山东省济南外国语学校三箭分校高二物理上学期期中试题

山东省济南外国语学校三箭分校2022-2022学年高二物理上学期期中试题考试时间90分钟满分100分第Ⅰ卷（选择题，共60分）一、选择题（本题15小题，每小题4分，共60分。其中1--10题为单选，11---15题多项正确。全部选对的得4分，选不全的得2分，有错选或不选的得0分。）1.关于行星运动的规律，下列说法符合史实的是(　　)A.开普勒在牛顿定律的基础上，导出了行星运动的规律B.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C.开普勒总结出了行星运动的规律，找出了行星按照这些规律运动的原因D.开普勒总结出了行星运动的规律，发现了万有引力定律2.一物体做匀速圆周运动的半径为r，线速度大小为v，角速度为，周期为T。关于这些物理量的关系，下列关系式正确的是（）A.B.C.D.3.关于平抛运动，下列说法中正确的是A.平抛运动是匀速运动B.平抛运动是匀变速曲线运动C.平抛运动不是匀变速运动D.做平抛运动的物体落地时速度方向一定是竖直向下的4.我国发射的“嫦娥一号”卫星经过多次加速、变轨后，最终成功进入环月工作轨道。如图所示，卫星既可以在离月球比较近的圆轨道a上运动，也可以在离月球比较远的圆轨道b上运动。下列说法正确的是（）A.卫星在a上运行的线速度小于在b上运行的线速度B.卫星在a上运行的周期大于在b上运行的周期C.卫星在a上运行的角速度小于在b上运行的角速度D.卫星在a上运行时受到的万有引力大于在b上运行时的万有引力5.用跨过定滑轮的绳把湖中小船拉靠岸，如图所示，已知拉绳的速度v不变，则船速（　　）A.逐渐增大B.逐渐减小C.不变D.先增大后减小6．一质量为m的铁锤，以速度v竖直打在木桩上，经过Δt时间而停止，则在打击时间内，铁锤对木桩的平均冲力的大小是(　　)-14-\nA．mgΔtB.C.＋mgD.－mg7.如图所示，小球m在竖直放置的内壁光滑的圆形细管内做半径为R的圆周运动，小球过最高点速度为v，则下列说法中正确的是（）A.v的最小值为v=B.小球通过最高点时一定受到管壁向上的弹力C.若v由减小，则小球在最高点受到的管壁弹力也减小D.若v由增大，则小球在最高点受到的管壁弹力也增大8.如图所示，水平地面上有一个坑，其竖直截面为半圆，O为圆心，AB为沿水平方向的直径。若在A点以初速度v1沿AB方向平抛一小球，小球将击中坑壁上的最低点D点；而在C点以初速度v2沿BA方向平抛的小球也能击中D点。已知∠COD＝60°，则两小球初速度大小之比v1∶v2是（小球视为质点）A.1∶2B.1∶3C.∶2D.∶39.现代观测表明，由于引力作用，恒星有“聚集”的特点，众多的恒星组成了不同层次的恒星系统，最简单的恒星系统是两颗互相绕转的双星，事实上，冥王星也是和另一星体构成双星，如图所示，这两颗行星m1、m2各以一定速率绕它们连线上某一中心O匀速转动，这样才不至于因万有引力作用而吸引在一起，现测出双星间的距离始终为L，且它们做匀速圆周运动的半径r1与r2之比为3∶2，则(　　)．A.它们的角速度大小之比为2∶3B.它们的线速度大小之比为3∶2C.它们的质量之比为3∶2D.它们的周期之比为2∶310.如图所示，A、B、C三个物体放在旋转圆台上，动摩擦因数均为μ，A的质量是2m，B和C的质量均为m，A、B离轴为R，C离轴为2R.当圆台旋转时，则下列说法错误的是（）A.若A、B、C均未滑动，则C的向心加速度最大B.若A、B、C均未滑动，则B的摩擦力最小C.当圆台转速增大时，B比A先滑动D.圆台转速增大时，C比B先滑动11.物体在地球表面附近绕地球做圆周运动时的速度就叫做第一宇宙速度。关于第一宇宙速度，下列说法正确的是（）A.第一宇宙速度大小约为11.2km/sB.第一宇宙速度是人造卫星绕地球做匀速圆周运动的最小运行速度-14-\nC.若已知地球的半径和地球的质量、万有引力常量，便可求出第一宇宙速度D.若已知地球的半径和地球表面的重力加速度，便可求出第一宇宙速度12.如图所示，斜面与水平面间的夹角为，从斜面上空A点水平抛出a、b两个小球，初速度分别为va、vb，a球恰好垂直打到斜面上M点，而b球落在斜面上的N点，而AN恰好垂直于斜面。已知重力加速度为g。则（）A.a球在空中运动时间为B.b球在空中运动时间为C.a、b两球水平位移之比为D.a、b两球下落的高度之比为13.如下图所示，长为l的细绳一端固定在O点，另一端拴住一个小球，在O点的正下方与O点相距的地方有一枚与竖直平面垂直的钉子；把小球拉起使细绳在水平方向伸直，由静止开始释放，当细绳碰到钉子的瞬间，下列说法正确的是（）A.小球的线速度不发生突变B.小球的角速度突然增大到原来的2倍C.小球的向心加速度突然增大到原来的2倍D.绳子对小球的拉力突然增大到原来的2倍14.质量为m的小球A以速度v0在光滑水平面上运动，与质量为2m的静止小球B发生对心碰撞，则碰撞后A球的速度vA和B球的速度vB可能为（）A.vA=v0，vB=v0B.vA=-v0，vB=v0C.vA=-v0，vB=v0D.vA=v0，vB=v015.如图所示是某次同步卫星发射过程的示意图，先将卫星送入一个近地圆轨道，然后在P点点火加速，进入椭圆转移轨道，其中P是近地点，Q是远地点，在Q点再次点火加速进入同步轨道．设卫星在近地圆轨道的运行速率为v1，加速度大小为a1；在P点短时间点火加速之后，速率为v2，加速度大小为a2；沿转移轨道刚到达Q点速率为v3，加速度大小为a3；在Q点点火加速之后进入圆轨道，速率为v4，加速度大小为a4，则()A.v1＝v2a1<a2B.v1<v2a1＝a2C.v3<v4a3＝a4D.v3<v4a3<a4第Ⅱ卷（非选择题，共40分）-14-\n三、实验题（本题共10分）16.在做“研究平抛物体的运动”实验时，实验装置如图所示，先将斜槽轨道的末端调整水平，在一块平木板表面钉上复写纸和白纸，并将该木板竖直立于槽口附近处，使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞到木板并在白纸上留下痕迹A；将木板向远离槽口方向分别平移距离x、2x，再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球分别撞在木板上得到痕迹B、C。若木板每次移动距离x=15.00cm，测得A、B间距离y1=4.78cm，B、C间距离y2=14.58cm。（取重力加速度g=9.8m/s2）（1）小球初速度的表达式为v0=________。（用题给物理量符号表示）（2）小球初速度的测量值为________m/s。（保留两位有效数字）17.如图所示为实验室中验证动量守恒的实验装置示意图．(1)若入射小球质量为m1，半径为r1；被碰小球质量为m2，半径为r2，则________．A．m1>m2,r1>r2B．m1>m2,r1<r2C．m1>m2，r1＝r2D．m1<m2,r1＝r2(2)为完成此实验，以下所提供的测量工具中必需的是________(填下列对应的字母).A．直尺B．游标卡尺C．天平D．弹簧测力计E．秒表(3)设入射小球的质量为m1，被碰小球的质量为m2，P为碰前入射小球落点的平均位置，则关系式(用m1、m2及图中字母表示)________________成立，即表示碰撞中动量守恒．四、计算题（共30分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写最后答案的不给分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值的单位。）18.如图所示，宇航员站在某质量分布均匀的星球表面一斜坡上P点沿水平方向以初速度v0抛出一个小球，测得小球经时间t落到斜坡上另一点Q，斜面的倾角为α，已知该星球半径为R，万有引力常量为G，求：（1）该星球表面的重力加速度；（2）该星球的质量。19.光滑水平面上质量为1kg的小球A，以2.0m/s的速度与同向运动的速度为1.0m/s、质量为2kg的大小相同的小球B发生正碰,碰撞后小球B以1.5m/s的速度运动。求:(1)碰后A球的速度大小;[:Z*xx*k.Com](2)碰撞过程中A、B系统损失的机械能。20.如图所示，用细绳一端系着质量为M=0.6kg的物体A-14-\n静止在水平转盘上，细绳另一端通过转盘中心的光滑小孔O吊着质量为m=0.3kg的小球B,A的重心到O点的距离为0.2m.若A与转盘间的最大静摩擦力为f=2N,为使小球B保持静止，求转盘绕中心O旋转的角速度ω的取值范围．（取g=10m/s2）-14-\n2022-2022学年度第一学期模块检测高二物理试题答案（2022.11）一、选择题（本题15小题，每小题4分，共60分。其中1--10题为单选，11---15题多项正确。全部选对的得4分，选不全的得2分，有错选或不选的得0分。）1.【答案】B【解析】试题分析：开普勒在他的导师第谷天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律，但并未找出了行星按照这些规律运动的原因；牛顿在开普勒行星运动定律的基础上推导出万有引力定律，故ACD错误，B正确．故选B。考点：物理学史【名师点睛】本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一。2.【答案】D【解析】根据线速度的定义可知，故A错误D正确；因为，所以，BC错误．3.【答案】B【解析】【分析】平抛运动的加速度不变，做匀变速曲线运动，在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动。【详解】A、B、C、平抛运动的物体只受重力，则加速度不变为重力加速度g，速度随时间均匀变化，是匀变速曲线运动，故A错误，B正确，C错误。D、平抛运动落地的速度是水平分速度和竖直分速度的合成，不可能竖直向下；故D错误。故选B。【点睛】解决本题的关键知道平抛运动的特点，知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，4.【答案】D【解析】-14-\n试题分析：对于月球的卫星，万有引力提供向心力，设卫星的质量为m、轨道半径为r、月球质量为M，有F=F向F=F向=m=mω2r=m解得v=ω=T=2π根据题意得：卫星在a上运行的轨道半径小于在b上运行的轨道半径，所以卫星在a上运行的线速度大，角速度大、周期小、万有引力大．故A、B、C错误，D正确．故选D．5.【答案】A【解析】试题分析：小船的速度可分解为沿绳子方向的速度和垂直绳子向下方向的速度，如图所示，根据矢量三角形可得，随着船向左运动，在增大，而绳子速度v不变，所以船的速度增大，故B正确；考点：考查了速度的合成与分解【名师点睛】将小船的运动沿绳子收缩方向和垂直绳子方向进行正交分解，拉绳子的速度v等于船沿绳子收缩方向的分速度，再对绳子收缩方向的分速度的表达式进行讨论，即可以求出船速的变化情况．-14-\n6．解析：对铁锤应用动量定理，设木桩对铁锤的平均作用力为F，则(F－mg)Δt＝0－(－mv)，解得F＝＋mg，所以铁锤对木桩的平均冲力F′＝F＝＋mg。答案：C7.【答案】D【解析】【详解】小球在最高点，由于细管对小球的弹力可以向上，也可以向下，则v的最小值为零，故A错误。在最高点，若v＞，细管对小球的弹力方向向下，若v＜，细管对小球的弹力方向向上，故B错误。若v由减小，细管对小球的弹力方向向上，根据牛顿第二定律得，mg−F＝m，速度减小，弹力变大，故C错误。若v由增大，细管对小球的弹力方向向下，根据牛顿第二定律得，mg+F＝m，速度增大，弹力变大，故D正确。故选D。【点睛】小球在圆管中运动类型与轻杆模型相似，属于有支撑物的类型，小球到达最高点临界速度为零.8.【答案】D【解析】小球从A点平抛，可得小球从C点平抛，可得联立解得故D正确；故选D点睛：根据平抛运动的竖直位移求出运动的时间，根据水平位移求出平抛运动的初速度．从而得出两球的初速度之比．解决本题的关键知道平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，掌握平抛运动的运动学规律．9.【答案】B【解析】双星的角速度和周期都相同，故A、D均错，由＝m1ω2r1，＝m2ω2r2，解得m1∶m2-14-\n＝r2∶r1＝2∶3，C错误．由v＝ωr知，v1∶v2＝r1∶r2＝3∶2，B正确．10.【答案】C【解析】试题分析：A、三个物体都做匀速圆周运动，合力指向圆心，对任意一个受力分析，如图支持力与重力平衡，F合=f=F向；由于a、b、c三个物体共轴转动，角速度ω相等，根据题意，rc=2ra=2rb=r由向心力公式F向=mω2r，得三物体的向心力分别为：Fa=2mω2r；Fb=mω2r=mω2r；Fc=mω2（2r）=2mω2r故AB正确；对任意一物体，由于摩擦力提供向心力，有μmg=mω2r；当ω变大时，所需要的向心力也变大，当达到最大静摩擦力时，物体开始滑动，当转速增加时，A、B所需向心力也都增加，且保持2：1关系，但因A、B最大静摩擦力也满足2：1关系，因此A、B会同时滑动，故C错误．当转速增加时，C需要的向心力大于B，而B、C的最大静摩擦力相同，C比B先滑动．故D正确；故选ABD．考点：向心力【名师点睛】本题可从三个物体中选择任意一个物体，建立物理模型后分析比较，而不需要对三个物体分别分析！明确向心力的来源是解题的关键。11.【答案】CD【解析】【详解】A.已知第一宇宙速度的公式是v1=①根据万有引力等于重力得：②由①②得：v1=(米/秒),将g=9.8米/秒,R=6.4×106米代入速度公式即v1=7.9km/s.故A错误，D正确；B.由第一宇宙速度的公式是v1=可得，当半径越大时，其运动速度越小。所以它是卫星能绕地球做匀速圆周运动的最大速度。故B错误；-14-\nC.由第一宇宙速度的公式是v1=可得，若已知地球的半径和地球的质量、万有引力常量，可求出第一宇宙速度，故C正确；故选：CD12.【答案】AD【解析】如图所示：a球速度方向与斜面垂直，与水平方向的夹角为，；b球落在N点，位移与斜面垂直，则位移与水平方向的夹角为，设此时的速度方向与水平方向的夹角为，则。可知：，即。由可得，两球下落高度之比，故D正确，C错误；由可得，a的飞行时间，，故A正确，B错误故选AD13.【答案】ABC【解析】试题分析：小球的线速度变化需要一段时间，当细绳碰到钉子的瞬间，小球的线速度不发生突变，所以A项正确；根据角速度与线速度的关系-14-\n，线速度不变，圆周运动的半径变为原来的一半，角速度变为原来的2倍，所以B项正确；向心加速度公式，小球的向心加速度增大为原来的2倍，所以C项正确；根据牛顿第二定律得出，小球拉力等于，向心力变为原来的2倍，小球拉力不是原来的2倍，所以D项错误。考点：本题考查了竖直面内的圆周运动14.AC15.【答案】BC【解析】【详解】AB.卫星从近地圆轨道上的P点需加速，使得万有引力小于向心力，进入椭圆转移轨道。所以卫星在近地圆轨道上经过P点时的速度小于在椭圆转移轨道上经过P点的速度.v1<v2，根据牛顿第二定律得a=，在卫星在近地圆轨道上经过P点时的加速度等于在椭圆转移轨道上经过P点的加速度，故A错误，B正确；C.沿转移轨道刚到达Q点速率为v3，加速度大小为a3；在Q点点火加速之后进入圆轨道,速率为v4，所以卫星在转移轨道上经过Q点时的速度小于在圆轨道上经过Q点的速度，即v3<v4，根据牛顿第二定律得a=，在卫星在转移轨道上经过Q点时的加速度等于在椭圆转移轨道上经过Q点的加速度，故C正确，D错误故选：BC.第Ⅱ卷（非选择题，共48分）三、实验题（本题共10分）16.【答案】(1).(2).1.5【解析】（1）在竖直方向上：△y=y2-y1=gt2，水平方向上：x=v0t，联立解得：。-14-\n（2）根据，代入数据解得：v0=1.5m/s17.【答案】(1).C(2).AC(3).m1OP＝m1OM＋m2ON【解析】【详解】（1）在小球碰撞过程中，水平方向动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：m1v0=m1v1+m2v2，在碰撞过程中机械能守恒：m1v02=m1v12+m2v22，解得：v1=v0，要碰后入射小球的速度v1＞0，即m1-m2＞0，m1＞m2，为了使两球发生正碰，两小球的半径相同，r1=r2，故选C；（2）P为碰前入射小球落点的平均位置，M为碰后入射小球的位置，N为碰后被碰小球的位置，小球离开轨道后做平抛运动，运动时间：t=，碰撞前入射小球的速度v1=，碰撞后入射小球的速度：v2=，碰撞后被碰小球的速度：v3=，若m1v1=m2v3+m1v2则表明通过该实验验证了两球碰撞过程中动量守恒，整理得：m1OP=m1OM+m2ON，故需要测量的工具有刻度尺和天平，故选AC；（3）若关系式：m1OP=m1OM+m2ON成立，即表示碰撞中动量守恒．【点睛】本题考查用平抛运动的规律来验证动量守恒的实验，要注意明确实验原理，知道本实验采用平抛运动的竖直方向的自由落体运动来控制时间相等，从而分析水平射程即可明确水平速度．四、计算题（共34分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写最后答案的不给分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值的单位。）18.如图所示，宇航员站在某质量分布均匀的星球表面一斜坡上P点沿水平方向以初速度v0抛出一个小球，测得小球经时间t落到斜坡上另一点Q，斜面的倾角为α，已知该星球半径为R，万有引力常量为G，求：（1）该星球表面的重力加速度；（2）该星球的质量-14-\n【答案】（1）（2）【解析】(1)根据平抛运动知识tanα＝解得g′＝(2)物体绕星球表面做匀速圆周运动时万有引力提供向心力，则有又因为19.光滑水平面上质量为1kg的小球A，以2.0m/s的速度与同向运动的速度为1.0m/s、质量为2kg的大小相同的小球B发生正碰,碰撞后小球B以1.5m/s的速度运动。求:(1)碰后A球的速度大小;(2)碰撞过程中A、B系统损失的机械能。【答案】【解析】试题分析：（1）碰撞过程中动量守恒，由动量守恒定律可以求出小球速度．（2）由能量守恒定律可以求出损失的机械能．解：（1）碰撞过程，以A的初速度方向为正，由动量守恒定律得：mAvA+mBvB=mAv′A+mBv′B代入数据解：v′A=1.0m/s②碰撞过程中A、B系统损失的机械能量为：代入数据解得：E损=0.25J答：①碰后A球的速度为1.0m/s；②碰撞过程中A、B系统损失的机械能为0.25J．【点评】小球碰撞过程中动量守恒、机械能不守恒，由动量守恒定律与能量守恒定律可以正确解题，应用动量守恒定律解题时要注意正方向的选择．-14-\n20.如图所示，用细绳一端系着质量为M=0.6kg的物体A静止在水平转盘上，细绳另一端通过转盘中心的光滑小孔O吊着质量为m=0.3kg的小球B,A的重心到O点的距离为0.2m.若A与转盘间的最大静摩擦力为f=2N,为使小球B保持静止，求转盘绕中心O旋转的角速度ω的取值范围．（取g=10m/s2）-14-