2022-2023学年陕西省宝鸡市金台区高一下学期期中质量检测物理试题含解析

  2022—2023学年度第二学期期中质量检测试题

高一物理

第Ⅰ卷（选择题，共44分）

一、选择题：（本题共11小题，每小题4分，共44分。其中1-7小题为单选题，8-11小题为多选题，漏选得2分，有错选得0分）

1. 下列关于物理学史和物理思想方法，叙述错误的是（　　）

A. 卡文迪许在测量万有引力常量的实验中，运用了“放大法”

B. “牛顿第一定律”是牛顿通过大量实验得出的

C. 从物理思想方法上讲，平均速度体现了“等效替代”的物理思想

D. 加速度是采用“比值法”定义的物理量

【答案】B

【解析】

【详解】A．卡文迪许巧妙地运用扭秤实验，利用平面镜将微小形变放大，运用了放大法成功测出引力常量的数值，故A正确；

B．牛顿第一定律是牛顿在前人研究的基础上总结出来的，而不是牛顿通过大量的实验探究直接总结出来的，故B错误；

C．等效替代法是在保证某种效果相同的前提下，将实际的、复杂的物理问题和物理过程转化为等效的、简单的、易于研究的物理问题和物理过程来研究和处理的方法，故平均速度为等效替代法，故C正确；

D．比值法定义出的物理量往往由其本身的性质决定，速度的定义式为，采用比值法定义，故D正确。

本题选择错误选项，故选B。

2. 一质点沿曲线从M点到N点的飞行过程中，速度逐渐减小，在此过程中质点所受合力的方向可能是（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】质点做曲线运动，所受合力指向轨迹凹侧，且由于质点速度逐渐减小，则合力与速度方向夹角大于90°，综上所述可知ABD不可能正确，C可能正确。

故选C。

3. 某同学在篮球场进行投篮练习，某次投篮时篮球的运动轨迹如图所示．已知在D点时篮球的速度方向与加速度方向相互垂直，不计空气阻力，则下列说法正确的是（    ）

A. 篮球在D点时的速率比在A点时的大

B. 篮球在A点时的加速度比在E点时的大

C. 从C点到E点，篮球的加速度与速度方向始终垂直

D. 从A点到E点，篮球加速度方向与速度方向的夹角先大于后小于

【答案】D

【解析】

【详解】A．篮球被抛出后，在水平方向上，速度始终不变，竖直方向上，先做向上的匀减速度运动，后做向下的匀加速运动，在D点时合速度最小，所以篮球在D点时的速率比在A点时的小，故A错误；

B．篮球在运动过程中只受重力，所以加速度始终竖直向下且大小不变，故B错误；

C．从C点到E点，在到达最高点之前，篮球速度斜向上方，到达最高点之后，篮球速度斜向下方，加速度方向始终向下，故C错误；

D．从A点到E点，在到达最高点之前，篮球速度斜向上方，到达最高点之后，篮球速度斜向下方，加速度方向始终向下，所以篮球的加速度方向与速度方向的夹角先大于后小于，故D正确。

故选D。

4. 洗衣机的脱水筒在转动时有一衣物附在筒壁上相对筒壁静止，如图所示，则此时（　　）

A. 衣物受到重力、筒壁的弹力，摩擦力和向心力的作用

B. 衣物随筒壁做圆周运动的向心力是由摩擦力提供的

C. 筒壁对衣物的摩擦力随转速增大而增大

D. 衣物随筒壁做圆周运动的转速增大，筒壁对衣物弹力增大

【答案】D

【解析】

【详解】A．衣物附在筒壁上相对筒壁静止做匀速圆周运动，则衣物受到重力、筒壁的弹力、摩擦力作用，向心力是一种效果力，实际不存在，是由其他力或其他力沿径向的合力提供，A错误；

B．根据上述，衣物随筒壁做圆周运动的向心力是由筒壁的弹力提供的，B错误；

C．根据分析可知，重力与摩擦力平衡，即转速增大，筒壁对衣物的摩擦力不变，C错误；

D．根据

可知，转速增大，角速度增大，则衣物随筒壁做圆周运动的转速增大，筒壁对衣物弹力增大，D正确。

故选D。

5. 下列说法正确的是（　　）

A. 如图a，汽车通过拱桥的最高点处于超重状态

B. 如图b，一圆锥摆，若增加绳长，增大，而保持圆锥的高度不变，则圆锥摆的角速度也跟着增大

C. 如图c，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别做匀速圆周运动，则小球在A位置处所受筒壁的支持力大于B位置处的支持力

D. 如图d，火车转弯若超过规定速度行驶时，外轨对火车轮缘会有挤压作用

【答案】D

【解析】

【详解】A．如图a，汽车通过拱桥的最高点时，根据

可知

则汽车通过拱桥的最高点处于失重状态，A错误；

B．对小球分析有

解得

可知，若增加绳长，增大，而保持圆锥的高度不变，则圆锥摆的角速度减小，B错误；

C．令母线与水平方向的夹角为，则有

可知，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别做匀速圆周运动，则小球在A位置处所受筒壁的支持力等于B位置处的支持力，C错误；

D．当火车以规定速度行驶转弯时，由重力与垂直于路面的支持力的合力提供向心力，当火车转弯若超过规定速度行驶时，重力与垂直于路面的支持力的合力小于所需向心力，则车轮将挤压外轨，由重力、垂直于路面的支持力与外轨对轮缘的弹力的合力提供向心力，即火车转弯若超过规定速度行驶时，外轨对火车轮缘会有挤压作用，D正确。

故选D。

6. 如图所示，某人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为月球绕地球运转半径的，设月球绕地球运动的周期为27天，则此卫星的运转周期大约是（　　）

A. 天 B. 1天 C. 天 D. 9天

【答案】B

【解析】

【详解】根据

得

因为人造卫星的轨道半径为月球绕地球运转半径的，则周期为月球绕地球转动周期的，月球绕地球运动的周期为27天，则卫星的运转周期大约是1天。

故选B。

7. 第24届冬季奥运会于2022年2月在北京召开，图甲为谷爱凌跳台滑雪的场景，运动轨迹如图乙所示。谷爱凌从C点水平飞出，落到斜坡上的D点，E点离坡道CD最远，忽略空气阻力。下列说法正确的是（　　）

A. 从C到E的时间比从E到D的时间短

B. 轨迹CE和ED长度相等

C. 轨迹CE和ED在CD上的投影长度之比为1：3

D. 轨迹CE和ED在水平方向的投影长度相等

【答案】D

【解析】

【详解】A．以C为原点，CD为x轴，和CD垂直向上的为y轴，建立坐标系，如图

y轴方向做类竖直上抛运动，x轴方向做匀加速直线运动，当运动员速度方向与轨道平行时，在y轴方向到达最高点，根据竖直上抛运动的对称性，可知从C到E的时间等于从E到D的时间，故A错误；

BC．由A分析可得，运动员在CE段和在ED段，在y轴方向的位移大小相等方向相反，用时相等，运动员在x轴上做匀加速直线运动，则在CE段和ED段在x轴方向上位移不等，故故轨迹CE和ED长度不等，由于运动员在C点时，在x轴方向上有初速度，故轨迹CE和ED在CD上的投影长度之不为1:3，故BC错误；

D．运动员竖直方向做自由落体运动，由于A分析可得，在CE和ED两段运动过程时间相等，运动员在水平方向上做匀速直线运动，则轨迹CE和ED在水平方向的投影长度相等。故D正确。

故选D。

8. 两颗人造地球卫星质量之比是1∶2，轨道半径之比是3∶1，则下述说法中，正确的是

A. 它们周期之比是

B. 它们的线速度之比是

C. 它们的向心加速度之比是1∶9

D. 它们向心力之比是1∶9

【答案】BC

【解析】

【详解】人造地球卫星绕地球做圆周运动的向心力由万有引力提供有： 解得：知，，故A错误；知：，故B正确；知，，故C正确；知，，故D错误．故选BC．

9. 一质量为1kg的物体（可视为质点）在竖直平面内运动，它在竖直方向的速度—时间图像和水平方向的位移—时间图像分别如图甲、乙所示。则下列说法正确的是（　　）

A. 物体的运动轨迹是一条曲线

B. 物体所受合力的大小为1N

C. 时刻，物体的速度大小为2m/s

D. 在内物体的位移大小为6m

【答案】AB

【解析】

【详解】A．根据图像可知，物体在竖直方向做匀加速直线运动，在水平方向做匀速直线运动，可知，可知，物体做匀变速曲线运动，物体的运动轨迹是一条曲线，A正确；

B．速度—时间图像的斜率表示加速度，则有

则物体所受合力的大小

B正确；

C．位移—时间图像的斜率表示速度，物体水平方向的分速度为

时刻，物体的速度大小

C错误；

D．在内物体竖直方向的分位移为

在内物体水平方向的分位移为

则在内物体的位移大小为

D错误。

故选AB。

10. 把火星和地球都视为质量均匀分布的球体，已知地球半径约为火星半径的2倍，地球质量约为火星质量的10倍，由这些数据可推算出（　　）

A. 地球表面和火星表面的重力加速度之比为5:2

B. 地球表面和火星表面的重力加速度之比为

C. 地球和火星的第一宇宙速度之比为

D. 地球和火星的第一宇宙速度之比为

【答案】AD

【解析】

【详解】AB．根据

解得

A正确，B错误；

CD．根据

解得

C错误，D正确。

故选AD。

11. 如图所示，将质量均为m的物块A、B沿同一半径方向放在水平转盘上，两者用长为L的水平轻绳连接。物块与转盘间的最大静摩擦力均为各自重力的k倍，物块A与转轴的距离等于轻绳长度L，整个装置能绕通过转盘中心的竖直轴转动。开始时，轻绳恰好伸直但无弹力，现让该转盘从静止开始转动，使角速度ω缓慢增大，直到物块A恰要在转盘上要相对滑动。则在此过程中，下列说法正确的是（　　）（重力加速度为g）

A. 当角速度增大到ω=时，绳开始出现拉力

B. 当角速度增大到ω=时，物块A恰要在转盘上相对滑动

C. 物块A恰要在转盘上相对滑动时，绳中张力大小为kmg

D. 若物块A恰要在转盘上相对滑动时剪断轻绳，并且拿走物块B，则此时物块A所受摩擦力大小为kmg

【答案】CD

【解析】

【详解】A．绳开始出现拉力时，对物块B有

解得

故A错误；

BC．物块A恰要在转盘上相对滑动时，对物块A有

对物块B有

两式联立得角速度

绳中张力

故B错误，C正确；

D．物块A恰好要在转盘上相对滑动时，剪断轻绳后，对物块A有

代入，得物块A所受摩擦力大小为，故D正确。

故选CD。

第Ⅱ卷（非选择题，共56分）

二、非选择题：本题共6小题，共56分

12. 图是探究做匀速圆周运动的物体的向心力大小影响因素的实验装置。匀速转动手柄，使长转槽和短转槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。已知长槽横臂内侧竖直挡板离转轴的距离与短槽横臂竖直挡板离转轴的距离相同，长槽横臂外侧竖直挡板离转轴的距离是其2倍：长、短槽下方各有三层塔轮，其最上层塔轮的半径相等，且长糟上、中、下三层塔轮的半径之比为1：2：3，短槽上、中、下三层塔轮的半径之比为3：2：1。

（1）在操作正确的情况下，让长槽、短槽下方的塔轮在皮带连接下共同做匀速圆周运动，两塔轮边缘的______大小一定相等。

A．角速度　　B．线速度　　C．周期　　D．向心加速度

（2）关于该实验的下列说法正确的是：______。

A．本实验主要体现了“小量放大法”实验思想

B．长、短转臂的竖直挡板对球的压力提供了小球做匀速圆周运动的向心力

C．想调整小球做匀速圆周运动的半径，方法是更换皮带在塔轮的半径关系

D．露出套筒外的红、白相间的格子数量可代表两球所受向心力的比值

（3）某次实验中，让皮带卡在长、短臂下方的中间层塔轮上，用完全相同的两个小球放置在长槽横臂的外侧挡板与短槽横臂的挡板处，匀速转动手柄，则长、短臂标尺上露出的格数之比的理论值是______。

【答案】    ①. B    ②. BD    ③. 2:9

【解析】

【详解】（1）[1]长槽、短槽下方的搭轮在皮带连接下共同做匀速圆周运动，属于皮带传送，故线速度相等，B正确，ACD错误；

（2）[2]A．本实验主要体现了控制变量的方法，实验过程中并没有将某一小量放大，A错误；

B．小球做匀速圆周运动，向心力由长短臂的竖直挡板对小球的压力提供，B正确；

C．想调整小球做匀速圆周运动的半径，应该将小球在长槽臂内侧挡板和外侧挡板间切换，C错误；

D．露出套筒外的红白相间的格子数量可代表两球所受向心力的比值，D正确。

故选BD。

（3）[3]让皮带卡在长、短臂下方的中间层塔轮上，塔轮的半径之比为3:1，而又线速度相等，因此角速度之比为1:3，又因为两个小球放置在长槽横臂的外侧挡板与短槽横臂的挡板处， 可知两个小球做圆周运动之比为2:1，根据向心力公式

可得长短臂标尺上露出的格数之比的理论值为2:9。

13. （1）为了研究平抛物体的运动，可做下面的实验：如图中甲所示，用小锤打击弹性金属片，B球就水平飞出，同时A球被松开，做自由落体运动，两球同时落到地面；如图乙所示的实验：将两个完全相同的斜滑道固定在同一竖直面内，最下端水平。把两个质量相等的小钢球从斜面的同一高度由静止同时释放，滑道2与光滑水平板连接，则观察到的现象是球1落到水平木板上击中球2。这两个实验说明______。

A.甲实验只能说明平抛运动在竖直方向做自由落体运动

B.乙实验只能说明平抛运动在水平方向做匀速直线运动

C.不能说明上述规律中的任何一条

D.甲、乙二个实验均能同时说明平抛运动在水平、竖直方向上的运动性质

（2）已备有下列器材：斜槽、小球、木板、白纸（坐标纸）、图钉、刻度尺、铅笔，还需要下列器材中的______。

A.秒表　　B.天平　　C.重垂线　　D.复写纸

（3）在该实验中，下列说法正确的是______。

A.斜槽轨道末端必须水平

B.斜槽轨道必须光滑

C.将坐标纸上确定的点用直线依次连接

D.小球每次都从斜槽上同一高度由静止释放

（4）如图，某同学利用丙装置在做平抛运动实验时得出如图丁所示的小球运动轨迹，a、b、c三点的位置在运动轨迹上已标出。（g取10m/s2）

小球平抛运动的初速度大小为______m/s（结果保留两位有效数字）。

②小球运动到b点时，在y方向的分速度大小为______m/s（结果保留两位有效数字）。

③抛出点的坐标x=______cm，y=______cm。

【答案】    ①. AB    ②. CD    ③. AD    ④. 2.0    ⑤. 1.5    ⑥. -10    ⑦. -1.25

【解析】

【详解】（1）[1]图甲中，用小锤打击弹性金属片，B球就水平飞出，同时A球被松开，做自由落体运动，两球同时落到地面，该实验只能说明平抛运动在竖直方向做自由落体运动，图乙中，球2在光滑水平板上做匀速直线运动，观察到的现象是球1落到水平木板上击中球2，该只能说明平抛运动在水平方向做匀速直线运动。

故选AB。

（2）[2]除了斜槽、小球、木板、白纸（坐标纸）、图钉、刻度尺、铅笔，还需要用重锤线来确定竖直方向的位置，用复写纸来确定小球落地的位置，即需要重锤线与复写纸。

故选CD。

（3）[3]A．为了确保小球飞出的初速度方向水平，实验时，需要调节斜槽轨道末端至水平，A正确；

B．当实验中，每次均将小球从斜槽同一位置静止释放时，小球每次滚下克服摩擦阻力做功相同，即飞出的初速度大小相等，可知斜槽轨道的摩擦对实验没有影响，B错误；

C．实验数据处理时，应将坐标纸上确定的点用平滑的曲线连接起来，C错误；

D．为了确保小球飞出的初速度大小一定，实验中，小球每次都从斜槽上同一高度由静止释放，D正确。

故选AD。

（4）①[4]根据图丁可知，的分位移与的分位移均为20cm，则经历时间相等，在竖直方向上，根据

解得

在水平方向上

②[5]根据上述，小球运动到b点时，在y方向的分速度大小

③[6][7]根据

解得

可知抛出点到a点的时间

根据

，

解得

，

由于抛出点位于第三象限，因此抛出点的坐标

x=-10cm，y=-1.25cm

14. 将一小球以的速度水平抛出，经过小球落地，不计空气阻力，（g取），求：

（1）水平方向的位移是多大；

（2）竖直方向的位移是多大；

（3）落地时速度大小。

【答案】（1）10m；（2）5m；（3）

【解析】

【详解】（1）水平做匀速直线运动，水平方向的位移是

（2）竖直方向做自由落体，其位移

（3）竖直方向的速度

落地时速度大小

15. 如图所示，半径为的光滑半圆轨道竖直放置，质量为的钢球从A点射入。通过轨道的最高点后水平抛出，落在A点左侧离A点处的点。重力加速度。求：

（1）小球在点时速度的大小；

（2）小球在点时对轨道的压力。

【答案】（1） ；（2），方向竖直向上

【解析】

【详解】（1）设钢球从B点射出时的速度为，根据平抛运动规律有

，

其中

，

代入数值解得

（2）小球在点时有

代入数值解得

根据牛顿第三定律可得小球在点时对轨道的压力为

方向竖直向上。

16. “天问一号”是中国首个火星探测器，其名称来源于我国著名爱国的长诗《天问》。2021年2月10日19时52分“天问一号”探测器实施近火捕获制动成功实现环绕火星运动，成为我国第一颗人造火星卫星。“天问一号”环绕火星做匀速圆周运动时，周期为，轨道半径为，已知火星的半径为，引力常量为，不考虑火星的自转。求：

（1）“天问一号”环绕火星运动向心加速度的大小；

（2）火星的密度；

（3）火星表面的重力加速度。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）根据

联立解得

 （2）“天问一号”环绕火星运动时由万有引力提供向心力，可得

解得火星质量为

由

解得火星的密度为

（3）不考虑火星自转，在火星表面重力等于万有引力

解得

17. 如图所示，半径为的半球形陶罐，固定在可以绕竖直轴转动的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心的对称轴重合。转台以一定的角速度匀速转动，一质量为的小物块在陶罐内，随陶罐一起转动，相对罐壁静止；且它和点的连线与之间的夹角为。已知小物块与陶罐壁的动摩擦因数为，重力加速度为。求：

（1）转台转动的角速度范围；

（2）若要使小物块在的陶罐口处，随陶罐一起转动，角速度又应该满足何条件？

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）分析可知当角速度达到一最小值时，物块所受摩擦力的方向沿罐壁切线方向向上，且此时物块受到的静摩擦力达到最大值，物块做圆周运动，水平方向受力分析有

竖直方向有

同时有

联立解得

同理，当角速度达到一最大值时，物块所受摩擦力的方向沿罐壁切线方向向下，且此时物块受到的静摩擦力达到最大值，物块做圆周运动，水平方向受力分析有

竖直方向有

同时有

联立解得

所以可得转台转动的角速度范围为

即

（2）若要使小物块在的陶罐口处，随陶罐一起转动，可知转动时物块受到的静摩擦力等于物块的重力，此时有

，，

联立解得