卷子答案网-一个不只有答案的网站2022~2023学年江西省景德镇重点中学高一（下）期中物理试卷
一、单选题（本大题共5小题，共20.0分）
1. 如图所示为飞机特技表演俯冲时的情形，飞机从点运动到点过程中，下列说法正确的是( )
A. 飞机的速度可能保持不变
B. 飞机一定做匀速圆周运动
C. 如果飞机的速度不断增大，则飞机受到的合力与飞机的速度夹角始终小于
D. 如果飞机的速度不断增大，则飞机受到的合力与飞机的速度夹角可以互相垂直
2. 如图所示，质量相等可视为点电荷的、、三个带电绝缘小球，其中带正电并固定在绝缘竖直弹簧下端，当、、三个小球的球心距离为时，、小球带电荷量相等并悬在空中处于静止状态，下列说法正确的是( )
A. 弹簧弹力大于三个小球的总重力
B. 小球受三个作用力
C. 小球带的电荷量是小球带电荷量的倍
D. 剪断弹簧后三个小球一起做自由落体运动
3. 我国是第三个对火星探测并将探测器着陆火星的国家，探测器在环绕火星表面飞行时周期是。火星表面气体非常稀薄可近似认为真空，在火星表面附近以初速度水平抛出一个物体，测得抛出点距火星表面高度为，落到火星表面时物体的水平位移为，已知引力常量为，下列说法正确的是( )
A. 物体在火星表面附近做平抛运动的加速度大小是
B. 火星的半径是
C. 火星的质量是
D. 火星的密度是
4. 若地球半径为，把地球看作质量分布均匀的球体。“蛟龙号”下潜深度为，“天宫一号”轨道距离地面高度为，“蛟龙”号所在处与“天宫一号”所在处的加速度大小之比为质量分布均匀的球壳对内部物体的万有引力为零( )
A. B. C. D.
5. 如图所示，两竖直杆、相距，把长为的细绳两端系在、两杆上，结点分别为、，忽略打结对绳长的影响，用光滑轻质挂钩把质量为的重物挂在绳上，重物可看作质点，对下列操作的判断正确的是( )
A. 仅缓慢下移结点，重物的运动轨迹是曲线
B. 仅缓慢向右移动杆，重物的运动轨迹是直线
C. 仅缓慢把结点下移距离，重力对重物做功为
D. 仅缓慢向右移动杆过程中，细绳的张力始终为
二、多选题（本大题共5小题，共20.0分）
6. 如图所示，有、两颗行星绕同一恒星做圆周运动，运行方向相同。行星的周期为，行星的周期为，在某一时刻两行星相距最近，则( )
A. 经过时间，两行星将再次相距最近
B. 经过时间，两行星将再次相距最近
C. 经过时间，，，，两行星相距最远
D. 经过时间，，，，两行星相距最远
7. 如图所示，一轻弹簧竖直固定于水平桌面上，另一相同的弹簧下端与光滑固定斜面底端的挡板相连，物体、分别从两弹簧上端由静止释放，加速度与弹簧压缩量的关系分别如图中实线、虚线所示。则( )
A. 光滑斜面的倾角为
B. 、向下运动达到最大速度时两弹簧的压缩量之比为
C. 、的质量之比为
D. 、向下运动过程中的最大速度之比为
8. 某航天器的发射过程可简化为两个阶段，如图所示，先由椭圆轨道运动后调整至圆轨道，然后以大小为的速度在轨道上稳定运行。轨道上、、三点与地球中心在同一直线上，、两点分别为轨道的远地点与近地点，且。则( )
A. 航天器在轨道上点的速度小于其在轨道上点的速度
B. 航天器在轨道上的机械能等于其在轨道上的机械能
C. 航天器在轨道上点的加速度等于
D.
航天器在轨道上运行的周期与在轨道上运行的周期之比为
9. 现代科学的发展揭示了无序性也是世界构成的一个本质要素。意大利物理学家乔治帕里西发现了从原子到行星尺度的物理系统中无序和涨落间的相互影响，深刻揭示了无序体系中的隐藏对称性，荣获了诺贝尔物理学奖。如图所示是力学中的一个无序系统模型，质量均为的小球、用两根长度均为的轻质细杆、连接，细杆的一端可绕固定点自由转动，细杆可绕小球自由转动。开始时两球与点在同一高度，静止释放两球，并开始计时，两球在竖直面内做无序运动；时，细杆与竖直方向的夹角为，小球恰好到达与点等高处且速度方向水平向右。重力加速度，不计一切摩擦和空气阻力，下列说法正确的是( )
A. 时，两小球速度大小相等
B. 时，球的速度大小为
C. 此运动过程中，细杆对球做功
D. 此运动过程中，、两杆对球做功之和为
10. 如图所示，有两个质量相同的小球，电荷量均为，一个固定在足够长的光滑绝缘杆的端，另一个套在杆上，两球均可视为点电荷，为过点的竖直轴，杆与水平面间的夹角始终为。开始杆静止，此时两球间的距离为，现让杆以为轴转动，角速度从零开始缓慢增大，直至两球间的距离变为。已知重力加速度为，静电力常量为，下列说法正确的是
A. 小球的质量为
B. 当两球间的距离为时，杆转动的角速度为
C. 在此过程中，光滑绝缘杆对小球的弹力保持不变
D. 在此过程中，小球间的库仑力做负功
三、实验题（本大题共2小题，共18.0分）
11. 某学习小组利用如图所示的装置做“验证机械能守恒定律”的实验。
在本实验中，还需要用到的实验器材有______。
A.刻度尺 低压交流电源 秒表 天平
实验中，先接通电源，再释放重锤，得到下图所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点、、，测得它们到起始点的距离分别为、、。已知当地重力加速度为，打点计时器打点的周期为，重锤的质量为。从打点到打点的过程中，重锤的重力势能减少量______，动能增加量______，若在误差允许的范围内，与近似相等，则可验证机械能守恒。用上述测量量和已知量的符号表示
有同学在纸带上选取多个计数点，分别测量它们到起始点的距离为，并计算出各计数点对应的速度，画出图像。若阻力作用不可忽略且大小不变，已知当地重力加速度为，则画出的图像应为图中的图线______选填“”“”“”，其斜率______选填“大于”“小于”“等于”。
12. 某同学用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。用细线连接质量、的两物体，跨过光滑轻质小滑轮，在下端拖着的纸带通过打点计时器，让从高处由静止开始下落。实验中打出的一条纸带如图乙所示，是打下的第一个点，是计数点，相邻的两计数点间还有一个点未画出，已知打点计时器频率为 ，当地重力加速度取。计算结果均保留两位小数
从点到点的过程中，系统动能的增加量__________，系统重力势能的减少量__________。
从点到点的过程中，系统重力势能的减少量大于系统动能的增加量的可能原因是：________；
若测量出到各点的距离记为并计算出各点的瞬时速度，做出图像如图丙所示，测得图线的斜率为，则_______。
四、计算题（本大题共4小题，共40.0分）
13. 已知某卫星在赤道上空的圆形轨道运行，轨道半径为，运行周期为，卫星运动方向与地球自转方向相同，不计空气阻力，万有引力常量为。求：
地球质量的大小；
如图所示，假设某时刻，该卫星在点变轨进入椭圆轨道，近地点到地心距离为，求卫星在椭圆轨道上的周期；
卫星在赤道上空轨道半径为的圆形轨道上运行，小明住在赤道上某城市，某时刻，该卫星正处于小明的正上方，在后面的一段时间里，小明观察到每两天恰好三次看到卫星掠过其正上方，求地球自转周期。
14. 如图，带电量为的小球固定在光滑绝缘桌面的上方，距桌面的高度，一个质量为、带电量的小球在桌面上以小球在桌面上的投影点点为圆心做匀速圆周运动，其运动半径为。重力加速度，静电力常量。求：
小球、之间的库仑力的大小；
桌面对小球的支持力的大小；结果保留三位有效数字；
小球运动的线速度的大小。
15. 科技馆有一套儿童喜爱的机械装置，其结构简图如下：传动带部分水平，其长度，传送带以的速度顺时针匀速转动，大皮带轮半径，其下端点与圆弧轨道的点在同一水平线上，点为圆弧轨道的最低点，圆弧对应的圆心角且圆弧的半径，点和倾斜传送带的下端点平滑连接，倾斜传送带长为，其倾角。某同学将一质量为且可以视为质点的物块静止放在水平传送带左端处，物块经过点后恰能无碰撞地从点进入圆弧轨道部分，当经过点时，圆弧给物块的摩擦力，然后物块滑上倾斜传送带，已知物块与所有的接触面间的动摩擦因数均为，传送带以速度为顺时针运动，重力加速度，求：
物块由到的过程中传送带对物体所做的功；
弧对应的圆心角为多少；
物块从到端所用时间。
16. 如图所示，轻弹簧一端固定在与斜面垂直的挡板上，另一端点在位置。质量为的物块可视为质点以初速度从斜面的顶端点沿斜面向下运动，与弹簧接触后压缩弹簧，将弹簧右端压到点位置后，又被弹簧弹回。物块离开弹簧后，恰好回到点。已知的距离为，物块与斜面间的动摩擦因数为，斜面倾角为。求：
点和点间的距离；
弹簧在最低点处的弹性势能；
设的质量为，，。在点处放置一个弹性挡板，将与另一个与材料相同的物块可视为质点与弹簧右端不拴接并排一起，使两根弹簧仍压缩到点位置，然后从静止释放，若离开后给外加恒力，沿斜面向上，若不会与发生碰撞，求需满足的条件？
答案和解析
1.【答案】
【解析】A.从点运动到点过程中，飞机做曲线运动，速度方向不断改变，所以速度一直在变化，故A错误；
B.飞机做曲线运动，不一定是圆周运动，速度的大小未知，所以飞机不一定做匀速圆周运动，故B错误；
如果飞机的速度不断增大，由动能定理可知，合力对飞机一直做正功，则飞机受到的合力与飞机的速度夹角始终小于 ，故C正确，D错误。
故选C。
2.【答案】
【解析】
【分析】
本题以弹簧和带电小球为背景，考查受力分析及力的突变问题，考查考生的科学思维。
【解答】
A.把三个小球看成整体，可得弹簧弹力等于三个小球的总重力，项错误；
B.分析的受力有重力、两个库仑力和弹簧弹力，共四个力，项错误；
C.根据受力平衡可得、小球带等量的负电，设小球、的电荷量绝对值分别为、，、之间的库仑力，、之间的库仑力，，分析受力如图所示，可得，代入得，项正确；
D.剪断弹簧后受重力和、小球对的库仑力，下落的加速度大于重力加速度，剪断瞬间小球、受力不变，加速度为零，项错误。
故选C。
3.【答案】
【解析】设物体在火星表面附近做类平抛运动的时间为，水平方向，竖直方向，联立得，同时由探测器在环绕火星表面飞行时周期是，可得加速度为，联立得，AB错误；
C.在火星表面有，即，解得，C正确；
D.火星的密度，D错误。
故选C。
4.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查万有引力定律的应用。
根据题意知，地球表面的重力加速度等于半径为的球体在表面产生的加速度，深度为的地球内部的重力加速度相当于半径为的球体在其表面产生的重力加速度，根据地球质量分布均匀得到加速度的表达式，再根据半径关系求解深度为处的重力加速度与地面重力加速度的比值，卫星绕地球做圆周运动时，运用万有引力提供向心力可以解出高度为处的加速度，再求其比值。
【解答】
令地球的密度为，则在地球表面，重力和地球的万有引力大小相等，有：，由于地球的质量为：，所以重力加速度的表达式可写成：，根据题意有，质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零，故在深度为的地球内部，受到地球的万有引力即为半径等于的球体在其表面产生的万有引力，故“蛟龙”号所在处的重力加速度，所以有；
根据万有引力提供向心力，有，“天宫一号”的加速度为：，所以有：。
即：，故C正确，ABD错误。
故选：。
5.【答案】
【解析】A.如图：
由平衡关系可知，得，根据几何关系可知，，可得，即与竖直方向的夹角始终是，所以仅缓慢下移结点，重物的运动轨迹是直线，故A错误；
B.由几何关系可知，则，仅缓慢向右移动杆，变大，则变大，重物的运动轨迹是曲线，故B错误；
C.仅缓慢把结点下移距离，如图：
由几何关系可知，重力对重物做功为，故C正确；
D.由，可得，仅缓慢向右移动杆过程中，变大，则张力变大，故D错误。
故选C。
6.【答案】
【解析】当、再次相距最近时，即比多运动一圈，设经过时间二者再次相距最近，有：
解得
故A正确，B错误；
当、相距最远时，即比多运动 ，，，圈，设经过的时间为 ，有 ，，，
解得 ，，，
故C正确，D错误。
故选AC。
7.【答案】
【解析】A.设物体、质量分别为 、 ，由图可知弹簧压缩量为零时，物体、加速度分别为 ， ，对物体，有，得 ，设斜面的倾角为 ，对物体，有， ，由得，则，A错误；
B.加速度为零时，物体、的速度最大。由图可知，、向下运动达到最大速度时两弹簧的压缩量分别为 ， 。、向下运动达到最大速度时两弹簧的压缩量之比为 ，B错误；
C.、向下运动达到最大速度时，对两物体，有，，又，得，C正确；
D.、向下运动过程中的最大速度分别为 和 ，对、由动能定理得 ， ，由得，、向下运动过程中的最大速度之比，D正确。
故选CD。
8.【答案】
【解析】A.卫星在 点所在圆轨道变轨到轨道需要加速离心，所以航天器在轨道上点的速度大于轨道上 点即点的速度，
根据开普勒定律可知，椭圆轨道上点的速度大于点的速度，
综上可知航天器在轨道上点的速度大于其在轨道上点的速度，A错误；
B.卫星由轨道加速变为轨道，则卫星在轨道上的机械能大于轨道上的机械能，故B错误；
C.由题意可得，轨道半径为
轨道上经过点的加速度等于轨道上经过点的加速度，又卫星在轨道上点速度为 ，轨道上经过点的加速度等于 ，则在轨道上经过点的加速度等于 ，故C正确；
D.轨道的半长轴为，轨道的半径为 ，
由开普勒第三定律可得
轨道与轨道上运动的周期之比
D正确。
故选CD。
9.【答案】
【解析】A.细杆的一端可绕固定点自由转动，则的速度方向始终与杆垂直，设时，、的速度大小分别为 、 ，如图所示
当速度方向水平向右时，根据关联速度可知，可得，故A错误；
B.根据机械能守恒定律有，解得 ，方向向右下方，与水平方向的夹角为 ， ，方向水平向右，故B正确；
C.对由动能定理有，解得，故C错误；
D.对球根据动能定理有，解得，故D正确。
故选BD。
10.【答案】
【解析】
【分析】
本题主要考查受力分析、圆周运动和库仑力。解题的关键是知道杆静止时，套在杆上的小球受力平衡；杆转动时，小球受到的水平方向上的合力提供向心力，竖直方向上的合力为零。
【解答】
A.当杆静止时，套在杆上的小球受力平衡，根据力的平衡条件可得，解得，项正确；
B.当两球间的距离变为时，设杆对小球的支持力为，水平方向上有，竖直方向上有，解得，项正确；
C.在两球间的距离增大为的过程中，根据竖直方向受力平衡方程可知，光滑绝缘杆对小球的弹力不断增大，项错误；
D.在此过程中，两小球间的库仑斥力做正功，项错误。
11.【答案】；
，；
，小于
【解析】需要用到刻度尺测量纸带的上点迹之间的距离，故A正确；
本实验用到了电磁打点计时器，因此需要用到低压交流电，而打点计时器有计时功能，因此不需要秒表，故B正确，C错误；
D.本实验验证机械能守恒的原理是若重物减小的重力势能完全转化成重物的动能则可验证重物下降过程中机械能守恒，若从起点开始，则有，若从中间某一位置开始，则有，可以看出，等式两边的质量可以约去，因此不需要天平测物体的质量，故D错误。
故选AB。
从打点到打点的过程中，重锤的重力势能减少量为，点的瞬时速度为，则可知重物在点时的动能为。
若阻力不可忽略且大小不变，设为 ，则在重锤下降过程中根据动能定理有，整理得，由以上函数关系可知，对应得图像应为“”，且其斜率小于 。
12.【答案】，；
克服空气阻力做功；
【解析】根据匀变速直线运动中间时刻速度等于这段时间的平均速度，则可得在打下点时两物体的速度大小为，
从点到点的过程中，系统动能的增加量为，
系统重力势能的减少量为；
从点到点的过程中，系统重力势能的减少量 大于系统动能的增加量 的可能原因是克服空气阻力做功；
运动过程中，根据能量守恒可得，则图像的斜率为，解得。
13.【答案】解：卫星做匀速圆周运动，万有引力提供向心力：，解得：；
从圆轨道变为椭圆轨道时，椭圆轨道的半长轴为，
根据开普勒第三定律：，解得：；
每时间小明与卫星相遇次，即每时间相遇一次，
解得：，
解得：。
【解析】解决本题的关键知道变轨的原理，知道当万有引力大于向心力时，做近心运动，当万有引力小于向心力时，做离心运动。掌握开普勒第三定律，并能灵活运用。
根据万有引力提供向心力从而求出地球的质量；
根据开普勒第三定律求卫星在椭圆轨道上的周期；
根据赤道上小明每两天恰好三次看到卫星掠过其正上方，得出两天内卫星比地球多转了三圈，从而求出和的关系。
14.【答案】解：由几何关系知，、小球间的距离
，解得：
设、球连线与竖直方向的夹角为，则
，解得：
由库仑定律可得：
，代入数据解得：；
小球受到重力、支持力和库仑力，如图所示；
在竖直方向，小球的合力为，即
代入数据可得；
库仑力的水平方向分力提供向心力，则有：
代入数据可得：。
答：小球、之间的库仑力的大小为；
桌面对小球的支持力的大小约为；
小球运动的线速度的大小为。
【解析】由几何关系求解、小球间的距离，由库仑定律求解库仑力；
在竖直方向，小球的合力为，根据平衡条件进行解答；
库仑力的水平方向分力提供向心力，根据向心力公式进行解答。
本题主要是考查了库仑定律的计算公式；知道真空中静止的两个点电荷之间的库仑力与它们的电荷量乘积成正比、与它们之间的距离平方成反比，能够根据平衡条件进行分析。
15.【答案】解：放在水平传送带上的物体受到重力、支持力和摩擦力的作用，摩擦力提供水平方向的加速度，
由牛顿第二定律得，
所以，
物体加速到的时间，
在加速阶段的位移，
物体做匀速直线运动的时间，
物块由到的过程中传送带对物体所做的功；
物体在点离开传送带做平抛运动，平抛运动的时间，
到达点时物体沿竖直方向的分速度，
到达点时物体的速度与水平方向之间的夹角，
所以，
即弧对应的圆心角为 ；
物体在点时，支持力与重力的分力提供向心力得，
圆弧给物块的摩擦力，
代入数据得，
物体在倾斜的传送带上受到重力、支持力和滑动摩擦力的作用，滑动摩擦力，
重力沿斜面向下的分力，
则物体先相对于传送带向上运动，受到的摩擦力的方向向下，当物体的速度小于传送带的速度后，受到的摩擦力的方向向上，物体继续向上做减速运动，加速度的大小发生变化。
物体的速度大于传送带的速度时，物体受到的摩擦力的方向向下，此时，
则，
用时，
物体沿斜面向上的位移，
物体的速度小于传送带的速度时，物体受到的摩擦力的方向向上，则，
根据匀减速直线运动规律，
代入数据得 另一解舍去，
则物块从到端所用时间。
【解析】见答案
16.【答案】从到，由动能定理可得
物块离开弹簧后回到点的过程，由动能定理得
解得
从到点
两物体分离的瞬间有，两物体之间的弹力为，由牛顿第二定律可得
解得，即弹簧恢复原长的瞬间，两物体分离。
设分离瞬间，两物体的速度为，由能量守恒可得
将，，
代入解得
由于，，故分离后两物体的加速大小分别为
由此可知，分离后两物体均做减速运动，且的加速度大于，故在物体上升阶段，两物体不会碰撞；速度减为后，由于，物体会保持静止状态，物体上升的位移为
若物体与挡板碰撞前速度就减为，则此后物体保持静止状态，两物体一定不会碰撞；若物体能与挡板相碰，当物体与挡板碰撞后，继续以加速度向下做减速运动，直到速度减为，保持静止；
物体速度减为的总路程为
若物体不与挡板碰撞，则
解得
若物体能与挡板碰撞，则两物体不相撞的条件为物体速度减为时不与物体相撞，即
且
解得
由于，故
综上所述，的取值范围为
【解析】本题考查动能定理和能量守恒定律的应用，要选择合适的研究过程，并准确找出做功的力，确定分离时的弹簧状态，最对分离后的过程分情况讨论，难度较大
第1页，共1页
转载请注明出处卷子答案网-一个不只有答案的网站 » 江西省景德镇重点中学2022_2023高一（下）期中物理试卷（含解析）