卷子答案网-一个不只有答案的网站开封市五县2022-2023学年高一下学期期中联考
物理
考生注意：
1．本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。
2．答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3．考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。
4．本卷命题范围：人教版必修第二册第五章至第七章。
一、选择题（本题共10小题，共46分．在每小题给出的四个选项中，第1~7题中只有一项符合题目要求，每小题4分，第8~10题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
1．对于开普勒行星运动定律的理解，下列说法中正确的是（ ）
A．开普勒三大定律仅适用于太阳系中行星的运动
B．开普勒第二定律表明，行星离太阳越远，速度越大
C．月亮绕地球运动的轨道是一个标准的圆，地球处在该圆的圆心上
D．开普勒第三定律中，月亮绕地球运动的k值与地球绕太阳运动的k值不同
2．如图是多级减速装置的示意图．每一个轮子都由大小两个轮子叠合而成，共有3对相同的轮子，用皮带逐一联系起来，大轮半径为小轮半径的两倍，A、B、C分别为第一个、第二个、第三个轮子大轮边缘上的点，则A、B、C三点的角速度之比为（ ）
A．4∶2∶1 B．8∶4∶1 C．1∶2∶4 D．16∶4∶1
3．质量为m的物体在恒力F的作用下速度由减小到最小值v（v不为零），然后逐渐增大，则物体的速度由减小到v所用时间为（ ）
A． B． C． D．
4．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，则其向心加速度大小关系正确的是（ ）
A． B． C． D．
5．“嫦娥五号”探测器着陆月球前的运动轨道示意图如图所示，“嫦娥五号”沿轨道Ⅰ运动到P点时点火减速，之后沿轨道Ⅱ运动，再次运动到P点时点火减速，之后沿近月（到月球表面的距离不计）轨道Ⅲ运动．月球的半径为R，轨道Ⅱ上的远月点a到月心的距离为，“嫦娥五号”在轨道Ⅲ上运行的周期为T，引力常量为G，下列说法正确的是（ ）
A．“嫦娥五号”在轨道Ⅱ上运行的周期为
B．“嫦娥五号”在轨道Ⅱ上运行的周期为
C．月球表面的重力加速度大小为
D．月球表面的重力加速度大小为
6．如图所示，竖直圆筒内壁光滑，半径为R，顶部有入口A，在A的正下方h处有出口B，一质量为m的小球从入口A沿圆筒壁切线方向水平射入圆圆筒内，要使球从B处飞出，重力加速度为g，则小球进入入口A处的速度的大小可能为（ ）
A． B． C． D．
7．毫秒脉冲星中有一种特殊的类型，由毫秒脉冲星和低质量恒星（伴星）组成的致密双星系统，由于伴星正在被脉冲星强烈的辐射蚕食，天文学家们戏称它们为“黑寡妇”脉冲星．假设脉冲星的质量为M，转动周期为T，引力常量为G，脉冲星和伴星的中心距离为L，则伴星的质量为（ ）
A． B． C． D．
8．2022年11月29日23时08分，神舟十五号载人飞船由长征二号F运载火箭在酒泉卫星发射中心发射，将费俊龙、邓清明、张陆3名航天员送入太空，之后顺利进驻空间站．宇航员在空间站中可自由漂浮，下列说法正确的是（ ）
A．宇航员在空间站中不受力的作用
B．宇航员随空间站做匀速圆周运动，引力提供向心力
C．宇航员的质量越大，其在空间站时的向心加速度越大
D．同一宇航员在地球极点上受到的引力大于在空间站中受到的引力
9．如图所示，a、b、c分别为一水龙头从地面沿三个不同的方向射出的水柱轨迹图．已知出射时的水流速度大小相同，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．轨迹a中的水在空中运动的时间最长 B．轨迹c中的水在空中运动的时间最长
C．轨迹c中的射出的水的水平方向速度最大 D．轨迹b中的射出的水的水平方向速度最大
10．将一小球水平抛出，其运动轨迹上有A、B、C三点，如图所示．其中A为小球抛出点，小球从A运动到B和从B运动到C所用时间均为，且和的长度之比为，忽略空气阻力，重力加速度g取．下列说法正确的是（ ）
A．A、B和B、C的竖直高度差比值为1∶3 B．小球在C点的竖直分速度大小为
C．小球平抛的初速度大小为 D．小球在B点的速度大小为
二、实验题（本题共2小题，共14分）
11．（6分）实验小组利用如图甲装置研究平抛运动规律，安装好实验装置，并在实验装置正前方安装一台高速照像机，照像机闪光频率恒定，让小球从轨道上某位置释放，拍摄小球运动过程中一系列位置的像，得到小球平抛过程位置的照片，其中照片与实物比例为1∶4，重力加速度g取．
（1）下列关于本实验过程中的一些要求，其中合理的是__________．
A．斜槽轨道尽可能光滑 B．安装斜槽轨道使其末端切线保持水平
C．小球每次释放位置必须是同一位置 D．小球每次释放时速度必须为零
（2）由于闪光照片上无法显示小球平抛的初始位置，但能准确的确定竖直方向作为y轴，找出相邻的三个像点a、b、c，用刻度尺测出三个像点到y轴距离及三个像点间竖直方向上的距离如图乙所示，小球平抛的初速度大小为__________；小球经过b点时的速度大小为__________．（结果均保留两位有效数字）
12．（8分）某实验小组用如图所示的装置探究“影响向心力大小的因素”．长槽上的挡板B到转轴的距离是挡板A的2倍，长槽上的挡板A和短槽上的挡板C到各自转轴的距离相等．转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动．挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，根据标尺上的等分格可以粗略计算出两个球所受向心力的比值．
（1）下列实验的实验方法与本实验相同的是__________．（填写正确选项前的字母）
A．伽利略对自由落体的研究 B．探究牛顿第二定律 C．验证力的平行四边形定则
（2）在探究向心力的大小与做圆周运动物体质量的关系时，应选择两个质量__________（选填“相同”或“不同”）的小球，分别放在挡板C与__________（选填“挡板A”或“挡板B”）处，同时选择半径__________（选填“相同”或“不同”）的两个塔轮．
（3）在探究向心力的大小与圆周运动角速度的关系时，将两个质量相同的小球，分别放在挡板C与挡板A位置，转动时发现左、右标尺上露出的红白相间的等分格数之比约为1∶4，则皮带放置的左、右两边塔轮的半径之比为__________．
三、计算题（本题共3小题，共计40分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
13．（10分）一宇航员在半径为R的某行星表面，做如下实验：如图所示，在不可伸长的长度为L的轻绳一端系一质量为m的小球，另一端固定在O点；当小球绕O点在竖直面内做圆周运动通过最高点速度为时，绳的弹力的大小为小球重力的2倍．不计小球的尺寸，引力常量为G，求：
（1）该行星的平均密度；
（2）该行星的第一宇宙速度．
14．（14分）如图所示，倾角为的斜面固定在可以绕竖直转轴转动的水平转台上，斜面最低点A在转轴上．一质量为m的小物块（可视为质点）置于斜面上与A点距离为L处，与斜面始终保持相对静止一起随转台以角速度匀速转动．已知重力加速度大小为g．．．求：
（1）小物块所受摩擦力为零时，小物块的角速度；
（2）当小物块的角速度为斜面对小物块的摩擦力大小．
15．（16分）如图所示是一儿童游戏机的简化示意图．游戏面板与水平面所成夹角，半径为的四分之一圆弧轨道与直管道相切于B点，C点为圆弧轨道最高点（切线水平），通过手柄P控制可发射速度不同的小球（可视为质点）．已知C点到水平面的高度，重力加速度g取，不计一切阻力．
（1）求小球通过C点的最小速度；
（2）若小球以最小速度通过最高点，求小球到达水平面时的速度大小以及此时到C点的水平距离．
参考答案、提示及评分细则
1．D 开普勒三大定律不仅仅适用于太阳系中行星的运动，也适合于宇宙中其他天体的运动，选项A错误；行星绕太阳运动时，行星离太阳越远，速度越小，选项B错误；月亮绕地球运动的轨道是一个椭圆，地球处在椭圆的其中一个焦点上，选项C错误；k值与中心天体的质量有关，选项D正确．
2．A 设第一、二、三个轮子的角速度分别为、、，由于同一皮带上每个点的线速度大小相同，则，同理，解得，选项A正确．
3．C 物体做类斜上抛运动，由牛顿第二定律可得；在平行于恒力F的方向上物体的初速度大小为，又，解得，选项C正确．
4．B 对于卫星B、C、D，有，解得，由于，则，对于A和C，周期相同，由公式，且，有，由于信息不足，无法比较A和D的向心加速度，选项B正确．
5．A 设“嫦娥五号”在轨道Ⅱ上运行的周期为，由开普勒第三定律可得：，解得：，选项A正确，选项B错误；；月球表面的重力加速度大小为，选项C、D错误．
6．D 小球在竖直方向的分运动是自由落体运动，则，小球在水平方向的分运动是匀速圆周运动，则，解得，选项D正确．
7．C 对于脉冲星有，对于伴星有，且，综合解得，选项C正确．
8．BD 宇航员受到地球引力的作用，且引力提供向心力，选项A错误，B正确；由，可知向心加速度与其质量无关，选项C错误；由于极点到地心的距离小于空间站到地心的距离，故同一宇航员在地球极点上受到的引力大于在空间站中受到的引力，选项D正确．
9．AC 轨迹a的最高点竖直位移最大，则轨迹a中的水在空中运动的时间最长，选项A正确，B错误；设射出的水与竖直方向所成夹角为，则，由轨迹图可知轨迹c中的水射出的瞬间的与竖直方向所成的夹角最大，水平速度最大，则选项C正确，D错误．
10．AC 小球竖直方向做自由落体运动，则相同相邻时间间隔内的竖直位移之比为1∶3，的高度差为的高度差为，在C点竖直分速度，选项A正确，B错误；的长度为，的长度为，由题意知，解得，选项C正确；小球在B点时的速度大小，选项D错误．
11．（1）B （2）
解析：（1）通过闪光照片来研究平抛运动，一张照片显示小球不同时刻的位置，不需要小球静止释放，也不需要多次从同一位置释放：要确保运动，必须安装斜槽轨道使其末端切线保持水平，选项B正确．
（2）由照片与实物比例为1∶4，竖直方向有，得；平抛初速度，b点的竖直速度，则b点的速度．
12．（1）B （2）不同 挡板A 相同 （3）2∶1
解析：（1）本实验采用的是控制变量法，与探究牛顿第二定律采用的方法相同，选项B正确．
（2）在探究向心力的大小与圆周运动物体质量的关系时，应改变质量，保证角速度和半径相同，则应选择两个质量不同的小球，分别放在挡板C与挡板A处，同时选择半径相同的两个塔轮．
（3）设皮带放置位置的左、右两边塔轮的半径分别为，由，知左右两边的角速度大小之比，又塔轮边缘线速度大小相同，由得皮带放置位置的左、右两边塔轮的半径之比．
13．解：（1）小球通过最高点时
对行星表面的物体m，有
故行星的密度
（2）对在行星表面附近做匀速圆周运动的质量为的卫星，有
解得第一宇宙速度为
14．解：（1）当小物块所受摩擦力为零时
解得
(2)，斜面对小物块有沿斜面向下的摩擦力
解得
15．解：（1）小球刚好能通过C点时，有
解得
（2）小球在斜面上做类平抛运动，由牛顿第二定律有
小球从C点运动到达水平面，有
小球平行斜面向下的分速度
则小球到达水平面时的速度
且此时到C点的水平距离
解得、
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