2022-2023学年安徽省六安市第二中学高一下学期期中物理试题 Word版含解析

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六安二中2022-2023学年度第二学期高一年级期中统考物理试卷时间：75分钟分值：100分一.选择题（本题有10小题，共48分。第1～6题为单选题，每题只有一个选项符合题目要求，每小题4分；第7～10题为多选题，每题有多个选项符合题目要求，每小题6分。）1. 下列说法正确的是（　　）A. 一个物体做匀速圆周运动时，物体的加速度是恒定的B. 物体在合力作用下做变速运动，物体的动能一定变化C. 开普勒总结出了行星运动的规律，找出了行星按照这些规律运动的原因D. 卡文迪什利用扭秤实验装置测量出了万有引力常量【答案】D【解析】【详解】A．一个物体做匀速圆周运动时，物体所受合外力提供向心力，其加速度的方向始终指向圆心，所以物体的加速度不断变化，故A错误；B．物体在合力作用下做变速运动，物体的速度大小可能不变，例如匀速圆周运动，所以物体的动能不一定变化，故B错误；C．开普勒总结出了行星运动的规律，牛顿找出了行星按照这些规律运动的原因，故C错误；D．卡文迪什利用扭秤实验装置测量出了万有引力常量，故D正确故选D。2. 一物体在以xOy为直角坐标系的平面上运动，其x和y方向的运动规律分别为，（式中的物理量单位均为国际单位），关于物体的运动，下列说法正确的是（　　）A. 物体在x轴方向上做匀减速直线运动B. 物体运动的轨迹是一条直线C. 物体y轴方向上做变加速直线运动D. 物体运动的轨迹是一条抛物线【答案】B【解析】【详解】A．由题意可知x方向的运动规律为由匀变速运动的位移公式可知物体沿着x轴的负方向做匀加速直线运动，且所以A错误；C．同理可知，物体沿着y轴正方向做匀加速直线运动，且所以C错误；BD．由AC选项可知，速度的夹角为x方向加速度与合加速度方向的夹角为即所以合速度与合加速度方向相同，即物体运动的轨迹为一条直线，所以B正确，D错误。故选B。3. 如图所示，1、2两个小球以相同的速度水平抛出。球1从左侧斜面抛出，经过时间落回斜面上，球2从某处抛出，经过时间恰好垂直撞在右侧的斜面上，已知左右两侧斜面的倾角分别为，，则（　　）A.  B. C.  D. 【答案】A【解析】【详解】对球1对球2解得故选A。4. 在2022年北京冬奥会单板滑雪男子坡面障碍技巧决赛中，小将苏翊鸣收获了中国代表团冬奥会历史上的首枚单板滑雪奖牌。单板滑雪U形池场地可简化为如图所示的固定在竖直面内的半圆形轨道，若运动员从半圆形场地的坡顶下滑到坡底的过程中速率保持不变，下列说法中正确的是（　　）A. 由于运动员速率不变，所以运动员所受合力不变B. 运动员下滑的过程中重力功率先增大再减小C. 运动员下滑过程中支持力变大，摩擦力变小D. 重力势能是相对的，运动员滑到最低点过程中重力势能变化无法确定【答案】C【解析】【详解】A．由于运动员速率不变，所以运动员做匀速圆周运动，其所受合力提供向心力，其大小不变，方向始终指向圆心，是变力，故A错误；B．运动员下滑的过程中重力的方向与速度方向间的夹角不断增大，所以功率不断减小，故B错误；C．设运动员下滑过程其与圆心的连线和竖直方向的夹角为α，则有在下滑过程α减小，cosα增大，sinα减小，所以支持力变大，摩擦力变小，故C正确；D．重力势能是相对的，但重力势能的变化量可以确定。运动员滑到最低点过程中重力始终做负功，所以重力势能减小，其减小量等于重力所做的功，故D错误。故选C。5. 2021年2月15日17时，首次火星探测任务“天问一号”探测器成功实施捕获轨道远火点平面机动。探测器运行到P点时，发动机点火工作，将绕火星赤道的轨道1调整为经过火星两极的轨道2。“天问一号”从轨道1到轨道2涉及了不同平面的轨道切换，被天文爱好者称为“侧手翻”。后续，探测器还将通过数次轨道调整，进入火星停泊轨道3。如图，P点为轨道1到轨道2的切换点，Q点为轨道2和轨道3的公共切点。下列说法不正确的是（　　）A. 搭载“天问一号”的运载火箭的发射速度介于7.9km/s到11.2km/s之间B. “天问一号”运行在轨道2上Q点的加速度等于它运行在轨道3上Q点的加速度C. “天问一号”在轨道切换点P点进行轨道切换时不是处于完全失重状态D. “天问一号”在轨道3上运行的周期比轨道2上运行的周期小【答案】C【解析】【详解】A．搭载“天问一号”的运载火箭的发射速度应大于第一宇宙速度，小于第二宇宙速度，即介于7.9km/s到11.2km/s之间，故A正确，不符合题意；B．根据牛顿第二定律有所以所以“天问一号”运行在轨道2上Q点的加速度等于它运行在轨道3上Q点的加速度，故B正确，不符合题意；C．“天问一号”在轨道切换点P点进行轨道切换时只受万有引力，处于完全失重状态，故C错误，符合题意；D．由于“天问一号”在轨道3上运行的轨道半径比轨道2上运行的半长轴小，根据开普勒第三定律可知，“天问一号”在轨道3上运行的周期比轨道2上运行的周期小，故D正确，不符合题意。故选C。6. 某星球因为自转的原因，使得同一物体在赤道的重力大小是其在两极重力大小的n倍（）。已知该星球的自转角速度为，则该星球的近地卫星角速度为（　　）A.  B.  C.  D. 【答案】D【解析】【分析】【详解】根据题意，在两极处，有在赤道上有又解得对于星球的近地卫星，万有引力提供向心力 ABC错误，D正确。故选D。7. 在修筑铁路时，弯道处的外轨会略高于内轨。如图所示，当火车以规定的行驶速度转弯时，内、外轨均不会受到轮缘的挤压，设此时的速度大小为v，重力加速度为g，两轨所在面的倾角为，则（　　）
 A. 该弯道的半径B. 当火车质量改变时，规定的行驶速度大小不变C. 当火车速率大于v时，内轨将受到轮缘的挤压D. 当火车速率小于v时，外轨将受到轮缘的挤压【答案】AB【解析】【详解】AB．火车拐弯时不侧向挤压车轮轮缘，靠重力和支持力的合力提供向心力，设转弯处斜面的倾角为，根据牛顿第二定律得解得可知火车规定的行驶速度与质量无关，AB正确；C．当火车速率大于v时，重力和支持力的合力不够提供向心力，此时外轨对火车有侧压力，轮缘挤压外轨，C错误；D．当火车速率小于v时，重力和支持力的合力偏大于所需的向心力，此时内轨对火车有侧压力，轮缘挤压内轨，D错误。故选AB。8. 如图所示，同一水平面的皮带轮A、B通过不打滑的皮带传动，A轮的半径是B轮的2倍。在皮带轮各自的轴上用长度相同的轻绳分别悬挂质量为和的甲、乙两个小球，二者质量关系满足。两轻绳上端的悬挂点足够高且在同一水平面上，通过外力驱动A轮，待系统稳定转动后，两轻绳与轴的夹角分别为α和β。下列说法正确的是（）A. 甲、乙两球转动的角速度之比为1：2B. 甲、乙两球在同一水平面上C. 因为，所以D. 甲、乙两球受到细绳的拉力大小相等【答案】D【解析】【详解】A．A、B通过皮带传动，系统稳定后，A、B匀速转动，线速度大小相同，即，所以故A错误；B．甲、乙两球做匀速圆周运动，设θ为轻绳与轴的夹角，显然0<θ<，由，得甲、乙两球离悬挂点的高度之比为4: 1，故甲、乙两球不在同一水平面上，故B错误；C．甲、乙两球做匀速圆周运动，由得再由得故α <β但此大小关系与质量无关，C错误；D．由题知拉力因，且甲、乙两球离悬挂点的高度之比为4: 1，可知甲、乙两球受到细绳的拉力大小相等，故D正确。故选D。9. 如图所示，用一轻质绳拴着一可视为质点、质量为m的小球，在竖直平面内做圆周运动。小球运动到最高点时和最低点时绳对小球的拉力分别用和表示，小球在最高点和最低点时的速度大小分别用和表示。改变小球运动的速度，其和关系图像如图甲乙中两条图线A、B所示，图线中a、b均为已知值，重力加速度为g，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　）A. 图线A和图线B斜率相同B根据图像可得C. 当时，小球不能过最高点D. 只要，小球就能够在竖直平面内做完整的匀速圆周运动【答案】ABC【解析】【详解】A．设绳长为L，最高点由牛顿第二定律得则同理：在最低点有两线斜率相等，选项A正确；B．对应图象有：当得选项B正确；CD．只有当时，小球才能通过最高点，能做完整的圆周运动，但不是匀速圆周运动，选项C正确，D错误。故选ABC。10. 如图甲所示，一木块放在水平地面上，在水平拉力作用下向右运动，水平地面段光滑，段粗糙，木块从A点运动到C点的图像如图乙所示，则下列说法正确的是（　　）A. 该木块的质量为3kgB. 在时，克服摩擦力的功率为6WC. 拉力在段做功为57JD. 木块在段克服摩擦力做功的平均功率为3.5W【答案】BC【解析】【详解】AB．由图可知段的加速度则木块的质量同理段的加速度根据牛顿第二定律有解得所以时，克服摩擦力的功率故A错误；B正确；CD．由图可知段的位移则拉力做的功物体在段的位移则木块在段克服摩擦力做的功为克服摩擦力做功的平均功率为故C正确；D错误。故选BC。二.实验题（本题有2小题，每空2分，共16分。）11. 为探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系，某实验小组通过如图甲所示装置进行实验。滑块套在水平杆上，随水平杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动，力传感器通过一细绳连接滑块，用来测量向心力F的大小。滑块上固定一遮光片，宽度为d，光电门可以记录遮光片通过的时间，测得旋转半径为。滑块随杆做匀速圆周运动，每经过光电门一次，通过力传感器和光电门就同时获得一组向心力F和角速度ω的数据。（1）为了探究向心力与角速度的关系，需要控制滑块质量和___________保持不变，某次旋转过程中遮光片经过光电门时的遮光时间为，则角速度ω=___________；（2）以F为纵坐标，以为横坐标，可在坐标纸中描出数据点作一条如图乙所示直线，若图像的斜率为k，则滑块的质量为___________（用k、r、d表示），图线不过坐标原点的原因是___________。【答案】    ①. 旋转半径    ②.     ③.     ④. 滑块受到摩擦力【解析】【详解】（1）[1]根据控制变量法，为了探究向心力与角速度的关系，需要控制滑块质量和旋转半径不变。[2]根据又解得（2）[3]根据联立解得由于则滑块的质量为[4]由图线可知，当F=0时，不为零，所以图线不过原点的原因是滑块受到摩擦力的原因。12. 图甲为研究平抛运动的装置。（1）安装设备和实验过程中，下列操作正确的是（    ）A每次释放小球时挡板位置可以任意调节B.斜槽末端必须水平，以保证小球每次抛出时初速度相同C.平面直角坐标系的原点建立在斜槽的末端D.小球上沾上墨水，让小球和纸面接触直接画出抛物线（2）某同学每次都将小球从斜槽的同一位置无初速释放，并从斜槽末端水平飞出。改变水平挡板的高度，就改变了小球在板上落点的位置，从而可描绘出小球的运动轨迹。某同学设想小球先后三次做平抛，将水平挡板依次放在如图乙1、2、3的位置，且1与2的间距等于2与3的间距。若三次实验中，小球落点位置依次记为a、b、c，3个位置的水平距离记为xab、xbc，忽略空气阻力的影响，下面分析正确的是（    ）A. xab>xbc            B. xab<xbc            C. xab=xbc            D.无法判断（3）另一同学利用该实验装备测量当地的重力加速度，利用传感器测出小球从斜槽末端抛出时的水平速度为v0，在坐标纸上描出了小球水平抛出后的运动轨迹，部分运动轨迹如图丙所示。图中水平方向与竖直方向每小格的长度均为L，P1、P2和P3是轨迹图线上的3个点，P1和P2、P2和P3之间的水平距离相等。求出小球从P1运动到P2所用的时间为_________，当地的重力加速度为_________。（利用题中所给字母表示）【答案】    ①. B    ②. A    ③.     ④. 【解析】【详解】（1）[1]A．实验时每次必须从在同一位置静止释放小球，保证运动情况一样，故A错；B．斜槽末端必须水平，保证平抛运动的初速度水平，故B正确；C．坐标系应建立在小球飞出时小球球心处，故C错误；D．小球与纸面接触后，小球受到摩擦力作用就不是平抛运动，故D错误。故选B。（2）[2]由于12、23竖直高度相同，所用时间为所以即故选A。（3）[3][4]由于小球做平抛运动，所以水平方向有竖直方向有三.解答题（本题有3小题，每小题12分，共36分。作答时请写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不得分，有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。）13. 如图所示，质量为的物体，以初速度从A点向下在部分粗糙、BC部分光滑的轨道中运动。不计空气阻力，若物体通过点时的速度为，求：（1）物体在AB部分运动时克服阻力做的功；（2）物体离开C点后还能上升的高度。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）由动能定理有解得（2）由动能定理有解得14. 中国自行研制，具有完全自主知识产权的“神舟号”飞船，目前已经达到或优于国际第三代载人飞船技术。（1）“神舟号”飞船，发射过程简化如下：先由运载火箭送入近地点为A、远地点为B的椭圆轨道上，然后飞船再进行变轨，进入预定圆轨道，如图所示。若飞船在预定圆轨道上飞行n圈所用时间为t，已知地球的半径R，地球表面重力加速度为g，求椭圆轨道远地点B距地面的高度h；（2）若“神舟号”飞船在预定圆轨道上飞行，每绕地球一圈需要时间为T，每圈飞行路程为L，地球的半径R，万有引力常量G。将地球看作是一个质量均匀分布的球体，根据以上物理量，求出地球的密度ρ。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）根据万有引力提供向心力有联立解得（2）根据万有引力提供向心力有联立解得15. 如图所示，一水平放置内表面光滑对称“V”型二面体AB－CD－EF，可绕其竖直中心轴在水平面内匀速转动，置于AB中点P的小物体（视为质点）恰好在ABCD面上没有相对滑动。二面体的二面角为120°。面ABCD和面CDEF的长和宽均为L＝20cm，CD距水平地面的高度为h＝1.1m，取重力加速度。（1）求“V”型二面体匀速转动的角速度的大小；（2）若“V”型二面体突然停止转动，求小物体从二面体上离开的位置距A点的距离。【答案】（1）；（2）y＝0.025m【解析】【详解】（1）设小物体受到的支持力为F，受力如图所示。根据牛顿第二定律得，解得（2）“V”型二面体突然停止转动，设小物体在二面体上运动的时间为t，运动的初速度大小为，加速度大小为a，沿AD方向向下运动的距离为y，则，小物体沿BA方向的速度为小物体沿BA方向的位移为小物体沿AD方向的位移为代入数据联立解得y＝0.025m