2023-2024年山西省部分學校高一下學期4月期中聯考物理試題（解析版）

2023-2024學年度高一4月聯考物理試題一、單選題1.關于曲線運動，下列說法中正確的是（）A.物體做曲線運動，加速度不可能為零 B.物體的速度發(fā)生變化，物體一定做曲線運動C.物體做曲線運動時，速度方向指向曲線的凹側 D.物體在變力的作用下，一定做曲線運動【答案】A【解析】物體做曲線運動的條件是合外力的方向與速度方向不共線，故合外力不可能為零，加速度不可能為零，故A正確；物體的速度大小發(fā)生變化，而速度的方向不變時，物體做直線運動，故B錯誤；物體做曲線運動時，速度方向沿軌跡的切線，合外力的方向指向曲線的凹側，故C錯誤；力的大小變化，方向與速度共線時，物體做直線運動，故D錯誤。故選A。2.如圖，將地球看成圓球，地球赤道上某點有一物體，北緯線上某點有一物體，在地球自轉過程中，、兩物體均相對于地面靜止且看作質點，下列說法正確的是（）A.、兩物體線速度大小之比為 B.、兩物體角速度之比為C.、兩物體向心加速度大小之比為 D.、兩物體向心力大小之比為【答案】A【解析】地球自轉時，各點角速度大小相等，有，設地球半徑為，由幾何關系知，，由線速度與角速度、半徑的關系得，故A正確；地球自轉時，各點角速度大小相等，故B錯誤；由知，又角速度相等，故向心加速度之比等于半徑之比，應為，故C錯誤；由知，因不知、兩物體質量關系，故無法求解向心力之比，故D錯誤。故選A。3.下列關于萬有引力定律的發(fā)現歷程，描述正確的是（）A.卡文迪什通過“月一地檢驗”得出，月球與地球間的力、蘋果與地球間的力是同一種性質力B.開普勒利用放大法，構造了扭秤實驗測量得到了引力常量，他被譽為“第一個稱出地球質量的人”C.牛頓通過研究第谷的行星觀測記錄得出，行星繞太陽的運動為變速橢圓運動，并指出運動的原因是行星與太陽間的引力D.開普勒第三定律，為常數，此常數的大小只與中心天體有關【答案】D【解析】牛頓通過“月一地檢驗”得出，月球與地球間的力、蘋果與地球間的力是同一種性質力，故A錯誤；卡文迪什利用放大法，構造了扭秤實驗測量得到了引力常量，他被譽為“第一個稱出地球質量的人”，故B錯誤；開普勒通過研究第谷的行星觀測記錄得出，行星繞太陽的運動為變速橢圓運動，并指出運動的原因是行星與太陽間的引力，故C錯誤；開普勒第三定律，為常數，此常數大小只與中心天體有關，故D正確。故選D。4.如圖所示，斜面傾角，在斜面上方某點處，先讓小球（可視為質點）自由下落，從釋放到落到斜面上所用時間為，再讓小球在該點水平拋出，小球剛好能垂直打在斜面上，運動的時間為，不計空氣阻力，則為（）A. B. C. D.【答案】B【解析】設小球平拋運動的速度為，小球垂直打在斜面上，如圖所示，則，解得，小球做平拋運動的水平位移，故小球拋出點距斜面的高度，解得，所以，故選B。5.地球質量約為月球質量的倍，地球半徑約為月球半徑的倍。一飛行器在地球與月球之間某處受到地球與月球合力為零時，距地球距離是地，距月球距離是月：地球第一宇宙速度是，月球第一宇宙速度是，則（）A. B. C. D.【答案】C【解析】設月球質量為，地球質量就為，月球半徑為，則地球半徑為，由于地球對它的引力和月球對它的引力相等，根據萬有引力定律得，解得，A、B錯誤；在星球表面根據萬有引力提供向心力得，，解得，C正確，D錯誤。故選C。6.科學家在地球上用望遠鏡觀測一個由兩顆小行星組成的雙星系統(tǒng)，可觀測到一個亮度周期性變化的光點，這是因為其中一個小行星擋住另一個小行星時，光點亮度會減弱?，F科學家用一航天器去撞擊雙星系統(tǒng)中的一顆小行星，撞擊后，科學家觀測到系統(tǒng)光點明暗變化的時間間隔變短。若不考慮撞擊引起的小行星質量變化，且撞擊后該雙星系統(tǒng)仍能穩(wěn)定運行，則被航天器撞擊后（）A.該雙星系統(tǒng)的運動周期不變 B.兩顆小行星中心連線的距離不變C.兩顆小行星的向心加速度均變小 D.兩顆小行星做圓周運動的半徑之比不變【答案】D【解析】撞擊后，科學家觀測到系統(tǒng)光點明暗變化的時間間隔變短，可知該雙星系統(tǒng)的運動周期變小，故A錯誤；設雙星之間的距離為，根據萬有引力提供向心力可得，其中，聯立解得，，可知兩顆小行星中心連線的距離減小，兩顆小行星做圓周運動的半徑之比不變，故B錯誤，D正確；根據牛頓第二定律，兩顆小行星中心連線的距離減小，兩顆小行星的向心加速度均變大，故C錯誤。故選D。7.如圖所示，在不計滑輪摩擦和繩子質量的條件下，小車在水平外力作用下沿水平地面向左做直線運動，繩子跨過定滑輪拉著物體以速度豎直勻速上升，下列判斷正確的是（）A.小車做加速直線運動 B.小車受到地面的支持力逐漸變大C.小車的速度大小可表示為 D.繩子拉力大于物體的重力【答案】B【解析】將小車的速度沿繩和垂直繩方向分解，矢量關系如圖所示，沿繩方向的分速度大小即為物體上升的速度大小，由幾何關系得，故C錯誤；由可知，物體勻速上升，小車向左運動，減小，則小車的速度減小，所以小車做減速直線運動，故A錯誤；物體豎直勻速上升，繩子拉力等于物體的重力，而小車向左運動，減小，繩子拉力在豎直方向的分力減小，根據小車在豎直方向受力平衡，小車受到地面的支持力逐漸變大，故B正確；物體豎直勻速上升，繩子拉力等于物體的重力，拉力大小不變，故D錯誤。故選B。二、多選題8.鐵路在彎道處的內外軌高低是不同的。如圖所示，已知軌道平面的傾角為，彎道處的軌道圓弧半徑為，火車以軌道的設計速度行駛時，車輪輪緣與內外軌恰好沒有擠壓，重力加速度為。質量為的火車轉彎時，下列說法正確的是（）A.軌道的設計速度B.軌道的設計速度C.火車實際速度小于設計速度時，內軌與輪緣之間有擠壓D.火車實際速度大于設計速度時，鐵軌對火車的作用力等于【答案】A、C【解析】火車以某一速度通過某彎道時，內、外軌道均不受側壓力作用，其所受的重力和支持力的合力提供向心力，如圖，則，解得，故A正確，B錯誤；當轉彎的實際速度小于規(guī)定速度時，火車所受的重力和支持力的合力大于所需的向心力，火車有近心運動趨勢，故其內側車輪輪緣會與鐵軌內軌相互擠壓，故C正確；由受力分析圖可知，當火車速度為設計速度時，鐵軌對火車的作用力等于，當火車實際速度大于設計速度時，鐵軌對火車的作用力不等于，由于外軌對火車車輪的擠壓作用力沿著軌道平面，可以把這個力分解為水平和豎直向下兩個分力，由于豎直向下的分力的作用，使鐵軌對火車的作用力變大。故D錯誤。故選A、C。9.華為Mate60Pro成為全球首款支持衛(wèi)星通話的大眾智能手機，在無信號環(huán)境下，該手機通過“天通一號”衛(wèi)星與外界進行聯系?！疤焱ㄒ惶枴毙l(wèi)星位于離地球表面約為的地球同步軌道上，為地球半徑，地球表面重力加速度大小為，下列說法正確的是（）A.“天通一號”在軌運行的加速度大小約為B.“天通一號”在軌運行的周期約為C.地球赤道上物體隨地球自轉的角速度約為D.地球赤道上物體隨地球自轉的線速度小于“天通一號”在軌運行的線速度【答案】B、D【解析】根據萬有引力與重力的關系，根據萬有引力提供向心力，解得“天通一號”在軌運行的加速度大小約為，故A錯誤；根據萬有引力提供向心力，解得“天通一號”在軌運行的周期約為，故B正確；地球赤道上物體隨地球自轉的角速度等于同步衛(wèi)星的角速度，約為，故C錯誤；根據，可知地球赤道上物體隨地球自轉的線速度小于“天通一號”在軌運行的線速度，故D正確。故選B、D。10.如圖所示，某次發(fā)射同步衛(wèi)星的過程如下：先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道，然后再次點火進入橢圓形的過渡軌道，最后將衛(wèi)星送入同步軌道。軌道、相切于點，軌道、相切于點，則當衛(wèi)星分別在、、軌道上正常運行時，以下說法正確的是（）A.衛(wèi)星在軌道上的速率大于在軌道上的速率B.衛(wèi)星在軌道上經過點時的速度大于它在軌道上經過點的速度C.衛(wèi)星在軌道上經過點時的加速度大于它在軌道上經過點時的加速度D.衛(wèi)星在軌道上經過點時的速度大于它在軌道上經過點時的速度【答案】D【解析】衛(wèi)星在軌道上做勻速圓周運動，萬有引力提供衛(wèi)星做圓周運動的向心力，則，由上式可知，軌道半徑越大，線速度越小，衛(wèi)星在軌道上速率大于在軌道上的速率，A錯誤；由開普勒第二定律知，近地點速度大，遠地點速度小，衛(wèi)星在軌道上經過點時的速度小于它在軌道上經過點的速度，B錯誤；衛(wèi)星在軌道上做勻速圓周運動，萬有引力提供衛(wèi)星做圓周運動的向心力，則，由上式可知，點到地球的距離不變，加速度不變，衛(wèi)星在軌道上經過點時的加速度等于它在軌道上經過點時的加速度，C錯誤；衛(wèi)星從軌道上變軌到軌道，低軌到變高軌道加速，故衛(wèi)星在軌道上經過點時的速度大于它在軌道上經過點時的速度，D正確。故選D。二、實驗題11.用如圖所示的向心力演示器探究向心力的表達式，已知小球在擋板、、處做圓周運動的軌跡半徑之比為。（1）在這個實驗中，利用了______來探究向心力的大小與小球質量、角速度和半徑之間的關系。A.理想實驗法 B.等效替代法 C.控制變量法（2）探究向心力大小與質量的關系時，選擇兩個質量______（選填“相同”或“不同”）的小球，分別放在擋板______（選填“”或“”）和擋板處。（3）探究向心力大小與角速度的關系時，將傳動皮帶套在兩塔輪半徑不同的輪盤上，選擇正確的小球并將小球放在正確的位置，勻速轉動手柄。若左右輪盤半徑之比為，則左右兩球的角速度之比為______，所受向心力大小之比為______?！敬鸢浮浚?）C；（2）不同；；（3）；【解析】（1）在研究向心力的大小與質量的關系時，控制角速度和半徑不變，在研究向心力的大小與角速度的關系時，控制質量和半徑不變，在研究向心力的大小與和半徑之間的關系時，控制角速度和質量不變，主要用到了物理學中的控制變量法，故A、B錯誤，C正確。故選C。（2）在探究向心力大小與質量的關系時，應控制角速度和半徑不變，選擇兩個質量不同的小球，并將兩個小球分別放在擋板處和處。（3）皮帶傳動的兩個塔輪的邊緣的線速度大小相等，由可知左右輪盤半徑之比為，則左右兩球的角速度之比為。探究向心力大小與角速度的關系時，小球的質量與小球轉動半徑相等,由可知所受向心力大小之比為。12.高中課外興趣小組在做“研究平拋物體的運動”實驗中，準備了以下實驗器材：圖釘、鉛筆、弧形斜槽、小球、薄木板、鐵架臺、重垂線。（1）實驗過程還需要下列器材中的______。（填正確答案標號）A.刻度尺 B.天平 C.白紙 D.秒表（2）圖甲是“研究平拋物體的運動”的實驗裝置簡圖，關于實驗中的操作及要求，下列說法正確的是______。（填正確答案標號）A.斜槽軌道末端可以不水平 B.斜槽軌道不必光滑C.本實驗不需要平衡摩擦力 D.小球每次不用從斜槽上同一高度釋放（3）小球離開斜槽末端后，在水平方向上做是______。（填正確答案標號）A.勻速直線運動 B.勻變速直線運動C.變加速直線運動 D.曲線運動（4）如圖乙所示，為一次實驗記錄中的一部分，圖中背景方格的邊長表示實際長度。從圖像上分析，記錄間隔______：小球做平拋運動的水平初速度大小是______，小球從拋出運動到點時，已經在空中飛行了______。（此問取）【答案】（1）A、C；（2）B、C；（3）A；（4）；；【解析】（2）除所給器材外，還需要白紙，并且需要刻度尺測量距離。由于實驗不需要測量小球的質量以及運動的時間，所以不需要天平、秒表。故選A、C。（2）為了保證小球離開斜槽軌道后做平拋運動，需調節(jié)使斜槽軌道的末端水平，故A錯誤；為了保證小球每次平拋的初速度大小相等，應使小球每次均從斜槽的同一位置由靜止開始下滑，以保證每次克服阻力做功相同，斜槽不需要光滑，故B正確D錯誤；本實驗中不需要平衡摩擦力，故C正確。故選B、C。（3）小球離開斜槽末端后，在水平方向上不受力的作用，做的是勻速直線運動。故選A。（4）豎直方向上有，解得，小球做平拋運動的水平初速度大小是，小球到點時，豎直方向上的速度為，飛鏢到點時，已經在空中飛行了的時間為。四、解答題13.如圖是手機游戲憤怒的小鳥的截圖。忽略空氣阻力，小鳥脫離彈弓后做斜上拋運動，假設小鳥能獲得的初速度是，方向與水平方向成角，取，不計彈弓高度。（，）求：（1）小鳥能達到的最大高度和最高點速度；（2）水平射程?！敬鸢浮浚?）；；（2）【解析】（1）小鳥以初速度做斜上拋運動，水平和豎直方向分初速度分別為，，小鳥在豎直方向上做豎直上拋運動，設小鳥能達到的最大高度為，則根據，解得，到達最高點時，豎直方向速度為零，合速度為。（2）設小鳥從拋出到上升至最高點所經歷的時間為，由速度公式得，解得，小鳥在水平方向做勻速直線運動，根據斜上拋運動的對稱性，小鳥的水平射程為。14.長、質量可忽略的輕桿，其一端用鉸輪固定于點，另一端固定質量的小球，現使小球繞點在豎直平面內做圓周運動（如圖所示）。?。唬?）若小球恰好能通過最高點，那么小球在最高點的速度是多少？（2）若小球通過最高點時速率為，此時小球受到的輕桿的力是拉力還是支持力？大小是多少呢？（3）若小球做勻速圓周運動，通過與點等高的點時速率為，此時小球受到的輕桿的力的大小是多少呢？【答案】（1）；（2），拉力；（3）【解析】（1）若小球恰好能通過最高點，在最高點處，向心力為零，小球在最高點的速度為。（2）假設此時小球受到輕桿的是拉力，有，解得，所以此時小球受到輕桿的力是拉力，大小是。（3）其中一個分力提供向心力，水平向右，另一個分力與重力平衡，即，豎直向上，小球受到輕桿的力的大小為。15.2023年5月17日，中國在西昌衛(wèi)星