河南省鄭州市中牟縣2023-2024學(xué)年高一下學(xué)期4月期中考試物理試題（解析版）

高級中學(xué)名校試卷PAGEPAGE12023—2024學(xué)年下期期中試卷高一年級物理注意事項：1．答題前，先將自己的姓名、準考證號、考場號、座位號填寫在試卷和答題卡上，并認真核準準考證號條形碼上的信息，將條形碼粘貼在答題卡上的指定位置。2．請按題號順序在答題卡上各題目的答題區(qū)域內(nèi)作答，寫在試卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無效。3．選擇題用2B鉛筆在答題卡上把所選〖答案〗的標號涂黑；非選擇題用黑色簽字筆在答題卡上作答；字體工整，筆跡清楚。一、單項選擇題：本題共7小題，每小題4分，共28分，每小題只有一個選項符合題目要求。1.曲線運動是自然界中普遍存在的一種運動，下列關(guān)于曲線運動的說法正確的是（）A.物體在變力作用下，一定做曲線運動B.物體在恒力作用下，可能做曲線運動C.物體做曲線運動時，它的加速度方向始終與速度方向垂直D.物體做曲線運動時，它的位移大小可能等于路程〖答案〗B〖解析〗A．物體在變力作用下，但合力的方向與速度共線，則不做曲線運動，故A錯誤；B．物體在恒力作用下，合力的方向與速度不共線，可能做曲線運動，如：平拋運動，故B正確；C．物體做曲線運動時，它的加速度方向與速度方向不共線，可以與速度方向不垂直，故C錯誤；D．物體做曲線運動時，它的位移大小不可能等于路程，故D錯誤。故選B。2.如圖所示，把一小球分別從同一豎直線上A、B兩點以速度、水平拋出，落地前均通過圖中的P點，不計空氣阻力，下列說法正確的是（）A. B.從拋出點到P點所用時間相等C.落地前小球的加速度相同 D.兩種情況下小球到達P點時具有相同的速度〖答案〗C〖解析〗AB．兩球在豎直方向上做自由落體運動，到相遇點P時下降高度根據(jù)可知飛行時間故從拋出點到P點所用時間不同，兩球在水平方向上做勻速運動，有水平位移相同，故故AB錯誤；C．小球在空中做平拋運動，只受重力作用，落地前小球的加速度相同，為重力加速度，故C正確；D．兩種情況下小球到達P點時水平方向分速度不同，故兩種情況下小球到達P點時速度不同，故D錯誤。故選C。3.我國“祝融號”火星車在火星低緯度地區(qū)發(fā)現(xiàn)了液態(tài)水的痕跡，這一發(fā)現(xiàn)為揭開火星的奧秘提供了新的線索。假設(shè)火星可視為半徑為R的均勻球體，探測衛(wèi)星沿圓軌道繞火星運動，軌道高度為h，周期為T，萬有引力常量為G。則下列判斷正確的是（）A.根據(jù)以上條件，可求出衛(wèi)星的質(zhì)量 B.根據(jù)以上條件，可求出火星的質(zhì)量C.根據(jù)以上條件，可求出衛(wèi)星的密度 D.根據(jù)以上條件，可求出衛(wèi)星所受火星的引力〖答案〗B〖解析〗A．探測衛(wèi)星繞火星沿圓軌道做圓周運動，根據(jù)題意，由萬有引力提供向心力有可知，等式兩端都有衛(wèi)星的質(zhì)量，可以消掉，則不可以求衛(wèi)星的質(zhì)量，故A錯誤；B．由萬有引力提供向心力有解得火星的質(zhì)量為故B正確；C．根據(jù)，因衛(wèi)星的質(zhì)量未知，不可以求出衛(wèi)星的密度，故C錯誤；D．根據(jù)，因衛(wèi)星的質(zhì)量未知，不可以求出衛(wèi)星所受火星的引力，故D錯誤。故選B。4.目前，駐守空間站的“神州十七號”航天員乘組身心狀態(tài)良好，預(yù)計于本月底返回地球。已知“神州十七號”運行高度約為400千米，地球半徑約為6400km，“神州十七號”的運動可近似看成勻速圓周運動。地球某一衛(wèi)星距地面的高度約為地球半徑的5.6倍，則下列判斷正確的是（）A.該衛(wèi)星的線速度比“神州十七號”的大 B.該衛(wèi)星的角速度比“神州十七號”的大C.該衛(wèi)星的加速度比“神州十七號”的大 D.該衛(wèi)星的周期比“神州十七號”的大〖答案〗D〖解析〗根據(jù)萬有引力提供向心力解得，，，由于該衛(wèi)星的軌道半徑大于“神州十七號”的軌道半徑，故該衛(wèi)星的線速度比“神州十七號”的小，該衛(wèi)星的角速度比“神州十七號”的小，該衛(wèi)星的加速度比“神州十七號”的小，該衛(wèi)星的周期比“神州十七號”的大。故選D。5.轆轤是古代民間的提水設(shè)施，由轆轤頭、支架、井繩、水斗等部分構(gòu)成，如圖甲所示。圖乙為提水設(shè)施工作原理簡化圖，某次從井中取水，轆轤繞繩輪軸半徑為，井足夠深。時刻，輪軸由靜止開始繞中心軸轉(zhuǎn)動，其角速度隨時間變化規(guī)律如圖丙所示（以水斗向上運動為速度的正方向），P為輪軸邊緣的一點，則（）A.時，P點的角速度大小為10rad/sB.時，水斗的速度大小為2m/sC.輪軸邊緣P點的速率隨時間變化的規(guī)律為D.時，P點的向心加速度大小為〖答案〗C〖解析〗A．根據(jù)圖像丙可知，輪軸角速度隨時間變化的關(guān)系為時，P點的角速度大小為故A錯誤；B．根據(jù)，可得時，水斗的速度大小為故B錯誤；C．輪軸邊緣P點的速率隨時間變化的規(guī)律為故C正確；D．根據(jù)，可得時，P點的向心加速度大小為故D錯誤故選C。6.如圖所示，兩等長輕繩一端打結(jié)，記為O點并系在小球上。兩輕繩的另一端分別系在同一水平桿上的A、B兩點，兩輕繩與固定的水平桿夾角均為53°。給小球一垂直紙面的速度，使小球在垂直紙面的豎直面內(nèi)做往復(fù)運動，如圖甲所示，當小球運動到最低點時，OA繩上的張力為F。某次小球運動到最低點時，輕繩OB從O點斷開（速度不變），小球恰好做勻速圓周運動，如圖乙所示，此時OA繩上的張力大小為。已知：，則（）A. B. C. D.〖答案〗A〖解析〗設(shè)繩長為，圖甲，根據(jù)牛頓第二定律圖乙，根據(jù)牛頓第二定律以及平衡條件解得故選A。7.2023年5月28日12時31分，全球首架國產(chǎn)大飛機C919由上海飛抵北京。若C919（如圖）起飛離地速度為v，離地一段時間內(nèi)（起飛階段）水平方向速度不變，豎直方向升力（豎直方向升力為空氣對飛機作用力在豎直方向分力）保持不變，飛機水平位移為x時離地高度為y，已知起飛階段C919質(zhì)量為m且保持不變，重力加速度為g，則（）A.飛機的加速度大小為B.飛機離地高度為y時，豎直方向的速度為C.起飛階段飛機豎直方向的升力為D.飛機離地高度為（小于h）時，飛機的速度大小為〖答案〗B〖解析〗A．由題意可知，起飛階段，飛機的運動可以分解為水平方向的勻速直線運動和豎直方向的勻加速直線運動，則解得飛機的加速度大小為故A錯誤；B．飛機離地高度為y時，豎直方向的速度為故B正確；C．起飛階段，根據(jù)牛頓第二定律解得飛機豎直方向的升力為故C錯誤；D．飛機離地高度為（小于h）時，豎直方向有飛機的速度大小為故D錯誤。故選B。二、多項選擇題：本題共3小題，每小題6分，共18分。每小題有多個選項符合題目要求，全部選對得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。8.如圖所示，質(zhì)量為m的小球被栓在輕桿一端，在豎直平面內(nèi)做半徑為R的圓周運動。在圓心O處連接有力傳感器，用來測量桿上的拉力，運動過程中小球受到空氣阻力的作用，空氣阻力隨著速度的減小而減小。某一時刻小球通過軌道的最低點，力傳感器的示數(shù)為6mg，此后小球繼續(xù)做圓周運動，經(jīng)過半個圓周通過最高點時力傳感器的示數(shù)恰好為0，重力加速度大小為g。下列說法正確的是（）A.在最低點，小球所受的向心力大小為6mg B.在最低點，小球的向心加速度大小為5gC.在最高點，小球的加速度為零 D.在最高點，小球的速度大小為〖答案〗BD〖解析〗A．小球通過軌道的最低點，力傳感器的示數(shù)為，小球所受的向心力大小為故A錯誤；B．在最低點，根據(jù)牛頓第二定律可得解得小球的向心加速度大小為故B正確；C．經(jīng)過半個圓周通過最高點時力傳感器的示數(shù)恰好為0，重力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律可得解得在最高點，小球的加速度為故C錯誤；D．根據(jù)在最高點，重力提供向心力，可得解得小球的速度大小為故D正確。故選BD。9.北京2022年冬奧會開幕式二十四節(jié)氣倒計時驚艷全球，如圖所示是地球沿橢圓軌道繞太陽運行所處不同位置對應(yīng)的節(jié)氣，下列說法正確的是（）A.冬至?xí)r地球的運行速度最大B.從冬至到春分的運行時間為公轉(zhuǎn)周期的C.太陽既在地球公轉(zhuǎn)軌道的焦點上，也在火星公轉(zhuǎn)軌道的焦點上D.若用a代表橢圓軌道的半長軸，T代表公轉(zhuǎn)周期，，則地球和火星對應(yīng)的k值是不同的〖答案〗AC〖解析〗A．由開普勒第二定律可知地球在近日點運行速度最大在遠日點速度最小，冬至?xí)r地球在遠日點運行速度最大，故A正確；B．根據(jù)對稱性可知，從冬至到夏至的運行時間為周期的一半，由開普勒第二定律可知從冬至到春分的運行速度大于春分到夏至的運行速度，故從冬至到春分的運行時間小于地球公轉(zhuǎn)周期的，故B錯誤；C．地球和火星都是繞太陽運行的行星，由開普勒第一定律可知太陽既在地球公轉(zhuǎn)軌道的焦點上，也在火星公轉(zhuǎn)軌道的焦點上，故C正確；D．若用a代表橢圓軌道的半長軸，T代表公轉(zhuǎn)周期，由開普勒第三定律可知，所有繞太陽運行的行星軌道半長軸的三次方與公轉(zhuǎn)周期的平方的比值都相等，即地球和火星都是繞太陽運行的行星對應(yīng)的k值相同，D錯誤。故選AC。10.某校秋季運動會分為競技組和健身組，健身組設(shè)置了定點投籃項目。如圖甲所示，某選手正在進行定點投籃，籃球在空中劃出了一道漂亮的弧線。在籃球運動所在的豎直平面內(nèi)建立坐標系xOy，如圖乙所示，籃球由A點投出，A、B、C、D是籃球運動軌跡上的四點，B為籃球運動的最高點，A、B、C、D四點的坐標分別為，、、，重力加速度為g，空氣阻力忽略不計。則下列說法正確的是（）A.籃球經(jīng)過A、C兩點時速度相同B.籃球經(jīng)過B點時速度大小為C.籃球從A到B與B到C過程中，速度變化相同D.D點的縱坐標〖答案〗CD〖解析〗A．依題意，可知籃球拋出后做斜拋運動，利用逆向思維，可知籃球從B點做平拋運動到A點，由圖乙知A點和C點在同一水平線上，則可知籃球在兩點處的速度大小相等，但方向不同，所以兩點處的速度不相同，故A錯誤；B．利用逆向思維，籃球從B點到A點做平拋運動，設(shè)運動時間為，則有，聯(lián)立解得故B錯誤；C．根據(jù)，可知籃球從A到B與B到C過程中，水平方向上發(fā)生的位移相等，運動時間相等，因此速度變化相同，故C正確；D．籃球由B到D，由圖乙可得，，聯(lián)立解得因此D點縱坐標為，故D正確。故選CD。三、非選擇題：本題共5小題，共54分。11.如圖甲所示是某同學(xué)探究做圓周運動的向心力的大小與半徑、線速度、質(zhì)量的關(guān)系的實驗裝置，圓柱體放置在水平光滑圓盤上做勻速圓周運動。力傳感器測量向心力F，速度傳感器測量圓柱體的線速度v，該同學(xué)通過保持圓柱體質(zhì)量m和運動半徑r不變，來探究向心力F與線速度v的關(guān)系。（1）該同學(xué)采用的實驗方法為（）A.控制變量法 B.等效替代法 C.理想化模型法（2）改變線速度v，多次測量，該同學(xué)測出了五組v、F數(shù)據(jù)，如表所示。v/（m/s）1.0152.02.53.0F/N0.882.003.505.507.90該同學(xué)對數(shù)據(jù)進行分析后，在圖乙中描出了五個點。①作出圖像____；②若圓柱體的質(zhì)量，則運動半徑______（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。〖答案〗（1）A（2）①.②.0.22〖解析〗【小問1詳析】通過保持圓柱體質(zhì)量m和運動半徑r不變，來探究向心力F與線速度v關(guān)系，該同學(xué)采用的實驗方法為控制變量法。故選A?！拘?詳析】根據(jù)描點法作出圖像，如圖所示。根據(jù)向心力公式圖像斜率為解得運動半徑12.某物理興趣小組利用圖（甲）所示的裝置研究平拋運動的規(guī)律。實驗時該小組使用每隔曝光一次的頻閃照相機對做平拋運動的小球進行拍攝，某次拍攝后得到的照片如圖（乙）所示（圖中未包括小球剛離開軌道的圖像）。圖中的背景是放在豎直平面內(nèi)的帶有方格的紙板，紙板與小球軌跡所在平面平行，其上每個方格的邊長為5cm。該小組在實驗中測得的小球影像的高度差如圖（乙）所示。請完成下列填空：（1）如圖（甲）所示，將斜槽固定在桌面上，反復(fù)調(diào)節(jié)使斜槽末端______；（2）小球做平拋運動的初速度______m/s（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）；（3）小球經(jīng)過圖（乙）中位置A時豎直方向的速度______m/s，當?shù)氐闹亓铀俣萠_____（結(jié)果均保留三位有效數(shù)字）。〖答案〗（1）水平（2）1.00（3）1.979.76〖解析〗【小問1詳析】為使小球做平拋運動的初速度水平，如圖（甲）所示，將斜槽固定在桌面上，反復(fù)調(diào)節(jié)使斜槽末端水平?！拘?詳析】小球水平方向做勻速直線運動，小球做平拋運動的初速度為【小問3詳析】豎直方向做自由落體運動，因此A點的豎直速度可由平均速度等于中間時刻的瞬時速度求得，為根據(jù)勻變速直線運動相鄰相等時間間隔內(nèi)發(fā)生的位移差的關(guān)系解得當?shù)氐闹亓铀俣葹?3.“山西刀削面”堪稱天下一絕，如圖所示，小面圈（可視為質(zhì)點）從距離開水鍋水面高為h處沿與鍋沿垂直方向被水平削離，小面圈與鍋沿的水平距離為L，鍋的半徑也為L。忽略空氣阻力，且小面圈都落入鍋中，重力加速度為g，求：（1）小面圈在空中運動的時間t；（2）落入點離鍋沿水平距離為的小面圈的速度大小。〖答案〗（1）；（2）〖解析〗（1）小面圈做平拋運動，豎直方向上做自由落體運動，則有可得小面圈在空中運動的時間為（2）落入點離鍋沿水平距離為，水平分位移為水平方向上做勻速直線運動，則有可得水平分速度為豎直分速度為小面圈的速度大小14.如圖甲所示，質(zhì)量相等的物塊A、B放在水平圓盤上，A、B和圓盤圓心O在同一直線上，，，A、B與水平圓盤之間的動摩擦因數(shù)均為，讓圓盤繞過圓心O的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度大小為g。求：（1）若要使圖甲中A、B均相對圓盤靜止，圓盤轉(zhuǎn)動的最大角速度；（2）用細線將A、B連接，細線剛好伸直，如圖乙所示，讓圓盤勻速轉(zhuǎn)動，若A、B在圓盤上的