江苏省响水中学2022-2023学年高一物理下学期3月学情分析试题（Word版附解析）

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江苏省响水中学2022~2023学年度春学期高一年级学情分析考试物理试题 考生注意： 1．本试题分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷，共5页。2．满分100分，考试时间为75分钟。第I卷（选择题52分）一、单项选择题（本题共13小题，每小题4分，共52分。每小题只有一个选项正确。）1. 如图是明代《天工开物》中一幅牛力齿轮翻车的图画，记录了我们祖先的劳动智慧。已知三齿轮半径的大小关系为，与靠齿轮传动，和同轴转动，则（　　）A. 齿轮的角速度比大 B. 齿轮与边缘的线速度大小相等C. 齿轮边缘的线速度大小比小 D. 齿轮边缘的向心加速度大小比小【答案】D【解析】【详解】A．齿轮A与齿轮B是同缘传动，边缘点线速度相等，根据公式v=ωr可知，半径比较大的A的角速度小于B的角速度。而B与C是同轴传动，角速度相等，所以齿轮A的角速度比C的小，故A错误；B．B与C是同轴传动，角速度相等，但B的半径大，则齿轮边缘的线速度大于边缘的线速度，故B错误；C．齿轮A与齿轮B是同缘传动，边缘点线速度相等，齿轮边缘的线速度大于边缘的线速度，故齿轮边缘的线速度大小比大，故C错误；D．齿轮A与齿轮B是同缘传动，边缘点线速度相等，根据公式 可知，齿轮边缘的向心加速度大小比小，故D正确。故选D。2. 如图所示，一辆轿车正在水平路面上做匀速圆周运动，下列说法正确是A. 水平路面对轿车弹力的方向斜向上B. 静摩擦力提供向心力C. 重力、支持力的合力提供向心力D. 轿车受到的重力、支持力和摩擦力的合力为零【答案】B【解析】【详解】A.水平路面对车身的弹力方向垂直于路面竖直向上．故A错误；BCD.重力和支持力相互平衡；汽车做圆周运动靠水平路面对车轮的静摩擦力提供向心力；轿车受到的重力、支持力和摩擦力的合力不为零；故B正确，CD错误；3. 中国北斗卫星导航系统（BDS）是中国自行研制的全球卫星导航系统，是继美国全球定位系统（GPS）、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统（GLONASS）之后第三个成熟的卫星导航系统。2020年左右北斗卫星导航系统可以形成全球覆盖能力。如图所示是北斗卫星导航系统中部分卫星的轨道示意图，已知a、b、c三颗卫星均做圆周运动，a是地球同步卫星，则（　　）A. 卫星a的角速度小于c的角速度 B. 卫星a的加速度大于b的加速度C. 卫星a的运行速度大于第一宇宙速度 D. 卫星b的周期大于24h【答案】A【解析】【分析】【详解】由万有引力提供向心力有整理得，，，A．a的轨道半径大于c的轨道半径，因此卫星a的角速度小于c的角速度，A正确；B．a的轨道半径与b的轨道半径相等，因此卫星a的加速度等于b的加速度，B错误；C．当r=R时，环绕速度为第一宇宙速度，即a的轨道半径大于地球半径，因此卫星a的运行速度小于第一宇宙速度，C错误；D．a轨道半径与b的轨道半径相等，卫星b的周期等于a的周期，为24h，D错误。故选A。4. 2016年10月19日凌晨，“神舟十一号”飞船与“天宫二号”目标飞行器顺利完成自动交会对接。关于它们的交会对接，以下说法正确的是（　　）A. 飞船在同轨道上加速直到追上“天宫二号”完成对接B. 飞船从较低轨道，通过加速追上“天宫二号”完成对接C. 在同一轨道上的“天宫二号”通过减速完成与飞船的对接D. 若“神舟十一号”与“天宫二号”原来在同一轨道上运动，则不能通过直接加速或减速某飞行器的方式完成对接【答案】BD【解析】【分析】【详解】“神舟十一号”飞船与“天宫二号”目标飞行器正确对接的方法是处于较低轨道的“神舟十一号”飞船在适当位置通过适当加速，恰好提升到“天宫二号”目标飞行器所在高度并与之交会对接。若“神舟十一号”与“天宫二号”原来在同一轨道上运动，后面的飞行器加速会上升到较高轨道，前面的飞行器减速会下降到较低的轨道，都不会完成交会对接。故AC错误；BD正确。故选BD。5. 研究表明，地球自转在逐渐变慢，3亿年前地球自转的周期约为22小时．假设这种趋势会持续下去，地球的其他条件都不变，未来人类发射的地球同步卫星与现在的相比（　　）A. 距地面的高度变大 B. 向心加速度变大C. 线速度变大 D. 角速度变大【答案】A【解析】【详解】A．同步卫星的周期等于地球的自转周期，根据万有引力定律和牛顿第二定律 可知，卫星的周期越大，轨道半径越大，所以地球自转变慢后，同步卫星需要在更高的轨道上运行，选项A正确；BCD．而此时万有引力减小，所以向心加速度减小、线速度减小，角速度减小，故选项BCD错误．6. 图甲为一女士站立在台阶式台阶水平自动扶梯上正在匀速上楼，图乙为一男士站立在履带式自动人行道上正在匀速上楼下列关于两人受到的力做功判断正确的是　　A. 甲图中支持力对人不做功 B. 甲图中摩擦力对人做负功C. 乙图中支持力对人不做功 D. 乙图中摩擦力对人做负功【答案】C【解析】【详解】甲图中，人匀速上楼，支持力向上，与速度方向为锐角，则支持力做正功，人不受静摩擦力，摩擦力不做功，故AB错误．乙图中，支持力与速度方向垂直，支持力不做功，摩擦力方向与速度方向相同，做正功，故C正确，D错误．故选C .【点睛】解决本题的关键知道力与速度方向垂直，该力不做功，力与速度方向成锐角，该力做正功，力与速度方向成钝角，该力做负功．7. 一小物块沿斜面向上滑动，然后滑回到原处．物块初动能为Ek0，与斜面间的动摩擦因数不变，则该过程中，物块的动能Ek与位移x关系的图线是(     )A.  B.  C.  D. 【答案】C【解析】【详解】设斜面倾角为θ，根据动能定理，当小物块沿斜面上升时，有：－(mgsinθ＋f)x=Ek－Ek0即：Ek=－(f＋mgsinθ)x＋Ek0所以Ek与x的函数关系图象为直线，且斜率为负；设x0为小物块到达最高点时位移，当小物块沿斜面下滑时根据动能定理有：(mgsinθ－f)(x0－x)=Ek－0即：Ek=－(mgsinθ－f)x＋(mgsinθ－f)x0所以下滑时Ek随x的减小而增大且为直线。综上所述，故C正确，ABD错误。故选C。8. 如图所示，长为L细线的一端固定于O点，另一端系一可看作质点的质量为m的小球，在水平拉力F作用下小球以恒定的速率在竖直平面内由最低点A运动到B点，OB与竖直方向夹角为，在此过程中，下列说法正确的是（　　）A. 拉力F做功为B. 拉力F做功为C. 克服重力做功的瞬时功率逐渐减小D. 克服重力做功的瞬时功率先减小后增大【答案】A【解析】【详解】AB．小球以恒定的速率在竖直平面内由最低点A运动到B点，根据动能定理可知即拉力F做功为选项A正确，B错误；CD．克服重力做功的瞬时功率则随着θ角的增加，克服重力做功的瞬时功率逐渐增加，选项CD错误。故选A9. 韩晓鹏是我国首位在冬奥会雪上项目夺冠的运动员．他在一次自由式滑雪空中技巧比赛中沿“助滑区”保持同一姿态下滑了一段距离，重力对他做功1900J，他克服阻力做功100J．韩晓鹏在此过程中（    ）A. 动能增加了1900JB. 动能增加了2000 JC. 重力势能减小了1900JD. 重力势能减小了2000J【答案】C【解析】【详解】AB、根据动能定理合外力做的功等于物体动能的增加量，重力对他做功1900J，他克服阻力做功100J，即阻力对他做功为−100J，则外力对他所做的总功为1900J−100J=1800J，是正功，他的动能增加了1800J，A、B错误；CD、重力做的功等于重力势能的减少量，重力对物体做功为1900J，是正功，则重力势能减小了1900J，C正确、D错误，故选C【点睛】物体重力做功多少，物体的重力势能就减小多少；根据动能定理确定动能的变化．10. 汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶，发动机功率为P，快进入闹市区时，司机减小了油门，使汽车的功率立即减小为，并保持此功率继续在平直公路上行驶．设汽车行驶时所受的阻力恒定，则能正确反映从减小油门开始汽车的速度随时间变化的图象是(　　)A. B. C. D. 【答案】B【解析】【详解】试题分析：开始时汽车以速度v0匀速运动，牵引力F=f；当汽车的功率减小一半并保持该功率继续行驶时，根据，则开始的牵引力减为原来的一半，根据，汽车做减速运动，随着速度的减小，牵引力逐渐变大，加速度逐渐减小，最后当牵引力再次等于阻力时，汽车将以v0/2做匀速运动.选项B正确．考点：此题考查的是功率的概念、在不同功率下的变速运动及运动图像．11. 位于水平面上的物体在水平恒力F1作用下，做速度为v1的匀速运动；若作用力变为斜向上的恒力F2，物体做速度为v2的匀速运动，且F1与F2功率相同。则可能有（　　）A. F2=F1，v1> v2 B. F2=F1，v1< v2C. F2>F1，v1> v2 D. F2<F1，v1> v2【答案】B【解析】【详解】AB．水平恒力F1作用下的功率P1= F1v1F2作用下的功率P2=现P1=P2，若F2=F1，一定有v1< v2，因此B正确，A错误；CD．由于两次都做匀速度直线运动，因此而第一次的摩擦力而第二次的摩擦力显然即因P1=P2，因此无论F2>F1还是F2<F1都会有v1< v2，选项CD错误。故选B。12. 如图所示，一小物块被夹子夹紧，夹子通过轻绳悬挂在小环上，小环套在水平光滑细杆上，物块质量为M，到小环的距离为L，其两侧面与夹子间的最大静摩擦力均为F．小环和物块以速度v向右匀速运动，小环碰到杆上的钉子P后立刻停止，物块向上摆动．整个过程中，物块在夹子中没有滑动．小环和夹子的质量均不计，重力加速度为g．下列说法正确的是（  ）A. 物块向右匀速运动时，绳中的张力等于2FB. 小环碰到钉子P时，绳中的张力大于2FC. 物块上升的最大高度为D. 速度v不能超过【答案】D【解析】【分析】【详解】A．物块向右匀速运动时，则夹子与物体M，处于平衡状态，那么绳中的张力等于Mg，A错误；B．小环碰到钉子P时，物体M做圆周运动，依据最低点由拉力与重力的合力提供向心力，因此绳中的张力大于Mg，而与2F大小关系不确定，B错误；C．依据机械能守恒定律，减小的动能转化为重力势能，则有则物块上升的最大高度为C错误；D．因夹子对物体M的最大静摩擦力为2F，依据牛顿第二定律，对物体M，则有解得故速度v不能超过，D正确。故选D。13. 大部分过山车的竖直回环轨道均不是正圆，而是上下高、左右窄的扁轨道结构，如图甲所示，乙图为简化后的示意图，一辆小车（可视为质点）从倾斜轨道某一确定高度由静止释放，不计一切阻力，当小车运动到扁轨道最高点时，与在相同高度的正圆轨道最高点相比（　　）A. 在扁轨道上小车向心力更大，对轨道压力更大B. 在扁轨道上小车速度更大，对轨道压力更大C. 在扁轨道上小车加速度更小，对轨道压力更小D. 在扁轨道上小车机械能更小，对轨道压力更小【答案】A【解析】【分析】【详解】ABC．从释放点到最高点，由动能定理由于扁轨道与正圆轨道最高点相同，所以在最高点速度相同，在最高点时，扁轨道的轨道半径小于圆轨道的轨道半径，根据向心力公式可知，在扁轨道上小车向心力更大，向心加速度更大，对轨道压力更大，BC错误，A正确；D．在扁轨道上小车机械能与在圆轨道上的机械能相同，D错误。故选A。第II卷（非选择题48分）二、实验题（本大题共1小题，2空，每空4分，共8分，请将解答填写在答题卡相应位置。）14. 用如图所示的装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小 F 与质量m、角速度 ω 和半径r 之间的关系。两个变速轮塔通过皮带连接，转动手柄使长槽和短槽分别随变速轮塔匀速转动，槽内的钢球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对钢球的压力提供向心力，钢球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个钢球所受向心力的比值。如图是探究过程中某次实验时装置的状态。(1)如图中所示，两个钢球质量和半径相等，则是在研究向心力的大小F与_______________的关系。A．质量     B.半径      C.角速度(2)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1∶9，与皮带连接的两个变速轮塔的半径之比为______________。A．1∶3    B.3∶1    C.1∶9    D.9∶1【答案】    ①. C    ②. B【解析】【详解】（1）[1]图中所示两球的质量相同，转动半径相同，根据可知研究的是向心力与角速度的关系，故选C。（2）[2] 根据两球的向心力之比为，半径和质量相等，则转动的角速度之比为，因为靠皮带传动，变速轮塔的线速度大小相等，根据可知与皮带连接的变速塔齿轮对应的半径之比为，故选B。三、计算题（本大题共4小题，共40分，解答过程请写出必要的文字说明、方程式和必需的物理演算过程，只写出最终结果的不得分。请将解答填写在答题卡相应位置。）15. 2021年5月15日，中国首次火星探测任务“天问一号”探测器成功着陆火星表面。迈出了我国星际探测征程的重要一步，成为第二个成功着陆火星的国家，这是我国航天事业又一具有里程碑意义的进展。已知火星的半径约为地球半径的，火星质量约为地球质量的，地球表面的重力加速度为，地球半径为（不考虑火星、地球自转的影响）。求：（1）火星表面的重力加速度；（2）在火星上要发射一颗环火卫星，最小发射速度。【答案】（1）；（2）【解析】【分析】【详解】（1）设地球质量为M，万有引力常量为G，根据可得地球表面重力加速度而火星表面的重力加速度（2）根据可知在火星上发射环火卫星，若卫星近火环绕其发射速度最小将，代入上式得16. 如图所示，水平地面上一个质量为m=2kg的物体在与水平面成37°角的斜向下方的推力F=10N的作用下向右匀速运动，从某时刻起向右移动距离x1=2m后撤去推力，此物体又滑行了x2=1.6m的距离后停止运动。已知物体与地面间的动摩擦因数为0.2，g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：（1）推力F对物体做的功；（2）全过程中物体克服摩擦力所做功。【答案】（1）16J；（2）16.8J【解析】【详解】（1）推力F对物体做功为解得（2）撤去推力F前，摩擦力做功为撤去推力F后，摩擦力做功为所以全过程中摩擦力对物体做功故全过程中，物体克服摩擦力所做的功为16.8J。17. 如图所示，水平桌面中央圆形转盘上中心有一个光滑的小孔O，一根不可伸长的轻绳穿过小孔，两端分别连接着质量为mA=4kg，mB=1kg的物块A和B，其中在水平面上的绳长OA=0.5m，g取10m/s2。求：（1）若圆形转盘上表面光滑，给物块A一个在水平面内且垂直于绳的初速度，使A在水平方向上做匀速圆周运动。求绳中张力F和物体A运动的线速度大小vA？（2）若A与转盘上表面之间的动摩擦因数为μ=0.2，为了使在水平面上的绳OA长度保持不变，且使A在水平面上随盘做匀速圆周运动，则物块A的角速度应满足的条件。（物块A的最大静摩擦力等于滑动摩擦力大小）【答案】（1），；（2）【解析】【详解】（1）圆形转盘上表面光滑，A在水平方向上做匀速圆周运动，绳子拉力提供向心力，则对A有B静止，B受到的重力与绳子拉力相互平衡，对B有联立解得（2）若A与桌面之间的动摩擦因数为，当物体A的角速度最大时，绳子拉力与最大静摩擦力方向相同，为A提供向心力，则有解得当物体A的角速度最小时，绳子拉力与最大静摩擦力方向相反，则有解得所以A的角速度应满足的条件为18. 图为某游乐场内水上滑梯轨道示意图，整个轨道在同一竖直平面内，表面粗糙的AB段与四分之一光滑圆弧轨道BC在B点水平相切。点A距水面的高度为H，圆弧轨道BC的半径为R，圆心O恰在水面。一质量为m的游客（视为质点）可从轨道AB的任意位置滑下，不计空气阻力。（1）若游客从A点由静止开始滑下，到B点时沿切线方向滑离轨道落在水面D点，OD=2R，求游客滑到的速度vB大小及运动过程轨道摩擦力对其所做的功Wf；（2）若游客从AB段某处滑下，恰好停在B点，有因为受到微小扰动，继续沿圆弧轨道滑到P点后滑离轨道，求P点离水面的高度h。（提示：在圆周运动过程中任一点，质点所受的向心力与其速率的关系为）【答案】（1），；（2）【解析】【分析】【详解】（1）游客从B点做平抛运动，有代入解得从A到B，根据动能定理，有解得（2）设OP与OB间夹角为θ，游客在P点时速度为，受支持力为N，从B到P由机械能守恒可得过P点时，根据向心力公式，有式中N=0，根据几何关系可知解得