2021-2022年黑龍江省哈爾濱市第三中學(xué)校高一（下）期中物理試題（選考）（解析版）

1、 哈三中20212022學(xué)年度下學(xué)期高一學(xué)年期中考試物理選考試卷I卷（選擇題，共14小題，共56分）一、單項(xiàng)選擇題（本題共9小題，每題4分，共36分。）1. 人類文明的進(jìn)程離不開科學(xué)家們的不斷探索，關(guān)于科學(xué)家和他們的貢獻(xiàn)，下列說法正確的是（）A. 開普勒發(fā)現(xiàn)了行星運(yùn)動定律，從而提出了“日心說”B. 第谷經(jīng)過多年的天文觀測發(fā)現(xiàn)了行星沿橢圓軌道運(yùn)動，并建立了行星運(yùn)動三定律C. 牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，并證明了地面物體所受引力和天體間引力遵循相同規(guī)律D. 卡文迪什最早提出“在高山上水平拋出一物體，只要速度足夠大就不會再落在地球上【答案】C【解析】【詳解】A開普勒總結(jié)歸納了行星運(yùn)動定律，但哥白尼提出了

2、日心說；故A錯誤；B開普勒經(jīng)過多年的天文觀測發(fā)現(xiàn)了行星沿橢圓軌道運(yùn)動，并建立了行星運(yùn)動三定律，故B錯誤；C牛頓做了月地檢驗(yàn)，證明了地面物體所受引力和天體間引力遵循相同的規(guī)律，故C正確；D牛頓設(shè)想了衛(wèi)星模型，認(rèn)為：在高山上水平拋出一物體，只要速度足夠大就不會再落在地球上，故D錯誤。故選C。2. 關(guān)于曲線運(yùn)動，下列說法正確的是（）A. 物體的加速度可以為零B. 變速運(yùn)動一定是曲線運(yùn)動C. 物體在恒力作用下不可能做曲線運(yùn)動D. 物體平均速度大小一定小于平均速率【答案】D【解析】【詳解】A做曲線運(yùn)動的物體，其速度方向一定改變，所以曲線運(yùn)動一定是變速運(yùn)動，加速度不可能為零，A錯誤；B速度大小改變、方向不

3、變的運(yùn)動不是曲線運(yùn)動，比如勻加速直線運(yùn)動，所以變速運(yùn)動不一定是曲線運(yùn)動，B錯誤；C物體在恒力作用下可能做曲線運(yùn)動，比如平拋運(yùn)動，C錯誤；D做曲線運(yùn)動的物體，位移大小一定小于路程，所以做曲線運(yùn)動的物體平均速度大小一定小于平均速率，D正確。故選D。3. 如圖所示，為某種自行車的大齒輪、鏈條、小齒輪、腳踏板、后輪示意圖，在騎行過程中，腳踏板和大齒輪同軸轉(zhuǎn)動，小齒輪和后輪同軸轉(zhuǎn)動，已知大齒輪與小齒輪的半徑之比為3：1，后輪與小齒輪半徑之比為10：1，當(dāng)使后輪離開地面，扭動腳蹈板帶動后輪一起勻速轉(zhuǎn)動時（）A. A、C兩點(diǎn)的線速度B. A、B兩點(diǎn)的角速度C. A、C兩點(diǎn)的周期D. A、C兩點(diǎn)的向心加速度【

4、答案】C【解析】【詳解】AB由圖可知，大齒輪與小齒輪為同緣傳動，因此由于大齒輪與小齒輪的半徑之比為3：1，根據(jù)可得小齒輪與后輪為同軸傳動，因此因此后輪與小齒輪半徑之比為10：1，因此因此A、C兩點(diǎn)的線速度之比為故AB錯誤；C根據(jù)可得故C正確；D根據(jù)可得故D錯誤。故選C。4. 如圖所示，質(zhì)量可以不計的細(xì)桿長為l，一端固定著一個質(zhì)量為m的小球，另一端能繞光滑的水平軸O轉(zhuǎn)動，讓小球在豎直平面內(nèi)繞軸O做半徑為l的圓周運(yùn)動，小球通過最高點(diǎn)時的線速度大小為v，下列說法中正確的是（）A. 小球能過最高點(diǎn)的臨界條件是B. 當(dāng)小球通過最高點(diǎn)時，小球可能處于超重狀態(tài)C. 在最高點(diǎn)時，若，則小球與細(xì)桿之間的彈力隨v

5、增大而減小D. 在最高點(diǎn)時，若，則小球與細(xì)桿之間的彈力隨v減小而增大【答案】D【解析】【詳解】A由于桿能支撐小球，所以小球通過最高點(diǎn)時最小速度可以為零，A錯誤；B小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動，通過最高點(diǎn)且速度不零時，向心力指向圓心，加速度向下，小球處于失重狀態(tài)，B錯誤；C當(dāng)時，根據(jù)牛頓第二定律得則當(dāng)時，桿對小球有向下的拉力，由上式可知v增大時，F(xiàn)增大，C錯誤；D當(dāng)時，桿對小球有向上的支持力，根據(jù)牛頓第二定律得可知v減小時，F(xiàn)增大，D正確。故選D。5. 我國已掌握“半彈道跳躍式高速再入返回技術(shù)”（俗稱“打水漂”），為實(shí)現(xiàn)“嫦娥”飛船月地返回任務(wù)奠定基礎(chǔ)。如圖所示，假設(shè)與地球同球心的虛線球面為地球大

6、氣層邊界，虛線球面外側(cè)沒有空氣，返回艙從a點(diǎn)無動力滑入大氣層，然后經(jīng)b點(diǎn)從c點(diǎn)“跳出”，經(jīng)d點(diǎn)后再從e點(diǎn)“躍入”實(shí)現(xiàn)多次減速，可避免損壞返回艙。d點(diǎn)為軌跡最高點(diǎn)，距離地面高度h，已知地球表面重力加速度g，地球半徑為R，引力常量為G。則（）A. 返回艙在d點(diǎn)時的速度大小為B. 返回艙在d點(diǎn)時的角速度大小為C. 返回艙在d點(diǎn)時的加速度大小為D. 返回艙在d點(diǎn)時的重力加速度大小為【答案】C【解析】【詳解】A 在地球表面則有在d點(diǎn)時，如果地球引力全部提供向心力，則有 其中r=R+h解得速度大小為而在d點(diǎn)時，返回艙要做近心運(yùn)動，此時地球引力大于所需向心力，因此速度vdA錯誤； B在d點(diǎn)時，如果地球引力全

7、部提供向心力，則有解得角速度大小為返回艙要做近心運(yùn)動，此時地球引力大于所需向心力，因此角速度dB錯誤；CD由牛頓第二定律可得解得加速度大小同理可得返回艙在d點(diǎn)時的重力加速度大小為C正確，D錯誤。故選C。6. 如圖為某同學(xué)對著豎直墻壁練習(xí)打乒乓球。在某次練習(xí)中，球與墻壁上A點(diǎn)碰撞后以m/s的水平速度彈離，恰好垂直落在球拍上的B點(diǎn)，已知球拍與水平方向夾角，g=10m/s2，忽略空氣阻力，則A點(diǎn)到B點(diǎn)的距離為（）A. mB. mC. mD. 20m【答案】A【解析】【詳解】由幾何關(guān)系可知，小球落到斜面上的速度方向與水平方向夾角為，則得小球的運(yùn)動時間為小球的水平位移為豎直下落高度為A點(diǎn)到B點(diǎn)的距離為解

8、得故選A。7. 如圖所示，用一根長桿和兩個定滑輪的組合裝置使重物M下落，長桿的一端與地面通過鉸鏈連接形成轉(zhuǎn)軸，其端點(diǎn)恰好處于左側(cè)滑輪正下方O點(diǎn)處，已知桿長為L，在桿的中點(diǎn)C處拴一根輕質(zhì)細(xì)繩，繞過兩個定滑輪后掛上重物M?，F(xiàn)在桿的另一端用力，使其順時針由水平位置以角速度勻速轉(zhuǎn)動至豎直位置，此過程中下列說法正確的是（）A. 繩對重物的拉力小于重物的重力B. 重物M勻速下降C. 重物M的最大速度是D. 重物M的速度先減小后增大【答案】C【解析】【詳解】BD.設(shè)點(diǎn)線速度方向與繩子沿線的夾角為，由題可知點(diǎn)線速度為該線速度在沿繩子方向上的分速度為桿由水平位置速轉(zhuǎn)動至豎直位置過程中，先減小后增大，因此繩子的速

9、度先增大后減小，重物的速度先增大后減小，BD錯誤；A.由于重物的速度先增大后減小，因此重物的加速度先向下后向上，則繩對重物的拉力先小于重物的重力，后大于重物的重力A錯誤；C.繩子的速度先增大后減小，當(dāng)繩子與杠垂直時，繩子的速度取最大值，因此重物M的最大速度是，C正確；故選C。8. 質(zhì)量均為m的兩個星球A和B，圍繞著它們連線中點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動。按照雙星模型計算出兩星球的周期是實(shí)際觀測兩星球運(yùn)行周期的k倍。于是有人猜想在A，B連線的中點(diǎn)有一未知天體C，假如猜想正確，則C的質(zhì)量為（）A. B. C. D. 【答案】C【解析】【詳解】兩星角速度相同，根據(jù)萬有引力充當(dāng)向心力知可得兩星繞連線的中點(diǎn)轉(zhuǎn)動，則

10、有所以由于C的存在，雙星的向心力由兩個力的合力提供，則解得又聯(lián)立可得故選C。9. 已知質(zhì)量分布均勻的球殼對殼內(nèi)物體的引力為零，假設(shè)地球是一半徑為R、質(zhì)量分布均勻的球體，則地面下深度d（dR）處和地面上高度也為d處的重力加速度大小之比為（）A. B. C. D. 【答案】D【解析】【詳解】地面上高度為d處的重力加速度，根據(jù)萬有引力等于重力地面下深度d（dR）處地面下深度d（dR）處，根據(jù)萬有引力等于重力其中求得D正確故選D。二、多項(xiàng)選擇題（本題共5小題，每小題4分，共20分。每小題有多個選項(xiàng)符合題目要求，全部選對的得4分，選不全的得2分，有選錯或不答的得0分）10. 2021年10月16日神舟十

11、三號飛船順利將3名航天員送入太空，并與繞地球做圓周運(yùn)動的天和核心艙首次徑向?qū)映晒?，對接后神舟十三號與天和核心艙繞地球運(yùn)行近似為勻速圓周運(yùn)動，運(yùn)行周期約90分鐘。下列說法正確的是（）A. 核心艙的運(yùn)行速度小于第一宇宙速度B. 載人飛船需先進(jìn)入核心艙軌道，再加速追上核心艙完成對接C. 對接后，考慮到稀薄大氣的阻力，若無動力補(bǔ)充，核心艙的軌道高度將緩慢降低D. 核心艙運(yùn)行的向心加速度小于“靜止”在赤道上空的同步衛(wèi)星的向心加速度【答案】AC【解析】【詳解】A第一宇宙速度是衛(wèi)星最大的運(yùn)行速度，大小近似等于近地衛(wèi)星的線速度，根據(jù)牛頓第二定律故可知軌道半徑越大，線速度越小，故核心艙的運(yùn)行速度小于第一宇宙速

12、度，A正確；B載人飛船需要從較低軌道加速，上升到較高軌道追上核心艙完成對接。如果載人飛船在核心艙所在的軌道加速，將會做離心運(yùn)動，不能追上核心艙，B錯誤；C對接后，考慮到稀薄大氣的阻力，若無動力補(bǔ)充，核心艙將做近心運(yùn)動，軌道高度將緩慢降低，C正確；D衛(wèi)星運(yùn)行過程中萬有引力提供向心力，由牛頓第二定律故因?yàn)楹诵呐摰倪\(yùn)行周期小于同步衛(wèi)星的周期，所以核心艙軌道半徑小于同步衛(wèi)星的軌道半徑，故核心艙運(yùn)行的向心加速度大于“靜止”在赤道上空的同步衛(wèi)星的向心加速度，D錯誤。故選AC。11. 在我國“神舟十三號”載人飛船與天和核心艙的交會對接中，控制飛船的速度是關(guān)鍵。如圖所示，“神舟十三號”載人飛船以速度在圓軌道I

13、上做勻速圓周運(yùn)動，當(dāng)其運(yùn)動到P點(diǎn)時進(jìn)行點(diǎn)火加速，使自身速度在較短時間內(nèi)增加到，飛船實(shí)現(xiàn)變換軌道，在橢圓軌道II上運(yùn)行，到達(dá)Q點(diǎn)的速度大小為。以下說法正確的是（）A. 飛船的速度大小關(guān)系為B. 飛船在P點(diǎn)時的重力加速度大于在Q點(diǎn)時的重力加速度C. 飛船在軌道II上的運(yùn)行周期小于在軌道I上的周期D. 飛船在軌道II上經(jīng)過P點(diǎn)的加速度大于經(jīng)過Q點(diǎn)的加速度【答案】BD【解析】【詳解】A設(shè)地球質(zhì)量為M，質(zhì)量為m的飛船繞地球做半徑為r、速度大小為v的勻速圓周運(yùn)動，根據(jù)牛頓第二定律有解得假設(shè)飛船在Q點(diǎn)加速變軌至圓軌道III上做勻速圓周運(yùn)動，則飛船在圓軌道III上的速度，根據(jù)上面所求v的表達(dá)式可知，所以故A錯

14、誤；BD飛船在P點(diǎn)時的萬有引力大于在Q點(diǎn)時的萬有引力，所以飛船在P點(diǎn)時的重力加速度大于在Q點(diǎn)時的重力加速度，且在軌道II上經(jīng)過P點(diǎn)的加速度大于經(jīng)過Q點(diǎn)的加速度，故BD正確；C軌道II的半長軸大于軌道I的半徑，根據(jù)開普勒第三定律可知飛船在軌道II上的運(yùn)行周期大于在軌道I上的周期，故C錯誤；故選BD。12. 第24屆冬奧會于2022年2月4日在中國北京和張家口成功舉行，這是我國繼2008年奧運(yùn)會后承辦的又一重大國際體育盛會，如圖所示，跳臺滑雪軌道由曲面、斜面與水平面連接而成。運(yùn)動員在曲面上調(diào)整位置下滑，從O點(diǎn)以的初速度水平滑出，經(jīng)一段時間后落在傾斜軌道上的A點(diǎn)，斜面傾角，運(yùn)動員從O點(diǎn)以不同的水平速

15、度滑出時，分別落到了斜坡上的AB兩點(diǎn)，且，不計空氣阻力，下列說法正確的是（）A. OB距離為150mB. 運(yùn)動員到達(dá)A點(diǎn)的速度大小為m/sC. 運(yùn)動員在曲面不同位置下滑，到達(dá)A、B兩點(diǎn)的瞬時速度方向與水平方向夾角不同D. 運(yùn)動員分別到達(dá)A、B兩點(diǎn)的兩次試跳中，在空中運(yùn)動時間之比為1：2【答案】AB【解析】【詳解】A由平拋運(yùn)動可知解得t=3s則OB距離150m，選項(xiàng)A正確；B運(yùn)動員到達(dá)A點(diǎn)的速度大小為選項(xiàng)B正確；C運(yùn)動員落到斜面時瞬時速度方向與水平方向夾角則運(yùn)動員在曲面不同位置下滑，到達(dá)A、B兩點(diǎn)的瞬時速度方向與水平方向夾角相同，選項(xiàng)C錯誤；D因?yàn)榭芍湓贏B兩點(diǎn)時豎直高度之比為1:2，則運(yùn)動員

16、分別到達(dá)A、B兩點(diǎn)的兩次試跳中，在空中運(yùn)動時間之比為1：，選項(xiàng)D錯誤。故選AB。13. 某衛(wèi)星繞一質(zhì)量分布均勻的星球做勻速圓周運(yùn)動，經(jīng)測得該衛(wèi)星在不同軌道下速度大小的二次方與軌道半徑倒數(shù)的關(guān)系圖像如圖中實(shí)線所示，已知該圖線的斜率為k，星球的半徑，引力常量為G，下列說法正確的是（）A. 該星球的密度為B. 該星球的第一宇宙速度為C. 該星球自轉(zhuǎn)的周期為D. 該星球表面的重力加速度大小為【答案】ABD【解析】【詳解】A根據(jù)整理可得由圖像可得則該星球的密度為所以A正確；B該星球的第一宇宙速度為v，則有解得所以B正確；C條件不足，該星球自轉(zhuǎn)的周期無法計算，所以C錯誤；D該星球表面的重力加速度大小為所以

17、D正確；故選ABD。14. 如圖所示，傾角的斜面ABC固定在可以繞豎直軸轉(zhuǎn)動的水平轉(zhuǎn)臺上，斜面最低點(diǎn)A在轉(zhuǎn)軸上?？梢暈橘|(zhì)點(diǎn)、質(zhì)量為m的小物塊隨轉(zhuǎn)臺一起以角速度勻速轉(zhuǎn)動，此時小物塊到A點(diǎn)的距離為L，其與斜面之間動摩擦因數(shù)為，重力加速度為g，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，則物塊隨斜面一起轉(zhuǎn)動的過程中，下列說法正確的是（）A. 小物塊受到的摩擦力方向一定沿斜面向下B. 小物塊對斜面的壓力大小不小于C. 水平轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動角速度應(yīng)不小于D. 水平轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動角速度應(yīng)不大于【答案】BCD【解析】【詳解】A當(dāng)角速度較小時，小物塊有沿斜面向下的運(yùn)動趨勢，受到的摩擦力方向沿斜面向上，故A錯誤；BCD當(dāng)角速度最小時，物塊

18、恰好不下滑，受力分析如圖1所示，軸方向根據(jù)平衡條件軸方向則有解得當(dāng)角速度最大時，物塊恰好不上滑，受力分析如圖2所示，軸方向根據(jù)平衡條件軸方向則有解得由上分析可知，角速度取值范圍為小物塊對斜面的壓力大小為小物塊對斜面的壓力大小取值范圍為故BCD正確；故選BCD。II卷（非選擇題，共5小題，共44分）三、實(shí)驗(yàn)題（本題共2小題，共12分）15. 哈三中DIY實(shí)驗(yàn)社團(tuán)的幾位同學(xué)在學(xué)習(xí)完圓周運(yùn)動相關(guān)知識后，打算做一個實(shí)驗(yàn)來感受一下圓周運(yùn)動中的向心力，并對向心力大小與半徑、角速度、質(zhì)量的關(guān)系進(jìn)行探究，具體操作如下：如圖甲所示，用細(xì)繩拴住水杯，杯中裝有少量的水，在離水杯40cm處的繩子上打一結(jié)，記為繩結(jié)A，

19、80cm處打一結(jié)，記為繩結(jié)B，一位同學(xué)用秒表記時，另一位同學(xué)將水杯在空中甩動，近似認(rèn)為水杯在水平面內(nèi)作勻速圓周運(yùn)動，并做出如下三種操作：操作一：手握繩結(jié)A，使杯在水平面內(nèi)每秒運(yùn)動一周，體會向心力的大??；操作二：手握繩結(jié)B，使杯在水平面內(nèi)每秒運(yùn)動一周，體會向心力的大??；操作三：手握繩結(jié)A，使杯在水平面內(nèi)每秒運(yùn)動二周，體會向心力的大小。結(jié)合操作中的感受和所學(xué)圓周運(yùn)動相關(guān)知識，我們可以總結(jié)出：（1）操作二與一相比較：當(dāng)水杯總質(zhì)量和角速度相同時，向心力大小與_有關(guān)：操作三與一相比較：當(dāng)半徑和_相同時，向心力大小與角速度大小有關(guān)；（2）此次實(shí)驗(yàn)里采用了物理學(xué)中_的實(shí)驗(yàn)方法?！敬鸢浮?. 半徑 . 水杯總

20、質(zhì)量 . 控制變量法【解析】【詳解】（1）1操作二與一相比較：當(dāng)水杯總質(zhì)量和角速度相同時，向心力大小與半徑有關(guān)；2操作三與一相比較：當(dāng)半徑和水杯總質(zhì)量相同時，向心力大小與角速度大小有關(guān)；（2）3此次實(shí)驗(yàn)里采用了物理學(xué)中控制變量法的實(shí)驗(yàn)方法。16. 哈三中創(chuàng)智聯(lián)盟社團(tuán)的同學(xué)們利用某手機(jī)app的定時連拍功能來研究物體的平拋運(yùn)動，實(shí)驗(yàn)步驟如下：一同學(xué)站在豎直墻邊，將小球沿平行于墻面的豎直面內(nèi)水平向右拋出，另一位同學(xué)隨即啟動手機(jī)app，拍攝下了不同時刻小球位置的照片；用刻度尺測出某一塊磚塊的高度d和長度L；用平滑的曲線將小球四個位置連接起來，得到小球的部分運(yùn)動軌跡如下圖所示。小球所受空氣阻力可以忽略不

21、計，重力加速度為g，墻面的每一塊磚都完全相同。請分析下列問題：（1）手機(jī)app里設(shè)置的定時連拍的時間間隔為T=_；（2）小球在位置B的速度大小為_；（3）小球從拋出到運(yùn)動至C點(diǎn)，所用時間為_。【答案】 . . . 【解析】【詳解】（1）1小球做平拋運(yùn)動，在豎直方向則有所以連拍照相機(jī)的時間間隔（2）2小球平拋運(yùn)動的初速度在B點(diǎn)時豎直方向的速度為小球在位置B的速度大小為（3）3小球從拋出到運(yùn)動至B點(diǎn)，所用時間為小球從拋出到運(yùn)動至C點(diǎn)，所用時間為四、計算題（本題共3小題，共32分。寫出必要的過程和文字說明，只寫結(jié)果不得分）17. 如圖所示，網(wǎng)球發(fā)球機(jī)固定在水平臺上，網(wǎng)球可從發(fā)球機(jī)出口處水平射出，發(fā)球機(jī)出口距水平地面的高度為0.8m，若某次發(fā)射后網(wǎng)球剛好落到距發(fā)球機(jī)出口水平離為1.2m的P點(diǎn)，不計空氣阻力，。求：網(wǎng)球擊中P點(diǎn)時的速度大小。【答案】5m/s【解析】【詳解】網(wǎng)球做平拋運(yùn)動的時間為水平分速度大小為擊中P點(diǎn)時的豎直分速度大小為網(wǎng)球擊中P點(diǎn)時的速度