山东省枣庄市滕州市2022-2023学年高一物理下学期期中质量检测试题（Word版附解析）

2022～2023学年第二学期期中质量检测高一物理2023.04满分100分。考试用时90分钟。注意事项：1．答题前，考生务必用0.5毫米黑色墨水签字笔将自己的姓名、准考证号、学校、班级等填写在答题卡规定的位置。2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。3．考试结束后，将答题卡交回。一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.如图，抛球游戏中，某人将小球水平抛向地面的小桶，结果球落在小桶的前方．不计空气阻力，为了把小球抛进小桶中，则原地再次水平抛球时，他可以（　　）A.增大抛出点高度，同时增大初速度B.减小抛出点高度，同时减小初速度C.保持抛出点高度不变，增大初速度D.保持初速度不变，增大抛出点高度【答案】B【解析】【分析】【详解】设小球平抛运动的初速度为v0，抛出点离桶的高度为h，水平位移为x，则有h＝gt2平抛运动的时间为-20- 水平位移为x=v0t=v0增大抛出点高度，同时增大初速度，则水平位移x增大，不会抛进小桶中，A错误；减小抛出点高度，同时减小初速度，则水平位移x减小，会抛进小桶中，B正确；保持抛出点高度不变，增大初速度，则水平位移x增大，不会抛进小桶中，C错误；保持初速度不变，增大抛出点高度，则水平位移x增大，不会抛进小桶中，D错误。故选B。2.在如图所示的齿轮传动中，三个齿轮的半径之比为2：3：6。当齿轮转动的时候，关于小齿轮边缘的A点和大齿轮边缘的B点，下列说法正确的是（）A.A点和B点的角速度之比为3：1B.A点和B点的角速度之比为1：1C.A点和B点的线速度大小之比为3：1D.A点和B点的线速度大小之比为1：3【答案】A【解析】【详解】AB．三个齿轮边缘的点线速度相等，A点和B点的半径之比为，由得A点和B点的角速度之比为3：1。A正确，B错误；CD．A点和B点的线速度大小之比为。CD错误。故选A3.如图所示，鼓形轮的半径为R，绕固定的光滑水平轴O匀速转动，角速度为。在轮上沿相互垂直的直径方向固定四根直杆，杆上分别固定有质量为m的小球，球与O的距离均为2R。不计空气阻力，重力加速度为g。则（）-20- A.小球线速度的大小为B.任一小球所受重力的功率始终保持不变C.当小球转到水平位置时，杆的拉力大小为D.当小球转到最高点时，杆作用力大小为【答案】D【解析】【详解】A．小球线速度的大小为A错误；B．设线速度和重力的夹角为，重力的功率线速度和重力的夹角一直在变化，任一小球所受重力的功率也在变化。B错误；C．当小球转到水平位置时，小球所需向心力杆的拉力大小C错误；D．当小球转到最高点时，设杆对球的作用力方向向下，则得-20- D正确。故选D。4.如图所示，在地面上以速度抛出质量为的物体，抛出后物体落到比地面低的海平面上。若以地面为参考平面，不计空气阻力，重力加速度为，则下列说法正确的是（）A.物体落到海平面时的重力势能为B.无论选择哪个参考平面，整个过程重力对物体做功为C.若以海平面为参考平面，物体重力势能的减少量会更多D.抛出角度为45°时，海平面上落点到抛出点的水平距离最大【答案】B【解析】【详解】A．以地面为参考平面，物体落到海平面时的重力势能A错误；B．无论选择哪个参考平面，整个过程重力对物体做功为，B正确；C．物体重力势能的减少量与参考平面的选择无关，C错误；D．设抛出时初速度与水平方向的夹角为，落到与抛出点在同一水平上面上时的时间落到与抛出点在同一水平上面上的水平位移当时，落到与抛出点在同一水平上面上时水平位移最大。D错误。故选B。-20- 5.关于万有引力，下列说法正确的是（）A.当潜入海底深处，物体不再受到地球的万有引力B.两物体间的距离趋近0时，它们间的万有引力将无限大C.由于地球自转的影响，物体的重力跟物体所处的纬度有关D.牛顿测定了引力常量G的数值，提出万有引力定律【答案】C【解析】【详解】A．当潜入海底深处，物体仍受到地球的万有引力。A错误；B．两物体间的距离趋近0时，两物体不能看成质点，公式不再适用，它们间的万有引力不是无限大。B错误；C．由于地球自转的影响，物体的重力跟物体所处的纬度有关，C正确；D．牛顿提出万有引力定律，卡文迪什测定了引力常量G数值。D错误。故选C。6.火星探测任务“天问一号”的标识如图所示。若火星和地球绕太阳的运动均可视为匀速圆周运动，火星公转轨道半径与地球公转轨道半径之比为3：2。则火星与地球绕太阳运动的（）A.向心加速度之比为3：2B.向心加速度大小之比为9：4C.线速度大小之比为D.线速度大小之比为【答案】D【解析】【详解】AB．火星与地球绕太阳运动，万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律有解得-20- 则有向心加速度之比为故AB错误；CD．火星与地球绕太阳运动，万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律有解得则线速度大小之比为故C错误，D正确。故选D。7.如图所示，质量为的均匀金属链条，长为，有一半在光滑的足够高的斜面上，另一半竖直下垂在空中。已知斜面倾角为30°，顶端是一个很小的圆弧。从静止开始释放后整个链条滑动，当链条刚好全部滑出斜面时，重力势能的减少量为（　　）A.B.C.D.【答案】A【解析】【详解】设斜面的最高点所在的水平面为零势能参考面，开始时斜面上的那部分链条的重力势能为-20- 竖直下垂的那部分链条的重力势能为当链条刚好全部滑出斜面时，重力势能为重力势能的减少量为故选A。8.研究发现：当一颗恒星靠近黑洞时，黑洞和恒星可以相互绕行，从而组成双星系统。在相互绕行的过程中，质量较大的恒星上的物质会逐渐被吸入到质量较小的黑洞中，从而被吞噬掉。在刚开始吞噬的较短时间内，恒星和黑洞的距离不变，则在这段时间内，下列说法正确的是（）A.两者之间的万有引力变小B.黑洞的角速度变大C.恒星的线速度变大D.黑洞的线速度变大【答案】C【解析】【详解】A．假设恒星和黑洞的质量分别为M、m，环绕半径分别为R、r，且m<M，两者之间的距离为L，则根据万有引力定律，有恒星和黑洞的距离不变，随着黑洞吞噬恒星，M、m的乘积变大，它们的万有引力变大。故A错误；B．双星系统属于同轴转动的模型，角速度相等。根据万有引力提供向心力，可得其中R+r=L解得恒星的角速度为双星的质量之和不变，则角速度不变。故B错误；-20- CD．根据得因为M减小，m增大，所以R增大，r减小。由可得恒星的线速度变大，黑洞的线速度变小。故C正确；D错误。故选AC。二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。9.如图所示，从倾角为的足够长的斜面顶端以速度抛出一个小球，落在斜面上某处点，小球落在斜面上的速度与斜面的夹角为。若把初速度变为，小球仍落在斜面上，则以下说法正确的是（）A.夹角将保持不变B.夹角将变大C.小球在空中的运动时间是原来的4倍D.小球在空中的运动时间是原来的2倍【答案】AD【解析】【详解】AB．速度与水平方向的夹角的正切值为因为θ不变，则速度与水平方向的夹角不变，可知α不变，与初速度无关，故B错误，A正确；CD．由题意知斜面足够长，则当初速度变为v0时，小球不会落到地面。则有-20- 可得小球在空中运动的时间为因为初速度变为原来的2倍，则小球运动的时间变为原来的2倍，故C错误，D正确。故选AD。10.摩托车转弯时容易发生侧滑（速度过大）或侧翻（车身倾斜角度不当），所以除了控制速度外车手要将车身倾斜一个适当角度，使车轮受到路面沿转弯半径方向的静摩擦力与路面对车支持力的合力沿车身（过重心）。某摩托车沿水平路面以恒定速率转弯，车身与路面间的夹角为，人与摩托车的总质量为，重力加速度大小为。则（）A.路面对轮胎的静摩擦力大小为B.轮胎与路面间的动摩擦因数大于C.转弯半径为D.若仅减小转弯半径，应当适当增大夹角【答案】B【解析】【详解】A．在水平路面上转弯，向心力由沿半径方向的静摩擦力f提供，在竖直方向支持力与重力平衡支持力与摩擦力的合力沿车身方向，所以-20- A错误；B．最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，则得B正确；CD．设转弯半径为，则得若仅减小转弯半径，应当适当减小夹角。CD错误。故选B。11.载着登陆舱的探测器经过多次变轨后登陆火星的轨迹如图，其中轨道Ⅰ、Ⅲ为椭圆，轨道Ⅱ为圆。探测器经轨道Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ运动在Q点登陆火星，O点是轨道Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的交点，轨道上的O、、Q三点与火星中心在同一直线上，O、Q两点分别是椭圆轨道Ⅲ的远火星点和近火星点。已知火星的半径为R，，探测器在轨道Ⅱ上经过O点的速度为v。下列说法正确的有（）A.在相等时间内，轨道Ⅰ上探测器与火星中心的连线扫过的面积与轨道Ⅱ上探测器与火星中心的连线扫过的面积相等B.探测器在轨道Ⅰ运动时，经过点的速度大于-20- C.探测器在轨道Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ运动时，经过点的加速度均等于D.在轨道Ⅱ上第一次由点到点与在轨道Ⅲ上第一次由点到点的时间之比是【答案】BC【解析】【详解】A．根据开普勒第二定律，在同一轨道上探测器与火星中心的连线在相时间内扫过的相等的面积，在两个不同的轨道上，不具备上述关系，即在相等时间内，轨道Ⅰ上探测器与火星中心的连线扫过的面积与轨道Ⅱ上探测器与火星中心的连线扫过的面积不相等，故A错误；B．探测器在轨道Ⅰ运动时，经过O点减速变轨到轨道Ⅱ，则在轨道Ⅰ运动时经过O点的速度大于v，故B正确；C．轨道Ⅱ是圆轨道，半径为3R，经过O点的速度为v，根据圆周运动的规律可知，探测器经过O点的加速度轨道Ⅱ和轨道Ⅲ上运行经过O点时万有引力相同，天体运行时仅受万有引力作用，由F合=ma可知，在O点时加速度相等，故C正确；D．轨道Ⅲ的半长轴为2R，根据开普勒第三定律可知解得故D错误。故选BC。12.如图甲所示，滑轮质量、摩擦均不计，质量为2kg的物体在F作用下由静止开始向上做匀加速运动，其速度随时间变化的关系如图乙所示，由此可知（g取10m/s2）（　　）-20- A.物体的加速度大小为2m/s2B.F的大小为21NC.4s末F的功率大小为42WD.4s内F做功的平均功率为21W【答案】CD【解析】【详解】AB．由速度-时间图像可得加速度a=0.5m/s2，由牛顿第二定律得所以AB错误；CD．4s末F的功率大小为4s内物体的位移则4s内F做功的平均功率为CD正确。故选CD。三、非选择题：本题共6小题，共60分。13.一同学通过图甲所示的装置探究向心力大小与线速度大小的关系。滑块套在光滑水平杆上，-20- 随杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动。力传感器通过一细绳连接滑块，用来测量向心力的大小；滑块上固定一遮光片，与固定在铁架台上的光电门可测量滑块的线速度。（1）该同学采用的实验方法主要是________；（填正确答案标号）A．理想模型法B．控制变量法C．等效替代法（2）已知遮光片宽度为d，某次实验测得遮光时间为，滑块转动周期T，则滑块运动半径为________；（结果用d、、T表示）（3）该同学通过改变转速测量多组数据，记录力传感器示数F，算出对应的线速度v及的数值，作出图线，如图乙所示。已知滑块运动半径为0.2m，由图线可得滑块的质量为________kg（保留2位有效数字）。【答案】①.B②.③.0.120.130.14【解析】【详解】（1）[1]该同学采用的实验方法主要是控制变量法。故选B。（2）[2]滑块的线速度又得滑块运动半径为（3）[3]由-20- 得图线的斜率滑块运动半径为0.2m，得滑块质量14.某同学设计了一个研究平抛运动的实验装置，如图甲。在水平桌面上放置一个斜面，让钢球从斜面上由静止滚下，钢球滚过桌边后便做平抛运动。在钢球抛出后经过的地方放置一块上表面覆盖白纸的木板，木板水平放置，所在高度可通过竖直标尺（未画出）读出，木板仅能上下调节。实验步骤如下：①在白纸上画一条直线，并在线上标出a、b、c三点，且，如图乙；②释放钢球，调节木板高度，钢球正好击中a点，记录此时木板到桌面的距离；③木板向下移动10.0cm，释放后，钢球正好击中b点；木板再向下移动20.0cm，钢球正好击中c点。（1）下列说法中正确的是________；A．实验时应保持桌面水平B．每次应使钢球从同一位置由静止开始释放C．必须选择对钢球摩擦力尽可能小的斜面D．必须选择对钢球摩擦力尽可能小的桌面（2）该同学由上述测量结果即可测出钢球平抛运动的初速度为________m/s，钢球击中b点时的速度为________m/s，钢球从桌面抛出到正好击中b点所需时间为________s。取重力加速度为，空气阻力不计。（均保留两位有效数字）【答案】①.ABBA②.2.0③.2.5④.0.15【解析】-20- 【详解】（1）[1]A．为了保证小钢球抛出桌面时做的是平抛运动，则实验时需要保持桌面水平。故A正确；B．为了减小实验误差，保证每次小钢球抛出桌面时的水平速度相等，则每次应使小钢球从同一位置由静止开始释放。故B正确；CD．只要保证小钢球从桌面水平抛出时的速度相等即可，所以只需要保证小钢球每次从同一位置由静止释放即可，斜面与桌面可以不光滑。故CD错误。故选AB。（2）[2]依题意，钢球从a到b和b到c的时间相等，根据得则钢球平抛运动的初速度为[3]击中b点时钢球的竖直分速度为根据平行四边形定则知，钢球击中b点的速度为[4]钢球从桌面抛出到正好击中b点所需时间为15.宇航员在某行星上以速度竖直上抛一小球，不计空气阻力，经t后落回手中。已知该行星的质量为M，引力常量为G。求：（1）该行星的半径R；（2）宇航员观察到该行星附近的一颗卫星的周期为T，求此卫星到行星表面的距离h。【答案】（1）；（2）【解析】-20- 【详解】（1）设星球表面重力加速度为g，则由万有引力定律知解得（2）行星对卫星的引力提供卫星运动向心力，设卫星到行星地心距离为r，有根据解得16.水平转盘上距转轴0.1m处放置一个小物体（可视为质点），小物体与转盘间的动摩擦因数，滑动摩擦力等于最大静摩擦力，取。（1）当物体刚要相对转盘滑动时，求此时转盘匀速转动的角度；（2）若转盘由静止开始加速转动，可使物体获得的切向加速度，求经过多长时间物体和转盘发生相对滑动。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）物体刚要相对转盘滑动时，滑动摩擦力提供向心力。根据牛顿第二定律解得（2）物体和转盘刚要发生相对滑动时，滑动摩擦力提供切向加速度与向心加速度。-20- 设向心加速度为，切向加速度，则设线速度为v，根据设时间为t，则联立解得17.如图所示，质量的小球由A点以速度水平抛出，恰好进入竖直放置的光滑圆轨道，随后沿直线轨道上升到最高点。已知两点高度相同，小球经过这两点时的速度大小相等。为圆轨道的圆心，圆轨道半径，与竖直方向的夹角。直线轨道CD接触面粗糙，动摩擦因素，与圆轨道在点相切。不计空气阻力，取重力加速度，，。求（1）A、B之间的水平距离；（2）小球进入圆轨道B点时，对轨道压力的大小；（3）小球在CD轨道上升过程中，克服摩擦力做功。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）小球恰好进入圆轨道BC，设竖直分速度为，则设平抛运动时间为t，则-20- 水平位移带入数据解得（2）进入圆轨道B点，设速度为v，则重力分力与支持力共同提供向心力，设支持力大小为，根据牛顿第二定律，有解得根据牛顿第三定律，小球对轨道压力大小为16N。（3）小球在CD轨道匀减速运动，设加速度为a，根据牛顿第二定律，有设小球上升位移为L，根据运动学公式，可得小球克服摩擦力做功带入数据解得18.满载货物的汽车总质量为，沿倾角为37°的斜坡由静止开始向上运动。汽车在运动过程中所受摩擦阻力约为总重力的0.1倍。汽车发动机的额定功率为，开始时以的加速度做匀加速运动，取，，。求：（1）汽车做匀加速运动的时间；（2）汽车所能达到的最大速率；-20- （3）汽车达到最大速率后，保持额定功率行驶。途经某处时突然掉出质量的货物，司机发现时，已经匀速行驶。随即制动刹车，滑行后静止，则刹车制动力的大小为？【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）满载时阻力大小为由牛顿第二定律得设匀加速过程的末速度为，则有设匀加速过程的时间为，则解得（2）当达到最大速度时，加速度为零，则有解得（3）掉出货物后，阻力大小为设匀速时速度为v，则有设匀减速过程加速度大小为，根据运动学公式设刹车制动力的大小为，根据牛顿第二定律-20- 联立解得-20-