2022-2023学年河南省驻马店高级中学高一下学期期中物理试题

高一下学期期中考试物理

满分：100分  考试时间：75分钟

一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1.下列物理学习或研究中用到的方法与显示微小形变的方法相同的是（    ）

A.伽利略理想斜面实验  B.测定万有引力常量

C.探究共点力合成的规律  D.探究加速度与力、质量的关系

2.一辆正沿平直路面行驶的车厢内，一个面向车前进方向站立的人对车厢壁施加水平推力，在车前进的过程中，下列说法正确的是（    ）

A.当车匀速前进时，人对车做的总功为正功   B.当车加速前进时，人对车做的总功为正功

C.当车减速前进时，人对车做的总功为正功   D.不管车如何运动，人对车做的总功都为零

3.2020年6月23日，我国在西昌卫星发射中心成功发射北斗系统第55颗导航卫星，至此北斗全球卫星导航系统部署全面完成。北斗卫星导航系统由不同轨道卫星构成，其中北斗导航系统第41颗卫星为地球同步静止轨道卫星，它的轨道半径约为。第44颗卫星为倾斜地球同步轨道卫星，运行周期等于地球的自转周期。两种同步卫星的绕行轨道都为圆轨道。倾斜地球同步轨道平面与地球赤道平面成一定夹角，如图所示。已知引力常量。下列说法中正确的是（    ）

A.两种同步卫星都可能经过北京的正上空

B.两种同步卫星向心加速度大小相等

C.倾斜地球同步轨道卫星经过赤道正上方同一位置，一天内只可能有1次

D.任意12小时内，万有引力对第41颗卫星做功大小大于对第44颗卫星做功大小

4.在一轻弹簧下挂一重物，将它从位置处放开，它将迅速下降，直至位置后再返回（如甲图所示）。若我们用手托着该重物使它缓缓下降，最终它在达到位置后就不再运动了（如乙图所示）。记弹簧的弹性势能为、物体和地球的重力势能为、物体的动能为，弹簧始终处于弹性限度内，关于两次实验，下列说法正确的是（    ）

A.甲图里重物从到的过程中，持续减小

B.乙图里重物从到的过程中，持续增大

C.甲图里重物从到的过程中，保持不变

D.乙图里重物从到的过程中，保持不变

5.电动打夯机可以帮助筑路工人压实路面，大大提高了工作效率。如图所示某电动打夯机的结构示意图，由偏心轮（飞轮和配重物组成）、电动机和底座三部分组成。电动机、飞轮和底座总质量为，配重物质量为，配重物的重心到轮轴的距离为。重力加速度为。在电动机带动下，偏心轮在竖直平面内匀速转动，皮带不打滑。当偏心轮上的配重物转到顶端时，刚好使整体离开地面。下列判断正确的是（    ）

A.电动机轮轴与偏心轮转动角速度相同    B.配重物转到最高点时，处于超重状态

C.偏心轮转动的角速度为    D.打夯机对地面压力的最大值为

6.从距地面高度处，将质量的小球以的初速度水平向右抛出。小球运动过程中受到恒定的水平向左的风力，风力的大小为。重力加速度取。则（    ）

A.小球做变加速曲线运动       B.小球落地的水平距离为

C.小球落地时的动能为      D.小球抛出后经过动能最小

7.福建平潭长江澳风力发电场如图所示，每台风力发电机的叶片转动时可形成半径为的圆面，风向可视为垂直于圆面。强风季节的风速为，空气密度为，发电机将风的动能转化为电能，效率为，则（    ）

A.发电机的电功率表达式为

B.若半径变为原来的2倍时，功率变为原来的4倍

C.若风速变为原来的2倍时，功率变为原来的4倍

D.若一年中强风时间延长到2倍，发电量增加到4倍

二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

8.1924年跳台滑雪被列为首届冬奥会项目。如图所示，一名运动员从雪道的最高点由静止开始滑下，经过水平段后从点飞入空中，最终落到点，不计运动员经过点的机械能损失和空气阻力。已知运动员从点到点，重力做功为，克服阻力做功为，从点到点重力做功为，设点所在平面为零势能面，则下列说法正确的是（    ）

A.运动员在点的动能为

B.运动员从点到点机械能减少了

C.运动员在点的机械能为

D.运动员从点到点重力势能减少了

9.如图所示，质量为、长度为的木板静止在光滑的水平面上，质量为的小物体（可视为质点）放在木板上最左端，现用一水平恒力作用在小物体上，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，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，则在此过程中（    ）

A.水平恒力对小物体所做的功为小物体和木板机械能的增加量

B.摩擦力对小物体所做的功为

C.摩擦力对木板所做的功为即为木板动能的增加量

D.小物体到达木板最右端时具有的动能为

10.我国电动车新国标提出了更科学、更安全、更先进、更有操作性的标准条款，于2019年4月15日正式实施。下表中为新国标电动自行车的主要技术参数。

小明同学家里有台的电动自行车。为了验证是否符合新国标，小明同学设计如下实验：在封闭路段将车速增至最高后经过一标志物开始紧急刹车，记录刹车距离为。已知紧急刹车时受到的阻力是人与车总重力的0.5倍，正常行驶过程中受到的阻力是人和车总重力的0.05倍。小明同学的质量为，重力加速度取。则下列判断正确的是（    ）

A.这台电动自行车的车速符合新国标     B.这台电动自行车的车速不符合新国标

C.这台电动自行车的电机功率符合新国标    D.这台电动自行车的电机功率不符合新国标

三、非选择题：共54分。其中第13题到第16题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。请考生根据要求作答。

11.（6分）（1）三个同学根据不同的实验装置，进行了“探究平抛运动的特点”的实验：

①甲同学采用如图甲所示的装置。用小锤击打弹性金属片，金属片把球沿水平方向弹出，同时球被松开自由下落，观察到两球同时落地，改变小锤打击的力度，即改变球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明__________；

A.竖直方向的分运动是自由落体运动     B.水平方向的分运动是匀速直线运动

②乙同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图乙所示的小球做平抛运动的照片，小球在平抛运动中的几个位置如图中的、、、所示，图中每个小方格的边长为，则该小球经过点时的速度大小__________；（结果保留三位有效数字，取）

③丙同学采用如图丙所示的装置。下列器材问题和操作方式不会对实验误差带来影响的是__________。

A.槽与小球间有摩擦        B.槽末端切线不水平

C.小球每次自由滚下的位置不同      D.某次实验时小球在释放瞬间有初速度

12.（8分）某小组计划用如图甲所示装置验证加速度与力的关系。在水平气垫导轨上放置一滑块，一不可伸长的细绳跨过轻质定滑轮，两端分别与滑块和质量为的小桶连接，滑块和滑轮间的细绳与导轨平行。滑块由静止释放，滑块上遮光条通过光电门1、2。遮光条的质量可忽略，当地重力加速度为。请回答下列问题：

（1）用刻度尺测量遮光条的宽度，对应的示数如图乙所示，则遮光条的宽度为__________。

（2）实验时将小桶的重力当作滑块所受的拉力，为了尽量减小误差，滑块的质量应为__________（填字母）。

A.  B.  C.

（3）实验过程中测得遮光条通过光电门1、2的遮光时间分别为、，已知光电门1、2中心间的距离为，则滑块的加速度为__________（用题中所给字母表示），在（2）的条件下，实验中若测得的数值接近__________（保留两位有效数字），则可验证加速度与力的关系。

13.（8分）中国行星探测任务名称为“天问系列”，首次火星探测任务被命名为“天问一号”。若已知“天问一号”探测器在距离火星表面高为的轨道上做匀速圆周运动，其周期为，火星半径为，自转周期为，引力常量为，若火星与地球运动情况相似。求：

（1）火星的质量；

（2）火星表面的第一宇宙速度。

14.（10分）如图所示，一个质量为的小球，以初速度从点平抛出去，恰好从点沿切线进入圆弧，经过圆弧后从点射出，又恰好落到点。已知圆弧半径，，与高度差为，。求：

（1）的大小；

（2）、的水平距离；

（3）在点时，小球对管壁的作用力。

15.（10分）树上的苹果成熟了，站在地面上的小孩抛掷石子击落苹果。如图所示，已知小孩抛出石子的位置离地高为，与苹果的水平距离为。石子与苹果的飞行轨迹在同一竖直面内，取，不计空气阻力，（）。

（1）小孩斜向上抛出第一颗石子，石子到达最高点时恰好击中树上离地高的一个苹果，求：

①石子初速度大小

②石子被抛出时的初速度与水平方向的夹角；

（2）若（1）问中被击中的苹果自由落下，小孩看到苹果开始下落后，经过短暂的反应时间，将第二颗石子水平抛出，为了能在落地前击中苹果，求反应时间的最大值。

16.（12分）如图所示，为固定在竖直平面内的光滑轨道，段为水平轨道，段为圆心角、半径为的圆弧轨道，段是足够长的平直倾斜轨道，各段轨道均平滑连接。段的右侧有一缓冲装置，劲度系数足够大的轻质弹簧与轻杆相连（提示：轻杆和轻质弹簧均为不计质量的理想模型，受力始终处于平衡状态），轻杆右端刚好位于槽口，假设轻杆插入槽内所受的阻力与插入深度无关，且大小恒为。若将一质量为的滑块从点由静止释放，滑块撞击弹簧后将导致轻杆向右移动。

（1）若滑块从点由静止释放，经过圆弧轨道点时，求滑块对轨道的压力的大小；

（2）滑块撞击弹簣导致轻杆向右移动时弹簧储存的弹性势能；

（3）若轻杆槽内所受的阻力不恒定，其大小随插入深度变化满足关系式，为使轻杆向右移动不超过，求允许滑块释放点离点的最大距离；

高一下学期期中考试物理答案

一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1.【答案】B【解析】【详解】A．伽利略理想斜面实验用到了理想实验法，A错误；B．测定万有引力常量用到了微小形变放大法，B正确；C．探究共点力合成规律用到了等效替代法，C错误；D．探究加速度与力、质量的关系用到了控制变量法，D错误。故选B。

2．【答案】C【详解】A．当车匀速前进时，人对车厢的推力F做的功为静摩擦力做的功人处于平衡状态，根据作用力与反作用的关系可知则人对车做的总功为零，A错误；B．当车加速前进时，人处于加速状态，车厢对人的静摩擦力向右且大于车厢壁对人的作用力F，所以人车厢的静摩擦力向左，静摩擦力做的功人对车厢的推力F方向向右，做的功为因为所以人对车做的总功为负功，B错误；C．当车减速前进时，车厢对人的静摩擦力向右且小于车厢壁对人的作用力F，所以人车厢的静摩擦力向左，静摩擦力做的功人对车厢的推力F方向向右，做的功为因为人对车做的总功为正功，C正确；D．由上述分析可知D错误。故选C。

3. 【答案】B【解析】【详解】A．倾斜地球同步轨道卫星可能经过北京上空，而地球同步轨道卫星不能经过北京上空，故A错误；B．由于两种卫星的周期相等，都是24h，根据万有引力提供向心力可知轨道半径相同，加速度相同，选项B正确；C．倾斜地球同步轨道卫星周期为24h，如果开始时位于南半球上方，则一天之内倾斜地球同步轨道卫星会跨过赤道某点上方到达北半球上方，然后再次跨过赤道上同一点上方回到南半球上方，故2次经过赤道正上方同一位置，故C错误；
D．两卫星的线速度大小相等，设为v0，相等任意12小时内，万有引力使两颗卫星的速度改变180°，即速度变为-v0，则动能变化为零，则万有引力对第41颗卫星做功大小等于对第44颗卫星做功大小，故D错误。故选B。

4． 【答案】C【详解】A．由题意可知，甲图里重物在达到位置处，弹簧的弹力与重物的重力大小相等，此时重物的速度最大，则有在重物从到的过程中，弹力大于重力，重物做减速运动，动能减小，重物与弹簧组成的系统机械能守恒，由机械能守恒定律可知，持续增大，A错误；B．乙图里重物从到的过程中，用手托着该重物使它缓缓下降，重物动能不变，可手对重物的支持力对重物做负功，则系统的机械能减小，则有持续减小，B错误；C．甲图里重物从到的过程中，重物与弹簧组成的系统机械能守恒，则有保持不变，C正确；D．乙图里重物从到的过程中，手对重物的支持力对重物做负功，因此系统的机械能减小，则有减小，D错误。故选C。

5. 【答案】C【详解】A．电动机轮轴与偏心轮转动属于同传送带传动，线速度相等，根据，可知角速度不相等，故A错误；B．配重物转到最高点时，加速度向下，处于失重状态，故B错误；C．当偏心轮上的配重物转到顶端时，刚好使整体离开地面，则有对配重物有解得故C正确；D．在最低点，对配重物有对打夯机有解得根据牛顿第三定律可知打夯机对地面压力的最大值为2，故D错误；故选C。

6.【答案】C【解析】【详解】A．小球所受合外力不变，做匀变速曲线运动，A错误； B．小球竖直方向做自由落体运动，运动时间为水平方向加速度为小球落地的水平距离为B错误；C．根据动能定理得C正确；D．当合力与速度垂直时动能最小，设此时速度与水平方向夹角为，即又，联立得D错误。故选C。

7．【答案】B【详解】A．在时间t内通过叶片的空气质量为m，有发电机的电功率为A错误；BC．根据前面分析可知若半径变为原来的2倍时，功率变为原来的4倍；风速变为原来的2倍时，功率变为原来的8倍，B正确，C错误；D．根据公式，可知若一年中强风时间延长到2倍，发电量增加到2倍，D错误。故选B。

二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

8．【答案】BC【详解】A．根据动能定理可知，运动员在P点的动能为故A错误；B．运动员从M点到P点机械能减少量等于该过程克服阻力做的功，可知运动员从M点到P点机械能减少了，故B正确；C．以P点所在平面为零势能面，运动员在P点的重力势能为零，则运动员在P点的机械能等于该位置运动员的动能；从P点到Q点只有重力做功，机械能守恒，则有故C正确；D．运动员从M点到Q点重力势能减少量等于该过程重力做的功，该过程重力势能减少了，故D错误。故选BC。

9．【答案】CD【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，CD正确，错误。故选CD。

10． 【答案】AC【详解】AB．紧急刹车时，对电动车与小明同学整体分析有解得由于刹车距离为，则有解得可知，这台电动自行车的车速符合新国标，A正确，B错误；CD．正常行驶时，对电动车与小明同学整体分析有此时电动自行车的电机功率为可知，这台电动自行车的电机功率符合新国标，C正确，D错误。故选AC。

三、非选择题：共54分。其中第13题到第16题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。请考生根据要求作答。

11.（6分） 【答案】    ①. A    ②. 1.25    ③. A    【解析】【详解】（1）[1]两小球总是同时落地，说明平抛运动在竖直方向上的分运动是自由落体运动，A正确。故选A。[2]竖直方向上，由匀加速直线运动规律可得频闪照片的时间间隔为

b点竖直方向上的速度为b点水平方向上的速度为所以该小球经过b点时的速度大小

[3]AB．小球在空中做平抛运动，所以斜槽与球之间有摩擦不会对实验产生影响，但槽末端切线不水平会影响到小球不是做平抛运动，故A正确，B错误；CD．小球每次自由滚下的位置必须相同，且由静止释放，才能保证小球每次平抛运动的初速度相同，C、D错误；故选A。

12.（8分） 【答案】     0.51/0.52/0.53/0.54     C          0.49【详解】（1）[1]由刻度尺的读数可知遮光条的宽度为（2）[2]对滑块和悬挂物整体，由牛顿第二定律有可得绳上的拉力为当时，故选C。（3）[3]滑块通过光电门1时的速度为通过光电门2时的速度为由匀变速直线运动规律由可得[4]结合上述分析可知，在（2）的条件下，实验中若测得a的数值接近即可验证力与加速度的关系。

13.（8分）【答案】（1）；（2）

【解析】【详解】（1）设火星的质量为M，根据万有引力提供向心力可得解得

（2）设火星表面的第一宇宙速度为，由解得

14. （10分）【答案】（1）；（2）；（3）方向竖直向下

【解析】【详解】（1）小球从A到B做平抛运动，竖直方向上有解得

到达B点时联立可得（2）A、D的水平距离为

解得（3）小球从D到B解得

在D点解得小球对管壁的作用力方向竖直向下。

15.（10分） 【答案】（1）①，②方向与水平成53°；（2）

【解析】【详解】（1）假设速度大小v，方向与水平成角，石子上升得

所用时间水平方向速度为由勾股定理得抛出时的速度方向与水平成53°斜向上。

（2）方法一：设反应时间为，石子抛出后运动的时间为，由得因为石子抛出后运动的时间，所以反应时间

即最大的反应时间趋向0.4s。

方法二：石子抛出的初速度越大，石子和苹果相遇的位置越高，允许的反应时间越长，相遇的位置高度不断接近抛出点高度，反应时间趋向。

16.（12分）【答案】（1）；（2）；（3）【解析】

【详解】（1）从C到B的过程中，机械能守恒根据牛顿第二定律解得

（2）小球从C点由静止释放整理得

（3）设滑块释放点离C点的最大距离为S，阻力变力做功，其做功大小可根据平均阻力计算根据能量守恒定律

整理得