浙江省嘉兴市第五中学2022-2023学年高一物理下学期4月期中试题（Word版附解析）

嘉兴市第五高级中学2022学年第二学期期中测试高一年级物理试题一、单选题（本大题共18题，每题3分，每题只有1个选项符合题意。共54分）1.下列叙述符合物理学史实的是（）A.第谷利用“月—地检验”证实了万有引力定律的正确性B.牛顿发现了万有引力定律并成功地测出了引力常量的值C.卡文迪什利用扭秤实验测出了引力常量的值D.开普勒观测行星运动并积累大量的数据，多年研究后揭示了行星运动的有关规律【答案】C【解析】【详解】A．牛顿利用“月—地检验”证实了万有引力定律的正确性，A错误；BC．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪什利用扭秤实验测测出了引力常量的值，B错误，C正确；D．第谷观测行星运动并积累大量的数据，开普勒研究后揭示了行星运动的有关规律，D错误。故选C。2.关于做曲线运动的物体，下列说法正确的是（）A.物体的加速度可能是恒定的B.物体所受合外力可能为零C.物体一定受到变力的作用D.物体速度大小一定时刻改变【答案】A【解析】【详解】A．如平抛运动为曲线运动，加速度恒定，所以做曲线运动物体的加速度可能是恒定的，故A正确；B．物体所受合外力为零时，根据牛顿第一定律可知物体保持静止或者匀速直线运动，不可能做曲线运动，故B错误；C．如平抛运动为曲线运动，受到重力，所以做曲线运动物体不一定受到变力的作用，故C错误；D．如匀速圆周运动为曲线运动，速度的大小不变，所以做曲线运动的物体速度大小不一定时刻改变，故D错误。故选A。3.如图所示，一个在水平桌面上向右做直线运动的钢球，如果在它运动路线的旁边放一块磁铁，则钢球可能的运动轨迹是（　　） A.轨迹①B.轨迹②C.轨迹③D.以上都有可能【答案】A【解析】【详解】在钢球运动路线的旁边放一块磁铁，钢球受到的合力的方向与速度方向不在同一条直线上，将做曲线运动，且轨迹偏向磁铁一侧，即可能沿轨迹①运动。故选A。4.小船过河过程中，船头始终垂直对岸。已知小船的划行速度恒定，河水流速处处相同且恒定不变。在下图中以虚线表示小船过河的轨迹示意图，可能正确的是（　　）A.①B.②C.③D.④【答案】C【解析】【详解】小船沿垂直河岸方向做匀速直线运动，沿河水方向也做匀速直线运动，可知合运动还是匀速直线运动，则小船的运动轨迹为③所示。故选C。5.雨滴由静止开始下落，遇到水平方向吹来的风，下述说法正确的是（　　）A.风速越大，雨滴着地的时间越长B.风速越大，雨滴着地的时间越短C.雨滴下落着地的时间与风速无关D.雨滴着地速度与风速无关【答案】C【解析】【详解】ABC．对雨滴运动分解可知，风速只影响水平方向运动，不影响竖直方向运动，下落时间只与竖直高度有关，故雨滴下落时间与风速无关，故AB错误，C正确；D．雨滴落地速度为 水平方向速度与风速有关，故落地速度与风速有关，故D错误。故选C。6.如图所示，某同学利用无人机玩“投弹”游戏。无人机在距离水平地面20m高处以2m/s速度水平飞行时，释放了一个小球。不计空气阻力，g取10m/s2，小球释放点与落地点间的水平距离为（　　）A.1mB.2mC.4mD.8m【答案】C【解析】【分析】根据题中物理情景描述可知，本题考查平抛运动，根据平抛运动的规律，运用竖直方向自由落体位移公式、水平方向匀速直线位移公式，进行求解。【详解】小球只受到重力、具有水平初速度，做平抛运动在竖直方向有代入数据解得小球释放点与落地点间的水平距离为故C正确，ABD错误。故选C。7.某同学用圆规匀速画了一个四分之三圆，用时1.5秒。他又测得这个圆弧半径为2cm。则他画圆时，关于笔尖的运动情况，错误的是（　　）A.角速度ω=πrad/sB.线速度v=0.02πm/s C.笔尖做变速运动D.笔尖做匀变速运动【答案】D【解析】【详解】A．角速度选项A正确；B．线速度选项B正确；CD．笔尖做圆周运动，速度和加速度都不断变化，为非匀变速运动，选项C正确，D错误。本题选错误的，故选D。8.如图所示，一球体绕轴O1O2以角速度旋转，A、B为球体上两点．下列说法中正确的（　　）A.A、B两点具有相同的角速度B.A、B两点具有相同的线速度C.A、B两点具有相同的向心加速度D.A、B两点的向心加速度方向都指向球心【答案】A【解析】详解】A．A、B两点共轴转动，角速度相等，A正确；B．因为A、B两点绕地轴转动，A的转动半径大于B点的转动半径，根据 A的线速度大于B的线速度大小，B错误；C．根据角速度相等，A的转动半径大，则A点的向心加速度大于B点的向心加速度，C错误；D．A、B两点的向心加速度方向垂直指向地轴，D错误。故选A。9.某同学在研究圆周运动时做摆臂动作，用手机内置的速度传感器测定手的速度。该同学先用刻度尺测量手臂伸直时的长度（刻度尺的零刻度线与肩平齐），如图所示，然后他伸直手臂，手握手机，将手臂以肩为轴自然下摆。若当手臂摆到竖直位置时，手机显示的速度大小约为，则此时手机的向心加速度大小约为（　　）A.B.C.D.【答案】A【解析】【详解】根据题意，由图可知，手机转动的半径约为，由公式可得，手臂摆到竖直位置时手机的向心加速度大小约为故选A。10.如图，一辆轿车正在水平路面上转弯时，下列说法正确的是（） A.水平路面对轿车弹力的方向斜向上B.轿车受到向心力是重力、支持力和牵引力的合力C.轿车受到的向心力来源于地面静摩擦力D.轿车加速度的方向一定垂直于运动路线的切线方向【答案】C【解析】【详解】A．水平路面对轿车的弹力方向一定垂直于接触面向上，故A错误；BC．轿车受到的向心力是由摩擦力提供的，故B错误，C正确；D．若轿车匀速拐弯，即匀速圆周运动，加速度一定垂直于运动路线的切线方向指向圆心；若轿车变速拐弯，即变速圆周运动，加速度是向心加速度与切向加速度的矢量和，则一定不垂直于运动路线的切线方向指向圆心，故D错误。故选C。11.地球质量大约是月球质量的81倍，在登月飞船通过月、地之间的某一位置时，月球和地球对它的引力大小相等，该位置到月球中心和地球中心的距离之比为（　　）A1：81B.1：27C.1：9D.1：3【答案】C【解析】【详解】设月球质量为M，则地球质量就为81M，飞船距月心距离为，距地心距离为，由于地球对它的引力和月球对它的引力相等，根据万有引力定律得解得故选C。 12.2022年9月1日18时成功开启问天实验舱气闸舱出舱舱门，至19时09分航天员陈冬、刘洋成功出舱。出舱的航天员与空间站形成的组合体在地球引力作用下绕地球做圆周运动，周期约90分钟。下列说法正确的是（　　）A.组合体的加速度大小比赤道上的物体大B.组合体的速度大小略大于第一宇宙速度C.组合体的角速度大小比地球同步卫星的小D.组合体中的货物处于超重状态【答案】A【解析】【详解】AC．根据题意可知，组合体的周期约为90分钟，而同步卫星的周期为24h，根据角速度的计算公式可知，组合体的角速度大于地球同步卫星的角速度，即组合体的角速度大于地球自转的角速度，结合加速度的计算公式可知，因为组合体的轨道半径大于地球的半径，所以组合体的加速度大于赤道上物体的加速度，故A正确，C错误；B．组合体受到的万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律可得解得因为第一宇宙速度是物体环绕地球表面做圆周运动时的线速度，而组合体的轨道半径大于地球半径，所以组合体的线速度小于第一宇宙速度，故B错误；D．组合体及其中的货物受到的万有引力全部用来提供向心力，所以组合体中的货物处于失重状态，故D 错误。故选A。13.如图所示，物体在大小为8N、方向与水平地面成角的拉力F作用下，3s内水平向右运动6m，此过程中拉力F对物体做的功和平均功率分别是（　　）A.24J、8WB.48J、8WC.24J、16WD.48J、16W【答案】A【解析】【详解】由力对物体做功的计算公式可得，拉力F对物体做的功为由功率的定义式，可得平均功率故选A。14.如图所示，拖着旧橡胶轮胎跑是身体耐力训练的一种有效方法。某受训者拖着轮胎在水平直道上前进的距离为x，已知绳与水平地面间的夹角为，拉力为F，那么下列说法正确的是（　　）A.轮胎受到地面的摩擦力对轮胎做了负功B.轮胎受到的重力对轮胎做了正功C.轮胎受到的拉力对轮胎不做功D.轮胎受到的拉力对轮胎做功大小为【答案】A【解析】【详解】A．由题知，轮胎受到地面的摩擦力方向水平向左，而位移水平向右，两者夹角为180°，则轮胎受到地面的摩擦力做了负功。故A正确；B．轮胎受到的重力竖直向下，而轮胎的位移水平向右，则轮胎在竖直方向上没有发生位移，重力不做功。故B错误； C．设拉力与水平方向的夹角为α，由于α是锐角，所以轮胎受到的拉力做正功。故C错误；D．轮胎受到的拉力对轮胎做功大小为故D错误。故选A。15.如图所示，质量为m的苹果从距地面高度为H的树上的A点由静止开始下落，树下有一深度为h的坑，重力加速度为g，则下列说法中正确的是（　　）A.苹果从A点落到坑底，重力势能减少了mgHB.若以坑底所在的平面为零势能参考平面，苹果在A点的重力势能为mgHC.若以地面为零势能参考平面，苹果在A点的重力势能为mgHD.若以A点所在的平面为零势能参考平面，苹果在A点的重力势能为mgH【答案】C【解析】【详解】A．从A点到坑底，重力做功为重力做正功，物体的重力势能减小，且故A错误；B．若以坑底为参考平面，苹果在A点的重力势能为故B错误；C．若以地面为参考平面，苹果在A点的重力势能为故C正确； D．若以A点所在平面为参考平面，苹果在A点的重力势能为故D错误。故选C。16.如图所示，取一支质量为的按压式圆珠笔，将笔的按压式小帽朝下按在桌面上，无初速放手后笔将会竖直向上弹起一定的高度然后再竖直下落。重力加速度为，不计一切阻力，下列说法正确的是（　　）A.整个按压过程中，笔内部弹簧的弹性势能增加量小于B.从放手到笔刚离开桌面的过程中，桌面对笔不做功C.从放手到笔刚离开桌面的过程中，笔一直向上加速D.从放手到笔刚离开桌面的过程中，弹簧的弹性势能全部转化为笔的动能【答案】B【解析】【详解】A．释放圆珠笔后，圆珠笔与弹簧组成的系统机械能守恒，笔上升到最大高度时速度为零，弹簧的弹性势能全部转化为重力势能，根据功能关系可知，按压过程中，笔内部弹簧的弹性势能增加量等于，A错误；B．从放手到笔刚离开桌面的过程中，与桌面接触的笔帽及内芯部分位移为零，所以桌面对笔不做功，B正确；C．从放手到笔刚离开桌面的过程中，开始时弹簧的弹力大于笔的重力，笔具有向上的加速度，向上加速；后随着外壳的上升，弹簧弹力在减小，并逐渐恢复原长，可知加速度先向上后向下，即笔先加速后减速，C错误；D．从放手到笔刚离开桌面的过程中，因为外壳已经上升一定高度，故弹簧的弹性势能一部分转化为笔的动能，另一部分转化为外壳此时的重力势能，D错误。故选B。17.许多小朋友喜爱荡秋千运动。图是荡秋千示意图，当秋千从P点向右运动到Q点的过程中（　　） A.重力势能先增大后减小B.重力势能一直减小C.动能先增大后减小D.动能一直增大【答案】C【解析】【详解】从P至Q，物体重力先做正功后做负功，所以动能从P到最低点的过程，重力势能减小，动能增加，再由最低点到Q点，重力做负功，动能减少，重力势能增大。C正确ABD错误。故选C。18.有质量相等的a、b、c三个小球，在同一高度以大小相等的初速度分别将a球竖直向下抛出，b球斜向上抛出，c球斜向下抛出，不计空气阻力。则从抛出到落地的过程中，这三个小球（　　）A.运动时间相同B.运动加速度相同C.落地时重力的功率相同D.落地时的动能相同【答案】BD【解析】【详解】AB．抛出后的三个小球只受重力作用，加速度均为g，a球抛出时竖直向下的分速度最大，b球有竖直向上的分速度，c球有小于a球的竖直向下的分速度，根据可知，b落地时间最长，a最短，选项A正确，B错误；C．根据P=mgv竖直因a落地时竖直速度最大，重力的功率最大，则落地时重力的功率不相同，选项C错误；D．根据动能定理可知，落地时的动能相同，选项D正确。故选BD。 二、实验题（本大题共3题，每空1或2分，共18分）19.“探究平抛物体的运动规律”的实验分为2个步骤。步骤1为探究平抛运动竖直分运动的特点，实验装置如图所示：（1）当a小球从斜槽末端水平飞出时与b小球离地面的高度均为H，此瞬间电路断开，使电磁铁释放b小球，最终两小球同时落地，改变H大小，重复实验，a、b仍同时落地，该实验结果可表明________A.两小球落地速度的大小相同B.两小球在都做自由落体运动C.a小球在竖直方向的分运动是自由落体运动D.a小球在水平方向的分运动是匀速直线运动步骤2为探究平抛运动水平分运动的特点，实验装置如图所示：（2）除木板、小球、斜槽、铅笔、图钉、重垂线之外，还需_______A.坐标纸B.打点计时器C.学生电源D.小车（3）实验中，下列说法正确的是_______A.斜槽轨道必须光滑B.斜槽轨道末端切线必须调至水平C.应使小球每次都从斜槽上不同位置由静止开始滑下D.要使描出的轨迹更好地反映真实运动，记录的点应适当多一些（4）实验数据如图所示，O为抛出点，则小球做平抛运动的初速度______m/s（g取） 【答案】①.C②.A③.BD##DB④.1.6【解析】【详解】（1）[1]改变H大小，重复实验，a、b始终同时落地，说明两小球在空中运动的时间相等，进一步说明a小球在竖直方向的分运动与b小球的运动相同。而b小球做的是自由落体运动，即a小球在竖直方向的分运动为自由落体运动。故选C。（2）[2]在做“研究平抛物体的运动”实验时，除木板、小球、斜槽、铅笔、图钉、重垂线之外还需要坐标纸。故选A。（3）[3]此实验成功之处在于要使小球抛出时的初速度一致且方向水平，因此斜槽末端必须水平，保证每次小球从同一位置释放。尽可能多的描绘出小球的运动轨迹上的点才能使小球运动轨迹更加准确，斜槽轨道是否光滑对实验并无影响。故选BD。（4）[4]在竖直方向上，有水平方向有解得20.某探究小组用如图所示的向心力演示器探究向心力大小的表达式。已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨迹半径之比为，请回答以下问题：①在该实验中，主要利用了____________来探究向心力与质量、半径、角速度之间的关系；A.理想实验法B.微元法C.控制变量法D.等效替代法 ②探究向心力与角速度之间的关系时，应选择半径_________（填“相同”或“不同”）的两个塔轮；同时应将质量相同的小球分别放在__________处；A.挡板A与挡板BB.挡板A与挡板CC.挡板B与挡板C③探究向心力与角速度之间的关系时，若图中标尺上红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值为，运用圆周运动知识可以判断与皮带连接的变速塔轮对应的半径之比为______。A.B.C.D.【答案】①.C②.不同③.B④.D【解析】【详解】①[1]探究向心力、质量、半径与角速度之间的关系采用的是控制变量法，故C正确，ABD错误。故选C。②[2]探究向心力与角速度之间的关系时，需要两球的角速度不同，两个塔轮边缘的线速度相同，则要求塔轮的半径不同；[3]为保证半径相同，应将质量相同的小球分别放在挡板A与挡板C，故B正确，AC错误。故选B。③[4]两个小球所受的向心力的比值为1：9，根据公式可得角速度之比为1：3，传动皮带线速度大小相等，由可知，塔轮的半径之比为3：1，故D正确，ABC错误。故选D。21.某同学用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。 （1）下面操作步骤中，可做可不做的是______（单选）；操作不恰当的是___________（多选）A．按照图示的装置安装器件；B．将打点计时器接到电源直流输出端上；C．用天平测量出重物的质量；D．释放悬挂纸带的夹子，接通电源开关打出一条纸带；E．测量打出的纸带上某些点之间的距离；F．根据测量的结果计算重物下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能。（2）对于本实验操作的说法正确的是______（多选）A．打点计时器的两个限位孔应在同一条竖直线上B．应用秒表测出重物下落的时间C．选用的重物的密度和质量大些，有利于减小误差D．选用的重物的密度和质量小些，有利于减小误差（3）实际计算出的重物的动能增量与重物重力势能减少量之间的大小关系，满足：____（填“>”、“=”、“<”）（4）若实验中所用重物的质量为1.0kg。某同学选取了一条前两个点间距接近2mm的纸带，0是打下的第一个点，打点时间间隔为0.02s，则在纸带上打下点3时重物的动能的增加量（相对0）=________J。（结果均保留三位有效数字）【答案】①.C②.BD##DB③.AC##CA④.<⑤.5.28【解析】【详解】（1）[1]实验中要验证的表达式两边都有物体的质量m，可以消掉，则不需要用天平测量出重物的 质量，即步骤C可做可不做；[2]操作不当的步骤有：B．应该将打点计时器接到电源的交流输出端上；D．应该先接通电源，然后释放悬挂纸带的夹子，打出一条纸带；（2）[3]A．为了减小纸带和打点计时器间的摩擦，则打点计时器的两个限位孔应在同一条竖直线上，选项A正确；B．打点计时器本身就是计时仪器，则不需要用秒表测出重物下落的时间，选项B错误；CD．选用的重物的密度和质量大些，有利于减小误差，选项C正确，D错误。故选AC。（3）[4]由于重物下落过程中有阻力影响，则实际计算出的重物的动能增量小于重物重力势能减少量，即满足<（4）[5]在纸带上打下点3时重物的速度动能的增加量三、计算题（本大题共3题，22题7分、23题9分，24题12分，共28分，写出必要过程）22.如图所示，在水平桌面上用硬练习本做成一个斜面，使小钢球从斜面上某一位置滚下，钢球沿桌面飞出后做平抛运动。测得桌面距离地面的高度为，钢球落地点距离桌子边沿的水平距离为，不计空气阻力。求：（1）钢球在空中飞行时间t；（2）钢球从桌面飞出的速度大小；（3）钢球落地时的速度大小v。 【答案】（1）0.4s；（2）3m/s；（3）5m/s【解析】【详解】（1）由可得球在空中飞行时间（2）由钢球从桌面飞出的速度大小（3）钢球落地时的竖直速度钢球落地时的速度大小23.一个圆盘在水平面内匀速转动，角速度是3rad/s。盘面上距圆盘中心0.2m的位置有一个质量为0.1kg的小物体随圆盘一起做匀速圆周运动，如图所示，已知小物块与盘面的动摩擦因数为0.5，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g=，求：（1）小物体的线速度大小；（2）小物体的加速度大小；（3）小物体的向心力大小；（4）当圆盘的角速度增加到多大时，小物体会相对圆盘滑动。【答案】（1）；（2）；（3）；（4） 【解析】【详解】（1）根据可得线速度（2）根据可得向心加速度（3）根据可得向心力（4）小物体相对圆盘恰产生相对滑动时满足解得24.如图所示，游乐场的过山车可以底朝上在圆轨道上运行，游客却不会掉下来。我们把这种情形抽象为如图所示的模型：弧形轨道的下端与半径为R的光滑的竖直圆轨道相接，B、C分别为圆轨道的最低点和最高点。质量为m的小球（可视为质点），从粗糙弧形轨道AB上的A点由静止滚下，到达B点时对轨道的压力为自身重力的7倍，重力加速度为g，求：（1）小球运动到B点时，小球的速度大小（2）小球到达C点时对轨道的压力FN；（3）若h=5R，A到B的过程中，克服阻力所做的功Wf 【答案】（1）（2）（3）【解析】【分析】【详解】（1）小球在B点时，根据牛顿第三定律可知，小球受到轨道的支持力F的大小7mg，根据牛顿第二定律有解得（2）因为小球由B点到C点，以B点所在平面且参考平面，根据机械能守恒定律联立解得（3）在小球从A点运动到B点的过程中，根据动能定理有解得