2022-2023学年湖南省常德市汉寿县第一中学高一下学期第五次段考物理试卷

这是一份2022-2023学年湖南省常德市汉寿县第一中学高一下学期第五次段考物理试卷，共20页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．以下关于物理学史叙述中正确的是（ ）
A．开普勒观念的基础是日心说
B．牛顿根据电磁场理论预言了电磁波的存在
C．伽利略在天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律
D．开普勒提出，行星和地球绕太阳做匀速圆周运动
2．2021年7月28日，在东京奥运会男子双人跳板决赛中，中国选手谢思埸、王宗源获得冠军。如图1所示是他们踏板起跳的精彩瞬间，从离开跳板开始计时，跳水过程中运动员重心的图像如图2所示，不计空气阻力，重力加速度取，运动员的运动轨迹视为直线。则下列说法正确的是（ ）
A．运动员在入水前做的是自由落体运动
B．运动员在时已浮出水面
C．运动员在内的位移大小为
D．运动员双脚离开跳板后重心上升的高度为
3．如图，质量为的货车载有质量为的货物，一起在水平路面上以速度匀速运动，因紧急情况货车突然制动，货车停下后，货物继续运动后未与车厢前壁发生碰撞。已知货物与水平车厢底板间的动摩擦因数为，车轮与地面间的动摩擦因数为，货物到车厢前壁的距离为L，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A．开始刹车时货车的加速度大小为B．从开始刹车到货物停止运动的时间为
C．货车停止时，货物的速度大小为D．货物到车厢前壁的距离应满足
4．如图所示，倾角为的斜面体固定在水平地面上，从斜面底端正上方某高度处的A点，第一个小球以水平速度抛出，经过时间恰好垂直打在斜面上；第二个小球由静止释放，经过时间落到斜面底端，不计空气阻力，则时间和时间的比值为（ ）
A．B．C．D．
5．如图所示，河水由西向东流，河宽为800m，若河中各点的水流速度大小为，各点到较近河岸的距离为x，则与x的关系为(x的单位为m).让小船船头垂直河岸由南向北渡河，小船划水速度大小恒为=4m/s，则下列说法中正确的是（ ）
A．小船在河水中的最大速度是5m/s
B．小船渡河的轨迹为直线
C．小船渡河的时间是160s
D．小船在距南岸200m处的速度小于在距南岸600m处的速度
6．如图所示，A、B两个小滑块用不可伸长的轻质细绳连接，放置在水平转台上， ，，绳长l=1.5m，两滑块与转台的动摩擦因数μ均为0.5（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），转台静止时细绳刚好伸直但没有弹力，转台从静止开始绕竖直转轴缓慢加速转动（任意一段极短时间内可认为转台做匀速圆周运动），g取。以下分析正确的是（ ）
A．当时，绳子张力等于0.9N
B．当时，A、B开始在转台上滑动
C．当时，A受到摩擦力为0
D．当时，绳子张力为1N
二、多选题
7．以下是我们所研究有关圆周运动的基本模型，如图所示，下列说法正确的（ ）
A．杂技演员在表演“水流星”时，盛水的杯子通过最高点而水不流出，水对杯底压力可以为零
B．如图，用相同材料做成的A、B两个物体放在匀速转动的水平转台上随转台一起做匀速圆周运动，，，转台转速缓慢加快时，物体A最先开始滑动
C．如图丙，轻杆OA的A点和B点各固定一个小球，杆绕过O点的竖直轴MN旋转，则轻杆OB段给小球的弹力大于AB段
D．如图丁，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A，B位置先后分别做匀速圆周运动，则在A，B两位置小球所受筒壁的支持力大小不相等
8．按照我国载人航天计划，神舟16号载人飞船将会在2023年5月中旬发射升空，将航天员送入中国空间站，航天员将在中国空间站进行一系列的空间科学工作，中国空间站轨道高度为400450公里。下列说法正确的是（ ）
A．中国空间站的运行速度大于
B．航天员与空间站相对静止时，都处于完全失重状态
C．中国空间站绕地一周的时间为24小时
D．水珠在空间站内会成球形
9．在银河系中，双星的数量非常多，研究双星，对于了解恒星形成和演化过程的多样性有重要的意义。如图所示为由A、B两颗恒星组成的双星系统，A、B绕连线上一点O做圆周运动，测得A、B两颗恒星间的距离为L，恒星A的周期为T，其中一颗恒星做圆周运动的向心加速度是另一颗恒星的2倍，则（ ）
A．恒星B的周期为
B．A、B两颗恒星质量之比为1∶2
C．恒星B的线速度是恒星A的2倍
D．A、B两颗恒星质量之和为
10．一玩具电动小汽车在水平面上由静止以恒定功率启动，所能获得的最大速度为2m/s，其图像如图所示，已知小汽车质量为1kg，所受阻力恒为1N，以下说法正确的是（ ）
A．小汽车在0~10s内做匀加速直线运动
B．小汽车额定功率为2W
C．小汽车速度为时加速度为
D．小汽车10s内位移大于10m
11．联合国气候变化大会达成《哥本哈根协议》，为减少二氧化碳排放，我国城市公交推出新型节能环保电动车，在检测某款电动车性能的实验中，质量为的电动车由静止开始沿平直公路行驶，达到的最大速度为，利用传感器测得此过程中不同时刻电动车的牵引力与对应的速度，并描绘出图象（图中、均为直线），假设电动车行驶中所受的阻力恒定，则由图象可得（ ）
A．在全过程中，电动车在点时速度最大
B．电动车运动过程中所受的阻力
C．电动车的额定功率
D．电动车开始运动到刚好达到最大速度所用的时间
三、实验题
12．某实验小组利用如图甲所示的实验器材改进“探究加速度与力、质量的关系”实验，
实验步骤如下：
a．挂上托盘和砝码，改变木板的倾角，使质量为M的小车拖着纸带沿木板匀速下滑；
b．取下托盘和砝码，测出其总质量为m，让小车沿木板下滑，测出加速度a；
c．保持小车的质量不变，改变砝码质量和木板倾角，多次测量，通过作图可得到的关系；
d．保持托盘和砝码的质量不变，改变小车质量和木板倾角，多次测量，通过作图可得的关系。
请回答以下问题：
（1）实验中使用哪种计时器有助于减小误差________？（选填“A”或“B”）
A．电磁打点计时器 B．电火花计时器
（2）图乙为某次实验中得到的纸带，A、B、C、D、E为选取的计数点，相邻两计数点间有四个点未画出，为了减小测量误差，小红同学只测量了和段长度分别为、，打点计时器的频率为，则打C点时小车的速度为________，小车的加速度为________。（结果均保留3位有效数字）
（3）实验中，以下说法正确的是________。
A．先释放小车，再接通打点计时器的电源
B．用托盘和砝码的总重力代替小车所受的合外力
C．需要测量木板的倾角
D．不需保证
13．在“研究平抛物体运动”的实验中，可以描绘平抛运动的轨迹和求物体的平抛初速度。
（1）实验简要步骤如下：
A．安装好器材，反复调试，直到平板竖直且斜槽末端________，记下斜槽末端小球的抛出点O和过O点的竖直线．
B．让小球多次从斜槽上_________位置滚下，记下小球穿过卡片孔的一系列位置；
C．取下白纸，以O为原点，以竖直线为轴建立坐标系，用平滑曲线画出平抛轨迹
D．测出曲线上某点的坐标x、y，用_________(用x、y表示)算出该小球的平抛初速度，实验需要对多个点求v0的值，然后求它们的平均值；
（2）一个同学在《研究平抛物体的运动》实验中，只画出了如图所示的一部分曲线，于是他在曲线上取水平距离相等的三点A、B、C，量得，又量出它们之间的竖直距离分别为，，重力加速度取，利用这些数据，可求得：
①物体抛出时的初速度为______m/s；
②物体经过B时竖直分速度为______m/s；
③抛出点在A点上方高度为_____m处。
四、解答题
14．如图所示，在一房间内靠近右墙的A点处，沿水平方向抛出一个小球与左墙B点碰撞，碰撞前后竖直分速度不变，水平分速度等大反向，最后落在C点，已知A点与C点的高度差为H，则B点与C点的高度差为多少？
15．假如宇航员乘坐宇宙飞船到达某行星，在该行星“北极”距地面h处由静止释放一个小球（引力视为恒力，阻力可忽略），经过时间t落到地面。已知该行星半径为R，自转周期为T，引力常量为G，求：
（1）该行星的平均密度ρ；
（2）该行星的第一宇宙速度v；
（3）如果该行星有一颗同步卫星，其距行星表面的高度H为多少。
16．如图是由弧形轨道、圆轨道（轨道底端B略错开，图中未画出）、水平直轨道平滑连接而成的力学探究装置。水平轨道AC右端装有理想轻弹簧（右端固定），圆轨道与水平直轨道相交于B点，且B点位置可改变，现将B点置于AC中点，质量m＝2kg的滑块（可视为质点）从弧形轨道高H＝0.6m处静止释放。已知圆轨道半径R＝0.1m，水平轨道长LAC＝1.0m，滑块与AC间动摩擦因数μ＝0.2，弧形轨道和圆轨道均视为光滑，不计其他阻力与能量损耗，求：
（1）滑块第一次滑至圆轨道最高点时对轨道的压力大小；
（2）轻弹簧获得的最大弹性势能；
（3）若H＝0.4m，改变B点位置，使滑块在整个滑动过程中不脱离轨道，求BC长度满足的条件。
参考答案：
1．A
【详解】A．开普勒观念的基础是日心说。故A正确；
B．麦克斯韦根据电磁场理论预言了电磁波的存在。故B错误；
C．开普勒在天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律。故C错误；
D．开普勒提出，行星和地球绕太阳沿椭圆运动。故D错误。
故选A。
2．D
【详解】A．运动员离开跳板时有向上的初速度，在入水前做的不是自由落体运动，故A错误；
B．运动员在t=2s时速度减为零，此时人处于水下的最深处，没有浮出水面，故B错误；
C．1s末运动员的速度为
如运动员在1∼2s时间内匀减速到零，则其位移为
由于运动员实际上做的是加速度减小的减速运动，其在1∼2s内的实际位移为此段时间内图线与横轴所围面积，小于3.75m，故C错误；
D．在 0∼s 运动员向上运动，逆向看作自由落体知
可知运动员双脚离开跳板后上升的高度为，故D正确。
故选D。
3．D
【详解】A．刹车后，货物的加速度由牛顿第二定律
对货车由牛顿第二定律
解得
故A错误；
B．货车先停止运动，由，可得从开始刹车到货车停止运动的时间为
故B错误；
C．货车停下时，由可得货物的速度为
故C错误；
D．由可得从开始刹车到货物停止运动的时间为
此时，货物的位移为
货车的位移为
相对货车滑行的距离
所以需满足
故D正确
故选D。
4．D
【详解】设A点离斜面底端的高度为，第一个小球做平抛运动，经过时间恰好垂直打在斜面上，则有
解得
根据几何关系有
第二个小球从A点静止落下，根据自由落体运动规律有
联立解得
故选D。
5．A
【详解】A．当小船运动到河中间时，东西方向上的分速度最大，为3m/s，此时小船的合速度最大，最大值
A正确；
B．小船在南北方向上为匀速直线运动，在东西方向上先加速，到达河中间后再减速，合速度方向与合加速度方向不共线，小船的合运动是曲线运动，B错误；
C．小船的渡河时间
C错误；
D．小船在距南岸200m处的水流的速度与在距北岸200m处的水流的速度大小相等，则小船在距南岸200m处的速度与在距北岸200m处的速度大小相等，D错误。
故选A。
6．C
【详解】A．当绳子刚好出现张力时，则对B分析可知
解得
当时，绳子张力等于0，选项A错误；
C．当时，绳子张力等于0，此时A受到摩擦力为0，选项C正确；
BD．当A、B刚要在转台上滑动时，则对B
对A
解得
当时，A、B开始在转台上滑动，当时，绳子张力为
选项BD错误。
故选C。
7．ABC
【详解】A．杂技演员在表演“水流星”时，盛水的杯子通过最高点而水不流出，只有水的重力提供向心力，水与杯底压力可以为零，故A正确；
B．A、B两个物体的最大静摩擦力为
，
A、B两个物体所需的向心力分别为
，
可知转台转速缓慢加快时，物体A最先开始滑动，故B正确；
C．对B球，根据牛顿第二定律有
轻杆OB段给小球的弹力大于AB段，故C正确；
D．设圆锥臂与竖直方向夹角为，对小球受力分析，竖直方向有
则在A，B两位置小球所受筒壁的支持力大小相等，故D错误；
故选ABC。
8．BD
【详解】A．是第一宇宙速度，也是围绕地球做圆周运动的卫星的最大环绕速度，是近地卫星的环绕速度。中国空间站轨道高度为400450公里，则环绕半径大于近地卫星，则环绕速度小于。故A错误；
B．航天员与空间站相对静止时，万有引力全部提供向心力，即，都处于完全失重状态。故B正确；
C．根据
可知环绕周期与环绕半径有关，因为同步卫星的环绕周期为24小时，但中国空间站的环绕半径与同步卫星的半径不同，则中国空间站绕地一周的时间不是24小时。故C错误；
D．水珠由于在太空中失重状态，且受到表面张力的作用，要保持表面积最小，从而形成完美的球形。故D正确。
故选BD。
9．BD
【详解】A．由于A、B两恒星连线始终过O点，运动周期相同，均为T，A错误；
B．根据
①
可知
②
又由于
③
④
联立可得
⑤
B正确；
C．根据
⑥
②⑥联立可得
C错误；
D．由③④联立可得
D正确。
故选BD。
10．BD
【详解】A．由图像斜率可知，小汽车在0~10s内做加速度减小的变加速直线运动，故A错误；
B．当小汽车达到最大速度时，牵引力F等于阻力f，有
故B正确；
C．小汽车速度为1m/s时，牵引力为
根据牛顿第二定理可得
代入数据，解得
故C错误；
D．根据图像面积估算，可知小汽车10s内位移大于10m，故D正确。
故选BD。
11．BC
【详解】AB．由图像可知当最大速度
此时的牵引力为
此时匀速运动，因此阻力为
此时为点，A错误，B正确；
C．额定功率
C正确；
D．段做变速直线运动，无法求解其运动位移，也就求不出阻力做的功，所以无法求出电动车开始运动到刚好达到最大速度所用的时间，D错误。
故选BC。
12． B 0.280 1.59 BD##DB
【详解】（1）[1] A．电磁打点计时器打点时是振针和复写纸，振针与纸带间有摩擦阻力，实验中会产生一定的误差，A错误；
B．电火花计时器打点时是电火花和墨粉，电火花与纸带之间基本上没有摩擦力，有助于减小误差，B正确。
故选B。
（2）[2]纸带上相邻两计数点间有四个点未画出，打点计时器的频率为，可知纸带上相邻两个计数点间的时间间隔为
T=0.02×5s=0.1s
由中间时刻的瞬时速度等于平均速度，可得打C点时小车的速度为
[3]由，可得小车的加速度为
（3）[4] A．若先释放小车，再接通打点计时器的电源，在纸带上可能会打出很少的点，因此应先接通打点计时器的电源，待打点稳定后再释放小车，A错误；
BD．在图甲中，开始挂上托盘和砝码，改变木板的倾角，使质量为M的小车拖着纸带沿木板匀速下滑，然后去掉托盘和砝码，则小车下滑过程中的合外力等于托盘和砝码的总重力，因此用托盘和砝码的总重力代替小车所受的合外力，所以也就不需保证，BD正确；
C．由以上分析可知，实验中不需要测量木板的倾角，C错误。
故选BD。
13． 水平 同一 2 1.5 0.0125
【详解】（1）A[1]为了确保小球做平抛运动，斜槽末端应尽量水平；
B[2]为了保证每次平抛的初速度大小相同，小球应多次从同一点由静止开始释放；
D[3]根据平抛运动的规律可知
，
解得
（2）①[4]根据竖直方向是匀变速直线运动，结合位移差公式，有
水平为匀速直线运动，所以
②[5]再由平均速度等于中间时刻的瞬时速度，则物体经过B时竖直分速度为
③[6]B点下落的竖直高度为
所以抛出点在A点上方高度为
14．
【详解】小球A→B过程与B→C过程，在水平方向上，小球的水平位移大小相等，小球的水平分速度等大反向，所以两个运动过程所用时间相等。设此时间为t。在竖直方向上，小球做自由落体运动，则A、C两点间的高度差
A、B两点间的高度差
则B点与C点的高度差
15．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）设行星表面的重力加速度为g，对小球，有
解得

设行星表面的某一物体质量为m，有

解得

故行星的密度

解得

（2）设处于行星表面附近做匀速圆周运动的卫星质量为m′，由牛顿第二定律有

解得

（3）同步卫星的周期与该行星自转周期相同，均为T，设同步卫星的质量为m″，由牛顿第二定律有

联立解得同步卫星距行星表面的高度
16．（1）100N；（2）8J；（3）
【详解】（1）从出发到第一次滑至圆轨道最高点过程，由动能定理可得
在圆轨道最高点，由牛顿第二定律可得
联立解得
由牛顿第三定律得：滑块对轨道的压力大小为100N；
（2）弹射器第一次压缩时弹性势能有最大值，有能量守恒可知：
解得
（3）①若滑块恰好到达圆轨道的最高点，
从开始到圆轨道最高点，有动能定理可知
解得
要使滑块不脱离轨道，BC之间的距离应该满足
②若滑块刚好达到圆轨道的圆心等高处，此时的速度为零有动能定理可知
解得
即反弹时恰好上到圆心等高处，如果反弹距离更大，则上升的高度更小，更不容易脱离轨道，所以
考虑到AC的总长度等于1m，所以
结合①②两种情况
符合条件的BC长度L为