浙江省宁波三锋教研联盟2022-2023学年高一物理下学期期中联考试题（Word版附解析）

2022学年第二学期宁波三锋教研联盟期中联考高一年级物理学科试题选择题部分一、单项选择题（本题共13小题，每小题3分，共39分，每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）1.下列物理量中，属于标量的是（　　）A.力B.功C.线速度D.加速度【答案】B【解析】【详解】力、线速度和加速度都是既有大小又有方向的物理量，是矢量；而功只有大小，无方向，是标量。故选B。2.以下叙述中符合物理史实的是（　　）A.哥白尼是“日心说”的主要代表人物，并且现代天文学证明了太阳是宇宙的中心B.第谷经过多年的天文观测，发现了行星绕太阳运动的轨道是椭圆C.开普勒经过多年的理论计算，发现了万有引力定律D.牛顿力学在宏观、低速情况下适用【答案】D【解析】【详解】A．哥白尼是“日心说”的主要代表人物，并且现代天文学证明了太阳只是太阳系的中心，A错误；B．开普勒发现了行星绕太阳运动的轨道是椭圆，B错误；C．牛顿发现了万有引力定律，C错误；D．牛顿力学在宏观、低速情况下适用，D正确。故选D。3.下列关于物理思想方法说法不正确的是（　　）A.建立质点概念时采用了等效替代方法B.在理解瞬时速度时采用了极限思想C.对公式采用了比值定义的方法D.在“探究向心力大小的表达式”实验中采用了控制变量法【答案】A 【解析】【详解】A．建立质点概念时采用了理想模型法，故A错误，符合题意；B．在理解瞬时速度时采用了极限思想，故B正确，不符合题意；C．对公式，采用了比值定义的方法，故C正确，不符合题意；D．在“探究向心力大小的表达式”实验中涉及多个物理量，采用了控制变量法，故D正确，不符合题意；故选A。4.俄乌战争是2022年的头条新闻，其中俄罗斯使用了一款反辐射导弹打击敌方雷达，如图是分析导弹工作时的轨迹示意图，其中弹头的速度v与其所受合外力F关系可能正确的是（　　）A图中A点B.图中B点C.图中C点D.图中D点【答案】D【解析】【详解】AC．速度方向沿运动轨迹切线方向，故AC错误；BD．做曲线运动物体受到的合外力方向总是指向曲线的凹侧，故B错误，D正确。故选D。5.在水平路面上骑摩托车的人，遇到一个壕沟，其尺寸如图所示。摩托车后轮离开地面后失去动力，可以视为平抛运动。摩托车后轮落到壕沟对面才算安全。则运动员跨过壕沟的初速度至少为（取）（　　）A.B.C.D. 【答案】D【解析】【分析】【详解】摩托车恰好越过壕沟时，由平抛运动规律得竖直方向水平方向代入数据解得：。故选D。6.如图甲所示，修正带是通过两个齿轮的相互咬合进行工作的，其原理可简化为图乙所示。C为A盘上的一点，已知，。以下关于A、B、C三点的线速度大小v、角速度大小、向心加速度大小a之间的关系说法正确的是（　　）A.B.C.D.条件不足，无法判断【答案】B【解析】【分析】【详解】由图可知，两轮边缘处线速度大小相等，但是半径不同，根据公式v=ωr，可知A、B两点的角速度之比为1：2，由公式可知，A、B两点的向心加速度之比为1：2，A、C两点同在大齿轮上，角速度相等，但是半径不同，根据公式v=ωr，可知A、C两点的线速度大小之比为2：1，由公式可知，A、C两点的向心加速度之比为2：1，所以 、、故选B。7.在北京冬奥会短道速滑项目中运动员需要绕周长仅111米的短道竞赛。比赛过程中运动员在通过弯道时如果不能很好地控制速度，将发生侧滑而摔离正常比赛路线。如图所示，圆弧虚线Ob代表弯道（即正常运动路线），Oa为运动员在O点时的速度方向（研究时可将运动员看做质点）。下列说法正确的是（　　）A.运动员经过弯道时受到重力、支持力、向心力和摩擦力作用B.发生侧滑是因为运动员受到的合力大于所需要的向心力C.若在O点发生侧滑，则滑动的方向将沿着Oa方向D.若在O点发生侧滑，则滑动的方向在Oa右侧与Ob之间【答案】D【解析】【详解】A．向心力是效果力，不是受到的力，故A错误；B．发生侧滑是因为运动员的速度过大，所需要的向心力过大，运动员受到的合力小于所需要的向心力，而受到的合力方向仍指向圆心不为零，故B错误；CD．若运动员水平方向不受任何外力时沿Oa线做离心运动，实际上运动员要受摩擦力作用，所以滑动的方向在Oa右侧与Ob之间，故C错误，D正确。故选D。8.重庆云阳龙缸大秋千经过1000多次的假人测试及50次以上的真人体验于2020年7月13日开放。由四根秋千绳组成的秋千摆，其摆动半径约100m。若有一质量为50kg的体验者（含秋千踏板）荡秋千，秋千运动到最低点时速度约为30m/s，g取10m/s2。下列说法正确的是（　　）A.摆到最高点时，体验者的速度为零，处于平衡状态 B.在高速摆动的过程中，体验者受到的合力始终指向圆心C.摆到最低点时，体验者的向心加速度大小为9m/s2D.在最低点时，四根秋千绳对体验者（含秋千踏板）拉力的合力约为450N【答案】C【解析】【详解】A．摆到最高点时，人的速度为零，由于重力的作用，沿轨迹切线方向的加速度不为零，A错误；B．在高速摆动的过程中，体验者并不是做匀速圆周运动，故体验者受到的合力并不是始终指向圆心，B错误；C．在最低点时，对体验者（含秋千踏板）由向心加速度表达式可得C正确；D．最低点时，对体验者（含秋千踏板）由牛顿第二定律可得解得故四根秋千绳对体验者（含秋千踏板）拉力的合力为950N，D错误。故选C。9.2022年3月23日下午“天宫课堂”第二课在中国空间站正式开讲，演示了水油分离实验、太空抛物等实验。空间站所在轨道距离地球表面高度约为400公里，下列说法正确的是（　　）A.空间站运行速度小于7.9km/sB.空间站的运行周期等于24小时C.在太空舱内水油不分层是因为它们不受地球引力D.在太空舱内被抛出的“冰墩墩”相对太空舱做平抛运动【答案】A 【解析】【详解】A．7.9km/s是第一宇宙速度，是贴着地球表面做匀速圆周运动的速度，根据轨道半径越大，线速度越小，空间站的运行速度小于7.9km/s，故A正确；B．根据空间站的运行周期小于同步卫星周期，即小于24小时，故B错误；C．在太空舱内水油不分层是因为它们处于完全失重状态，故C错误；D．“冰墩墩”处于完全失重状态，相对太空舱不做平抛运动，故D错误。故选A。10.如图所示，两颗质量相同的人造卫星a、b绕地球运动．两卫星线速度分别记为、，周期、，向心加速度、，向心力、。若将两卫星运动视为匀速圆周运动且轨道半径，则（　　）A.B.C.D.【答案】B【解析】【分析】【详解】A．根据 解得因为则A错误；B．根据解得因为则B正确；C．根据解得因为则C错误； D．万有引力提供向心力，则因则D错误。故选B。11.在空间站中，宇航员长期处于失重状态。为缓解这种状态带来的不适，科学家设想建造一种环形空间站，如图所示。圆环绕中心轴匀速旋转，宇航员站在旋转舱内的侧壁上可以受到与他站在地球表面时同样大小的支持力。已知地球表面的重力加速度大小为g，圆环的半径为r，宇航员可视为质点。那么在宇航员体验“重力”的实验过程中以下分析正确的是（　　）A宇航员处于平衡状态B.宇航员绕其转轴转动的向心加速度大小为gC.旋转舱的半径越大，转动的角速度就应越大D.宇航员质量越大，旋转舱的角速度就应越大【答案】B【解析】【详解】A．宇航员在旋转舱内的侧壁上，随着旋转舱做匀速圆周运动，合力不为零，不是平衡状态，故A错误；B．由题意知，宇航员受到和地球表面大小相同的支持力，支持力大小为mg，而支持力提供圆周运动的向心力，故向心加速度大小为g，故B正确；CD．由题意知，支持力提供圆周运动的向心力，则有解得 旋转舱的半径越大，转动的角速度就应越小，旋转舱的角速度与宇航员质量无关，故CD错误。故选B。12.春季健身节中，某校男生进行拉轮胎训练，如图所示。质量为m的轮胎在与水平面成θ角的恒定拉力F作用下，沿水平地面向前移动了一段距离l。已知轮胎与地面间的动摩擦因数为，重力加速度为g，则以下关于轮胎受到的各力做功说法正确的是（　　）A.重力做功为mglB.支持力做功为mglsinθC.拉力做功为FlcosθD.滑动摩擦力做功为µ（mg－Fsinθ）l【答案】C【解析】【详解】A．重力与水平位移垂直，重力作用为零，故A错误；B．支持力与水平位移垂直，支持力作用为零，故B错误；C．根据做功公式W=FlcosθD．竖直方向Fsinθ+FN=mg摩擦力做功公式为Wf=-µFNl联立得Wf=µ（Fsinθ－mg）l故D错误。故选C。13.某同学进行体能训练，用了100s的时间跑上20m高的高楼，试估测他登楼的平均功率最接近的数值是（　　）A.10WB.10kWC.1kWD.0.1kW 【答案】D【解析】【详解】人的质量约为50kg，该同学用了100s时间跑到了20m高的高楼，他克服重力做的功为平均功率为故选D。二、不定向选择题（本题共2小题，每小题3分，共6分，在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项正确，全部选对得3分，漏选得2分，不选、多选、错选均不得分）14.下列关于书本插图表述正确的是（　　）A.甲：汽车在水平路面转弯时发生侧滑是因为离心力大于最大静摩擦力B.乙：卡文迪什利用扭秤实验测引力常量时采用了放大法C.丙：海王星的发现证明了万有引力定律的正确性D.丁：汽车上坡时采用低速档是为了获得更大的牵引力【答案】BCD【解析】【详解】A．汽车在水平路面转弯时发生侧滑是因为需要的向心力大于最大静摩擦力，A错误；B．卡文迪什利用扭秤实验测引力常量时采用了放大法，B正确；C．海王星的发现证明了万有引力定律的正确性，C正确；D．由功率的表达式可知，汽车上坡时采用低速档是为了获得更大的牵引力，D正确。故选BCD。15.如图所示，乘坐游乐园的翻滚过山车时，质量为m的人随车在竖直平面内旋转。下列说法正确的是（　　） A.人在最低点时对座椅的压力等于mgB.人在最低点时对座椅的压力大于mgC.人在最高点时对座椅可能没有压力D.人在最高点时处于倒坐状态，全靠保险带拉住，没有保险带人就会掉下来【答案】BC【解析】【详解】AB．人在最低点时，加速度方向竖直向上，根据牛顿第二定律分析可知，人处于超重状态人对座位的压力大于mg，故B正确，A错误；CD．当人与保险带和座椅间恰好没有作用力，由重力提供向心力时，临界速度为人在最高点时对座椅可能没有压力。当速度满足时，没有保险带，人也不会掉下来，故C正确，D错误。故选BC。非选择题部分三、实验题（本题共2小题，共14分）16.在“探究平抛运动的特点”实验中，采用如图甲所示的实验装置。（1）关于实验装置和操作，下列说法正确的是______。A安装斜槽时应使其末端切线水平B.小球与斜槽之间有摩擦会增大实验误差C.小球必须每次从斜槽上同一位置由静止开始释放D.小球在斜槽上释放的位置尽可能靠近斜槽末端 （2）如果小球每次从斜槽上不同位置静止释放，离开斜槽末端后落到同一水平卡槽上，那么小球每次在空中运动的时间______（选填“相同”或“不同”）。（3）小张同学为研究平抛运动，采用如图乙所示的方式来确定平抛运动轨迹（即横档条卡住平抛小球，用铅笔标注小球最高点），那么坐标原点应选小球在斜槽末端点时的______。A.球的顶端B.球心C.球的底端（4）如图丙所示，A、B、C是小球平抛轨迹在方格纸上的三个位置。已知方格纸每一小格长L=5cm，g取10m/s2，则小球平抛的初速度v0=______m/s。（5）小方同学用数码相机拍摄小球做平抛运动的录像（每秒25帧），他目测斜槽末端到挡板的竖直高度大约为0.2m，小方同学采用逐帧分析的方法进行研究，那么他大约可以得到______帧小球正在空中运动的照片。【答案】①.AC##CA②.相同③.A④.1.5⑤.5【解析】【详解】（1）[1]A．研究平抛运动的实验很关键的地方是要保证小球能够水平飞出，只有水平飞出时小球才做平抛运动，则安装实验装置时，斜槽末端切线必须水平的目的是保证小球飞出时初速度水平，故A正确；B．小球与斜槽之间有摩擦，不会影响小球做平抛运动，故B错误；C．由于要记录小球的运动轨迹，必须重复多次，才能画出几个点，因此为了保证每次平抛的轨迹相同，所以要求小球每次从同一高度且静止释放，故C正确；D．为了保证小球做平抛运动的初速度适当，小球在斜槽上释放的位置离斜槽末端的高度不能太低，故D错误。故选AC。（2）[2]小球每次滚下的初始位置不同，则平抛运动的初速度不同，平抛运动的时间由高度决定，与初速度无关，可知小球每次在空中运动的时间相同。（3）[3]确定平抛运动轨迹过程，是横档条卡住平抛小球，用铅笔标注小球最高点，故坐标原点也应选小球在斜槽末端点时的球的顶端； （4）[4]由图可知，从到与从到时间间隔相等，设为，竖直方向，根据解得水平方向解得（5）[5]小球做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，课桌的高度约为0.2m，根据解得又因为每秒25帧照片，所以0.2s将拍到17.探究向心力大小F与小球质量m、角速度ω和半径r之间关系的实验装置如图所示，转动手柄，可使变速塔轮、长槽和短槽随之匀速转动。皮带分别套在塔轮的圆盘上，可使两个槽内的小球同时做匀速圆周运动。小球做圆周运动的向心力由横臂的挡板提供，同时小球对挡板的弹力使弹簧测力套筒下降，从而露出套筒内的标尺，标尺上露出的红白相间的等分格数之比即为两个小球所受向心力的比值。已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨迹半径之比为1：2：1。（1）演示器塔轮皮带可上下拨动，目的是为了改变两小球做圆周运动的______。A.角速度B.质量C.半径（2）探究向心力的大小F和角速度ω的关系时，应将皮带套在两塔轮半径______（填“不同”或“ 相同”）的轮盘上，并______。A.选用相同的铁球放在A、B处B.选用相同的铁球放在A、C处C.选用相同大小的铁球、铝球分别放在A、B处D.选用相同大小的铁球、铝球分别放在A、C处（3）当用两个质量相等的小球分别放在B、C处，左边塔轮与右边塔轮的半径之比为2：1，则匀速转动时发现左、右两边标尺上露出的红白相间的等分格数之比为______。（4）通过本实验可以得到的结果有______。A．在ω和r一定的情况下，F与m成正比B．在m和r一定的情况下，F与ω成反比C．在m和ω一定的情况下，F与r成反比D．在m和r一定的情况下，F与ω2成正比【答案】①.A②.不同③.B④.1：2⑤.AD##DA【解析】【详解】（1）[1]在调整塔轮上的皮带的位置时，由于皮带上任意位置的线速度相同，故改变了塔轮做圆周运动的角速度。（2）[2]探究向心力的大小F和角速度ω的关系时，采用控制变量法，使角速度不同，所以应将皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上。[3]根据，探究向心力的大小F和角速度ω的关系时，为保证m、r相同，应选用相同的铁球放在A、C处。故选B。（3）[4]根据题意得又 得（4）[5]A．根据，在ω和r一定的情况下，F与m成正比，故A正确；BD．根据，在m和r一定的情况下，F与ω2成正比，故B错误，D正确；C．根据，在m和ω2一定的情况下，F与r成正比，故C错误。故选AD。四、计算题（本题共4小题，其中第18、19题各9分，20题11分，21题12分，共41分。解题时要有必要的文字说明和解答过程。）18.2022年4月30日我国首次实现运载火箭的“一站式”发射，以“一箭五星”的方式成功地将5颗卫星送入预定轨道。已知引力常量为G，地球的质量为M、地球半径为R，其中一颗质量为m的卫星在离地高度为h的轨道上围绕地球做匀速圆周运动，求：（1）地球表面的重力加速度g；（2）该卫星受到地球引力F的大小；（3）该卫星绕地球运动的环绕速度v的大小。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）地球表面万有引力近似等于重力，则有得（2）卫星与地球球心间距为，据万有引力定律得 （3）万有引力提供卫星做匀速圆周运动所需的向心力，则有轨道半径得19.某次发生意外情况的民航客机着陆后打开紧急出口的舱门，自动生成一个由气囊构成的斜面，机舱中的人沿该斜面滑行到地面。一个质量m=60kg的乘客在气囊上滑下时乘客与气囊之间的动摩擦因数μ=0.5，不计空气阻力。若气囊所构成的斜面长度L=4m，倾角α=37，取g=10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8。求该乘客：（1）从气囊上下滑的过程中重力做的功W；（2）滑至斜面底端所需的时间t；（3）滑至斜面底端的过程中重力做功的平均功率P。【答案】（1）1440J；（2）2s；（3）720W【解析】【详解】（1）重力做的功得（2）摩擦力据牛顿第二定律得 得据位移公式得解得滑至斜面底端所需时间t=2s（3）据得20.如图所示，AB为平直公路SAB=20m，BC为圆弧形的水平弯道，其半径R=25m。一辆质量为2t的汽车从A点静止开始做匀加速运动，进入BC段做保持速率不变的圆周运动。为确保弯道行车安全，汽车过弯道时速度不宜过大。已知汽车在AB段行驶受到的阻力为车重的0.15倍，在BC段行驶时径向最大静摩擦力为车重的0.4倍，取g=10m/s2；要确保汽车进入弯道后不侧滑。（1）汽车在弯道上行驶的最大速度vm；（2）若汽车从A到B做匀加速直线运动，求汽车最大牵引力；（3）若汽车在AB段能提供的最大牵引力，AB段运动速度不大于第（1）小题的最大速度vm，求汽车由A运动到C的最短时间。（π取3.14，计算结果保留两位有效数字）【答案】（1）10m/s；（2）8000N；（3）6.9s【解析】【详解】（1）根据 解得vm=10m/s（2）在水平直道上加速行驶时，由动能定理解得F=8000N（3）若汽车在AB段能提供的最大牵引力，则在直道上的加速度加速到10m/s的时间为加速到10m/s的位移匀速阶段的时间在弯道上的运动时间为则最短时间为t=t1+t2+t3=69s21.如图所示为某物理兴趣小组所设计的游戏装置示意图。质量m=0.05kg的小钢珠（视为质点）用长度L=0.2m的轻绳拴着在竖直面内绕O做圆周运动。钢珠运动到A点时轻绳恰好断开，以vA=1m/s的速度水平抛出，钢珠飞出后恰好从B点无碰撞切入一倾角为θ=45°的斜面上，从C处小圆弧以vC=2m/s的速度水平抛出，已知抛出点距地面高为h1=0.45m。若钢珠在第一次与地面碰撞前恰好掠过高为h2=0.25m的挡板D，经过一次碰撞又恰好掠过高为h3=0.4m的挡板E，最后打中位于F处的电灯开关（开关大小不计，可视为点）。若钢珠与地面发生弹性碰撞时，碰撞前后速度水平分量不变，速度的竖直分量大小不变，方向相反。不计空气阻力，g取10m/s2。求： （1）轻绳能够承受的最大拉力；（2）A、B两点的竖直距离；（3）挡板D以及E距抛出点C可能的水平距离xD、xE。【答案】（1）F=0.75N；（2）h=0.05m；（3）xD=0.4m，xE=1m或1.4m【解析】【详解】（1）对A点受力分析得得F=0.75N（2）从A→B据得h=0.05m（3）从C→D得则有 从C→落地则有，落地反弹后，在竖直方向上有解得当时当时