山西省朔州市怀仁市2022-2023学年高一（下）期中联考物理试卷

试卷更新日期：2023-08-17 类型：期中考试

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一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）

1. 2022年世界杯在卡塔尔举行，“香蕉球”是足球比赛中极具观赏性的一种进球方式．如图所示，在足球场上罚任意球时，运动员踢出的“香蕉球”，在行进过程中绕过“人墙”转弯进入了球门，守门员“望球莫及” $.$ 关于足球在这一飞行过程中的受力方向和速度方向，下列说法正确的是（）

A、合外力方向指向轨迹外侧，速度方向沿轨迹切线方向 B、合外力方向指向轨迹内侧，速度方向沿轨迹切线方向 C、合外力的方向与速度方向垂直 D、合外力的方向与速度方向共线

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2. 搭载神舟十三号载人飞船的长征二号 $F$ 遥十三运载火箭，在酒泉卫星发射中心按照预定时间精准点火发射，载人飞船在发射升空、在轨运行、返回着陆的过程中，飞船中的宇航员会经历一系列超重和失重的过程，下列说法正确的是（）

A、飞船加速升空时，宇航员处于失重状态 B、飞船在重力作用下加速返回地球时，宇航员处于超重状态 C、飞船打开减速伞减速下降时，宇航员处于失重状态 D、飞船在轨道上绕地球做匀速圆周运动时，宇航员处于失重状态

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3. 小明同学遥控小船做过河实验，并绘制了四幅小船过河的航线图，如图所示．图中实线为河岸，河水的流动速度不变，方向水平向右，虚线为小船从河岸 $M$ 驶向对岸 $N$ 的实际航线，小船相对于静水的速度不变，并且大于河水的流动速度．则（）

A、航线图甲是正确的，船头保持垂直河岸的方向，小船过河时间最短 B、航线图乙是正确的，船头保持沿垂直河岸偏向上游的方向，小船过河时间最短 C、航线图丙不正确，船头保持垂直河岸的方向，小船过河位移最短 D、航线图丁不正确，如果船头保持沿垂直河岸偏向下游的方向，船的轨迹应该是曲线

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4. 2022年6月5日17时42分，神舟十四号与天和核心舱径向端口成功对接形成组合体．已知组合体距地面高度约为 $400 k m$ ，北斗 $M 3$ 卫星的轨道高度约为 $36000 k m$ ，若它们的运动均可视为匀速圆周运动，则（）

A、组合体的运行速度小于北斗 $M 3$ B、组合体的角速度大于北斗 $M 3$ C、组合体的加速度等于北斗 $M 3$ D、组合体的周期大于北斗 $M 3$

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5. 如图所示， $x O y$ 是平面直角坐标系， $O x$ 水平、 $O y$ 竖直，一质点从 $O$ 点开始做平抛运动， $P$ 点是轨迹上的一点．质点在 $P$ 点的速度大小为 $v$ ，方向沿该点所在轨迹的切线方向． $M$ 点为 $P$ 点在 $O x$ 轴上的投影， $P$ 点速度方向的反向延长线与 $O x$ 轴相交于 $Q$ 点．已知 $O Q = 15 \sqrt{3} m$ ， $M P = 45 m$ ，重力加速度 $g$ 取 $10 m / s^{2}$ ，则下列说法正确的是（）

A、平抛的初速度为 $10 \sqrt{3} m / s$ B、质点在 $P$ 点的速度大小为 $440 \sqrt{3} m / s$ C、质点在 $P$ 点的速度方向与水平方向的夹角为 $4 5^{∘}$ D、若平抛初速度加倍，则质点下落到与 $P$ 点同一高度所用时间将减半

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6. “人造月亮”是人类探索太空、寻找光明的一种构想，是指将一种携带大型空间反射镜的人造空间照明卫星，部署在距离地球表面 $500 k m$ 以内的轨道上运行．“人造月亮”若工作起来将会为我国减少数亿元的夜晚照明电费开支，其亮度最大是月亮亮度的8倍，可为城市提供夜间照明，下列关于“人造月亮”的速度和第一宇宙速度的说法中正确的是（）

A、“人造月亮”绕地球做圆周运动的线速度大于第一宇宙速度 B、“人造月亮”的发射速度可以小于第一宇宙速度 C、若要“人造月亮”发射后可以直接飞向太阳，则其发射速度应达到第二宇宙速度 D、绕地球运行的卫星的速度不可能大于第一宇宙速度

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7. 如图所示是同一卫星绕地球飞行的三条轨道，轨道1是近地圆形轨道，2和3是变轨后的椭圆轨道． $A$ 点是轨道2的近地点，轨道1、2、3在 $A$ 点相切， $B$ 点是轨道 $2$ 的远地点，则下列说法中正确的是（）

A、三条轨道中，卫星在轨道1上绕地球运行的周期最大 B、卫星在轨道2上经过 $A$ 点的速度等于卫星在轨道3上经过 $A$ 点的速度 C、卫星在轨道2上经过 $A$ 点的加速度大于卫星在轨道3上经过 $A$ 点的加速度 D、卫星在轨道2上经过 $A$ 点的速度大于卫星在轨道2上经过 $B$ 点的速度

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二、多选题（本大题共3小题，共18.0分）

8. 我国“北斗”卫星导航定位系统将由 $5$ 颗静止轨道卫星和 $30$ 颗非静止轨道卫星组成．静止轨道卫星即为同步卫星，卫星与地面的位置相对保持不变，故这种轨道又称为静止卫星轨道，一般用作通讯、气象等方面．下列关于同步卫星的说法中正确的是（）

A、同步卫星的线速度大于近地卫星的线速度 B、同步卫星轨道平面与赤道平面重合 C、所有同步卫星距离地球表面的高度均相同 D、所有同步卫星受到地球的万有引力均相同

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9. 2021年4月29日，中国空间站天和核心舱发射升空，准确进入预定轨道.2023年2月9日，神舟十五号航天员乘组，迎来了首次出舱活动．核心舱绕地球飞行的轨道可视为圆轨道，已知引力常量 $G$ ，下列说法中正确的是（）

A、若测得核心舱的轨道半径 $r$ 和线速度 $v$ ，即可求地球质量 $M$ B、若测得核心舱的轨道半径 $r$ 和地球半径 $R$ ，即可求地球质量 $M$ C、若测得核心舱的轨道半径 $r$ 和周期 $T$ ，即可求地球密度 $ρ$ D、若测得核心舱的轨道半径与地球半径的比值 $k$ 和周期 $T$ ，即可求地球密度 $ρ$

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10. 如图所示，置于竖直面内的光滑金属圆环半径为 $L$ ，质量为 $m$ 的带孔小球穿于环上，同时有一长为 $L$ 的细绳一端系于圆环最高点，另一端系小球，当圆环以角速度 $ω (ω \neq 0)$ 绕竖直直径转动时（）

A、金属圆环对小球的弹力可能小于小球的重力 B、细绳对小球的拉力可能小于小球的重力 C、细绳对小球拉力与金属圆环对小球弹力可能相等 D、当 $ω = \sqrt{\frac{2 g}{L}}$ 时，金属圆环对小球的作用力为零

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三、实验题（本大题共2小题，共15.0分）

11. 某同学为了测定一竖直转轴的角速度，设计了如图所示的实验装置，所用器材有：竖直转轴、小铁球、细线．

(1)、在已给器材的基础上，若只能再选一种器材进行实验操作并得到实验结果，则下列选项中正确的是____ $. ($ 填选项前的字母 $)$

A、刻度尺 B、量角器 C、天平 D、弹簧测力计

(2)、用 $(1)$ 中所选的器材，则需要测量的物理量是 $. ($ 用文字描述并用字母符号表示 $)$

(3)、用已测量的物理量表示转轴的角速度 $ω =$ $. ($ 已知重力加速度 $g)$

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12. 某同学根据平抛运动原理设计“测量弹射器弹丸出射初速度”的实验，实验装置图如图甲所示，提供的实验器材有：弹射器（含弹丸，如图乙所示）、铁架台（带有夹具）、米尺。

(1)、在安装实验装置时应保持弹射器方向。

(2)、实验中需要测量的物理量有____。（填选项前的字母）

A、弹丸的质量m B、弹丸射出的水平距离x C、弹射器与水平地面的高度差h D、弹射器内部弹簧的劲度系数k

(3)、为减小实验误差，可进行多次实验，每次实验需要保证弹丸压缩弹射器的压缩程度相同，目的是。

(4)、根据实验数据计算得到弹丸的初速度v₀=。[用题目中出现的物理量和（2）中多次实验得到的平均值表示，重力加速度取g]

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四、计算题（本大题共3小题，共39.0分）

13. 如图所示，一可视为质点、质量为 $m$ 的小物块在 $A$ 点从静止开始沿光滑轨道 $A B$ 下滑，进入半圆形光滑轨道 $B C$ ，运动半周后恰好能通过轨道 $B C$ 的最高点 $C$ ，最后落回到倾斜轨道 $A B$ 上．已知倾斜轨道 $A B$ 倾角为 $3 7^{∘}$ ，半圆形轨道半径 $R = 0.9 m$ ，倾斜轨道与半圆轨道在 $B$ 点平滑连接， $g$ 取 $10 m / s^{2}$ ， $s i n 3 7^{∘} = 0.6$ ， $c o s 3 7^{∘} = 0.8$ ，不计空气阻力，求：

(1)、小物块经过 $C$ 点时的速度大小；

(2)、小物块从 $C$ 点落回到倾斜轨道 $A B$ 上的运动时间 $t . ($ 结果可保留根号 $)$

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14. 宇航员在地球表面一斜坡上 $P$ 点，沿水平方向以初速度 $v_{0}$ 抛出一个小球，测得小球经时间 $t$ 落到斜坡另一点 $Q$ 上．现宇航员站在某质量分布均匀的星球表面相同的斜坡上 $P$ 点，沿水平方向以相同的初速度 $v_{0}$ 抛出一个小球，小球落在 $P Q$ 的中点．已知该星球的半径为 $R$ ，地球表面重力加速度为 $g$ ，引力常量为 $G$ ，球的体积公式是 $V = \frac{4}{3} π R^{3} .$ 求：

(1)、该星球表面的重力加速度 $g_{0}$ ；

(2)、该星球的质量 $M$ ；

(3)、该星球的密度 $ρ$ ．

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15. 我国天文学家通过 $F A S T$ ，在武仙座球状星团 $M_{1} 3$ 中发现一个脉冲双星系统．如图所示，假设在太空中有恒星 $A$ 、 $B$ 双星系统绕点 $O$ 做顺时针匀速圆周运动，运动周期为 $T_{1}$ ，它们的轨道半径分别为 $R_{A}$ 、 $R_{B}$ ， $R_{A} < R_{B}$ ， $C$ 为 $B$ 的卫星，绕 $B$ 做逆时针匀速圆周运动，周期为 $T_{2} .$ 忽略 $A$ 与 $C$ 之间的引力， $A$ 与 $B$ 之间的引力远大于 $C$ 与 $B$ 之间的引力．万有引力常量为 $G$ ，求：

(1)、恒星 $A$ 的质量；

(2)、A、 $B$ 、 $C$ 三星由图示位置到再次共线所用时间 $t$ ；

(3)、若 $A$ 也有一颗周期为 $T_{2}$ 的卫星 $D$ ，求卫星 $C$ 、 $D$ 的轨道半径之比．

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