天津市求真高级中学2023-2024学年高一下学期期中考试物理试卷（原卷版+解析版）

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一、单项选择题（每题3分，共15小题，45分）
1. 关于行星绕太阳的运动，下列说法正确的是（ ）
A. 所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动
B. 行星绕太阳运动时太阳位于行星轨道的中心处
C. 当行星离太阳较近的时候，行星的运行速度较小
D. 所有行星的轨道半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等
2. 如图所示为某一走时准确的时钟，时针与分针的针尖到转轴的长度之比为，a、b分别是时针和分针的针尖，则（ ）

A. a、b两点周期之比为
B. a、b两点的角速度之比为
C. a、b两点的线速度之比为
D. a、b两点的向心加速度之比为
3. 转篮球是现在中学生喜爱的一项娱乐项目。如图所示，某同学让篮球在他的手指正上方匀速转动，下列说法正确的是（ ）
A. 篮球上各点做圆周运动圆心均在球心处
B. 篮球上离转动轴距离相等的各点速度相同
C. 篮球上各点做圆周运动的角速度不相等
D. 篮球上各点离转轴越近，做圆周运动的向心加速度越小
4. 如图所示“天津之眼”是一座跨河建设、桥轮合一的摩天轮，是天津市的地标之一。摩天轮悬挂透明座舱，乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动。下列叙述正确的是（ ）

A. 在最高点，乘客对座舱的压力等于乘客的重力
B. 摩天轮转动过程中，乘客的速度保持不变
C. 摩天轮转动过程中，乘客所受的向心力大小不变
D. 摩天轮转动过程中，乘客的加速度保持不变
5. 若将地球与“高分十三号”卫星看成质点，他们之间万有引力大小为，如果将这两个质点之间的距离变为原来的2倍，那么它们之间万有引力的大小变为（ ）
A. B. C. D.
6. 如图所示，半径为的圆筒，绕竖直中心轴旋转，一小物块靠在圆筒的内壁上，它与圆筒内壁间的动摩擦因数为，现要使物块不下落，则圆筒转动的角速度至少为（ ）

A. B. C. D.
7. 下列有关生活中的圆周运动的实例分析，正确的是（ ）
A. 图1为汽车通过凹形桥最低点的情境。此时汽车受到的支持力小于重力
B. 图2为演员表演“水流星”的情境。当小桶刚好能通过最高点时，小桶及桶中的水只受重力作用，处于完全失重状态
C. 图3为火车转弯的情境。火车超过规定速度转弯时，车轮会挤压内轨
D. 图4为洗衣机脱水筒。其脱水原理是水滴受到的离心力大于它受到的向心力，从而被甩出
8. 如图所示，在火星与木星轨道之间有一小行星带．假设该带中的小行星只受到太阳的引力，并绕太阳做匀速圆周运动．下列说法正确的是
A. 太阳对小行星的引力相同
B. 各小行星绕太阳运动的周期小于一年
C. 小行星带内侧小行星的向心加速度值大于小行星带外侧小行星的向心加速度值
D. 小行星带内各小行星圆周运动的线速度值大于 地球公转的线速度值
9. 2023年5月30日，神舟十六号载人飞船搭载景海鹏、朱杨柱、桂海潮三名航天员发射升空，并已入驻空间站组合体，与神舟十五号航天员在太空成功会师。假设空间站组合体绕地球做匀速圆周运动，其运动周期为T，轨道半径为r，引力常量为G，地球表面的重力加速度为g，仅由以上数据无法计算出的物理量是（ ）

A. 地球的质量B. 空间站组合体所受的向心力
C. 地球的第一宇宙速度D. 空间站离地面的高度
10. 人造地球卫星离地面的距离等于地球半径R，该卫星以速度v沿圆轨道运动，设地球质量为M，万有引力常量为G，则有（ ）
A. B. C. D.
11. 如图甲为一女士站立在台阶式自动扶梯上正在匀速上楼，如图乙为一男士站立在履带式自动人行道上正在匀速上楼，下列关于两人受到的力做功判断正确的是（ ）
A. 甲图中支持力对人不做功B. 乙图中支持力对人做正功
C. 甲图中摩擦力对人做负功D. 乙图中摩擦力对人做正功
12. 如图所示，质量为m的小球，从桌面高H处由静止下落，桌面离地面高为h，设桌面处物体重力势能为零，空气阻力不计，那么，小球落地时的机械能为（ ）
A. MghB. mgHC. mg（H+h）D. mg（H-h）
13. 某人用手将一质量为1kg的物体由静止沿竖直方向向上提升1m，这时物体的速度为2m/s，已知重力加速度g=10m/s2。下列说法正确的是（ ）
A. 物体机械能守恒B. 拉力对物体做功8J
C. 合力对物体做功2JD. 物体克服重力做功-10J
14. 蹦极是一项非常刺激的户外休闲活动，一位蹦极爱好者身系弹性绳自高台跳下，到最低点时，距水面还有一定高度，忽略空气阻力，运动员可视为质点，下列说法正确的是（ ）

A. 下落过程中，运动员到达最低点前重力势能始终减小
B. 下落过程中，运动员和地球所组成的系统机械能守恒
C. 下落过程中，重力势能的变化量与重力势能零点的选取有关
D. 蹦极绳张紧后的下落过程中，由于弹力做负功，运动员动能减小
15. 如图所示，用同种材料制成的一个轨道，AB段为圆弧，半径为R，水平放置的BC段长度为R．一小物块质量为m，与轨道间的动摩擦因数为μ，当它从轨道顶端A由静止下滑时，恰好运动到C点静止，那么物块在AB段克服的摩擦力做的功为（ ）
A. μmgRB. mgR（1－μ）
C. πμmgRD. mgR
二、多项选择题（每题3分，共5小题，15分。多选不得分，少选得2分）
16. 我国首颗量子科学实验卫星“墨子号”由火箭发射至高度为500km的预定圆形轨道，北斗导航卫星G7属地球静止轨道卫星（高度约为36000km）。以下说法中正确的是（ ）
A. 这两颗卫星的运行线速度都小于第一宇宙速度
B. “墨子号”的角速度比北斗G7的角速度小
C. “墨子号”的周期比北斗G7的周期小
D. “墨子号”的向心加速度比北斗G7的向心加速度小
17. 发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3，轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，如图所示。则卫星在各轨道上正常运行时，以下说法正确的是（ ）
A. 卫星两次变轨过程中均需要点火减速
B. 卫星在轨道1上经过Q点时的加速度等于它在轨道2上经过Q点时的加速度
C. 卫星在轨道2上经过Q点时的速率大于在轨道3上运动的速率
D. 卫星在轨道2上运动的周期大于在轨道3上运动的周期
18. 树高千尺，叶落归根。有一片质量为0.01kg的树叶从20m高处自由落下，取重力加速度大小，忽略空气阻力，则（ ）
A. 树叶落地瞬间重力做功的功率为2W
B. 树叶落地瞬间重力做功的功率为4W
C. 树叶下落过程中重力做功的平均功率为1W
D. 树叶下落过程中重力做功的平均功率为2W
19. 蹦床是少年儿童喜欢的一种体育运动，如图所示，蹦床的中心由弹性网组成，若少年儿童从最高点由静止自由下落至最低点的过程中，空气阻力大小恒定，则少年儿童（ ）
A. 机械能一直减小
B. 刚接触网面时，动能最大
C. 重力做的功大于空气阻力做功的大小
D. 重力势能的减少量等于弹性势能的增加量
20. 复兴号动车在世界上首次实现速度自动驾驶功能，成为我国高铁自主创新的又一重大标志性成果。一列质量为的动车，初速度为，以恒定功率在平直轨道上运动，经时间达到该功率下的最大速度，设动车行驶过程所受到的阻力保持不变。则动车在时间内（ ）

A. 加速度逐渐减小B. 做匀加速直线运动
C. 牵引力做功为D. 牵引力的功率
三、实验题（每空2分，共2小题，12分）
21. 用如图所示的装置可以探究做匀速圆周运动的物体需要的向心力的大小与哪些因素有关。
（1）本实验采用科学方法是_____
A.控制变量法 B.累积法 C.微元法 D.放大法
（2）图示情景正在探究的是_____
A.向心力的大小与半径的关系 B.向心力的大小与线速度大小的关系
C.向心力的大小与角速度大小的关系 D.向心力的大小与物体质量的关系
（3）通过本实验可以得到的结果是_____
A.在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度成正比
B.在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与线速度的大小成正比
C.在半径和角速度一定情况下，向心力的大小与质量成正比
D.在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成反比。
22. 某同学利用如图甲所示的装置做“验证机械能守恒定律”实验。
（1）除带夹子的重物、纸带、铁架台（含铁夹）、打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的两种器材是______；
A.交流电源B.刻度尺C.秒表D.天平（含砝码）
（2）图乙是该同学在某次实验中得到的一条纸带，O是重物开始下落时打出的点，A、B、C是按照打点先后顺序选取的三个计数点，通过测量得到O、A间距离为，O、B间距离为，O、C间距离为。已知计数点A、B间和B、C间的时间间隔均为T，重物质量为m，从重物开始下落到打点计时器打B点的过程中，重物动能的增加量为______；
（3）该同学在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点O的距离为h，计算对应计数点的重物速度为v，得到如图丙所示的图像，由图像可求出当地的重力加速度g=_____。
四、计算题（共3小题）
23. 长度为的轻绳，系一小球在竖直平面内做圆周运动，小球的质量为，小球半径不计，g取10m/s2，求：
（1）小球刚好通过最高点时的速度大小；
（2）小球通过最高点时的速度大小为4m/s时，小球对绳的拉力。
24. 在冰雪冲浪项目中，安全员将小朋友（可视为质点）从A点沿左侧圆弧切线方向推入滑道，小朋友获得的初速度，圆弧所在圆的半径，圆弧AB所对应的圆心角，B为轨道最低点，冰滑道视为光滑。小朋友和滑板总质量为，右侧平台比左侧平台高9.45m。小朋友冲上右侧平台后做减速运动，滑板与平台间动摩擦因数为，重力加速度。求：
（1）小朋友和滑板在圆弧形冰滑道最低点B时的速率v及其对冰道的压力；
（2）小朋友和滑板在右侧雪道滑行的距离d。
25. 如图所示，游乐场的过山车可以底朝上在圆轨道上运行，游客却不会掉下来。我们把这种情形抽象为如图所示的模型：弧形轨道的下端与半径为R的竖直圆轨道相接，B、C分别为圆轨道的最低点和最高点。质量为m的小球（可视为质点）从弧形轨道上的A点由静止开始滑下，已知A点与圆轨道B点的高度差为h，重力加速度为g。空气阻力和轨道的摩擦忽略不计。
(1)小球运动到B点时速度v的大小；
(2)小球运动到B点时，轨道对小球的支持力F的大小。
(3)某同学认为，要使小球从弧形轨道上的A点由静止滑下后可以通过圆轨道的最高点C，h和圆轨道半径R之间满足h≥2R就可以。你认为这种说法是否正确，请说明理由。