山东省新泰市第一中学东校2022-2023学年高一物理下学期期中考试试题（Word版附解析）

新泰一中东校高一下学期期中考试物理试题2023.04一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。1.下列说法中正确的是（）A.物体带电荷量为，这是因为失去了个电子B.点电荷就是体积和电荷量都很小的带电体C.物体所带电荷量的最小值为D.根据可知，当时，【答案】C【解析】【详解】A．物体带电荷量为，这是因为失去电子的个数为A错误；B．带电体能否被看成点电荷主要看该带电体的形状、大小以及电荷分布在所研究的问题中能否被忽略，与体积和电荷量的多少没直接关系，B错误；C．元电荷为最小电荷量，大小为，故物体所带电荷量的最小值为，C正确；D．当时，带电体不能被看成点电荷，故库仑定律不适用，D错误。故选C。2.北京时间2021年10月16日0时23分，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点火发射。这是我国载人航天工程立项实施以来的第21次飞行任务，也是空间站阶段的第2次载人飞行任务。飞船入轨后，在完成与空间站高难度的径向交会对接后，航天员将进驻天和核心舱，开启为期6个月的在轨驻留。已知天和号核心舱在距离地面高度为-22- 400km的轨道上做匀速圆周运动，地球半径约为6400km。已知地球表面的重力加速度为，则下列说法正确的是（）A.天和号核心舱绕地球运动的速度大于B.载人飞船需先进入空间站轨道，再加速追上空间站完成对接C.天和号核心舱每天绕地球公转大约24圈D.空间站运行的速度大于地球赤道上物体随地球自转的速度【答案】D【解析】【详解】A．第一宇宙速度是最大环绕速度，天和号核心舱的线速度应小于第一宇宙速度，A错误；B．载人飞船需先进入低于空间站的轨道，加速离心运动与空间站对接，B错误；C．对天和号核心舱又得一天的圈数为C错误；D．根据空间站的半径达周期小，可知空间站运行的速度大于地球赤道上物体随地球自转的速度，D正确。故选D。3.2021年7月30日下午，东京奥运会蹦床女子个人网上决赛，中国选手朱雪莹以56.635分夺冠，为中国体育代表团夺得本届奥运会第17金，蹦床运动可简化为球压缩弹簧的模型，如图所示。-22- 小球从A点静止下落，到达C点的速度为零，图中B点为轻弹簧处于原长时的最高点，若空气阻力可以忽略，下列说法正确的是（　　）A.小球到达B点后，开始减速B.小球到达C点时，动能与重力势能总量最小C.小球从B点到C点，先做匀加速运动，再做匀减速运动D.小球C点时所受重力与弹簧弹力相平衡【答案】B【解析】【详解】A．小球到达B点时，刚与弹簧接触，所以弹力为为零，合力仍向下，小球做加速运动，故A错误；B．到达C点后，速度为零，弹簧压缩最大，即弹簧弹性势能最大，动能与重力势能减少量最大，所以动能与重力势能总量最小，故B正确；C．到达B点后，弹力逐渐增大，在之前，弹力与重力合力向下，做加速度减小的加速运动，之后，弹力与重力合力向上，做加速度增大的减速运动，到C点速度为零，加速度向上最大，C错误;D．重力与弹力平衡点应在BC之间，故D错误。故选B。4.2020年2月20日NASA发布新闻称Terzan5CX1双星系统存在反常行为：它在2003年表现为低质量射线双星，但在2009年到2014年，它表现得就像毫秒级脉冲星一样，并向外喷射物质，2016年它又变回了低质量射线双星系统。此双星系统中的两颗星体P和Q绕它们连线上的点做圆周运动．如图所示。已知P和Q的距离为，它们做匀速圆周运动的角速度为，引力常量为，下列判断正确的是（　　）-22- A.根据题中条件可求出P和Q做圆周运动的轨道半径B.根据题中条件可求出P和Q做圆周运动的线速度大小C.若双星间的距离不变，增大，则双星质量之和一定增大D.若双星质量之和不变，增大．则双星之间的距离一定增大【答案】C【解析】【详解】A．对行星，由万有引力提供向心力有即同理对，有且，解得根据上述分析可知，已知、和，可求出双星质量之和，但不能求出和，不能求出和，故A错误；B．和做圆周运动的线速度大小分别为、，由于和不能求出，可知和不能求出，故B错误；C．由可知，若不变、增大，双星质量之和一定增大，故C正确；-22- D．由可知，若双星质量之和不变、增大，一定减小，故D错误。故选C。5.如图所示，一条轻绳跨过定滑轮，绳的两端各系一个小球A和B，当轻绳刚好被拉紧后，B球的高度为h，A球静止于地面。定滑轮的质量及轮与轴间的摩擦力不变，重力加速度为g，释放B球，当B球刚落地时，A球的速度大小为，则A球与B球的质量比为（　　）A.B.C.D.【答案】B【解析】【详解】B球下落的过程中，由A、B两球及绳子组成的系统机械能守恒解得故选B。6.如图所示，质量相等可视为点电荷的A、B、C三个带电绝缘小球，其中A带正电并固定在绝缘竖直弹簧下端，当A、B、C三个小球的球心距离为L时，B、C小球带电荷量相等并悬在空中处于静止状态，下列说法正确的是（　　）-22- A.弹簧弹力大于三个小球的总重力B.小球A受三个作用力C.小球A带的电荷量是小球B带电荷量的2倍D.剪断弹簧后三个小球一起做自由落体运动【答案】C【解析】【详解】A．把三个小球看成整体，可得弹簧弹力等于三个小球的总重力，故A错误；B．分析A的受力有重力、两个库仑力和弹簧弹力，共四个力，故B错误；C．根据受力平衡可得B、C小球带等量的负电，设小球A、B的电荷量绝对值分别为、，A、B之间的库仑力B、C之间库仑力，，分析B受力如图所示，可得代入得故C正确；D．剪断弹簧后A受重力和B、C小球对A的库仑力，A下落的加速度大于重力加速度，剪断瞬间小球B、C受力不变，加速度为零，故D错误。-22- 故选C。【点睛】本题以弹簧和带电小球为背景，考查受力分析及力的突变问题，考查考生的科学思维。7.小史驾驶着一辆质量约为4t的超级跑车，其发动机的额定功率为200kW。汽车在平直路面上从静止开始以a=5m/s2的加速度做匀加速直线运动，车受的阻力为汽车重力的0.1倍，重力加速度g取10m/s2，则（　　）A.汽车运动过程中的最大牵引力为F=2.4×105NB.汽车做匀加速直线运动的最长时间为3sC.汽车开始运动后，1s末的瞬时功率为120kWD.汽车开始运动后的最大速度为40m/s【答案】C【解析】【详解】A．根据题意，汽车以恒定加速度启动，牵引力先不变后减小，所以匀加速阶段牵引力最大，即解得故A错误；B．匀加速阶段的末速度为-22- 解得故B错误；C．1s末的速度大小为所以故C正确；D．汽车开始运动后的最大速度为故D错误。故选C。8.如图所示，一质量为m的小球分别在甲、乙两种竖直固定轨道内做圆周运动。若两轨道内壁均光滑、半径均为R，重力加速度为g，小球可视为质点，空气阻力不计，则（  ）A.小球通过甲、乙两轨道最高点时的最小速度均为零B.小球以最小速度通过甲轨道最高点时受到轨道弹力为C.小球以速度通过乙管道最高点时受到轨道弹力为D.小球通过甲管道最低点时的最小速度为【答案】D【解析】【详解】AB．甲轨道，在最高点，当轨道给的弹力为零的时候，小球的速度最小，由重力提供向心力有-22- 可得最小速度为，故AB错误；C．当小球以速度通过乙管道最高点时有代入速度可求得可知，轨道给小球的弹力大小为，方向与重力方向相反，竖直向上，故C错误；D．在最高点最小速度为v=，根据机械能守恒解得故D正确。故选D。二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。9.如图所示，转盘甲、乙具有同一转轴，转盘丙的转轴为，用一皮带按如图的方式将转盘乙和转盘丙连接，A、B、C分别为转盘甲，乙、丙边缘的点，且，。现让转盘丙绕转轴做匀速圆周运动，皮带不打滑。则下列说法正确的是（　　）A.A、B、C的线速度大小之比为B.A、B、C的角速度之比为-22- C.A、B、C的向心加速度大小之比为D.如果转盘丙沿顺时针方向转动，则转盘乙沿逆时针方向转动【答案】AD【解析】【详解】AB．B、C两点为皮带传动，线速度大小相等，即根据可得A、B两点为同轴转动，角速度大小相等，即联立可得故A正确，B错误；C．根据可得故C错误；D．如果转盘丙沿顺时针方向转动，则转盘丙所受的摩擦力为逆时针，皮带所受转盘丙的摩擦力为顺时针，对皮带根据平衡条件可知，转盘乙对皮带的摩擦力为逆时针，则皮带对转盘乙的摩擦力为顺时针，可知转盘乙逆时针转动，故D正确。故选AD。10.如图所示，质量为2的物体沿倾角为的固定斜面匀减速上滑了距离，物体加速度的大小为8，（重力加速度g取10）。在此过程中（）-22- A.物体的重力势能增加了40JB.物体的机械能减少了12JC.物体的动能减少了32JD.克服摩擦力做功32J【答案】BC【解析】【详解】A．物体的重力势能增加了故A错误；B．由牛顿第二定律可得解得方向沿斜面向下。f所做的功为所以物体的机械能减少了12J。故B正确；C．由牛顿第二定律可得方向沿斜面向下。所以合力所做功为所以物体的动能减少了32J。故C正确；D．由B项分析知所以克服摩擦力做功12J。故D错误。-22- 故选BC。11.如图所示，将3个木板1、2、3固定在墙角，现将一个可以视为质点的物块分别从3个木板的顶端由静止释放，物块沿木板下滑到底端，物块与木板之间的动摩擦因数均为μ。下列说法正确的是（　　）A.物块沿着1和2下滑到底端时速度大小相等B.物块沿着3下滑到底端时速度最大C.物块沿着3下滑到底端的过程中，产生的热量最多D.物块沿着1和2下滑到底端的过程中，产生的热量一样多【答案】CD【解析】【详解】A．设木板的长度为L，与竖直方向的夹角为，物块下滑到底端的过程，据动能定理可得由于木板1和2在水平方向的投影x相同，物块沿着1下滑的高度h较大，可知沿着1到达底端的速度大于沿着2到达底端的速度，故A错误；B．与物块沿着2下滑过程对比，物块沿着3下滑到底端的过程，h相同，x较大，故沿着3下滑到底端时速度最小，故B错误；CD．据功能关系可得，产生的热量为物块沿着3下滑到底端的过程中，产生的热量最多，沿着1和2下滑到底端的过程中，产生的热量一样多，故CD正确。故选CD。12.极限跳伞是世界上流行的空中极限运动。如图所示，它的独特魅力在于跳伞者可以从正在飞行的各种飞行器上跳下，也可以从固定在高处的器械、陡峭的山顶、高地甚至建筑物上纵身而下，-22- 并且通常起跳后伞并不是马上自动打开，而是由跳伞者自己控制开伞时间。伞打开前可看成是自由落体运动，打开伞后减速下降，最后匀速下落。用h表示人下落的高度，t表示下落的时间，Ep表示人的重力势能，Ek表示人的动能，E表示人的机械能，v表示人下落的速度，如果打开伞后空气阻力与速度平方成正比，则下列图像可能正确的是（　　）AB.C.D.【答案】B【解析】【详解】A．设人下落时离地面的高度为H，以地面为参考平面，则人的重力势能则图像为倾斜向下的直线，A错误；B．由动能定理可知，伞打开前人动能图像为倾斜向上的图像；伞打开后-22- 伞打开时，，则人的加速度方向竖直向上，故人的速度减小，加速度减小，当加速度减小到零时，做匀速直线运动，故图像为斜率减小的向下的曲线，最后平行于轴的直线，B正确；C．由功能关系可知，空气阻力做的功等于人的机械能的变化，伞打开前，人的机械能不变，伞打开后，空气阻力一直负功，人的机械能一直减小，不会出现最终不变的情况，C错误；D．伞打开前，人做自由落体运动，伞打开后，人做加速度逐渐减小的减速运动，最后做匀速直线运动，D错误；故选B。三、实验题：本题共2个小题，共16分13.在“验证机械能守恒定律”的一次实验中，重锤拖着纸带自由下落，在纸带上打出一系列的点，如图所示，已知相邻计数点的时间间隔为0.02s，回答以下问题：(1)关于上述实验，下列说法中正确的是______；A．重物最好选择密度较小的木块B．重物的质量可以不测量C．实验中应先释放纸带，后接通电源D．可以利用公式v＝来求解瞬时速度(2)某同学用如图甲所示装置进行实验，得到如图乙所示的纸带，把第一个点（初速度为零）记作O点，测出点O、A间的距离为68.97cm，点A、C间的距离为15.24cm，点C、E间的距离为16.76cm，已知当地重力加速度为9.8m/s2，重锤的质量为m=1.0kg，则打点计时器在打O点到C点的这段时间内，重锤动能的增加量为______J，重力势能的减少量为______；（保留两位有效数字）-22- (3)在实验中发现，重锤减少的重力势能______重锤增加的动能（选填“大于”或“小于”或“等于”），其原因主要是因为______。【答案】①.B②.8.0③.8.3④.大于⑤.在实验中发现，重锤减少的重力势能大于重锤增加的动能，其原因主要是重锤在下落过程中受到空气阻力作用而损失机械能。【解析】【详解】(1)[1]A．为了减小空气阻力给实验带来的误差，重物最好选择密度较大的物体，A错误；B．重力势能和动能的表达式中都有重物的质量，重物的质量可以不测量，B正确；C．实验中若先释放纸带，后接通电源，纸带上打点很少，C错误；D．由于有空气阻力，重物的加速度小于重力加速度，不可以利用公式v＝来求解瞬时速度，应该利用纸带求解瞬时速度，D错误。故选B。(2)[2]打C点时重物的速度为重锤动能的增加量为[3]重力势能的减少量为(3)[4][5]在实验中发现，重锤减少的重力势能大于重锤增加的动能，其原因主要是重锤在下落过程中受到空气阻力作用而损失机械能。14.某同学验证机械能守恒定律装置示意图如图所示水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨：导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M-22- ，左端由跨过定滑轮的轻质细绳与一质量为m的砝码相连；遮光片两条长边与导轨垂直；导轨上B点处有一光电门，可以测出遮光片经过光电门时的挡光时间t，用d表示A点到导轨底端C点的距离，s表示A、B两点间的距离，h表示A与C的高度差，b表示遮光片的宽度，可以将遮光片通过光电门的平均速度看做滑块通过B点时的瞬时速度。重力加速度为g，不考虑各处摩擦对实验的影响，将滑块自A点由静止释放，发现滑块沿导轨加速滑下。（1）滑块通过光电门时的速度v=________（用题目中给出的字母表示）（2）根据上述实验方法，测得，，并多次改变A、B间的距离，测得滑块到B点时对应的速度v，作出的图像如图所示，已知重力加速度g取，则M=________m。【答案】①.②.3【解析】【详解】（1）[1]将遮光片通过光电门的平均速度看做滑块通过B点时的瞬时速度，则有（2）[2]滑块自A点由静止释放到B点的运动中，滑块、遮光片和砝码组成的系统重力势能的减少量系统动能的增加量为若系统的机械能守恒，则有整理可得由图像的斜率-22- 代入数据解得四、计算题：本题共4个小题，共44分15.如图所示，两颗卫星在同一轨道平面内绕地球做顺时针匀速圆周运动，地球半径为R，a卫星离地面的高度等于R，周期为，b卫星离地面高度为，则：（1）b卫星运行周期是多少？（2）若某时刻两卫星正好同时通过地面同一点正上方，则a至少经过多长时间与b相距最远？【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）对做匀速圆周运动的卫星有可得所以（2）由，可知：，即a转动得更快，设至少经过时间t两卫星相距最远，则-22- 解得16.如图所示，长为m的绳子（质量不计）下端连着质量为的小球，上端悬于天花板上，当把绳子恰好拉直时，绳子与竖直线的夹角，此时小球静止于光滑的水平桌面上，，，。（1）若小球转动起来对平台无压力，求的取值范围；（2）当球以做圆锥摆运动时，桌面受到的压力多大。【答案】（1）；（2）8.4N【解析】【详解】（1）若小球转动起来且恰好对平台无压力时，小球的角速度为，对小球进行受力分析，则有解得角速度越大，越大，则若小球转动起来对平台无压力，角速度应满足-22- （2）因为可知该状态下小球尚未离开桌面，受到桌子的支持力，绳子与竖直线的夹角仍为，则水平方向竖直方向解得根据牛顿第三定律可知，桌面受到的压力17.如图所示，荆州沙市飞机场有一倾斜放置的长度的传送带，与水平面的夹角，传送带一直保持匀速运动，速度。现将一质量的物体轻轻放上传送带底端，使物体从底端运送到顶端，已知物体与传送带间的动摩擦因数。以物体在传送带底端时的势能为零，求此过程中：（已知，，重力加速度g取）（1）物体从底端运送到顶端所需的时间；（2）物体到达顶端时的机械能；（3）物体与传送带之间因摩擦而产生的热量；（4）电动机由于传送物体而多消耗的电能。-22- 【答案】（1）5s；（2）32J；（3）32J；（4）64J【解析】【详解】（1）物体放到传送带时先做匀加速直线运动，设加速度为a，根据牛顿第二定律得μmgcosθ-mgsinθ=ma解得a=μgcosθ-gsinθ=0.4m/s2物体匀加速至速度v=2m/s时用时t1==5s通过的位移为x1，则v2=2ax1得x1==5m=L=5m所以物体一直做匀加速上升到顶端，故到达顶端所用时间：t=t1=5s（2）物体到达顶端时的动能Ek=mv2=2J重力势能Ep=mgLsin37°=30J机械能E=Ek+Ep=32J（3）物体匀加速运动的时间内传送带的位移x带=vt1=10m-22- 物体与传送带间的相对位移大小Δx=x带-x1=5m因摩擦产生的热量Q=μmgcosθ·Δx代入数据解得Q=32J（4）电动机由于传送物体而多消耗的电能E电=E+Q=64J18.浙江卫视六频道《我老爸最棒》栏目中有一项人体飞镖项目，该运动简化模型如图所示。某次运动中，手握飞镖的小孩用不可伸长的细绳系于天花板下，在A处被其父亲沿垂直细绳方向推出，摆至最低处B时小孩松手，飞镖依靠惯性飞出击中竖直放置的圆形靶最低点D点，圆形靶的最高点C与B在同一高度，C、O、D在一条直径上，A、B、C三处在同一竖直平面内，且BC与圆形靶平面垂直。已知飞镖质量m=1kg，BC距离s=8m，靶的半径R=2m，AB高度差h=0.8m，g取10m/s2。不计空气阻力，小孩和飞镖均可视为质点。（1）求小孩在A处被推出时初速度vo的大小；（2）若小孩摆至最低处B点时沿BC方向用力推出飞镖，飞镖刚好能击中靶心，求在B处小孩对飞镖做的功W；（3）在第（2）小题中，如果飞镖脱手时沿BC方向速度不变，但由于小孩手臂的水平抖动使其获得了一个垂直于BC的水平速度v，要让飞镖能够击中圆形靶，求v的取值范围。【答案】（1）8m/s；（2）40J；（3）【解析】【详解】（1）设飞镖从B平抛运动到D的时间为t1，从B点抛出的初速度为v1，小孩和飞镖的总质量为M，则有s=v1t1-22- 小孩从A摆到B的过程，据机械能守恒可得联立解得代入数据得v0=8m/s（2）设飞镖从B平抛运动到O的时间为t2，从B点抛出的初速度为v2，则有据动能定理可得代入数据得W=80J（3）因BC方向的速度不变，则从B到靶的时间t2不变，竖直方向的位移也仍为R，则靶上的击中点一定是与靶心O在同一高度上，则垂直于BC的水平位移一定小于等于R，因此有R≥vt2又联立解得-22-