卷子答案网-一个不只有答案的网站2022-2023学年河南省信阳市百师联盟高一（下）期中考试物理试卷
一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）
1. 如图为我国歼击机在大型航展上编队飞行时的情形，若飞机做曲线运动，则( )
A. 飞机受到的合力沿轨迹的切线方向
B. 飞机的加速度方向与速度方向在同一条直线上
C. 飞机的速度一定发生变化
D. 飞机受到的合力对飞机做的功一定不为零
2. 如图甲所示，修正带是通过两个齿轮相互咬合进行工作的，其原理可简化为图乙中所示的模型。、是大、小齿轮边缘上的两点，是大轮上的一点。若大轮半径是小轮半径的倍，小轮中心到点和大轮中心到点的距离之比为，则、、三点( )
A. 线速度大小之比为 B. 角速度之比为
C. 转速之比为 D. 向心加速度大小之比为
3. 截至目前，神舟十五号航天员乘组已完成四次出舱活动，刷新了中国航天员出舱活动记录，如图所示为航天员出舱完成任务的图片。已知空间站在距地面高度为轨道上绕地球做匀速圆周运动，地球半径为，取地面重力加速度为，不考虑地球自转的影响。下列说法正确的是( )
A. 航天员做匀速圆周运动，所受合力不变
B. 空间站做匀速圆周运动的线速度大于
C. 同一物体在空间站与在地面上受到的万有引力之比为
D. 空间站做匀速圆周运动的向心加速度大小约为
4. 如图所示为某喷灌机的喷头正在进行农田喷灌。已知出水速度大小为，方向与水平方向夹角斜向上方，假设喷头贴近农作物表面，忽略空气阻力，重力加速度为。下列说法正确的是( )
A. 水从喷出到运动至最高点的时间为 B. 水在最高点的速度大小为
C. 水平方向的喷水距离为 D. 水上升的最大高度为
5. 在高空运行的同步卫星功能失效后，往往会被送到同步轨道上空几百公里处的“墓地轨道”，以免影响其他在轨卫星并节省轨道资源。如图甲所示，我国“实践号”卫星在地球同步轨道“捕获”已失效的“北斗二号”卫星后，成功将其送入“墓地轨道”。已知转移轨道与同步轨道、墓地轨道分别相切于、点，“北斗二号”卫星在点进入转移轨道，从点进入墓地轨道，则( )
A. 卫星在同步轨道上运行时会经过河南上空
B. 不同国家发射的同步卫星轨道高度不同
C. 卫星在转移轨道上经过点的速度大于在同步轨道上经过点的速度
D. 卫星在转移轨道上经过点的加速度小于在墓地轨道上经过点的加速度
6. 火车转弯时，如果铁路弯道的内、外轨一样高，则外轨对轮缘挤压的弹力提供火车转弯的向心力，如图甲所示，但是靠这种办法铁轨和车轮极易受损。在修筑铁路时，弯道处的外轨会略高于内轨，如图乙所示，内外铁轨平面与水平面倾角为，当火车以规定的行驶速度转弯时，内、外轨均不会受到轮缘的侧向挤压，设此时的速度大小为，重力加速度为，下列说法中正确的是( )
A. 当火车速率大于时，内轨将受到轮缘的挤压
B. 遇雨雪天气地面湿滑，规定的行驶速度也将改变
C. 该弯道的半径
D. 按规定速度行驶时，支持力小于重力
7. 如图所示，两个完全相同的小球甲、乙，由高度不同、底面长度相同的光滑斜面顶端由静止释放，已知斜面倾角，两小球均可视为质点，不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 甲球落地时的速度较小
B. 滑到底端过程中，重力对小球乙做的功较多
C. 滑到底端过程中，重力对小球甲做功的平均功率较小
D. 滑到底端时，小球甲所受重力做功的瞬时功率较大
二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）
8. 如图甲所示，近年来无人机已越来越频繁应用在物流配送场景，包括应急救援、冷链、物资运送。某次配送物资无人机在飞行过程中，水平方向速度及竖直方向速度与飞行时间的关系图像如图乙、图丙所示。关于该无人机的运动，下列说法正确的是( )
A. 在内，无人机的加速度大小为
B. 在第末，无人机的速度大小为
C. 在第末，无人机的速度方向与水平方向夹角的正切值为
D. 在内，无人机距离出发点的最远距离为
9. 从地面竖直向上抛出质量为的物体，物体在运动过程中除受到重力外，还受到一个大小不变、方向始终与运动方向相反的阻力作用，如图所示是物体上升过程中动能随上升高度变化的图像，重力加速度取。下列说法正确的是( )
A. 阻力大小为
B. 物体落回地面瞬间的速度大小为
C. 整个运动过程中，合外力对物体做的功为
D. 整个运动过程中，物体克服阻力做的功为
10. 下列有关生活中圆周运动的实例分析，说法正确的是( )
A. 图甲中，附着在脱水桶内壁上随筒一起转动的衣服受到的摩擦力随角速度增大而增大
B. 图乙为汽车通过拱桥最高点时的情形，汽车受到的支持力小于重力
C. 图丙为水平圆盘转动时的示意图，物体离转盘中心越远，越容易做离心运动
D. 在空间站用细绳系住小瓶做成“人工离心机”可成功将瓶中混合的水和食用油分离，其中、部分是水
11. 一辆汽车由静止开始沿平直公路行驶，汽车所受牵引力随时间变化关系如图所示，时汽车功率达到最大值，此后保持此功率继续行驶，后可视为匀速。若汽车的质量为，阻力大小恒定，汽车的最大功率恒定，则以下说法正确的是( )
A. 汽车的最大功率为
B. 汽车匀加速运动阶段的加速度大小为
C. 汽车先做匀加速直线运动，然后再做匀速直线运动
D. 汽车从静止开始运动内的位移是
三、实验题（本大题共2小题，共18.0分）
12. 如图是探究向心力的大小与质量、角速度和半径之间关系的实验装置图，匀速转动手柄，可使变速轮塔和以及长槽和短槽随之匀速转动。皮带分别套在轮塔和上的不同圆盘上，可使两个槽内的小球、分别以不同的角速度做匀速圆周运动。小球做圆周运动的向心力由横臂的挡板对小球的压力提供，小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，标尺露出的红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值。
现将两个小球分别放在两边的槽内，为了探究小球受到的向心力大小和角速度的关系，下列说法正确的是_______。
A.在小球运动半径相等的情况下，用质量相同的小球做实验
B.在小球运动半径相等的情况下，用质量不同的小球做实验
C.在小球运动半径不等的情况下，用质量不同的小球做实验
D.在小球运动半径不等的情况下，用质量相同的小球做实验
在该实验中应用了_______选填“理想实验法”“控制变量法”或“等效替代法”来探究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系。
当用两个质量相等的小球做实验，且左边小球的轨道半径为右边小球轨道半径的倍时，转动时发现右边标尺上露出的红白相间的等分格数为左边的倍，那么，左边轮塔与右边轮塔半径之比为_______。
13. 物理课上同学们通过实验研究平抛运动。
甲同学采用图所示的实验装置，用描点法得到平抛运动轨迹。
实验室提供了如下器材：小钢球，固定有斜槽的木板，坐标纸，重锤线，铅笔，刻度尺，秒表，图钉。其中不必要的器材是___________。
下面列出的实验操作和数据处理，正确的是___________。
A.安装斜槽轨道时，其末端必须保证水平
B.斜槽轨道必须光滑
C.每次小球应从同一位置由静止释放
D.为描出小球的运动轨迹，描绘的点可以用折线连接
该同学采用正确的实验操作方法，得到的平抛运动轨迹为如图所示。为平抛运动的初始位置，为轨迹中的一点，点位置坐标为，重力加速度取。由此可知：小球平抛运动的初速度___________；将点坐标代入，可以得到代表这个轨迹的一个可能关系式为___________。
乙同学采用如图所示的实验装置研究平抛运动。小钢球从斜槽上滚下做平抛运动，撞击竖直挡板，利用复写纸记录撞击点的位置；将竖直挡板沿水平轨道依次向右移动相同的距离，小球从斜槽上同一位置滚下撞击挡板的位置依次为、。测得、的在竖直方向的距离为，、的在竖直方向的距离为，重力加速度为。则小球平抛运动的初速度为_________。
四、计算题（本大题共3小题，共30.0分）
14. 宇航员站在某质量分布均匀的星球表面上，沿水平方向以初速度从斜坡上点抛出一个小球，测得小球经时间落到斜坡上另一点。已知斜坡的倾角为，该星球的半径为，引力常量为，球的体积公式为为球的半径，不考虑星球自转的影响。
求该星球表面的重力加速度；
求该星球的密度；
飞行器绕该星球以周期做匀速圆周运动时，求飞行器距离星球表面的高度。
15. 在某次学校组织的趣味运动会上，某科技小组为大家展示了一个装置如图所示。将一质量为的钢球放在点，用弹射器装置将其弹出，使其沿着光滑的半圆形轨道和运动，段为长度的粗糙平面，为接球槽。圆弧和的半径分别为，，小球与段的动摩擦因数，，点距离接球槽的高度，水平距离，接球槽足够大，取，求：
钢球恰好不脱离圆弧轨道，钢球在点的速度大小；
满足时，钢球在圆轨道最低点对轨道的压力；
要使钢球最终能落入槽中，弹射速度的最小值。结果可用根号表示
16. 如图所示，以速度逆时针转动的传送带与直轨道处于同一水平面上，的长度均为。圆弧形细管道半径为，在竖直直径上，点与水平面的高度差为。可视为质点的物块用细线悬挂于点，点位于悬点正下方，细线的长度等于、之间的距离，让物块从距高为处由静止下摆，细线始终张紧，物块摆到最低点时细线突然断裂。已知，，，，，物块与之间的动摩擦因数，轨道和管道均光滑，物块落到时不反弹且静止。整个装置处于同一竖直平面内，忽略、和、之间的空隙，与平滑连接，取。
若，求物块到达点的速度的大小；
物块在点时，管道对物块的作用力与之间满足的关系；
若物块释放高度满足，以点为坐标原点，水平向右为正，建立轴，求物块最终静止的位置坐标的范围。结果可用根号表示
答案和解析
1.【答案】
【解析】解：
A.飞机受到的合力指向轨迹的凹侧，A错误；
B.飞机做曲线运动，飞机的加速度方向与速度方向不在同一条直线上，B错误；
C.飞机做曲线运动，速度的方向时刻变化，则飞机的速度一定发生变化，C正确；
D.如果飞机的速率不变，飞机的动能不变，飞机受到的合力做功为零，D错误。
故选C。
2.【答案】
【解析】解：
是大、小齿轮边缘上的两点，可知
又
，
可得
由于 两点都在大轮上，可知
又
，
可得
则 三点线速度大小之比为
三点角速度之比为
选项A正确，B错误；
C.根据角速度和转速的关系有
可知 三点转速之比为
选项C错误；
D.根据向心加速度公式有
可知， 三点向心加速度大小之比为
选项D错误。
故选A。
3.【答案】
【解析】解：
A.航天员做匀速圆周运动，合力提供向心力，合力不为零，故A错误；
B.地球第一宇宙速度的卫星绕地球做匀速圆周运动的最大线速度，空间站做匀速圆周运动的线速度小于 ，故B错误；
C.同一物体在空间站与在地面上受到的万有引力之比
故C正确；
D.根据牛顿第二定律可得
可得
故D错误。
故选C。
4.【答案】
【解析】解：
A.根据斜抛运动规律，可得水由喷出到运动至最高点的时间
A错误；
B.水到达最高点竖直方向速度为零，则此时的速度大小为
B错误；
C.水在空中做斜抛运动的时间
则喷水距离
C错误；
D.水上升的最大高度
D正确。
故选D。
5.【答案】
【解析】
【分析】本题考查了同步卫星、卫星的变轨等知识点。对于绕地做匀速圆周运动的卫星，由万有引力提供向心力分析圆周运动的物理量，对于同步卫星，要明确其与地球自转的角速度、周期相同，其轨道平面与赤道平面重合。卫星变轨原理：低轨变高轨需要加速，使卫星做离心运动，高轨变低轨需要减速，使卫星做近心运动。同一卫星在不同轨道上同一点受到的万有引力是相同的，则加速度相同。
【解答】同步轨道在赤道上空，卫星在同步轨道上运行时不会经过河南上空，故A错误；
B.同步卫星运行过程中万有引力提供向心力，同步卫星的周期等于地球自转周期，不同国家发射的同步卫星周期均相同，则轨道半径相等，高度也相等，故B错误；
C.卫星从低轨道变轨到高轨道，需要点火加速，则卫星在转移轨道上经过点的速度大于在同步轨道上经过点的速度，故C正确；
D.根据牛顿第二定律可得，解得，由于，都相同，可知卫星在转移轨道上经过点的加速度等于在墓地轨道上经过点的加速度，故D错误。
故选C。
6.【答案】
【解析】
【分析】
本题以生活中的圆周运动火车转弯问题为背景，考查学生对向心力公式的理解与运用，对圆周运动临界问题的处理，中档题。
火车转弯时，为保护铁轨，通常做成外轨略高于内轨，当以规定速度行驶时，火车重力与轨道面支持力的合力恰好提供向心力，速度大于规定速度时，会侧向挤压外轨，速度小于规定速度时，会侧向挤压内轨。
【解答】
A.当火车速率大于时，重力和支持力的合力不足以提供向心力，火车将有离心的趋势，则外轨对轮缘产生向里的挤压，故A错误
B.设内、外轨所在平面的坡度为，当火车以规定的行驶速度转弯时有其所受的重力和铁轨对它的支持力的合力提供向心力，如图，
对火车有，解得，与接触面粗糙程度无关，故B错误
C.设内、外轨所在平面的坡度为，当火车以规定的行驶速度转弯时有其所受的重力和铁轨对它的支持力的合力提供向心力，
对火车有，解得，故C正确
D.设内、外轨所在平面的坡度为，当火车以规定的行驶速度转弯时有其所受的重力和铁轨对它的支持力的合力提供向心力如图，则有支持力大于重力，故D错误。
故选C。
7.【答案】
【解析】解：
A.根据动能定理
可知
甲球落地时的速度较大，故A错误；
B.滑到底端过程中，重力对小球做的功
重力对小球甲做的功较多，故B错误；
C.滑到底端过程中
重力对小球做功的平均功率
所以重力对小球甲做功的平均功率较大，故C错误；
D.滑到底端时，小球所受重力做功的瞬时功率
小球甲所受重力做功的瞬时功率较大，故D正确。
故选D。
8.【答案】
【解析】解：
A.根据图像可知，在 内，无人机在水平方向与竖直方向上均做初速度为的匀加速直线运动，可得
，
则无人机的加速度大小为
A正确；
B.在第 末，无人机水平方向和竖直方向的分速度分别为
，
则无人机的速度大小为
B错误；
C.在第 末，无人机的速度方向与水平方向夹角的正切值为
C正确；
D.在第 末，无人机距离出发点的距离最远，根据图像面积可求得水平和竖直方向的分位移分别为
，
无人机距离出发点的最远距离为
D错误。
故选AC。
9.【答案】
【解析】解：
A.根据动能定理
可知，图线斜率的大小即合外力的大小，即物体上升过程中
即
故A正确；
B.下降过程中
解得
，
故B错误；
C.合外力对物体做的功等于物体动能的变化量，即
故C错误；
D.物体克服阻力做的功
故D正确。
故选AD。
10.【答案】
【解析】解：
A.图甲中衣服附着在脱水桶内壁上随桶一起转动，竖直方向由平衡得
可知摩擦力大小不变，故A错误；
B.图乙中汽车通过拱形桥的最高点时，加速度竖直向下，根据牛顿第二定律可知
即汽车受到的支持力小于重力，故B正确；
C.图丙中水平圆盘转动时，圆盘对物体的摩擦力提供其做圆周运动的向心力，即
可知离圆盘中心越远，物体的摩擦力越大，越容易达到最大静摩擦力，越容易做离心运动，故C正确；
D.图丙中水的密度大，单位体积水的质量大，瓶子中的油和水做匀速圆周运动的角速度相同，根据
可知水做圆周运动所需要的向心力大，当合力 不足以提供向心力时，水先做离心运动，所以油和水分离后，油在水的内侧，故 部分是水，故D正确。
故选BCD。
11.【答案】
【解析】解：
C.由图可知，汽车在前 内的牵引力不变，汽车做匀加速直线运动， 内汽车的牵引力逐渐减小，则车的加速度逐渐减小，汽车做加速度减小的加速运动，直到车的速度达到最大值，以后做匀速直线运动，故C错误；
B.汽车的速度达到最大值后牵引力等于阻力，所以阻力
前 内汽车的牵引力 ，由牛顿第二定律
可得
故B正确；
A. 末汽车的速度
在 末汽车的功率达到最大值，所以汽车的最大功率
故A正确；
D.汽车在前 内的位移
汽车的最大速度
设汽车在 内的位移为 ，根据动能定理可得
可得
所以汽车的总位移
故D错误。
故选AB。
12.【答案】 控制变量法 ：
【解析】解：
根据 ，可知要研究小球受到的向心力大小与角速度的关系，需控制小球的质量和半径不变，、、D错误，A正确。
该实验需要控制小球的质量和半径不变，来研究向心力大小与角建度的关系，所以采用控副变量法。
标尺格子数与向心力成正比，右边标尺上露出的红白相同的等分格数为左边的倍，有
左边小球的轨道半径为右边小球的倍时，即
根拟 ，可得
所以
因塔轮边缘的线速度相等，则轮塔半径比为。
13.【答案】 秒表
【解析】解：
小球平抛运动的时间由下降的高度可以求出，不需要秒表。
通过调节使斜槽的末端保持水平，以保证球做平抛运动，故A正确；
因为要画同一运动的轨迹，必须每次释放小球的位置相同，且由静止释放，以保证获得相同的初速度，但斜槽轨道没必要光滑，故B错误C正确；
D.将球的位置记录在纸上后，取下纸，应用平滑的曲线把各点连接起来，故D错误。
故选AC。
根据
得
则初速度
将点坐标代入
解得
关系式为
由匀变速直线运动规律的推论
得
由
得
14.【答案】解：
小球做平抛运动过程中，水平方向有
竖直方向有
由几何知识可得
联立解得
对于星球表面质量为的物体，有
星球的体积
星球的密度
解得
根据万有引力提供向心力有
解得
【解析】见答案
解决本题的关键掌握万有引力等于重力和万有引力提供向心力这个理论，并抓住万有引力与常见抛体运动之间的联系，并能灵活运用。
平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，根据平抛运动的规律求出星球表面的重力加速度．
根据万有引力等于重力求出星球的质量，结合密度的公式求出星球的密度．
飞行器绕该星球以周期做匀速圆周运动时，根据万有引力提供向心力求出飞行器距离星球表面的高度。
15.【答案】解：
要使钢球恰好不脱离圆轨道，钢球在点有
解得
从到根据动能定理有
在 位置时，对钢球
联立解得
根据牛顿第三定律，钢球对半圆轨道的压力大小为 ，方向竖直向下。
使钢球刚好落入槽中时对钢球，则有
解得
从 到 点，根据动能定理有
解得
故要使钢球最终能落入槽中，弹射速度 至少为 。
【解析】见答案
要使钢球恰好不脱离圆轨道，钢球在点由重力提供向心力，可求解速度；
从到根据动能定理求解点的速度，在位置时，对钢球根据牛顿第二定律求解支持力，再根据牛顿第三定律得到压力大小；
钢球刚好落入槽中时做平抛运动，分解为两个方向的运动求解经过点的速度，从到点，根据动能定理有求解，
本题考查了动能定理、牛顿第二定律及平抛运动的综合运用，知道最高点和最低点向心力的来源，结合牛顿第二定律和动能定理进行求解。
16.【答案】解：
若 ，物块从静止释放到点过程，根据动能定理可得
解得
经上述分析可知， 时，物块可到达 点，且
物块在 点时，以竖直向下为正方向，根据牛顿第二定律，有
解得
，且竖直向下为 的正方向
当 时，物块最终静止的 位置在 点或 点右侧，从 释放时，根据动能定理得
从 点飞出后，竖直方向
平抛运动水平方向最大位移
根据几何关系可得
联立解得最大距离
因此当 时，代入数据解得
当 时，从 释放时，根据动能定理可得
解得
可知物块在 点右侧 处静止；
当物块由 点速度为零，返回到 时，根据动能定理可得
解得
该位置在 点右侧 处；
综上可知当 时
代入数据得
【解析】见答案
本题主要考查了动量守恒定律的相关应用，理解弹性碰撞的特点，根据动量守恒定律和机械能守恒定理分析出物体的速度，理解物体在不同阶段的运动特点，结合动能定理完成分析。
由根据动能定理可得若，求物块到达点的速度的大小；
根据物块在点时，以竖直向下为正方向，根据牛顿第二定律求管道对物块的作用力与间满足的关系；
根据动能定理求物块最终静止的位置值的范围。
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