.此“天问一号”开启了奔向火星的旅程。如图所示为“天问一号”的运动轨迹图：“天问一号”从地球发射后进入地火转移轨道，靠近火星时依次进入火星捕获轨道、火星停泊轨道及科学探测轨道，已知探测器在这三个火星轨道上的运行周期依次为T、TT，则下列说法正确的是（）123A.探测器从地火转移轨道进入火星捕获轨道的过程中，在A点处需要减速探测器从火星停泊段到科学探测段变轨的过程中，在A点处需要加速探测器沿不同轨道经过图中A点时的加速度都相同D.火星的三个轨道周期大小关系为：TTT312【答案】【解析】AA点处减速，从而做近心运动，故A正确；A近心运动，故B错误；．探测器沿不同轨道经过图中A点时所受万有引力都相同，所以加速度都相同，故C正确；D．火星捕获轨道、火星停泊轨道及科学探测轨道的半长轴关系为aaa312a32k可知这三个轨道周期大小关系为T>TT根据开普勒第三定律T123故D正确。第9共页。14.R的圆弧轨道和水平轨道在A点相切，为圆弧轨道的直径，4OOA和OB之间的夹角为，cosm的小球沿水平轨道向右运动，经A点沿圆5弧轨道通过C点，落至水平轨道；在整个过程中，除受到重力及轨道作用力外，小球还一直受到一水平恒力的作用。已知小球在C点所受合力的方向指向圆心，且此时小球轨道的压力恰好为零。不计一切摩擦，重力加速度大小为。则下列说法正确的是（）A.小球在A点时速度最大小球在B点时速度最大3mg小球受到的水平恒力的大小为D.小球到达C点时速度的大小为45gR4【答案】【解析】C点所受合力的方向指向圆心，且此时小球轨道的压力恰好为零，表明水平恒力与重力的合力方向与直径B为圆周运动的等效的物理最低点，C为圆周运动的等效的物理最高点，类比于一般的圆周运动，可知，小球在等效物理最低点B点时速度最大，小球在等效物理最高点C点时速度最小，故A错误，B正确；．根据上述。小球在C点时，水平恒力与重力合力方向指向圆心，则有Fmgtan根据三角函数关系，结合题意有343F4故C正确；D．结合上述，在C点，对小球分析有cosv2CRm5C4故D正确。BCD。三、实验题（14分）15.用如图甲所示的向心力演示仪探究向心力的大小与质量m、角速度和半径r之间的关系，转动手Fn11，21和31变左右塔轮的角速度之比，实验时，将两个小球分别放在短槽的C处和长槽的AB）处，、C分别到左右塔轮中心的距离相等，B到左塔轮中心的距离是A到左塔轮中心距离的2倍，两个小球随塔轮做匀速圆周运动，他们所受向心力大小之比可由两塔轮中心标尺露出的等分格数计算出。1）若要探究向心力和半径的关系时，应将传动皮带调制第_______（填“一”、“二”“三”）层塔轮，第共页然后将质量相等的两个小球分别放置挡板______（填“A”、“BC2）若传动皮带套在塔轮第二层，则塔轮转动时，、C两处的角速度之比为______；3B和挡板C两标尺的露出的格子数之比为________。【答案】【解析】.一②.B.12④.2：9Fr2n一层皮带传送时线速度相等且半径相等，则两盘转动的角速度相等，所以应将传动皮带调制第一层，将质量相等的两个小球分别放置挡板B和C处，就能保证有不同的半径，而具有相同的角速度，从而能研究向心力与半径的关系；vr（2）[2]根据可知，传动皮带套在塔轮第二层时，两轮边缘的线速度相等，角速度的比值与盘的半径成反比，即为12；Fr23113r=2rBCn代入数据可知BF29C即左右两标尺的露出的格子数之比为：9。16.方向的两个分运动的合运动。T以左边第一个小球（平抛起始点）的中心为原点，沿水平向右竖直向下的方向建立直角坐标系，用平滑曲MMM、……为图甲中记录的小球的位置。已知重力加3线把这些位置连接起来，如图乙所示，其中、12速度为g。1）根据______________可以判断小球在水平方向上做_______________运动。2）有同学进一步猜测，小球在竖直方向做自由落体运动，请你利用题中所给信息，提出一种判断该同学的猜测是否成立的方法：________________。3）若（）中猜测成立，测得某小球中心点的横坐标为x，纵坐标为y，据此可以计算出小球的初速度大小为__________________。【答案】①.相邻两点间的水平距离相等.匀速直线③.根据自由落体公式，算出相应纵坐g0x④.标的值，与图中相应的值对比2y【解析】【分析】）[1][2]相邻两点间的水平距离相等，由于时间间隔相等，因此可以判断水平方向上做匀速直线运动。2）根据自由落体公式1y22算出相应纵坐标的值与图中相应的值对比3）1y22可得下落时间2ytg在水平方向上由可得初速度大小xtg0x2y440只写出最后答案的不给分。有数字计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）17.2021年4月29日时23分，中国空间站天和核心舱发射升空，准确进入预定轨道，标志着我国载人m航天工程三步走战略成功迈出第三步。核心舱质量为，运行的轨道可以近似看做圆轨道，其半径为r。g已知地球表面重力加速度为，地球半径为R，引力常量为G。1）求地球的质量M；2）求核心舱绕地球运动的周期T；3B向近地点A变化。G2r3【答案】（）M2）T=2π3）变大2【解析】【分析】）由万有引力近似等于重力得MR2得2G2）由万有引力提供向心力得4π2mrr2T2r3r3T2π=2π23）由开普勒第二定律可知，核心舱由远地点B向近地点A运动时，速度会逐渐变大。18.RO的对称轴OOA点上有一质量为mO点的连线与OO之间的夹角为，重力加速度为g。1）当陶罐不转时，物块静止，求此时物块受到的摩擦力和支持力的大小；2）当物块在A点随陶罐做匀速转动，且其受到的摩擦力恰好零时，求此时陶罐转动的角速度。g【答案】（）sin，mgcos2）Rcos【解析】）当陶罐不转动时，物块静止在筒壁A点时受到的重力、摩擦力和支持力三力作用而平衡，由平衡条件得摩擦力的大小fsin支持力的大小Ncos2AA点时受到的重力和支持力作用，它们的合力提供向心力，设陶罐转动的角速度为，根据牛顿第二定律有rRsing2r由几何关系得联立以上各式解得Rcos19.了这种方法。请应用这种思想方法，解决下面的类似问题：v0，小滑块将沿着柱体的内壁旋转一周经过O1侧O点的小滑块一个初速度底面上、已知小滑块的质量为m，重力加速度为。1）小滑块在运动中受哪些力的作用？分析这些力是否做功？2）根据研究平抛运动的方法，可以将该运动（螺旋线运动）分解为两个分运动：①平行于水平面的②竖直方向的分运动为另一种基本运动。va.说明分运动