2022-2023学年天津市武清区杨村第三中学物理高一下期中考试模拟试题含解析

2022-2023学年天津市武清区杨村第三中学物理高一下期中考试模拟考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。一、选择题（本题共12小题，每小题5分，共60分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得5分，选不全的得3分，有选错的或不答的得0分）1、A、B两艘快艇在湖面上做匀速圆周运动，在相同的时间内，它们通过的路程之比是4：3，运动方向改变的角度之比是3：2，则它们的向心加速度之比是（　　）A．1：2B．2：1C．4：3D．3：22、天气晴朗时，适合外出运动。某同学骑自行车到野外踏青，其所骑的自行车的大齿轮、小齿轮、后轮的半径之比为4:1:16，如图所示，该同学用力蹬踏板后，单车在运动的过程中，下列说法正确的是：（）A．小齿轮和后轮的角速度之比为16:1B．小齿轮边缘和后轮边缘上的质点的线速度大小之比为1:16C．大齿轮和小齿轮的角速度之比为1:1D．大齿轮和小齿轮边缘上的质点的向心加速度大小之比为4:13、物体的加速度是“5m/s2”读作（）A．秒平方分之5米B．每秒每秒5米C．每二次方秒5米D．5米每二次方秒4、质量为M的物体内有光滑圆形轨道，现有一质量为m的小滑块沿该圆形轨道的竖直面做圆周运动，A、C为圆周的最高点和最低点，B、D于圆心O在同一水平线上．小滑块运动时，物体M保持静止，关于物体M对地面的压力N和地面对物体的摩擦力，下列说法正确的是（）A．滑块运动到A点时，N＞Mg，摩擦力方向向左B．滑块运动到B点时，N＜Mg，摩擦力方向向右C．滑块运动到C点时，N=（M+m）g，M于地面无摩擦力D．滑块运动到D点时，N=Mg，摩擦力方向向左5、科学家们推测，太阳系的第十颗行星就在地球的轨道上．从地球上看，它永远在太阳的背面，人类一直未能发现它，可以说它是“隐居”着的，它是地球的“孪生兄弟”，由以上信息我们可以推知A．这颗行星的质量等于地球的质量B．这颗行星的自转周期与地球相等C．这颗行星的公转周期与地球相等D．这颗行星的密度等于地球的密度6、某X星球的质量为地球质量的36倍，半径为地球半径的2倍．忽略行星自转的影响，已知地球表面的重力加速度为g，则X星球表面的重力加速度大小为（　　）A．9gB．4gC．3gD．18g7、如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端与一质量为m、套在光滑竖直固定杆A处的圆环相连，弹簧水平且处于原长．圆环从A处由静止开始下滑，经过B处的速度最大，到达C处的速度为零，重力加速度为g，下列说法中正确的是（　　）A．在C处时，弹簧的弹性势能为mghB．由A到C的过程中，圆环的机械能守恒C．由A到C的过程中，圆环的动能与重力势能之和一直减小D．由A到B的过程中圆环重力势能的减少量等于动能的增加量8、质量为2kg的物体置于水平面上，在运动方向上受拉力作用沿水平方向做匀变速直线运动，拉力作用2s后撤去，物体运动的速度图象如图所示，则下列说法中正确的是（）A．拉力F做功150JB．拉力F做功500JC．物体克服摩擦力做功100JD．物体克服摩擦力做功175J9、满载A国公民的一航班在飞行途中神秘消失，A国推断航班遭到敌对国家劫持，政府立即调动大量海空军事力量进行搜救，并在第一时间紧急调动了21颗卫星参与搜寻．“调动”卫星的之一就是减小卫星环绕地球运动的轨道半径，降低卫星运行的高度，以有利于发现地面（或海洋）目标．下面说法正确的是A．轨道半径减小后，卫星的环绕速度增大B．轨道半径减小后，卫星的环绕速度减小C．轨道半径减小后，卫星的环绕周期增大D．轨道半径减小后，卫星的环绕周期减小10、使物体成为卫星的最小发射速度称为第一字宙速度，而使物体脱离星球引力所需要的最小发射速度称为第二宇宙速度与的关系是=，已知某星球半径是地球半径R的，其表面的重力加速度是地球表面重力加速度g的，地球的平均密度为，不计其他星球的影响，则A．该星球上的第一宇宙速度为B．该星球上的第二宇宙速度为C．该星球的平均密度为D．该星球的质量为11、一行星绕恒星作圆周运动，由天文观测可得，其运动周期为T，速度为v，引力常量为G，则A．恒星的质量为B．行星的质量为C．行星运动的轨道半径为D．行星运动的加速度为12、如图，当汽车通过拱桥顶点的速度为10m/s时，车对桥顶的压力为车重的3／4，如果要使汽车在桥面行驶至桥顶时，对桥面的压力为零，则拱形桥半径、汽车通过桥顶的速度分别为(   )A．40mB．20m/sC．25mD．30m/s二．填空题(每小题6分，共18分)13、如图所示，在《研究平抛物体的运动》的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长L=4.0×10－3m．若小球在平抛运动作图中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，则小球平抛的初速度的计算式为v0=____________（用L、g表示），其值是____________m/s．（取g=10m/s2），小球在b点的速率是__________m/s．14、用如图所示的甲、乙两种装置都可以进行“探究做功与物体速度变化的关系”实验（1）a、b是两个实验中打出的纸带的一部分，A、B、C、…、G是纸带上标出的计数点，每两个相邻的计数点之间还有4个打出的点未画出，打点计时器打点的周期T=0.02s。其中图______（填“a”或“b”）所示的是用乙装置得出的实验纸带。用甲装置实验时打下F点的瞬时速度v=_______m/s（保留2位有效数字）。（2）某同学用甲装置进行实验时，没能得到“合力对物体做的功W∝v2”的结论，且误差很大。通过反思，他认为产生误差的原因如下，其中正确的是__________。A．钩码质量太大，使得合力对物体做功的测量值比真实值偏大太多B．没有平衡摩擦力，使得合力对物体做功的测量值比真实值偏大太多C．释放小车和接通电源的次序有误，使得速度增量的测量值比真实值偏小D．没有使用最小刻度为毫米的刻度尺测距离也是产生此误差的重要原因（3）某同学用乙装置进行实验时，下列说法正确的有_________。A．通过增加橡皮筋的条数可以使橡皮筋对小车做的功成整数倍增加B．通过改变小车质量可以改变橡皮筋对小车做的功C．每次实验中，橡皮筋拉伸的长度必需保持一致D．先接通电源，再让小车在橡皮筋的作用下弹出15、如图所示，某同学在研究平抛运动的实验中，在小方格纸上画出小球做平抛运动的轨迹以后，又在轨迹上取出a，b，c，d四个点(轨迹已擦去)．已知小方格纸的边长L＝2.5cm，g取10m/s2.请你根据小方格纸上的信息，通过分析计算完成下面几个问题：（1）小球从a→b，b→c，c→d所经历的时间________(填“相等”或“不相等”)．（2）平抛运动在竖直方向上是自由落体运动，根据题意，求出小球从a→b，b→c，c→d所经历的时间是________s.（3）再根据水平位移，求出小球平抛运动的初速度v0＝________m/s.三．计算题(22分)16、（12分）有一质量为M、半径为R、密度均匀的球体，在距离球心O为2R的地方有一质量为m的质点.现从M中挖去半径为R的球体，如图所示，则剩余部分对m的万有引力F为多大？17、（10分）宇宙中存在一些质量相等且离其他恒星较远的四颗星组成的四星系统，通常可忽略其他星体对它们的引力作用，设每个星体的质量均为m，四颗星稳定地分布在边长为a的正方形的四个顶点上，已知这四颗星均围绕正方形对角线的交点做匀速圆周运动，引力常量为G，试求：（1）求星体做匀速圆周运动的轨道半径；（2）若实验观测得到星体的半径为R，求星体表面的重力加速度；（3）求星体做匀速圆周运动的周期．参考答案一、选择题（本题共12小题，每小题5分，共60分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得5分，选不全的得3分，有选错的或不答的得0分）1、B【解析】根据题意可得它们的线速度之比它们的角速度之比为根据向心加速度公式可得向心加速度之比为故B正确，ACD错误。故选B。2、B【解析】A.小齿轮与后轮属于同轴转动，具有相同角速度，所以小齿轮和后轮的角速度之比为1:1，A错误B.线速度关系式：，因为角速度相同，所以线速度比为1:16，B正确C.大齿轮和小齿轮边缘是皮带传动模型，具有相同线速度：，所以角速度与半径成正比，所以角速度之比4：1，C错误D.根据向心加速度方程：，大齿轮和小齿轮边缘上的质点线速度相同，所以加速度与半径成反比，所以加速度之比为1：4，D错误3、D【解析】“5m/s2”读作5米每二次方秒故选D4、D【解析】小滑块在竖直面内做圆周运动，小滑块的重力和圆形轨道对滑块的支持力的合力作为向心力，根据在不同的地方做圆周运动的受力，可以分析得出物体M对地面的压力N和地面对物体M的摩擦力的大小．【详解】小滑块在A点时，滑块对M的作用力在竖直方向上，系统在水平方向不受力的作用，所以没有摩擦力的作用，故A错误；小滑块在B点时，需要的向心力向右，所以M对滑块有向右的支持力的作用，对M受力分析可知，地面要对物体有向右的摩擦力的作用，在竖直方向上，由于没有加速度，物体受力平衡，所以物体M对地面的压力N=Mg，故B错误；小滑块在C点时，滑块的向心力向上，所以小滑块对物体M的压力要大于小滑块的重力，故M受到的滑块的压力大于mg，那么M对地面的压力就要大于（M+m）g，故C错误；小滑块在D点时，需要的向心力向左，所以M对滑块有向左的支持力的作用，对M受力分析可知，地面要对物体有向左的摩擦力的作用，在竖直方向上，由于没有加速度，物体受力平衡，所以物体M对地面的压力N=Mg，故D正确．所以D正确，ABC错误．5、C【解析】试题分析：这颗行星的质量与地球的质量相比无法确定，故A错误．这颗行星的自转周期与地球周期相比无法确定，故B错误．研究行星绕太阳做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式：得出：．表达式里M为太阳的质量，R为运动的轨道半径．已知太阳系的第十颗行星就在地球的轨道上，说明第十颗行星和地球的轨道半径相等，所以第十颗行星的公转周期等于地球的公转周期，故A正确．这颗行星的密度与地球的密度相比无法确定，故D错误．故选C．考点：万有引力定律的应用6、A【解析】忽略星球自转的影响，根据万有引力等于重力列出等式：，解得：，星体质量是地球质量的36倍，星体半径是地球半径2倍，则有：，X星球表面的重力加速度大小为为9g，故选项A正确，B、C、D错误．7、AC【解析】A．由A到C的过程中，圆环动能变化量为零，则圆环重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量，所以在C处时，弹簧的弹性势能为mgh，故A正确。B．由A到C的过程中，弹簧对圆环要做功，圆环的机械能不守恒，故B错误。C．对于圆环和弹簧组成的系统，只有重力和弹力做功，系统的机械能守恒，即圆环的动能、重力势能和弹簧的弹性势能之和保持不变。由A到C的过程中，弹簧的弹性势能一直增加，根据系统的机械能守恒，知圆环的动能与重力势能之和一直在减小，故C正确。D．由A到B的过程中，弹簧的弹性势能增加，圆环重力势能减小，动能增加，因圆环的动能、重力势能和弹簧的弹性势能之和保持不变，所以圆环重力势能的减少量大于动能的增加量，故D错误。故选AC。8、AD【解析】速度图象的斜率等于物体的加速度，则前2秒的加速度2～6秒的加速度大小对于两段运动过程，由牛顿第二定律得：F+Ff=ma1；Ff=ma2解得F=10N，Ff=-5N负号表示与选定的正方向相反前2秒位移x1=×（5+10）×2m=15m2秒～6秒位移x2=×（10+0）×4m=20m拉力做功为WF=Fx1=150J整个过程中摩擦力做功为Wf=-Ff（x1+x2）=-175J克服摩擦力做功175J故选AD。9、AD【解析】人造卫星绕地球做圆周运动时,由万有引力提供向心力,则有:及可知随着距离r的减小，周期T减小，速度v增大，故AD对；BC错；故选AD【点睛】人造卫星绕地球做圆周运动时,由万有引力提供向心力,由牛顿第二定律得到卫星的线速度和周期的表达式,再分析即可.10、BC【解析】A．根据第一宇宙速度故A错误；B．根据题意，第二宇宙速度故B正确；C．根据公式且故所以故C正确；D．根据公式故D错误.11、ACD【解析】AC．设恒星的质量为M，行星绕恒星运动的半径为r，行星质量为m，则：解得故AC正确；B．根据行星绕恒星的运动学量，求不出行星的质量，故B项错误；D．设行星运动的加速度为a，则：故D项正确。故选ACD。12、AB【解析】根据牛顿第二定律得即解得；当摩擦力为零时，支持力为零，有解得故选项AB正确，CD错误；故选AB。点睛：解决本题的关键知道圆周运动向心力的来源，运用牛顿第二定律进行求解．二．填空题(每小题6分，共18分)13、0.40.5【解析】[1]根据得：，水平方向匀速运动，因此有：，则初速度为：[2]代入数据得：．[3]根据匀变速直线运动特点，可知小球在b点竖直方向上的分速度为：，则小球在b点的速率为：，代入数据解得：14、a0.28ABACD【解析】(1)[1]由于乙小车先加速后匀速，因此最后一段是匀速运动的一定是乙小车，因此a是乙打出的实验纸带。[2]每两个相邻的计数点之间还有4个打出的点未画出，则相邻的计数点的时间为0.1s，F点的瞬时速度为EG间的平均速度(2)[3]A．钩码质量太大，使得绳子拉力比钩码重力小的多，因此会出现合力对物体做功的测量值比真实值偏大太多，故A正确；B．没有平衡摩擦力，使得拉力一值偏大，合力对物体做功的测量值比真实值偏大太多，故B正确；C．释放小车和接通电源的次序有误，如果在测量时，测量中间一段的机械能变化，对实验结果没有影响，故C错误；D．没有使用最小刻度为毫米的刻度尺测距离，使得误差的精确度减小，但不会出现较大误差，故D错误。故选AB。(3)[4]A．假设用一根橡皮条对小车做功为W，则2根橡皮条对小车做功为2W，以此类推，故A正确；B．橡皮条对小车做功与小车质量无关，故B错误；C．每次实验中，改变橡皮筋的根数，但拉伸的长度必需保持一致，以保证每根橡皮条每次做功相同，故C正确；D．由于橡皮条做功距离较短，因此应先接通电源，为了测量开始一段时间内的运动情况，故D正确。故选ACD。15、相等0.05s1.0m/s【解析】（1）小球做平抛运动，水平方向上做匀速直线运动，因两点间水平位移都是两格，故小球从a→b、b→c、c→d所经历的时间相等；（2）小球在竖直方向上是自由落体运动，由△h=gT2，得；（3）由水平方向可得：=1.0m/s.三．计算题(22分)16、【解析】质量为M的球体对质点m的万有引力F1==挖去的球体的质量M′==质量为M′的球体对质点m的万有引力F2=则剩余部分对质点m的万有引力，F=F1－F2=-=17、（1）（2）（3）【解析】（1）星体在其他三个星体的万有引力作用下，合力方向指向对角线的交点，围绕正方形对角线的交点做匀速圆周运动，故四颗星的轨道半径为：；（2）根据万有引力等于重力有，则；（3）根据万有引力提供向心力解得．点睛：解决本题的关键掌握万有引力等于重力，以及知道在四颗星组成的四星系统中，其中任意一颗星受到其它三颗星对它的合力提供圆周运动的向心力．