安徽省合肥市庐巢八校2022-2023学年高一下学期期中物理试题（Word版附解析）

2022-2023学年度第二学期集中练习2高一物理满分：100分　考试时间：75分钟一、选择题（本题共10题，每小题4分，共40分。第1-6题中只有一个选项符合题意；第7-10题中有多项符合题目要求，全对得4分，选对但不全得2分，有错选的得0分）1.关于曲线运动，下列说法正确是（　　）A.某同学在操场上进行1000米长跑时，若保持速度大小不变，则该同学做匀变速曲线运动B.某同学将铅球向斜上方推出，不计空气阻力，铅球在空中做匀变速曲线运动C.某同学使用细线悬挂的小球在水平面内做匀速圆周运动，小球做匀变速曲线运动D.某同学将小球竖直向上抛出后，小球做匀变速曲线运动【答案】B【解析】【详解】A．跑步的同学有时做匀速直线运动，有时做匀速圆周运动，均不是匀变速曲线运动，故A错误；B．铅球推出后在空中运动的过程中，只受重力作用，铅球做匀变速曲线运动，故B正确；C．匀速圆周运动的加速度始终指向圆心，方向不断发生变化，因此匀速圆周运动不是匀变速曲线运动，故C错误；D．小球竖直向上抛出后做直线运动，不是曲线运动，故D错误。故选B。2.如图所示，某同学将一玻璃球放入半球形的碗中，为球心，先后让玻璃球在碗中两个不同高度的水平面内做速圆周运动，其中玻璃球与半球形碗的中心连线与竖直方向的夹角为，BO与竖直方向的夹角为，则在、两个位置上玻璃球所受的向心力大小之比为（）A.B.C.D.【答案】A【解析】【详解】受力分析可知，玻璃球所受的合力提供其做圆周运动的向心力，有 所以在A、B两个位置上玻璃球所受的向心力大小之比为。故选A。3.如图，质量为1kg的物体从倾角为37°的光滑斜面顶端由静止释放，斜面足够长，，，下列说法正确的是（　　）A.第1s内重力做功的平均功率为18WB.第1s内重力做功的平均功率为9WC.第1s末重力做功的瞬时功率为60WD.第1s末重力做功的瞬时功率为30W【答案】A【解析】【详解】物体沿斜面匀加速下滑，根据牛顿第二定律代入数据可得加速度第1s内的位移第1s末的速度AB．第1s内重力做功的平均功率A正确，B错误；CD．第1s末重力做功的瞬时功率CD错误。故选A。 4.如图所示的皮带传动装置，主动轮O1上两轮的半径分别为3r和r，从动轮O2上轮的半径为2r，A、B、C分别为轮缘上的三点，设皮带不打滑，则下列比例关系错误的是（　　）A.A、B、C三点的加速度大小之比为aA∶aB∶aC=6∶2∶1B.A、B、C三点的线速度大小之比为vA∶vB∶vC=3∶1∶1C.A、B、C三点的角速度之比为ωA∶ωB∶ωC=2∶2∶1D.A、B、C三点的加速度大小之比为aA∶aB∶aC=3∶2∶1【答案】D【解析】【详解】B、C两点线速度大小相同，由v=ωr可知B、C两点的角速度与半径成反比，由可知B、C两点的向心加速度与半径成反比，则有vB=vCωB∶ωC=2∶1aB∶aC=2∶1A、B两点角速度相同，由v=ωr可知A、B两点的线速度与半径成正比，由a=ω2r可知A、B两点的向心加速度与半径成正比，则有ωA=ωBvA∶vB=3∶1aA∶aB=3∶1因此vA∶vB∶vC=3∶1∶1ωA∶ωB∶ωC=2∶2∶1aA∶aB∶aC=6∶2∶1故ABC正确，不符合题意，D错误，符合题意。故选D。5.发射地球同步卫星，可简化为如下过程：先将卫星发射到近地圆轨道1，然后点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3。轨道1、2相切于P点，轨道2、3相切于Q 点，如图所示。则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，下列说法正确的是（　　）A.卫星在轨道2上的Q点加速度小于在P点的加速度B.卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率C.卫星在轨道2上从P点向Q点运动的过程中机械能逐渐增大D.卫星在轨道2上的速率始终大于第一宇宙速度【答案】A【解析】【详解】A．根据牛顿第二定律和万有引力定律得卫星在轨道2上P为近地点，Q为远地点，卫星在轨道2上的Q点加速度小于在P点的加速度，故A正确；B．根据可得因此卫星在轨道3上的速率小于在轨道1上的速率，故B错误；C．卫星在轨道2上从P点向Q点运动过程中，只有万有引力做功，因此机械能守恒，故C错误；D．卫星从轨道1到轨道2要在P点加速，则此时卫星在轨道2上P的速率大于第一宇宙速度；在轨道2的Q点时要加速才能进入轨道3，则轨道2上Q点的速度小于轨道3的速度，而轨道3的速度小于第一宇宙速度，可知卫星在轨道2上Q的速率小于第一宇宙速度；故D错误。故选A。 6.金星和地球可近似看做在同一平面内绕太阳做匀速圆周运动，已知金星绕太阳公转半径约为地球绕太阳公转半径的，金星半径与地球半径几乎相等，质量约为地球质量的，不计星球的自转，则下列说法中不正确的是（）A.金星公转的向心加速度约为地球公转的向心加速度的倍B.金星公转的速度约为地球公转的速度的倍C.金星的第一宇宙速度约为地球的第一宇宙速度的D.金星表面重力加速度约为地球表面重力加速度的【答案】B【解析】【详解】A．由太阳质量M一定，知a∝，所以金星公转的向心加速度约为地球公转的向心加速度的倍，故A正确，不符合题意；B．由M一定，知，所以金星公转的速度约为地球公转的速度的倍，故B错误，符合题意；C．由第一宇宙速度知，在R相等时，即金星的第一宇宙速度约为地球的第一宇宙速度的，故C正确，不符合题意；D．由 知，在R相等时g∝M＇，即金星表面重力加速度约为地球表面重力加速度的，故D正确，不符合题意；故选B。7.在如图所示的水平转盘上，沿半径方向放着质量分别为、的两物块A和B(均视为质点)，它们用不可伸长的轻质细线相连与圆心的距离分别为2r、3r，A、B两物块与转盘之间的动摩擦因数分别、，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为。现缓慢加快转盘的转速，当两物块相对转盘将要发生滑动时，保持转盘的转速不变，下列说法正确的是（　　）A.此时转盘的角速度大为B.此时烧断细线后的瞬间，B的加速度大小为C.此时细线中的张力大少为D.此时烧断细线后瞬间，A、B两物块都做离心运动【答案】AC【解析】【详解】AC．A、B两物体相比，根据向心力公式可知B物体所需要的向心力较大，当转速增大时，B所受的静摩擦力沿半径指向圆心，A所受的静摩擦力沿半径背离圆心；当刚要发生相对滑动时，以B为研究对象，有以A为研究对象，有由以上两式得 故AC正确；BD．此时烧断细线后的瞬间，A、B都相对圆盘滑动的临界角速度为，解得A不会做离心运动，B做离心运动，BD错误。故选AC。8.如图甲所示，轻杆一端固定在O点，另一端固定一小球，现让小球在竖直平面内做半径为R的圆周运动。小球运动到最高点时，杆与小球间弹力大小为F，小球在最高点的速度大小为v，其图像如图乙所示。则（　　）A.当地的重力加速度大小为B.当地的重力加速度大小为C.时，杆的弹力大小为D.时，杆的弹力大小为【答案】AC【解析】【详解】AB．小球在最高点，当时，有当时，有 解得A正确，B错误；C．由题图可知，当时，杆对小球弹力方向向上，当时，杆对小球弹力方向向下，所以当时，杆对小球弹力方向向下，则有联立得故C正确，D错误。故选AC。9.我们赖以生存的银河系的恒星中大约有是双星，“双星系统”由两颗相距较近的恒星组成，每个恒星的线度远小于两个星体之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体。如图所示，1、2两颗星球组成的双星，在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的O点做匀速圆周运动，且它们在运动中距离保持不变。已知双星1、2的质量之比，下列说法中正确的是（　　）A.双星轨道半径之比B.双星线速度之比C.双星角速度之比D.双星周期之比【答案】AD 【解析】【详解】A．“双星系统”在相等时间内转过的角度相等，即角速度相等，根据解得A正确；B．根据解得B错误；C．根据上述可知C错误；D．“双星系统”在相等时间内转过的角度相等，即角速度相等，根据可知D正确。故选AD。10.如图所示，固定光滑竖直杆上套着一个滑块，滑块用轻绳系着绕过光滑的定滑轮O（滑轮大小可忽略）。现以大小不变的拉力F拉绳，使滑块从A点起由静止开始上升。滑块运动到C点时速度最大。已知滑块质量为m，滑轮O到竖直杆的距离为d，，，重力加速度为g。下列说法不正确的是（　　） A.拉力F的大小为B.滑块由A到C做匀加速运动C.滑块由A到C过程中拉力F做的功为D.滑块在C点的动能为【答案】ABC【解析】【详解】A．滑块运动到C点时速度最大，此时加速度为零，则有解得，拉力为故A错误；B．滑块运动过程中，设绳与竖直杆在竖直方向的夹角为，则根据牛顿第二定律有可知，滑块在向上运动过程中，逐渐增大，则加速度a逐渐变化，所以滑块做非匀变速运动，故B错误；C．滑块由A到C过程中拉力F做的功为故C错误；D．滑块由A到C过程，根据动能定理有根据几何知识可得解得，滑块在C点的动能为 故D正确。本题选不正确的，故选ABC。二、实验题（本大题16分，每个空2分）11.如图所示为一小球做平抛运动的闪光照相照片的一部分，图中背景方格的边长均为5cm，g取10m/s2。（1）照相机的闪光频率是________Hz；（2）小球运动中水平分速度的大小是________m/s；（3）小球经过B点时的速度大小是________m/s。【答案】①.10②.1.5③.2.5【解析】【详解】（1）[1]从图知，A、B、C三点在水平方向上相邻两点间的距离均为3L，所用时间相等，设为t，而t可根据竖直方向的自由落体运动求得（2）[2]小球运动中水平分速度的大小是（3）[3]竖直方向上经过B点的瞬时速度等于AC的平均速度，即有 小球经过B点时速度大小是12.在学习完《圆周运动》这章后，深圳中学某物理学习小组在实验室设计图示的实验装置，探究圆锥摆周期的有关因素，该小组准备了铁架台、拴有细绳的小球、毫米刻度尺和秒表，实验操作步骤如下：（1）最适合完成本实验的小球是______（选填选项前的字母)；A．小钢球B．大钢球C．小塑料球D．大塑料球（2）该小组同学从刻度尺上读出铁架台上绳子结点到圆平面的竖直高度h=______cm；（3）小组猜测绳子长度L、绳子结点到圆平面的高度h对小球的周期T有影响，于是他们控制变量L和h，进行多次实验，得到数据并作图如图a、b,根据图像可知，影响圆锥摆周期的因素是______；（4）本实验中，测量时间时小球转过的圈数不能过多，原因是______；（5）若图b中图像的斜率为k,请根据理论知识推算，则当地的重力加速度为______(用题目所给出的符号表示)。【答案】①.A②.23.54③.绳子结点到圆平面的高度h④.空气阻力⑤.【解析】【详解】（1）[1]本实验中由于受到空气阻力的影响，所以应选用密度大、体积小的物体进行实验。故选A。（2）[2]刻度尺的分度值为1mm，读数时要估读到毫米下一位，即（3）[3]由图2中的图a可知，控制绳子结点到圆平面的高度h一定时，绳子长度L 变化时，圆锥摆周期并不随之发生变化；而由图2中的图b可知，控制绳子长度L一定时，圆锥摆周期随绳子结点到圆平面的高度h的变化而发生变化，故影响圆锥摆周期的因素是绳子结点到圆平面的高度h；（4）[4]本实验中，测量时间时小球转过的圈数不能过多，原因是由于受到空气阻力影响；（5）[5]对小钢球受力分析如图所示小钢球的重力与细绳拉力的合力提供向心力，由牛顿第二定律得解得由题意图像斜率为k，则有解得三、计算题（本大题共3小题，共44分。解答时应写出必要的文字说明、根据、题设、单位）13.一质量的赛车在平直的赛道上从静止开始以做匀加速运动，后发动机达到额定输出功率，此后保持输出功率不变又运动了后赛车达到最大速度，假设赛车在运动过程中受到的阻力恒定不变。求：（1）赛车运动过程中受到的阻力大小；（2）赛车从开始加速到达最大速度时发生的位移大小。 【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）运动后，汽车的速度由匀加速直线运动规律此时由牛顿第二定律有联立解得（2）匀加速过程中，汽车发生的位移赛车的最大速度发动机达额定输出功率后，由动能定理有则发生的总位移大小解得14.宇航员到了某星球后做了如下实验：如图所示，在光滑的圆锥顶用长为L的细线悬挂一质量为m的小球，圆锥顶角为2θ，当圆锥和球一起以周期T匀速转动时，球恰好对锥面无压力。已知星球的半径为R，万有引力常量为G求：（1）线的拉力；（2）该星球表面的重力加速度；（3）若在该星球表面上水平抛出一个物体，使该物体不再落回该星球表面，则物体需要的最小初速度。 【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）由题可知小球做圆周运动的半径为设线的拉力为F，根据牛顿第二定律有联立解得（2）线的拉力在竖直方向的分力与重力平衡，即解得该星球表面的重力加速度为（3）星球的第一宇宙速度即为该星球的近“地”卫星的环绕速度，设近“地”卫星的质量为，根据向心力公式有解得15.为了研究滑板运动中的滑道设计，如图所示，将滑道的竖直截面简化为直轨道与圆弧轨道，半径与垂直，两点的高度差，两点的高度差，段动摩擦因数 ，段摩擦不计，圆弧半径，运动过程空气阻力不计，与水平方向的夹角，将运动员及滑板简化为一质量的质点，经过前一滑道的滑行，到达图示的A点时速度恰好水平向右做平抛运动，到达B点时速度恰好与斜面平行进入斜面，经过后竖直上抛再从E点落回滑道，取，求：（1）运动员到达B点时的速度大小；（2）运动员第一次到达D点时滑板对D点的压力大小；（3）运动员第二次向上冲出E点时的速度大小。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）由平抛运动可得运动员经过B点时，由运动的分解可得联立求解得（2）运动员从B运动到D，由动能定理有运动员在D点，受力分析根据牛顿第二定律可得解得 根据牛顿第三定律可知方向竖直向下；（3）沿斜面下滑时，由牛顿第二定律有解得根据运动学公式，有解得返回时，有解得由运动学公式，有有几何关系可知可知，运动员未离开斜面，再次返回C点时，有根据动能定理解得