2023盐城阜宁中学高一下学期第一次综合测试物理含解析

2023年春学期高一年级综合测试

物 理 试 题

命题人：     时间：75分钟    分值：100分

一、单项选择题：共10题，每题4分，共40分。每题只有一个选项符合题意

1. 下列关于向心加速度的说法中正确的是（　　）

A. 向心加速度的方向保持不变，始终指向圆心

B. 向心加速度是描述线速度大小变化快慢的物理量

C. 在圆周运动中，向心加速度就是物体的加速度

D. 物体做非匀速圆周运动时，向心加速度大小也可用来计算

【答案】D

【解析】

【详解】A．向心加速度的方向不断变化，始终指向圆心，选项A错误；

B．向心加速度是描述线速度方向变化快慢的物理量，选项B错误；

C．在圆周运动中，向心加速度是指指向圆心方向的加速度，物体的加速度是向心加速度和切线加速度的矢量和，选项C错误；

D．物体做非匀速圆周运动时，向心加速度的大小也可用来计算，选项D正确。

故选D。

2. 关于功，下列说法中正确的是（　　）

A. 力越大，位移越大，力对物体做的功就越多

B. 两个互成90°的力分别对物体做了3J和4J的功，则这两力的合力做功为5J

C. 正功表示功大于零，负功表示功小于零

D. 力的大小和物体在力的方向上的位移大小决定功的多少

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】A．由功的定义式可知，力越大，位移越大，力对物体做的功不一定越多，还与力与位移的夹角有关，故A错误；

B．由于功是标量，则个互成90°的力分别对物体做了3J和4J的功，则这两力的合力做功为7J，故B错误；

C．功是标量，只有大小，没有方向，而正号表示动力做功，负号表示阻力做功，同时功的正负不能表示功的大小，故C错误；

D．由功的定义可知，力的大小和物体在力的方向上的位移大小决定功的多少，故D正确。

故选D。

3. 把一石块从某高处斜向上抛出，抛出时人对石块做的功为W1，石块从抛出到落地过程中重力对它做的功为W2，克服空气阻力做的功为W3。石块着地时的动能为（　　）

A. W2－W3 B. W2+W3 C. W1+W2+W3 D. W1+W2－W3

【答案】D

【解析】

分析】

【详解】人对石块做的功为W1，石块从抛出到落地过程中重力对它做的功为W2，克服空气阻力做的功为W3，所以外力的总功是

由动能定理可得，石块落地时的动能为

故选D。

4. 如图所示、甲汽车在倾斜路面上转弯行驶，乙汽车在水平路面转弯行驶。关于两辆汽车的受力情况，以下说法正确的是（　　）

A. 甲车可能受平行路面指向弯道外侧的摩擦力

B. 乙车可能不受平行路面指向弯道内侧的摩擦力

C. 两车转弯时所需向心力方向与车道面平行

D. 两车转弯时所需向心力都是平行路面指向弯道内侧的摩擦力提供

【答案】A

【解析】

【详解】C．甲车转弯过程中，其所需向心力沿水平方向指向弯道内侧。故C错误。

AD．当甲车速度为某一适当值时，其所需向心力由车子重力与车道对车子的支持力的合力提供，路面对车子没有摩擦力的作用；当车子速度小于此值时，车子将受到平行路面指向弯道外侧的摩擦力；当车子速度大于此值时，车子将受到平行路面指向弯道内侧的摩擦力。故A正确，D错误。

B．乙车转弯时，其所需向心力只能由路面对车子的摩擦力提供，所以乙车必然受到平行路面指向弯道内侧的摩擦力。故B错误。

故选A。

5. 一根弹簧的弹力—位移图线如图所示，那么弹簧伸长量由4cm伸长到到8cm的过程中，弹力做功和弹性势能的变化量为（　　）

A. 3.6J，-3.6J

B. -3.6J，3.6J

C. 1.8J，-1.8J

D. -1.8J，1.8J

【答案】D

【解析】

【详解】根据F-x图象与x轴包围的面积表示弹力做功的大小，故弹簧由伸长量4cm到伸长量8cm的过程中，弹力的功

弹力做功为-1.8J，故弹力势能增加了1.8J，故D符合题意，ABC不符合题意。

故选D。

6. 以相同大小的初速度v0将物体从同一水平面分别竖直上抛、斜上抛、沿光滑斜面（足够长）上滑，如图所示，三种情况达到的最大高度分别为h1、h2和h3，不计空气阻力，则（　　）

A. h1=h2>h3 B. h1=h2＜h3

C. h1=h3＜h2 D. h1=h3>h2

【答案】D

【解析】

【详解】竖直上抛的物体和沿光滑斜面运动的物体，上升到最高点时，速度均为0，由机械能守恒定律得

mgh=mv02

所以

斜上抛的物体在最高点速度不为零，设为v1，则

mgh2=mv02-mv12

所以

h2＜h1=h3

故选D。

7. 发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，变轨使其沿椭圆轨道2运行，最后变轨将卫星送入同步圆轨道3，轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是（　　）

A. 卫星在轨道1上运行速率小于赤道上随地球自转物体的速率

B. 卫星在轨道3上经过P点时的加速度大于它在轨道2上经过P点时的加速度

C. 三条轨道中速率最大时刻为经过2上的Q点，速率最小时刻为经过2上的P点

D. 周期关系为T2>T3>T1

【答案】C

【解析】

【详解】A．根据

可得

因为卫星在轨道1上的运动半径小于同步卫星的运动半径，可知卫星在轨道1上的线速度大于同步卫星的线速度；同步卫星的角速度等于地球自转的角速度，根据v=ωr可知，同步卫星的线速度大于赤道上随地球自转的物体的速率，可知卫星在轨道1上运行的速率大于赤道上随地球自转物体的速率，选项A错误；

B．根据

可得

卫星在轨道3上经过P点时的加速度等于它在轨道2上经过P点时的加速度，选项B错误；

C．卫星在轨道1上经过Q点时加速才能进入轨道2；在轨道2上经过P点时加速才能进入轨道3，在轨道2上从Q到P，引力做负功，速率减小，由

可知，卫星在轨道1上的速率大于在轨道3上的速率，则

可知三条轨道中速率最大时刻为经过2上的Q点，速率最小时刻为经过2上的P点，选项C正确；

D．根据开普勒第三定律可知，在轨道3上半径最大，在轨道1上的半径最小，轨道2的半长轴大于轨道1的半径，可知周期关系为

T3>T2>T1

选项D错误。

故选C。

8. 如图所示，质量为M、长度为L的木板静止在光滑的水平面上，质量为m的小物体（可视为质点）放在木板上最左端，现用一水平恒力F作用在小物体上，使小物体从静止开始做匀加速直线运动。已知小物体和木板之间的摩擦力为f，当小物体滑到木板的最右端时，木板相对地面的运动的距离为x，则在此过程中（　　）

A. 水平恒力F对小物体所做的功为

B. 摩擦力f对小物体所做功为

C. 小物体到达木板最右端时具有的动能为

D. 小物体到达木板最右端时木板具有的动能为

【答案】C

【解析】

【详解】A．小物体发生的对地位移为

则水平恒力F对小物体所做的功为

A错误；

B．摩擦力f对小物体所做的功为

B错误；

CD．根据动能定理可得

则小物体到达木板最右端时具有的动能为，C正确，D错误。

故选C。

9. 两个星球A、B绕其连线上的O点做匀速圆周运动，如图所示，A的轨道半径大于B的轨道半径，两个星球的总质量为M，两个星球间的距离为L，其运动周期为T，则下列说法中错误的是（　　）

A. 星球A的质量一定小于星球B的质量

B. 星球A的线速度一定大于星球B的线速度

C. 两个星球间的距离L一定，M越大，T越大

D. 两个星球的总质量M一定，L越大，T越大

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】A．双星的运行周期T相同，设A、B的轨道半径为r1、r2，引力作为向心力可得

可得

由题意可知A的轨道半径大于B的轨道半径，故A的质量小于B的质量，A正确，不符合题意；

B．由可知，A的轨道半径r1较大，故A的线速度v较大，B正确，不符合题意；

CD．两轨道半径满足

可得

代入A解析中的表达式可得

可知，两个星球间的距离L一定，M越大，T越小，两个星球的总质量M一定，L越大，T越大，C错误，符合题意，D正确，不符合题意。

故选C。

10. 电动汽车在平直的公路上由静止启动，图像甲表示汽车运动的速度与时间的关系，图像乙表示汽车牵引力的功率与时间的关系。设汽车在运动过程中阻力不变，在18s末汽车的速度恰好达到最大。则下列说法中正确的是（　　）

A. 汽车的最大牵引力为700N

B. 汽车受到的阻力875N

C. 汽车在做变加速运动过程中的位移大小为90m

D. 0~18s过程中汽车牵引力做的功为9.8×104J

【答案】D

【解析】

【详解】A．汽车做匀加速运动的牵引力最大，则有

故A错误；

B．当牵引力等于阻力时，速度取到最大值，则有

故B错误；

C．变加速过程中，根据动能定理得

解得

故C错误；

D．0~8s过程中汽车牵引力做的功为

W1=Fx=2.8×104J

8s－18s过程中汽车牵引力已达到最大功率，所以牵引力做的功为

则0~18s过程中汽车牵引力做的功为

W1+W2=9.8×104J

故D正确。

故选D。

二、非选择题∶共5题，共60分。12-15解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。

11. 探究外力做功与物体动能变化关系的实验装置如图甲所示，根据实验中力传感器读数和电磁打点器打出纸带的测量数据等可分别求得外力对小车做功和小车动能的变化．

（1）关于该实验，下列说法正确的有____．

A．实验中要始终满足钩码的质量远小于小车质量

B．调整滑轮的高度，使连接小车的细线与木板平行

C．调整垫块的高度，改变钩码质量，使小车能在木板上做匀速运动

D．若纸带上打出的是短线，可能是打点计时器输入电压过高造成的

（2）除了图中所注明的器材外，实验中还需要交流电源、导线、刻度尺和____．

（3）某次实验中打出了一根纸带，其中一部分如图所示，各个打点是连续的计时点， A、B、D、E、F各点与O点的距离如图，若小车质量为m、打点周期为T，且已读出这次实验过程中力传感器的读数F，则A、E两点间外力做功W=____，小车动能变化ΔEk=；在不同次实验中测得多组外力做功Wi和动能变化ΔEki的数据，作出W—ΔEk图象如图丙所示，图线斜率约等于___，由此得到结论：外力对物体所做的功等于物体动能的增量．

（4）每次实验结果显示，拉力F做的功W总略小于小车动能的变化ΔEk，请分析出现这种情况的可能原因____．（写出1条）

【答案】    ①. BD    ②. 天平    ③.     ④. 1    ⑤. 平衡摩擦力时木板垫得偏高

【解析】

【详解】实验中因为有力传感器测量小车的拉力，则实验时没必要始终满足钩码的质量远小于小车质量 ，选项A错误；调整滑轮的高度，使连接小车的细线与木板平行，保证绳子上的拉力等于小车受到的合力，故B正确；平衡摩擦力时，调整垫块的高度，但不应该挂钩码，故C错误；若纸带上打出的是短线，可能是打点计时器输入电压过高，造成触点不会立即离开纸带，要经过一定时间才能彻底离开纸带，故D正确．

（2）实验需要求出小车的动能，需要测出小车质量，实验需要天平测小车质量．

（3）A到E过程外力做功W=F•△s=F（s4-s1）；
W-△Ek图象中，图线斜率约等于1，说明W=△Ek，即外力对物体所做的功等于物体动能的增量；
（4）若实验结果显示拉力F做的功W总略小于小车动能的变化△Ek，说明合力大于拉力F，故可能是平衡摩擦力时木板垫得偏高．

12. “玉兔号”月球车与月球表面的第一次接触实现了中国人“奔月”的伟大梦想。“玉兔号”月球车在月球表面做了一个自由下落试验，测得物体从静止自由下落h高度的时间为t，已知月球半径为R，引力常量为G。求：

（1）月球的质量；

（2）月球的第一宇宙速度。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）由自由落体运动规律有

所以有

在月球表面的物体受到的重力等于万有引力，则有

所以

（2）月球的第一宇宙速度为近月卫星的运行速度，根据重力提供向心力

所以

13. 小轿车在平直公路上行驶，额定功率为Pe=90kW，汽车行驶过程中所受阻力f=3×103N，汽车的质量m=2×103kg。现汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度的大小为a=1m/s2，汽车达到额定功率后，保持此功率继续行驶。求：

（1）汽车在整个运动过程中所能达到的最大速度；

（2）匀加速运动能保持多长时间；

（3）当汽车速度为20m/s时的加速度。

【答案】（1）30m/s；（2）18s；（3）0.75m/s2

【解析】

【详解】（1）当牵引力等于阻力时，汽车速度最大

得

（2）设汽车匀加速阶段的牵引力为，由牛顿第二定律得

得

设匀加速阶段的末速度为，则

得

匀加速运动能保持的时间

（3）当汽车的速度为20m/s时，设此时的牵引力为，则

此时汽车的加速度

14. 如图所示，光滑杆一端固定在水平面B点，与地面成θ=30°角，原长为l的轻质橡皮筋一端固定在地面上的O点，另一端与质量为m的圆球相连，圆球套在杆上。圆球处于A点时，橡皮筋竖直且无形变。让圆球从A点由静止释放，运动到B点时速度为零，橡皮筋始终在弹性限度内，圆球可看成质点，重力加速度取g。求：

(1)运动过程中杆对圆球的最小弹力；

(2)圆球运动到B点时，橡皮筋的弹性势能；

(3)圆球运动到杆的中点时，重力的瞬时功率。

【答案】(1)；(2)；(3)

【解析】

【详解】(1)在橡皮筋没有拉伸过程中，此时弹力最小，对小球则有

代入数据可得

(2)在整个运动过程中，根据动能定理可得

变形可得

(3)根据几何关系可知，小球运动到杆的中间，橡皮筋没有拉伸，根据机械能守恒可得

重力的瞬间功率为

代入数据解得

15. 如图所示，半径为R的光滑半圆轨道ABC与倾角θ＝37°的粗糙斜面轨道DC相切于C，圆轨道的直径AC与斜面垂直。质量为m的小球从A点左上方距A高为h的斜上方P点以某一速度水平抛出，刚好与半圆轨道的A点相切进入半圆轨道内侧，之后经半圆轨道沿斜面刚好滑到与抛出点等高的D处。已知当地的重力加速度为g，取R＝h，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，不计空气阻力，求：

（1）小球被抛出时的速度v0；

（2）小球到达半圆轨道最低点B时，对轨道的压力大小；

（3）小球从C到D过程中克服摩擦力做的功W。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）小球到达A点时，速度与水平方向的夹角为θ，如图所示

根据速度位移公式

由几何关系得

解得

（2）从A到B根据动能定理有

由圆周运动向心力有

联立解得轨道对小球的支持力

根据牛顿第三定律，小球到达半圆轨道最低点B时，对轨道的压力大小为；

（3）整个运动知过程中，重力做功为零，根据动能定理得知，小球沿斜面上滑过程中克服摩擦力做的功等于小球做平抛运动的初动能，则有

小球从C到D过程中克服摩擦力做的功

W=