2022-2023学年天津重点中学高一（下）期中物理试卷

这是一份2022-2023学年天津重点中学高一（下）期中物理试卷，共15页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
2022-2023学年天津重点中学高一（下）期中物理试卷一、单选题（本大题共6小题，共24.0分）1.  下列说法正确的是(    )A. 只要物体所受的合外力不为，它就做曲线运动
B. 做曲线运动的物体，它的加速度可以是恒定的
C. 物体做曲线运动，速度方向与其运动轨迹无关
D. 做曲线运动的物体，它的速度是可以不变的2.  关于物理科学史或行星的运动，下列说法正确的是(    )A. 卡文迪许测出了万有引力常量，从而使牛顿被称为“第一位称量地球的人”
B. 万有引力定律中的比例系数，与中心天体质量有关
C. 相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积
D. 火星与木星公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的立方3.  年月日，我国首颗量子科学实验卫星“墨子”成功进入离地面高度为的预定圆形轨道，实现了卫星和地面之间的量子通信。此前我国成功发射了第颗北斗导航卫星，属地球静止轨道卫星，下列说法正确的是(    )A. “墨子”的运行速度大于 B. 北斗可定点于南通正上方
C. “墨子”的周期比北斗小 D. “墨子”的向心加速度比北斗小4.  如图所示，一轻质弹簧竖立于地面上，质量为的小球，自弹簧正上方高处由静止释放，则从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短弹簧的形变始终在弹性限度内的过程中，下列说法正确的是(    )
 A. 弹簧的弹力对小球做负功，弹簧的弹性势能减小
B. 重力对小球做正功，小球的重力势能增大
C. 由于弹簧的弹力对小球做负功，所以小球的动能一直减小
D. 小球的机械能一直减小5.  嘉兴某高中开设了糕点制作的选修课，小明同学在体验糕点制作“裱花”环节时，他在绕中心匀速转动的圆盘上放了一块直径英寸的蛋糕，在蛋糕上每隔均匀“点”一次奶油，蛋糕一周均匀“点”上个奶油，则下列说法正确的是(    )A. 圆盘转动的转速约为
B. 圆盘转动的角速度大小为 
C. 蛋糕边缘的奶油线速度大小约为
D. 蛋糕边缘的奶油向心加速度约为6.  以下说法中正确的是(    )A. 静摩擦力只能做负功
B. 力对物体做功越快，力的功率一定越大
C. 合外力不做功，物体必定做匀速直线运动
D. 在相同的时间内作用力与反作用力做的功一定是绝对值相等，一正一负二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）7.  如图所示是生活中的圆周运动实例，下列说法正确的是(    )A. 图中火车转弯超过规定速度行驶时，外轨对轮缘会有挤压作用
B. 图中汽车通过拱桥的最高点时，无论汽车速度多大，汽车对桥始终有压力
C. 图中汽车通过凹形路面时，汽车处于超重状态
D. 图中在水平路面上行驶的汽车转弯时速度可以任意大小8.  发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道，然后经点火，使其沿椭圆轨道运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道，轨道、相切于点，轨道、相切于点，如图所示。则卫星在各轨道上正常运行时，以下说法正确的是(    )
 A. 卫星在轨道上的速度小于在轨道上的速度
B. 卫星在轨道上的点的速度大于在轨道上经过点时的速度
C. 卫星在轨道上经过点时的加速度等于它在轨道上经过点时的加速度
D. 卫星在轨道上运动的周期大于在轨道上运动的周期9.  有一种“套环”游戏：把一金属小环平抛出去，环落地时套住摆放在地上的奖品，游戏者就可以获得这个奖品。一次抛环的轨迹如图所示，要想下一次套中奖品，游戏者该如何调整不计空气阻力(    )

 A. 不改变抛出点的高度，适当增大抛出的速度
B. 不改变抛出点的高度，适当减小抛出的速度
C. 不改变抛出的速度，适当增大抛出点的高度
D. 不改变抛出的速度，适当减小抛出点的高度10.  如图所示，质量为木块静止在光滑的水平面上，一颗质量为的子弹以速度水平射入木块并留在木块中，木块获得的速度为，子弹受到的平均阻力为，射入深度为，此过程中木块位移为，下列说法正确的是(    )
A. 子弹损失的动能等于
B. 子弹损失的动能等于
C. 子弹损失的动能为
D. 子弹、木块组成的系统损失的动能等于三、实验题（本大题共2小题，共20.0分）11.  在“研究小球平抛运动”的实验中：

如图甲所示的演示实验中，、两球同时落地，说明______；
A.平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动
B.平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动
C.平抛运动的轨迹是一条抛物线
某同学设计了如图乙的实验：将两个斜滑道固定在同一竖直面内，末端水平，滑道与光滑水平板平滑衔接，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，观察到两球在水平面相遇，这说明______。
该同学采用频闪照相机拍摄到小球做平抛运动的照片如图丙所示，图中背景正方形方格的边长为，、、是小球的三个位置，取，由照片可知：照相机拍摄时每隔______曝光一次；小球做平抛运动的初速度______。12.  用重物自由下落验证机械能守恒定律。实验装置如图所示。
在实验过程中，下列实验操作和数据处理错误的是______。
A.重物下落的起始位置靠近打点计时器
B.做实验时，先接通打点计时器的电源，再释放重锤
C.为测量打点计时器打下某点时重锤的速度，可测量该点到点的距离，再根据公式计算，其中应取当地的重力加速度
D.用刻度尺测量某点到点的距离，利用公式计算重力势能的减少量，其中应取当地的重力加速度
图是实验中得到的一条纸带。在纸带上选取五个连续打出的点、、、、，测得、、三点到起始点距离分别为、、。已知重锤的质量为，当地的重力加速度为，打点计时器打点的周期为。从打下点到打下点的过程中，重锤重力势能的减少量______，动能的增加量______。很多实验结果显示，重力势能的减少量略______填“大于”或“小于”动能的增加量，原因是______。
某同学以重物的速度平方为纵轴，以重物下落的高度为横轴，作出如图所示的图像，则当地的重力加速度______。结果保留位有效数字

 四、计算题（本大题共3小题，共40.0分）13.  年月日时分，我国首次火星探测任务“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。在“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：
“天问一号”环绕火星运动的线速度的大小；
火星的质量；
火星表面的重力加速度的大小。14.  一物体可视为质点在离地面高的点沿曲面轨道由静止开始下滑，并以的速度从点进入水平轨道，而后再从点进入竖直放置的半圆形轨道并沿其内侧运动，且物体恰好能经过圆轨道的最高点。已知物体的质量，圆轨道的直径与垂直，圆形轨道内侧光滑，半径，物体经过、两处时无机械能损失，。求：

从到的过程中，阻力对物体所做的功；
物体经过半圆形轨道的最低点时，对轨道压力的大小；
物体从运动到的过程中减少的机械能。15.  如图所示，倾角的固定斜面上固定着挡板，轻弹簧下端与挡板相连，弹簧处于原长时上端位于点。用一根不可伸长的轻绳通过轻质光滑定滑轮连接物体和，使滑轮左侧绳子始终与斜面平行，初始时位于斜面的点，、两点间的距离为，现由静止同时释放、，物体沿斜面向下运动，将弹簧压缩到最短的位置为点，、两点间距离为，若、的质量分别为和，与斜面之间的动摩擦因数，不计空气阻力，重力加速度为，整个过程中，轻绳始终处于伸直状态，计算结果可以带求：
在从至的过程中，加速度大小；
物体从运动至点时的速度；
弹簧的最大弹性势能。

答案和解析 1.【答案】 【解析】解：、曲线运动的条件是：合外力和速度不在一条直线上，如果合外力不为零，但方向与运动方向相同，则物体做直线运动，故A错误；
B、做曲线运动的物体，它的加速度可以是恒定的，如平抛运动，故B正确；
C、曲线运动的速度方向是变化的，其方向沿运动轨迹的切线方向，故C错误；
D、曲线运动速度的方向沿切线方向，一定是变化的，故曲线运动一定是变速运动，故D错误。
故选：。
物体做曲线运动的条件是：合外力和速度不在一条直线上．曲线运动速度的方向沿切线方向，一定是变化的，故曲线运动一定是变速运动．
掌握物体做曲线运动的条件和曲线运动的速度，加速度等的特征，可以判定各选项，注意明确曲线运动两个特例的应用：平抛运动和匀速圆周运动．
 2.【答案】 【解析】解：、卡文迪许通过实验测出了万有引力常量，并被称为能称量地球质量的第一人，故A错误；
B、万有引力定律中的比例系数是常量，与中心天体质量无关，故B错误；
C、开普勒第二定律是对同一颗行星而言，太阳与行星的连线在相同时间内扫过的面积相等，在相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积和木星与太阳连线扫过的面积并不相等，故C错误；
D、若行星的公转周期为，轨道半长轴为，根据开普勒第三定律，，常量与行星无关，与中心天体有关，即火星与木星公转时的中心天体都是太阳，它们公转周期的平方之比等于它们轨道半长轴的立方之比，故D正确。
故选：。
卡文迪许测出了万有引力常量，并被称为能称量地球质量的第一人；万有引力常量是一个常数；开普勒第二定律是针对同一个星体而言的。
本题考查了万有引力定律和开普勒定律，需要注意的是开普勒第二定律中，太阳与行星的连线在相同时间内扫过的面积相等，是针对同一颗行星而言的。
 3.【答案】 【解析】解：是卫星贴近地球表面运行做匀速圆周运动的最大速度，即第一宇宙速度，根据万有引力提供向心力
解得
“墨子”的轨道半径大于地球半径，所以“墨子”的运行速度小于，故A错误；
B.位于赤道上空，南通不在赤道上，故B错误；
C.根据万有引力提供向心力
解得
的轨道半径大于“墨子”的轨道半径，所以“墨子”的周期比北斗小，故C正确；
D.万有引力提供向心加速度
解得
的轨道半径大于“墨子”的轨道半径，“墨子”的向心加速度比北斗大，故D错误。
故选：。
是绕地球表面运动的速度，是卫星的最大环绕速度，位于赤道上空，南通不在赤道上，根据根据万有引力提供向心力分析周期和加速度与轨道半径的关系。
本题要掌握万有引力提供向心力和重力等于万有引力这两个重要的关系，要知道第一宇宙速度的含义。
 4.【答案】 【解析】解：从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短，弹力与小球下落方向相反，弹簧的弹力对小球做负功，弹簧的弹性势能增加，故A错误；
B.重力对小球作正功，小球的重力势能减小；故B错误；
C.小球一直向下运动，由于弹簧的弹力对小球做负功，重力对小球作正功，在重力大小等于弹力以前，重力大于弹力，由动能定理可知，小球的动能增加，重力等于弹力时，小球的动能最大，以后重力小于弹力，小球的动能减小，故C错误；
D.小球接触弹簧前，小球的机械能不变，接触弹簧后，小球要克服弹力做功，小球的机械能减小，一直到小球的动能等于零，故D正确。
故选：。
弹簧的弹力对小球做负功，弹簧的弹性势能增加，小球受到弹簧弹力和重力的作用，刚开始重力大于弹力，合力向下，小球加速运动，加速度减小，当重力等于弹力时，加速度为零，速度最大，再向下运动时，弹力大于重力，加速度方向向上，速度减小，根据弹力做功情况分析小球机械能变化。
本题的关键是对小球的受力分析，根据弹力与重力的关系弹力速度和加速度的变化情况，难度适中。
 5.【答案】 【解析】解：、圆盘每转一圈，故转速为 ，故A错误；
B、由角速度与周期的关系可得：，故B正确；
C、蛋糕边缘的奶油线速度大小为：，故C错误；
D、向心加速度为： ，故D错误。
故选：。
根据转动一圈的时间，结合分析计算圆盘转动的角速度、线速度和向心加速度。
解决本题的关键知道周期和角速度的关系，通过时间间隔求出周期是关键，基础题。
 6.【答案】 【解析】解：、静摩擦力的方向与运动的方向可能相同，可能相反，所以静摩擦力可能做正功，可能做负功，故A错误；
B、功率是描述做功快慢的物理量，力对物体做功越快，力的功率一定越大，故B正确；
C、合外力对物体不做功，物体可以做匀速圆周运动，不一定做匀速直线运动，故C错误；
D、作用力做正功，反作用力也可以做正功，比如两带电小球靠斥力分开，库仑斥力对两小球都做正功，故D错误。
故选：。
结合摩擦力的方向与位移的方向关系判断做功情况；根据功率的物理意义分析；合外力对物体不做功，物体不一定做匀速直线运动；根据作用力和反作用力的性质可以判断两力做功的情况。
本题考查了功率相关知识，明确功率是描述做功快慢的物理量，力对物体做功越快，力的功率一定越大。
 7.【答案】 【解析】解：、火车转弯时，刚好由重力和支持力的合力提供向心力时，根据牛顿第二定律有解得：，当时，重力和支持力的合力小于所需的向心力，则火车做离心运动的趋势，外轨对轮缘会有挤压作用，故A正确；
B、当车的速度比较大时，车可以对桥面没有压力，此时车的重力提供向心力，则，解得，即当车的速度大于等于时，车对桥面没有压力，故B错误；
C、汽车通过凹形桥最低点时，具有向上的加速度向心加速度，处于超重状态，故C正确；
D、汽车在水平路面上拐弯，靠静摩擦力提供向心力，最大速度决定于动摩擦因数，不可任意大小，故D错误。
故选：。
分析每种模型的受力情况，根据合力提供向心力求出相关的物理量，进行分析即可。
此题考查圆周运动常见的模型，每一种模型都要注意受力分析找到向心力，从而根据公式判定运动情况，如果能记住相应的规律，做选择题可以直接用，从而大大的提高做题的速度，所以要求同学们要加强相关知识的记忆。
 8.【答案】 【解析】解：根据万有引力提供向心力有：，解得：，所以卫星在轨道上的速度小于在轨道上的速度，故A正确；
B.卫星由轨道要经点火加速度才可以变轨到轨道，所以卫星在轨道上的点的速度大于在轨道上经过点时的速度，故B正确；
C.卫星在轨道上经过点时与它在轨道上经过点时，所受万有引力一样，根据牛顿第二定律可知，卫星在轨道上经过点时的加速度等于它在轨道上经过点时的加速度，故C正确；
D.由图可知轨道的轨道半径大于轨道的半长轴，根据开普勒第三定律，卫星在轨道上运行的周期大于在轨道上运行的周期，故D错误。
故选：。
根据万有引力提供向心力分析轨道和轨道的速度大小，根据变轨的原理分析点速度；根据开普勒第三定律分析周期的大小；根据牛顿第二定律分析加速度的大小。
解决本题的关键知道卫星做圆周运动，靠万有引力提供向心力，知道知道卫星变轨的原理，卫星通过加速或减速来改变所需向心力实现轨道的变换。
 9.【答案】 【解析】【分析】
金属小环做平抛运动，落地点在奖品的左方，说明水平位移偏小，应增大水平位移才能使小环套在奖品上；将平抛运动进行分解：水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，由运动学公式得出水平位移与初速度和高度的关系式，再进行分析选择。
本题运用平抛运动的知识分析处理生活中的问题，比较简单，关键运用运动的分解方法得到水平位移的表达式。

【解答】
金属环做平抛运动，设其初速度大小为，抛出点高度为，水平位移为，
则在竖直方向上：，
在水平方向上：，
联立得：，
金属小环做平抛运动，落地点在奖品的左方，说明水平位移偏小，应增大水平位移才能使小环套在奖品上，所以保持抛出点的高度不变，适当增大，可以增大水平位移；若保持抛出点速度不变，应适当增加，同样能使水平位移增大。故AC正确，BD错误。
故选：。  10.【答案】 【解析】解：、对子弹，由动能定理得：，子弹损失的动能为，故AC错误，B正确；
D、对木板，由动能定理得：，解得：，故子弹、木块组成的系统损失的动能等于，故D正确。
故选：。
对子弹，运用动能定理求解其损失的动能．子弹与木块组成的系统总动能减少，转化为内能，根据，求系统损失的动能．也可以根据能量守恒定律求系统损失的动能．
本题关键是掌握动能定理，并能用来处理子弹打木块的问题，要注意对子弹和木块而言，位移是相对于地的位移，不是子弹相对于木块的位移．对于系统，损失的动能为，是相对位移大小．
 11.【答案】；平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动；；。 【解析】【分析】
根据实验现象得出正确的实验结论；
根据实验现象得出正确的实验结论；
先根据竖直方向的运动特点计算出曝光的时间，再结合水平方向的运动特点计算出小球的初速度。

【解答】
如图甲所示的演示实验中，小锤击打弹性金属片，球水平抛出，同时球被松开，做自由落体运动，、两球同时落地，说明球在竖直方向上的运动规律与球相同，即平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，故A正确，BC错误。
如图乙所示，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，观察到两球在水平面相遇，这说明平抛运动在水平方向上做匀速直线运动。
由图丙可知，小球在竖直方向上有，
解得：，照相机拍摄时每隔曝光一次，
小球在水平方向有，。
故答案为：；平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动；；。  12.【答案】     大于  重锤下落过程要克服阻力做功，机械能有损失   【解析】解：、为充分利用纸带，重物下落的起始位置靠近打点计时器，故A正确；
B.为充分利用纸带，做实验时，先接通打点计时器的电源，再释放重锤，故B正确；
C.根据实验打出的纸带，应根据匀变速直线运动的推论求出打点计时器打下某点时重锤的速度，不能测量该点到点的距离，再根据公式计算重锤的速度，故C错误；
D.用刻度尺测量某点到点的距离，利用公式计算重力势能的减少量，其中应取当地的重力加速度，故D正确。
本题错误的，故选：。
从打下点到打下点的过程中，重锤重力势能的减少量；做匀变速直线运动的物体在某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，打点时的速度大小，动能的增加量；空气阻力、摩擦阻力在实验过程做负功，故重力势能的减少量总是略大于动能的增加量；而这个实验结果是由设计方案决定的，这类误差属于系统误差；不能通过多次重复使用取平均值来减小，只能改变实验方案，减小空气阻力和摩擦阻力的影响来减小该误差。
由动能定理得：，整理得：，则图象的斜率，解得：；
故答案为：；；；大于；重锤下落过程要克服阻力做功，机械能有损失；。
根据实验原理与实验注意事项分析答题；
根据匀变速直线运动的推论求出打点的速度，然后根据重力势能与动能的计算公式分析答题；重锤下落过程要克服阻力作用做功，机械能有损失，重力势能的减少量大于动能的增加量；
应用动能定理求出图象的函数表达式，然后分析答题。
理解实验原理、知道实验注意事项是解题的前提与关键，应用匀变速直线运动的推论、动能与重力势能的计算公式、动能定理即可解题。
 13.【答案】解：由线速度定义可得；
设“天问一号”的质量为，万有引力提供向心力有，解得；
忽略火星自转，火星表面质量为的物体，其所受万有引力等于重力，代入可解得。 【解析】由线速度定义可得“天问一号”环绕火星运动的线速度的大小。
 14.【答案】解：从到的过程中，设阻力对物体所做的功为，根据动能定理有，
解得：。
设物体经过半圆形轨道的最低点时的速度大小为，所受轨道支持力的大小为。物体经过点时的速度大小为。对物体从到的过程根据动能定理有，
在点根据牛顿第二定律有，
在点根据牛顿第二定律有，
联立以上三式解得：，
根据牛顿第三定律可知物体经过点时对轨道压力的大小为。
取地面为零重力势能面，则物体在点的机械能为：，
物体在点的机械能为：，
所以物体从运动到的过程中减少的机械能为。
答：从到的过程中，阻力对物体所做的功为；
物体经过半圆形轨道的最低点时，对轨道压力的大小为；
物体从运动到的过程中减少的机械能为。 【解析】从到的过程中，根据动能定理列式求解阻力做功；
分别对点和点受力分析，根据合力充当向心力列式，对物体从到的过程根据动能定理列式，联立解得的支持力，根据牛顿第三定律知压力；
取地面为零重力势能面，分别表示和点的机械能，从而知机械能的变化。
本题考查了动能定理、牛顿第二定律和机械能守恒的综合运用，知道最低点和最高点向心力的来源，运用牛顿第二定律和动能定理综合求解，难度中等．
 15.【答案】解：从到的过程，对、整体受力分析，根据牛顿第二定律得
  
解得：
隔离针对、分别列牛顿第二定律求出加速度也可
物体从运动至点的过程，对整体，由动能定理得：
 
解得物体从运动至点时的速度：
当的速度为零时，弹簧被压缩到最短，此时弹簧弹性势能最大，整个过程中对、整体，由动能定理得：
 
解得：
则弹簧具有的最大弹性势能
答：在从至的过程中，加速度大小为；
物体从运动至点时的速度为；
弹簧的最大弹性势能为。 【解析】从到的过程，对整体，进行受力分析，根据牛顿第二定律求出加速度大小。
物体从运动至点的过程，对整体，应用动能定理求解物体从运动至点时的速度。
当的速度为零时，弹簧被压缩到最短，此时弹簧弹性势能最大，整个过程中对、整体应用动能定理求出弹簧弹力做的功，进而求出弹簧的最大弹性势能。
本题主要考查动能定理及牛顿第二定律的应用，要选择合适的研究对象和研究过程，应用动能定理求解，知道克服弹簧弹力做的功等于弹簧弹性势能的增加量，注意当的速度为零时，弹簧被压缩到最短，此时弹簧弹性势能最大。