2022-2023学年广东省广州市重点中学高一下学期期中物理试卷
一、单选题（本大题共9小题，共36.0分）
1. 如图所示，“嫦娥号”探月卫星在由地球飞向月球时，沿曲线从点向点飞行的过程中，速度逐渐减小，在此过程中探月卫星所受合力方向可能是下列图中的( )
A. B.
C. D.
2. 汽车甲和汽车乙质量相等，以相等速率沿同一水平弯道做匀速圆周运动，甲车在乙车的外侧。两车沿半径方向受到的摩擦力分别为和以下说法正确的是( )
A. 小于 B. 等于
C. 大于 D. 和大小均与汽车速率无关
3. 自行车的大齿轮、小齿轮、后轮的半径不一样，它们的边缘有三个点、、，如图所示在自行车正常骑行时，下列说法正确的是( )
A. A、两点的角速度大小相等
B. B、两点的线速度大小相等
C. A、两点的向心加速度与其半径成正比
D. B、两点的向心加速度与其半径成正比
4. 如图所示，中学生在雨中打伞行走，从物理学可知当雨滴垂直落在伞面上时人淋雨最少，若雨滴在空中以的速度竖直下落，而学生打着伞以的速度向西走，则该学生少淋雨的打伞伞柄指向方式为( )
A. B.
C. D.
5. 如图所示是在同一轨道平面上的三颗不同的人造地球卫星，关于各物理量的关系，下列说法正确的是( )
A. 周期
B. 根据，可知
C. 根据万有引力定律，可知卫星所受地球引力
D. 向心加速度
6. “祝融”火星车由着陆平台搭载着陆火星，如图所示为着陆后火星车与着陆平台分离后的“自拍”合影。着陆火星的最后一段过程为竖直方向的减速运动，且已知火星质量约为地球质量的，火星直径约为地球直径的。则( )
A. 该减速过程火星车处于失重状态
B. 该减速过程火星车对平台的压力大于平台对火星车的支持力
C. 火星车在火星表面所受重力约为其在地球表面所受重力的
D. 火星的第一宇宙速度与地球第一宇宙速度之比约为
7. 如图所示，某同学将三个完全相同的物体从点沿三条不同的路径抛出，最终落在与点同高度的三个不同位置，三条路径的最高点是等高的，忽略空气阻力，下列说法正确的是( )
A. 沿路径抛出的物体在空中运动的时间最短
B. 沿路径抛出的物体在空中运动的时间最长
C. 三个物体落地时的速度相等
D. 三个物体落地时竖直方向的速度相等
8. 洗衣机是现代家庭常见的电器设备。它是采用转筒带动衣物旋转的方式进行脱水的，下列有关说法中错误的是( )
A. 脱水过程中，衣物是紧贴筒壁的
B. 加快脱水筒转动的角速度，脱水效果会更好
C. 水能从筒中甩出是因为水滴与衣物间的作用力不能提供水滴需要的向心力
D. 靠近中心的衣物脱水效果比四周的衣物脱水效果好
9. 年月，中国航天员翟志刚、王亚平、叶光富在“天宫二号”空间站上通过天地连线，为同学们上了一堂精彩的科学课。据媒体报道，“天宫二号”空间站工作轨道为圆轨道，轨道高度，一天绕地球转圈。若还知道引力常量和地球平均半径，仅利用以上条件不能求出的是( )
A. 地球对空间站的吸引力 B. 空间站绕地球运行的速度
C. 地球表面的重力加速度 D. 空间站绕地球运行的加速度
二、多选题（本大题共3小题，共12.0分）
10. 农民在精选谷种时，常用一种叫“风车”的农具进行分选。在同一风力作用下，谷种和瘪谷空壳都从洞口水平飞出，结果谷种和瘪谷落地点不同，自然分开，如图所示。若不计空气阻力，且离开洞口后不受风力影响，对这一现象，下列分析正确的是( )
A. 谷种质量大，惯性大，飞出的距离更远
B. 谷种和瘪谷飞出洞口后都做匀变速曲线运动
C. 谷种和瘪谷从飞出洞口到落地的时间相同
D. 谷种飞出洞口后比瘪谷在单位时间内的速度变化大
11. 年月日，我国在西昌卫星发射中心成功发射了“天链一号星”，它是我国发射的第颗地球同步轨道数据中继卫星，它与“天链一号星”、“天链一号星“在圆形轨道上实现组网运行，可为在近地圆形轨道上运行的天宫二号提供数据中继与测控支持。下列说法正确的是( )
A. “天链一号星”的最小发射速度是
B. “天链一号星”与其他同步卫星的质量不一定相等
C. 为了便于测控，“天链一号星”相对于地面静止于西昌发射中心正上方
D. “天链一号星”的向心加速度大于静止在赤道上物体的向心加速度
12. 一辆卡车如果在如图所示凹凸不平的路面上以一定速率行驶，下列说法正确的是( )
A. 在点最容易飞离地面 B. 在点最容易飞离地面
C. 在点最容易爆胎 D. 在点最容易爆胎
三、实验题（本大题共1小题，共9.0分）
13. 在做“研究平抛运动”的实验时，让小球多次沿同一斜槽轨道滑下，通过描点法画小球做平抛运动的轨迹。
为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，将你认为正确的选项前面的字母填在横线上________。
A.通过调节使斜槽的末端保持水平
B.每次必须由静止释放小球
C.记录小球位置用的铅笔每次必须严格地等距离下降
D.小球运动时不应与木板上的白纸相接触
E.将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线
某同学记录的小球位置如图所示，图中某一点的位置有明显的偏离，其产生的原因可能是小球从斜槽上滚下时的初始位置比其他几次偏________选填“高”或“低”。
某同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图所示的“小球做平抛运动”的照片。图中每个小方格的边长为，分析可知，该运动的初速度________。
四、简答题（本大题共1小题，共3.0分）
14. 用如图甲所示的向心力实验器，定量探究匀速圆周运动所需向心力的大小与物体的质量、角速度大小、运动半径之间的关系。
如图甲，光电门传感器和力传感器固定在向心力实验器上，并与数据采集器连接；旋臂上的砝码通过轻质杆与力传感器相连，以测量砝码所受向心力的大小；宽为的挡光杆固定在距旋臂转轴水平距离为的另一端，挡光杆通过光电门传感器时，计算机可算出旋臂的角速度。
现研究向心力大小与角速度的关系，完成下列内容：
调节砝码到旋臂转轴的水平距离，拨动旋臂使之转动。挡光杆某次经过光电门的挡光时间为，则此时挡光杆的线速度大小为______，砝码做圆周运动的角速度大小为______用、、表示。
计算机利用数据采集器生成的、数据点并拟合成一条图线如图乙。由图乙可知，砝码做圆周运动所受向心力的大小与角速度的关系是：______。
五、计算题（本大题共2小题，共20.0分）
15. 如图所示，玩具手枪枪管保持水平且与固定靶中心位于同一水平线上，枪口与靶心距离为，不考虑空气阻力，子弹击中靶后即停止。在某次射击中，子弹击中点距靶心，。
求：
子弹在空中的运动时间；
子弹从枪口飞出时的速度大小；
子弹击中靶时的速度方向用与水平方向所成的夹角的正切值表示。
16. 在一次抗洪救灾工作中，一架直升机用长的悬索重力可忽略不计系住一质量的被困人员，直升机和被困人员以的速度一起沿水平方向匀速运动，如图甲所示。某时刻开始收悬索将人吊起，在时间内，、之间的竖直距离以单位：的规律变化，取。计算结果可以保留根号
求这段时间内悬索对人的拉力大小；
直升机在时停止收悬索，但发现仍然未脱离洪水围困区，为将被困人员尽快运送到安全处，飞机在空中旋转后静止在空中寻找最近的安全目标，致使被困人员在空中做圆周运动，如图乙所示，此时悬索与竖直方向成角，不计空气阻力，求被困人员做圆周运动的线速度以及悬索对被困人员的拉力
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
解决此题关键是要沿半径方向上和切线方向分析“嫦娥一号”探月卫星的受力情况，“嫦娥一号”探月卫星受到指向圆心的力的分力使“嫦娥一号”探月卫星做曲线运动，在切线方向的分力使“嫦娥一号”探月卫星减速，知道了这两个分力的方向，也就可以判断合力的方向了。
【解答】
“嫦娥一号”探月卫星从点运动到，曲线运动，必有力提供向心力，向心力是指向圆心的；“嫦娥一号”探月卫星同时减速，所以沿切向方向有与速度相反的分力；向心力和切线方向分力的合力与速度的方向的夹角要大于，故ABD错误，C正确。
故选C。
2.【答案】
【解析】解：、设甲乙汽车的质量相等，设为，速率为，半径分别为和，根据牛顿第二定律得：
由题，因此小于，故A正确，BC错误；
D、由公式可知，和大小均与汽车速率有关，故D错误。
故选：。
汽车做匀速圆周运动，由指向圆心的静摩擦力提供向心力，根据牛顿第二定律列方程分析两车沿半径方向受到的摩擦力的大小。
本题考查应用牛顿第二定律处理生活中圆周运动的能力，对于圆周运动，分析向心力的来源的是关键。
3.【答案】
【解析】【详解】．A、两点在传送带上，所以两点的线速度相等，根据
可得A、两点的角速度大小不相等，故A错误；
B.B、两点属于同轴转动，故角速度相等，根据
可得B、两点的线速度大小不相等，故B错误；
C.由向心加速度的公式
知，A、两点的向心加速度与其半径成反比，故C错误；
D.由向心加速度的公式
知，B、两点的向心加速度与其半径成正比，故D正确；
故选D。
4.【答案】
【解析】
【分析】
分析雨滴相对于人在水平方向和竖直方向的速度大小，结合矢量合成遵循的平行四边形计算出合速度与数值方向的夹角。
本题以雨中撑伞为考查背景，主要考查了运动的合成问题，理解速度是矢量，合成时需要遵循平行四边形定则。
【解答】
在水平方向上，雨滴相对于人的速度为，方向向东，在竖直方向上，雨滴的速度为，方向竖直向下，设雨滴相对于人的速度方向与竖直方向的夹角为，则根据矢量合成法则可知， ，解得，可见伞柄应向前倾斜，与竖直方向成角，故选A．
5.【答案】
【解析】【详解】由图示可知卫星的轨道半径 ，由牛顿第二定律得
解得
则三颗卫星的线速度故，选项A正确；
B.由牛顿第二定律得
解得
忽略地球自转，地球半径为，有
则有
卫星的轨道半径 ，所以，故B错误；
C.根据万有引力定律卫星所受地球引力
由于不知道卫星间的质量关系，无法根据万有引力公式判断卫星所受地球引力的关系，故C错误；
D.根据牛顿第二定律得
卫星的轨道半径 ，则三颗卫星的向心加速度，故D错误。
故选A。
6.【答案】
【解析】解：着陆火星的最后一段过程为竖直方向的减速运动，在靠近火星表面时，火星车处于超重状态，故A错误；
B.减速过程火星车对平台的压力与平台对火星车的支持力是一对相互作用力，大小相等，方向相反，故B错误；
C.由，其中代表中心天体质量，代表半径，代表重力加速度
可知
知火星质量约为地球质量的，火星直径约为地球直径的，故
故C正确；
D.由
可知
因为火星直径约为地球直径的，火星质量约为地球质量的，
代入数据解得：
故D错误。
故选C。
减速运动时加速度向上为超重，减速过程火星车对平台的压力与平台对火星车的支持力是一对相互作用力，根据万有引力近似等于重力解得；根据万有引力提供向心力解得第一宇宙速度。
本题考查万有引力的应用，解题关键掌握第一宇宙速度的含义，注意超重与失重的判断方法。
7.【答案】
【解析】
【分析】
做斜抛运动物体在空中的运动时间是由高度决定的，同样竖直方向的分速度也是由上升的高度决定的；根据运动的合成与分解可得第三个物体的速度最大，则其落地速度最大。
斜抛运动也可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的竖直上抛运动，根据运动规律很容易解决相关问题。
【解答】
三个物体均做斜抛运动，竖直方向上，由逆运算有 解得
由图可知，三个物体的最大高度相同，则运动时间相同，由 可知，三个物体落地时的竖直分速度相等，故AB错误，D正确；
C.水平方向上，由 可知，三个物体的水平位移不相等，则三个物体落地时的水平分速度不相等，由 可知，三个物体落地时的速度不相等，故C错误。故选D
8.【答案】
【解析】解：、脱水过程中，衣物做离心运动而甩向筒壁，所以衣物是紧贴筒壁的，故A正确；
B、根据，增大会使向心力增大，而转筒有洞，不能提供足够大的向心力，水滴就会被甩出去，增大角速度，会使更多水滴被甩出去，故B正确；
C、水滴依附的附着力是一定的，当水滴因做圆周运动所需的向心力大于该附着力时，水滴被甩掉，故C正确；
D、靠近中心的衣服，比较小，角速度一样，所以向心力小，脱水效果差，故D错误。
本题选错误的，
故选：。
脱水过程中，衣物做离心运动而甩向筒壁．根据向心力的公式，分析角速度和半径对水滴所需向心力的影响，在说明脱水效果更好．当水滴因做圆周运动所需的向心力大于该附着力时，水滴被甩掉．
此题要理解匀速圆周运动的向心力的来源、向心力的大小因素、做离心运动的条件．属于基础题．
9.【答案】
【解析】
【分析】
本题主要考查万有引力定律的应用以及匀速圆周运动的知识。结合题意，根据万有引力提供向心力、地球表面物体的万有引力等于重力，联立即可求解地球表面的重力加速度；由于条件不足，无法求解地球对空间站的吸引力；结合题意，根据匀速圆周运动的知识求解空间站绕地球运行的速度和空间站绕地球运行的加速度，由此分析即可正确求解。
【解答】
C.空间站绕地球做匀速圆周运动，设空间站的质量为、地球半径为、空间站离地面的高度为，地球质量为，根据万有引力提供向心力有，
根据地球表面物体的万有引力等于重力有，可得地球表面重力加速度，
联立可以解得，即可以求出地球表面的重力加速度，故C不符合题意；
A.地球对空间站的吸引力为，由于空间站的质量未知，故地球对空间站的吸引力无法求出，故A符合题意；
B.由可以求出空间站绕地球运行的速度，故B不符合题意；
D.由可以求出空间站绕地球运行的加速度，故 D不符合题意。
故选A。
10.【答案】
【解析】【详解】在大小相同的风力作用下，风车做的功相同，由于谷种的质量大，所以离开风车时的速度小，飞出后，竖直高度相同，在空中飞行时间相同，但是水平距离会较小，A错误；
B.谷种和瘪谷做的是平抛运动，平抛运动是匀变速曲线运动，故谷种和瘪谷飞出洞口后都做匀变速曲线运动，B正确；
C.平抛运动在竖直方向做自由落体运动，高度相同，故运动时间相同，C正确；
D.由于飞出后两者都只受重力，加速度相同，单位时间内速度变化量是一样的，D错误。
故选BC。
11.【答案】
【解析】【详解】。天链一号星是地球的同步卫星。其发射速度应大于，小于，A错误；
B.根据
可得
轨道半径相同，不同质量的卫星都可以在这个轨道上做匀速圆周运动，B正确；
C.同步卫星只能定点于赤道上空，C错误；
D.“天链一号星”轨道半径大于赤道上物体自转半径，而角速度相同，根据公式 可知，“天链一号星”的向心加速度大于静止在赤道上物体的向心加速度。D正确。
故选BD。
12.【答案】
【解析】【详解】卡车以一定速率行驶过凸型路面时，根据牛顿第二定律可知
当支持力为零时，卡车容易飞离桥面；分析表达式可知当曲率半径越大，能过凸面桥最高点的最大速率越大，故四个点中在点最容易飞离地面，A正确，B错误；
在、处
其中 为路面对卡车的作用力，分析可得，相同速率下，轮胎在、处受到的路面作用力小于、处。且半径越小，作用力越大，所以处路面对轮胎作用力最大，最易爆胎。C错误，D正确。
故选AD。
13.【答案】 低
【解析】为保证小球抛出时的速度水平，应通过调节使斜槽的末端保持水平，故A正确；
B.为保证每次抛出的初速度相等，应每次必须由静止释放小球，故B正确；
C.记录小球位置用的铅笔每次并不是必须严格地等距离下降，故C错误；
D.小球运动时不应与木板上的白纸相接触，以减少阻力带来的影响，故D正确；
E.将球的位置记录在纸上后，用平滑的曲线连接，故E错误。
故选ABD。
由图发现，与明显偏离的点处在同一高度的抛物线上的点相比，抛物线上的点的水平位移更大，则相同时间内，产生明显偏离的点的水平位移较小，水平速度较小，则可能是小球从斜槽上滚下时的初始位置比其他几次偏低。
竖直方向做自由落体运动，根据
解得
水平方向做匀速直线运动
解得
14.【答案】 质量和半径一定时，向心力的大小与角速度的平方成正比
【解析】解：挡光杆某次经过光电门的挡光时间为，由于时间较短则，根据，解得：
根据向心力公式有：，结合图像可知质量和半径一定时，向心力的大小与角速度的平方成正比。
故答案为：，；质量和半径一定时，向心力的大小与角速度的平方成正比
挡光杆某次经过光电门的时间较短，可用平均速度代替瞬时速度，根据解得角速度；
根据图像得出结论。
该题主要考查了圆周运动的基本公式以及要求同学们能根据图象得出实验结论，难度适中。
15.【答案】解：由得
即子弹在空中的运动时间为；
由，得
即子弹从枪口飞出时的速度大小为；
子弹击中靶时竖直方向的速度，
即子弹击中靶时的速度与水平方向夹角的正切值为；
答：子弹在空中的运动时间为；
子弹从枪口飞出时的速度大小为；
子弹击中靶时的速度与水平方向夹角的正切值为。
【解析】射出的子弹做平抛运动，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，根据运动学规律求解即可。
解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，要灵活选用运动学公式。
16.【答案】被困人员在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上被困人员的位移
由此可知，被困人员在竖直方向上做初速度为零、加速度的匀加速直线运动
由牛顿第二定律可得
解得悬索的拉力
旋转半径
由
解得
此时被困人员的受力情况如图所示
由图可知
解得
【解析】见答案
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