湖北省2022-2023学年高一下学期期中考试物理试卷（含解析）

这是一份湖北省2022-2023学年高一下学期期中考试物理试卷（含解析），共18页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，填空题，解答题等内容，欢迎下载使用。
湖北省2022-2023学年高一下学期期中考试物理试卷一、单选题1．小球在水平桌面上做匀速直线运动，当它受到如图所示方向的力的作用时，小球可能运动的方向是（    ）A．Oa B．Ob C．Oc D．Od2．在运动的合成与分解的实验中，红蜡块在长的玻璃管中竖直方向能做匀速直线运动，现在某同学拿着玻璃管沿水平方向做匀加速直线运动，并每隔一秒画出了蜡块运动所到达的位置如图所示，若取轨迹上的点作该曲线的切线（图中虚线）交轴于点，则点的坐标为（    ）A． B．C． D．不能确定3．质量为m的赛车在水平直线赛道上以恒定功率P加速，受到的阻力不变，其加速度a与速度的倒数的关系如图所示，则下列说法正确的是（　　）A．赛车速度随时间均匀增大B．赛车加速度随时间均匀增大C．赛车加速过程做的是加速度逐渐减小的加速运动D．图中纵轴截距、横轴截距4．小船在静水中的速度为，某河流的水流速度为，若小船在此河流中以最短时间渡河，最短时间为；若小船在此河流中以最短路程渡河，则渡河的时间为（  ）。A． B． C． D．5．黑洞是宇宙空间内存在的一种密度极大而体积较小的天体，黑洞的引力很大，连光都无法逃逸。在两个黑洞合并过程中，由于彼此间的强大引力作用，会形成短时间的双星系统。在双星绕行过程中质量较大的黑洞会不断吞噬质量较小的黑洞，且它们的间距会逐渐减小。若短时间内双星的运动均可视为匀速圆周运动，忽略该双星系统的质量损失，不考虑其他天体的影响。下列说法正确的是（　　）A．两黑洞绕行的向心加速度大小相等B．质量较大的黑洞的轨道半径较大C．随着两黑洞间距减小，两黑洞的绕行周期减小D．随着两黑洞间距减小，两黑洞间的引力增大6．如图所示，一轻弹簧的一端固定于O点，另一端系一重物。将重物从与悬点O在同一水平面且弹簧保持原长的A点无初速度释放，让它自由下摆，不计空气阻力，则在重物由A点摆向最低点B的过程中（　　）A．重物的机械能增大 B．重物的机械能守恒C．重力做正功，弹力不做功 D．重物和弹簧组成的系统机械能不变7．如图所示，11中本部教师食堂餐桌中心有一个圆盘，可绕其中心轴转动，现在圆盘上放相同的茶杯，茶杯与圆盘间动摩擦因数为µ。现使圆盘匀速转动，则下列说法正确的是（　　）A．若缓慢增大圆盘转速，离中心轴近的空茶杯相对圆盘先滑动B．若缓慢增大圆盘转速，到中心轴距离相同的空茶杯比有茶水茶杯相对圆盘先滑动C．若缓慢增大圆盘转速，到中心轴距离相同两个不同的空茶杯，可能是质量轻的相对圆盘先滑动D．如果茶杯相对圆盘静止，茶杯受到圆盘的摩擦力沿半径指向圆心二、多选题8．2017年1月23日，我国首颗1米分辨率频段多极化合成孔径雷达（SAS）卫星“高分三号”正式投入使用，某天文爱好者观测卫星绕地球做匀速圆周运动时，发现该卫星每经过时间通过的弧长为l，该弧长对应的圆心角为θ弧度，已知万有引力常量为G，则下列说法正确的是（　　）A．卫星绕地球做匀速圆周运动的线速度大小为B．卫星绕地球做匀速圆周运动的角速度为C．地球的质量为D．卫星的质量为9．如图所示，A是静止在赤道上随地球自转的物体，、是同在赤道平面内的两颗人造卫星，B位于离地高度等于地球半径的圆形轨道上，C是地球同步卫星。则下列关系正确的是（    ）A．物体A随地球自转的周期大于卫星B的周期B．物体A随地球自转的角速度大于卫星B的角速度C．卫星B的线速度大于卫星C的线速度D．物体A随地球自转的向心加速度大于卫星C的向心加速度10．“嫦娥五号”取壤返回地球，是中国航天史上的一次壮举。图为“嫦娥五号”着陆地球前部分轨道的简化示意图，其中I是月地转移轨道，在P点由轨道I变为绕地椭圆轨道Ⅱ，在近地点Q再变为绕地椭圆轨道Ⅲ。下列说法正确的是（　　）A．在轨道Ⅱ运行时，“嫦娥五号”在Q点的机械能比在P点的机械能大B．“嫦娥五号”在轨道Ⅱ上运行的周期比在轨道Ⅲ上运行的周期长C．“嫦娥五号”分别沿轨道Ⅱ和轨道Ⅲ运行时，经过Q点时的向心加速度大小相等D．“嫦娥五号”分别沿轨道Ⅱ和轨道Ⅲ运行时，经过Q点时的速度大小相等11．如图所示，竖直杆在两点通过光滑铰链连接两等长轻杆和，和与竖直方向的夹角均为θ，轻杆长均为L，在C处固定一质量为m的小球，重力加速度为g，在装置绕竖直杆转动的角速度ω从0开始逐渐增大过程中，下列说法正确的是（　　）A．当时，杆和杆对球的作用力都表现为拉力B．杆对球的作用力先增大后减小C．一定时间后，杆与杆上的力的大小之差恒定D．当时，杆对球的作用力为0三、实验题12．探究平抛运动的特点，可以先运用运动的合成与分解的分析方法推理猜想，再分方向进行实验探究：（1）先从竖直方向入手，用竖落仪装置（如图1）将平抛运动的竖直分运动与自由落体运动进行对比：用小锤击打弹性金属片后，A球沿水平方向抛出，同时B球自由下落。下列说法中正确的是____________。A．两球的大小必须相同，但材料和质量可以任意选择B．改变小球距地面的高度和小锤击打的力度，可以改变两球落地的先后顺序C．如果两球总是同时落地，说明平抛运动的竖直分运动是自由落体运动（2）由于摩擦的原因不易得到水平匀速运动，所以对水平分运动的探究，没有采用步骤1中的对比法。下面先用如图2所示的装置描绘出平抛轨迹，再进行定量分析。以下做法中不合理的是___________。A．调整斜槽，使小球放置在轨道末端时，不左右滚动B．将坐标纸上竖线与重垂线平行C．将小球静止在斜槽末端位置时的重心位置投影在背板上，并记录为抛出点D．不断改变挡片P的位置，使小球从斜槽上不同位置释放E.不断改变水平挡板的位置，记录下小球落到挡板上的位置F.将坐标纸上确定的点用直线依次连接（3）正确操作步骤2后，通过分析平抛轨迹来寻找平抛过程中水平位置变化的特点。在坐标纸上，以抛出点为坐标原点建立水平轴、竖直轴的坐标系，在轴上从点开始，按1：3：5：7的比例顺次截取、、、，如图3所示，在轨迹上对应标出四个点，测量包括O点的五个点相邻之间的水平距离、、、，通过对比发现这些水平间距______________。（4）另一小组在实验中遗漏了对平抛轨迹起始点的记录，利用以上结论可以计算出平抛速度：在轨迹上取A、、三点，和的水平间距相等且均为，如图3所示，测得和的竖直间距分别是和，则_________（选填“＞”、“=”或者“＜”），平抛的初速度大小的____________（已知当地重力加速度为g，结果用上述字母表示）。四、填空题13．1849年，法国科学家斐索用如图所示的方法在地面上测出了光的速度．他采用的方法是：让光束从高速旋转的齿轮的齿缝正中央穿过，经镜面反射回来，调节齿轮的转速，使反射光束恰好通过相邻的另一个齿缝的正中央(即此过程齿轮只转动了一齿)，由此可测出光的传播速度．若齿轮每秒转动n周，齿轮半径为r，齿数为P，齿轮与镜子间距离为d，则齿轮的转动周期为_____，每转动一齿的时间为______，斐索测定光速c的表达式为c＝_______．五、解答题14．如图所示，一小球从平台上水平抛出后，落在一倾角θ=的光滑斜面顶端，并恰好无碰撞的沿光滑斜面滑下，顶端与平台的高度差h=0.8m，斜面的高度H=7.2m，g取10m/s2（sin=0.8，cos=0.6），求：(1)小球水平抛出的初速度v是多大；(2)小球从平台水平抛出到斜面底端所用的时间。15．如图所示，传送带水平部分的长度＝4.5m，在电动机带动下匀速运行．质量M＝0.49kg的木块（可视为质点）静止在传送带左端的光滑平台上．质量为m＝10g的子弹以v0＝50m/s的速度水平向右打入木块并留在其中，之后木块滑到传送带上，最后从右轮轴正上方的P点离开传送带做平抛运动，正好落入车厢中心点Q．已知木块与传送带间的动摩擦因数＝0.5，P点与车底板间的竖直高度H＝1.8m，与车厢底板中心点Q的水平距离x＝1.2m，取g＝10m/s2，求：（1）木块从传送带左端到达右端的时间；（2）由于传送木块，电动机多消耗的电能．16．如图所示，一根原长为L的轻弹簧套在光滑直杆AB上，其下端固定在杆的A端，质量为m的小球也套在杆上且与弹簧的上端相连。小球和杆一起绕经过杆A端的竖直轴匀速转动，且杆与水平面间始终保持角，已知杆处于静止状态时弹簧长度为0.6L，且始终在弹性限度内。重力加速度为g，，。（1）求弹簧的劲度系数k；（2）若弹簧保持原长状态，求此时小球的角速度。
参考答案1．D【详解】曲线运动中合力总是指向曲线的凹侧，D对；2．B【详解】A点的横坐标为0．C点的切线方向为速度的方向，根据类平抛运动的推论，可知，C点切线与y轴的交点表示的位移大小等于C点在y轴方向上位移的一半，故A点y轴坐标为．即A. 与计算结果不符，故A错误；    B. 与计算结果相符，故B正确；C.     与计算结果不符，故C错误；D. 点的坐标为，是确定的，故D错误．3．C【详解】A．由题图可知，加速度是变化的，故赛车做变加速直线运动，故A错误；BC．根据题意，设汽车的牵引力为，由公式可得由牛顿第二定律有可得可知，随着速度增大，加速度减小，即赛车加速过程做的是加速度逐渐减小的加速运动，故B错误C正确；D．由C分析，结合图像可得，斜率为纵轴截距为横轴截距为故D错误。故选C。4．B【详解】由题可知，河宽由于船速大于水速，因此船可以垂直河岸渡河，此时路程最短，设船头与上游河岸夹角为，则船渡河速度渡河时间故选B。5．C【详解】B．两黑洞的角速度相同，根据可知轨道半径与质量成反比，质量大的黑洞的轨道半径小，B错误；A．根据向心加速度可知，r越大，a越大，A错误；C．根据解得两黑洞总质量不变，在两黑洞间距L减小后，两黑洞的绕行周期减小，C正确；D．两黑洞的总质量不变，质量较大的黑洞不断吞噬质量较小的黑洞，则两黑洞质量的乘积减小，间距L也减小，则两黑洞间的引力不一定增大，D错误。故选C。6．D【详解】ABC．在重物下落的过程中，弹簧被拉伸，重力做正功，弹簧弹力做负功，弹簧的弹性势能增加，重物的机械能减小，故ABC错误；D．在重物下落的过程中，对于由重物和弹簧组成的系统，只有重力和弹簧弹力做功，故系统机械能守恒，故D正确。故选D。7．D【详解】ABC．根据牛顿第二定律解得若缓慢增大圆盘转速，离中心轴远的茶杯相对圆盘先滑动，与茶水多少无关，A错误；若缓慢增大圆盘转速，到中心轴距离相同的空茶杯和有茶水茶杯相对圆盘同时滑动，B错误；若缓慢增大圆盘转速，到中心轴距离相同两个不同的空茶杯，质量大的和质量小的相对圆盘同时滑动，C错误；D．如果茶杯相对圆盘静止，茶杯受到圆盘的摩擦力是静摩擦力，沿半径指向圆心，充当向心力，D正确。故选D。8．AC【详解】AC．由圆周运动公式可得该卫星做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，有解得AC正确；B．角速度故B错误；D．卫星的万有引力提供向心力，由于中的可以约去，故无法求解卫星的质量，故D错误；故选AC。9．AC【详解】根据题意可知，A是静止在赤道上随地球自转的物体，C是地球同步卫星，则有，A．根据万有引力提供向心力有可得由图可知，C的轨道半径大于B的轨道半径，则有即则物体A随地球自转的周期大于卫星B的周期，故A正确；B．根据万有引力提供向心力有可得由图可知，C的轨道半径大于B的轨道半径，则有即则物体A随地球自转的角速度小于卫星B的角速度，故B错误；C．根据万有引力提供向心力有可得由图可知，C的轨道半径大于B的轨道半径，则有则卫星B的线速度大于卫星C的线速度，故C正确；D．根据公式，由于A的运动半径小于C的运动半径，则物体A随地球自转的向心加速度小于卫星C的向心加速度，故D错误。故选AC。10．BC【详解】A．在轨道Ⅱ运行时，只有万有引力做功，机械能守恒，A项错误；B．根据开普勒第三定律可知，半长轴越长，周期越长，轨道Ⅱ对应的半长轴长，所以“嫦娥五号”在轨道Ⅱ上运行的周期比在轨道Ⅲ上运行的周期长，B项正确；C．“嫦娥五号”分别沿轨道Ⅱ和轨道Ⅲ运行时，向心加速度都是由万有引力提供的，有公式解得有上述公式可知，经过Q点的向心加速度大小相等，C项正确；D．“嫦娥五号”由轨道Ⅱ变向轨道Ⅲ运行时，需要减速才能实现，所以由轨道Ⅱ变向轨道Ⅲ，经Q点的速度要减小，D项错误。故选BC。11．CD【详解】A．当时，由于小球在水平方向受力平衡，因此杆对小球的作用力表现为拉力，杆对小球的作用力表现为支持力，且大小相等，选项A错误；BD．当ω逐渐增大时，杆对小球的拉力逐渐增大，杆对小球的支持力逐渐减小，当杆的作用力为0时，有解得当ω继续增大时，杆对小球的拉力继续增大，杆对小球的作用力变为拉力，且逐渐增大，选项B错误，D正确；C．一定时间后，杆和杆的作用力都变为拉力，拉力的竖直分力之差等于小球的重力，即则因此杆与杆上的力的大小之差恒定，选项C正确。故选CD。12．     C     DF##FD     相等     >     【详解】（1）[1]A．两球的材料和质量的选择不同，受到的阻力大小不同，对实验结果有影响，故A错误；B．改变小锤击打的力度，可以改变A球的水平初速度大小，不能改变空中运动时间，故B错误；C．小锤打击弹性金属片，A球水平抛出，同时B 球被松开自由下落，两球同时落地，可知平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，故C正确。故选C。（2）[2] A．调整斜槽，使小球放置在轨道末端时，不左右滚动，保证斜槽末端切线水平，故A正确；B．将坐标纸上竖线与重垂线平行，故B正确；C．将小球静止在斜槽末端位置时重心位置在背板上的投影记录为坐标原点，故C正确；D．应保持挡片P的位置不变，使小球从斜槽上相同位置释放，故D错误；E．不断改变水平挡板的位置，记录下小球落到挡板上的位置，故E正确；F．将坐标纸上确定的点用平滑的曲线依次连接，故F错误。本题选不合理的，故选DF。（3）[3]由题知，在轴上从点开始，按1：3：5：7的比例顺次截取、、、，则相邻竖直位移所用的时间相等，因水平方向是做匀速直线运动，故通过对比发现这些水平间距相等；（4）[4]因另一小组在实验中遗漏了对平抛轨迹起始点的记录，则A点竖直方向的速度不为零，又A、B和B、C间水平距离相等，所以A、B和B、C间对应钢球运动的时间相同，设为T，设钢球在A、B点时的竖直分速度大小分别为、，则有，故[5]根据平抛运动规律有解得钢球平抛的初速度大小为13．               【详解】根据齿轮每秒转动n周，则可求出齿轮的转动周期，则为，由于齿轮数P，则就求出每转动一齿的时间，则为，根据题意可知，当光从齿缝正中央穿过，经镜面反射回来，反射光束恰好通过相邻的另一个齿缝的正中央，所以由x=vt可得：，解得：．【点睛】由题意可知，根据齿轮每秒转动n周，则可求出齿轮的转动周期；由知道齿轮数P，就求出每转动一齿的时间；当光从齿缝正中央穿过，经镜面反射回来，反射光束恰好通过相邻的另一个齿缝的正中央，因此根据x=vt可求出光速．14．(1)3m/s；(2)1.4s【详解】(1)由题意可知小球落到斜面上并沿斜面下滑，说明此时小球速度方向与斜面平行，否则小球会弹起，所以竖直位移得竖直分速度且有解得(2)小球沿斜面做匀加速直线运动的加速度初速度则代入数据解得所以15．（1）2.3s   （2）1J【详解】（1）传送带的的速度等于木块运动到点后做平抛运动，得：竖直方向：，解出抛出速度：子弹打入木块过程中，由动量守恒定律得：，木块沿传送带加速运动，由牛顿第二定律得：加速至的位移：加速运动的时间：之后随传送到向右匀速运动，匀速运动时间：木块从传送带左端到达右端的时间：（2）根据功能关系，电动机多做的功，等于该过程煤块动能的增量与煤块与皮带由于摩擦生热而产生的内能之和，即其中：解得：产生的热量为：（带-块）联立可得：点睛：对于皮带类的问题要讨论在皮带上是否能达到共速这样的条件，然后在结合运动学公式求解即可．16．（1）；（2）【详解】（1）对小球，由平衡条件解得弹簧的劲度系数为（2）当弹簧弹力为零时，小球只受到重力和杆的支持力，它们的合力提供向心力，则有解得