2022-2023学年湖北省武汉市部分市级示范高中高一（下）联考物理试卷（含解析）

这是一份2022-2023学年湖北省武汉市部分市级示范高中高一（下）联考物理试卷（含解析），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学年湖北省武汉市部分市级示范高中高一（下）联考物理试卷一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）1.  下列关于曲线运动的描述，正确的说法是(    )A. 匀速圆周运动是变速运动
B. 平抛运动是变加速运动
C. 做曲线运动物体的速率一定变化
D. 平抛运动水平位移的大小只与初速度大小有关2.  在物理学的发展过程中，科学家们应用了许多研究方法，以下关于物理学史和物理方法叙述正确的是(    )A. 牛顿提出万有引力定律并利用扭秤实验装测量出万有引力常量
B. 第谷用了年时间观测记录行星的运动，发现了行星运动的三大定律
C. 开普勒在天文观测数据的基础上总结出了行星运动规律
D. 开普勒最先抛弃“地心说”，提出“日心说”3.  韩晓鹏是我国首位在冬奥会雪上项目夺冠的运动员。他在一次自由式滑雪空中技巧比赛中沿“助滑区”保持同一姿态下滑了一段距离，重力对他做功，他克服阻力做功。韩晓鹏在此过程中(    )A. 动能增加了 B. 动能增加了
C. 重力势能减小了 D. 重力势能减小了4.  在空中某点，将三个相同小球以相同的初速率分别水平抛出、竖直上抛、竖直下抛，则从抛出到落地，下列说法正确的是(    )A. 重力做功不相同 B. 末速度大小相同
C. 速度变化量相同 D. 落地时重力的瞬时功率相同5.  下列有关生活中的圆周运动实例分析，其中说法正确的是(    )
 A. 汽车通过凹形桥的最低点时，车对桥的压力等于汽车的重力
B. 在铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，铁轨对火车的支持力与重力的合力提供了一部分向心力，减轻了轮缘与外轨的挤压
C. 杂技演员表演“水流星”，当“水流星”通过最高点时处于完全失重状态，不受重力作用
D. 洗衣机脱水桶的脱水原理是水滴受到的离心力大于它受到的向心力，从而沿切线方向甩出6.  放在粗糙水平面上的物体受到水平拉力的作用，在内其速度与时间图象和该拉力的功率与时间图象分别如图和所示，下列说法正确的是(    )
 A. 摩擦力大小为 B. 内拉力做功为
C. 内合力做功为 D. 物体质量为7.  “碳中和”、“低碳化”、“绿色奥运”是北京冬奥会的几个标签。本次冬奥会运行超辆氢能源汽车，是全球最大的一次燃料电池汽车示范。某款质量为的氢能源汽车如图所示在一次测试中，沿平直公路以恒定功率从静止启动做直线运动，行驶路程，恰好达到最大速度。已知该车所受阻力恒定。下列判定正确的是(    )
 A. 启动过程中，车做匀加速直线运动
B. 启动过程中，牵引力对车做的功为
C. 车速从增至的加速时间为
D. 车速为时，车的加速度大小为二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）8.  如果某个物体受到三个力的作用，三个力大小分别是、和，则这三个力合力大小可能是(    )A.  B.  C.  D. 9.  一质量为的小球，用长为的轻绳悬挂于点的正下方，小球在水平拉力作用下，从最低点缓慢转过角，如图所示，重力加速度为，则在此过程中(    )
 A. 小球受到的合力做功为
B. 拉力的功为
C. 重力势能的变化等于
D. 拉力对小球做的功大于小球克服重力做的功10.  武汉市湖泊河流众多，下图为湖边大坝横截面示意图，水面与大坝的交点为。一人站在离水面高为的点以速度沿水平方向扔一小石子，已知点到点的水平距离为，不计空气阻力，取。下列说法中正确的是(    )
 A. 若，则石子可以落入水中
B. 若，则石子不能落入水中
C. 若石子能落入水中，则越大，落水时速度方向与水平面的夹角越大
D. 若石子不能落入水中，以不同的速度抛出，石子落到斜面上时速度方向与斜面的夹角都相同11.  我国的航天事业从年月开始，经过年的风雨兼程、披荆斩棘，经历了第一颗“东方红”人造卫星成功发射，载人航天、深空探测里程碑式的发展。回顾中国航天发展史，它是一部中华民族自主创新的历史，更是一段扬眉吐气、壮我国威，助推中华民族走向世界舞台的历史。如图所示，是某颗“北斗”卫星从绕地飞行经历变轨到静止轨道的示意图。已知地球半径为，其自转周期为。轨道Ⅰ为该北斗卫星的近地轨道，轨道Ⅱ为转移轨道，Ⅲ为静止轨道，地球北极的重力加速度为。下列说法中正确的是(    )
 A. 根据题目的已知条件可以求出该北斗卫星在静止轨道运动半径
B. 该北斗卫星在近地轨道的线速度大于
C. 该颗北斗卫星从近地轨道经历转移轨道到达静止轨道的过程中机械能守恒
D. 该北斗卫星在转移轨道点的速度小于在静止轨道点的速度三、实验题（本大题共2小题，共18.0分）12.  如图所示是向心力演示仪的示意图，匀速转动手柄，可使变速塔轮和以及长槽和短槽随之匀速转动，槽内的小球做匀速圆周运动的向心力由横臂的挡板小球的压力提供。球对挡板的反作用力使弹簧测力套筒下降，标尺露出红白相间的标记，向心力大小与标尺露出的等分格的格数成正比。要探究向心力与角速度的关系，应保证两球的质量和______都相同，并使两球以不同角速度转动。某次实验皮带套的左右两个塔轮的半径之比，、两球质量相同运动半径相同，则、两球的角速度之比为_________，左右标尺露出的等分格的格数之比为__________。 13.  如图甲是用“落体法”验证机械能守恒定律的实验装置。取  选出一条清晰的纸带如图乙所示，其中点为打点计时器打下的第一个点，、、为三个计数点，打点计时器通以频率为的交变电流。用分度值为的刻度尺测得，，，在计数点和、和之间还各有一个点，重锤的质量为。甲同学根据以上数据算出：当打点计时器打到点时重锤的重力势能比开始下落时减少了________；此时重锤的速度________，此时重锤的动能比开始下落时增加了________。结果均保留三位有效数字  某同学利用他自己实验时打出的纸带，测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离，算出了各计数点对应的速度，然后以为横轴、以为纵轴作出了如图丙所示的图线，图线的斜率近似等于________。A.         四、计算题（本大题共3小题，共30.0分）14.  如图所示，用竖直向上的拉力提升原来静止的质量的物体，使其以的加速度匀加速竖直上升，不计其他阻力，，求开始运动的内：物体重力做的功；拉力做的功；物体合外力做功的平均功率。 15.  荡秋千是同学们喜爱的一项体育活动．随着科技的迅速发展，将来的某一天，你也许会在火星上享受荡秋千的乐趣．假设某同学乘坐宇宙飞船飞近火星，进入靠近火星表面的圆形轨道绕火星数圈，测出飞船绕火星表面运转的周期为着陆后在火星上荡秋千，将荡秋千的人视为质点，秋千摆线长度不变，摆线质量不计，摆角摆绳与竖直方向的夹角小于，已知火星的半径为，引力常量为求：
火星的质量；
火星表面重力加速度的大小；
若该同学和秋千的总质量是，秋千摆线长，经过最低点速度为时，秋千摆线的拉力是多大？16.  如图所示，质量为的物体置于光滑水平台面上，质量为的物体穿在光滑竖直杆上，杆与平台有一定的距离，、两物体通过不可伸长的轻绳跨过台面边缘的光滑小定滑轮相连。初始时刻、、等高，轻绳恰好拉直且与台面平行。现由静止释放两物体，当物体下落时，的速度为。已知，求：轻绳对所做的功。向右移动的距离。
答案和解析 1.【答案】 【解析】【详解】匀速圆周运动速度方向不断变化，是变速运动，故A正确；B.平抛运动加速度是重力加速度，是匀变速曲线运动，故B错误；C.曲线运动的速率可能不变，例如匀速圆周运动，故C错误；D.平抛运动水平位移的大小与初速度和高度有关，故D错误。故选A。
 2.【答案】 【解析】解：A.牛顿提出万有引力定律，拉文迪许利用扭秤实验装测量出万有引力常量，故A错误；B.开普勒用了年时间观测记录行星的运动，发现了行星运动的三大定律，故B错误；C.开普勒在天文观测数据的基础上总结出了行星运动规律，故C正确；D.哥白尼最先抛弃“地心说”，提出“日心说”，故D错误。故选C。本题是物理学史问题，记住著名物理学家的主要贡献，即可答题。
本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一。
 3.【答案】 【解析】解：、外力对物体所做的总功为，是正功，则根据动能定理得：动能增加故AB错误；
、重力对物体做功为，是正功，则物体重力势能减小故C正确，D错误；
故选：．
物体重力做功多少，物体的重力势能就减小多少．根据动能定理确定动能的变化．
本题关键要掌握常见的三对功能关系：总功与动能变化有关，重力做功与重力势能变化有关．
 4.【答案】 【解析】【详解】抛出点相同，下降高度相同，则由可知，重力做功相同，又由于初速度大小相等，外力做功相同，则末动能相同，末速度大小相同，故A错误，B正确；C.速度变化量等于重力的冲量，运动时间不同，则由可知，速度的变化量不同，故C错误；D.落地时速度的竖直分量大小不同，则由竖可得落地时重力的瞬时功率不同，故D错误。故选B。
 5.【答案】 【解析】【详解】汽车通过凹形桥的最低点时支持力大于重力，根据牛顿第三定律可知，车对桥的压力大于汽车的重力，故A错误；B.在铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，当火车按规定速度转弯时，由重力和支持力的合力完全提供一部分向心力，减轻了轮缘与外轨的挤压，故B正确；C.杂技演员表演“水流星”，当“水流星”通过最高点时仍受重力作用，故C错误；D.离心力与向心力并非物体实际受力，而是衣服对水的吸附力小于水做圆周运动所需要的向心力，因此产生离心现象，故D错误。故选B。
 6.【答案】 【解析】【详解】由图可知，  时间内，物体在做匀速直线运动，此时物体所受地面给它的摩擦力大小等于拉力大小，而再结合图，  内拉力的功率恒定，有代入数据解得故A错误；B.图中，图线与时间轴围成的面积就表示拉力所做的功，则可得内拉力做功为故B错误；在  内，物体做匀加速直线运动，则有根据牛顿第二定律有 末拉力的功率为联立解得则根据动能定理可知，内合力做功为故C正确，D错误。故选C。
 7.【答案】 【解析】【分析】
汽车以恒定功率启动，功率一定，根据功率的公式结合牛顿第二定律判断物体的加速度；根据动能定理求解牵引力对车做的功和车速从增至的加速时间。

【解答】
A.汽车以恒定功率启动，根据，可知，启动过程中，速度增大，则牵引力减小，
根据牛顿第二定律有，可知加速度减小，则车做加速度减小的加速运动，故A错误；
B.根据题意，可知汽车受到的阻力为，
启动过程中，根据动能定理有，
牵引力对车做的功为，故B错误；
C.根据题意，可知汽车受到的阻力为，
车速从增至的过程中，根据动能定理有，
联立解得，故C正确；
D.车速为时，汽车的牵引力为，，
根据牛顿第二定律有，解得，故D错误。
故选C。  8.【答案】 【解析】【详解】三个力合力的最小值为而最大值为故选ABC。
 9.【答案】 【解析】【分析】
本题考查功的计算，重力势能的变化的判断、动能定理的应用。解决本题的关键是通过平衡条件分析得出是变力，对于变力做功的求解，往往从能量的角度进行分析。
【解答】
A.小球缓慢移动，则受合力为零，则受到的合力做功为，故A正确；
B.设绳与竖直方向的夹角为，根据平衡条件可知，所以可知为变力，则拉力的功不等于，根据动能定理得：，则得拉力的功为：，故B错误；
C.重力做功为：，重力势能的变化等于，故C正确；
D.由动能定理可知，，可知拉力对小球做的功等于小球克服重力做的功，故D错误。  10.【答案】 【解析】【详解】石子做平抛运动，假设恰好落在点，竖直方向有水平方向有解得所以，若平抛的初速度小于  ，石子落于斜面上，若平抛的初速度大于  ，石子落入水中，故A正确，B错误；C.设石子落水时速度方向与水平面的夹角为，则有可知若石子能落入水中，越大，落水时速度方向与水平面的夹角越小，故C错误；D.设斜面倾角为，石子落到斜面上时速度方向与水平方向的夹角为，则有若石子不能落入水中，以不同的速度抛出，石子落到斜面上时速度方向与斜面的夹角都相同，故D正确。故选AD。
 11.【答案】 【解析】解该北斗卫星在静止轨道运行的周期与地球自转周期相同，设该颗北斗卫星在静止轨道的半径为，根据万有引力定律提供向心力由牛顿第二定律得：

在地球北极处物体的重力等于万有引力，则

联立解得：，故A正确；
B.为人造卫星最大环绕速度，所以在近地轨道运行的该北斗卫星的线速度小于，故B错误；
C.该颗北斗卫星在变轨过程中需要点火加速，做离心运动，该颗卫星的机械能增加，所以该颗卫星的机械能不守恒，故C错误；
D.北斗卫星运行到轨道Ⅱ的点需要点火加速变轨到静止轨道，所以，故D正确。
故选：。
根据由万有引力提供向心力，地球北极处物体的重力等于万有引力，联立可求出北斗卫星在静止轨道运动半径；为人造卫星最大环绕速度；从轨道Ⅰ上到轨道Ⅲ上，需要加速变轨，从而分析速度与机械能的变化。
本题考查万有引力定律的应用，要掌握万有引力提供向心力的表达式，结合北斗卫星的发射过程、卫星所受的万有引力与所需向心力的关系真正理解卫星的变轨过程。
 12.【答案】 转动半径；；。 【解析】要探究向心力与角速度的关系，应保证两球的质量和转动半径都相同，并使两球以不同角速度转动。左右两个塔轮边缘的线速度相等，根据，因为两塔轮的半径之比，可知角速度之比为；根据，、两球质量相同，运动半径相同，则向心力之比为，即左右标尺露出的等分格的格数之比为。
 13.【答案】；；； 【解析】【分析】
本题主要考查用“落体法”验证机械能守恒定律，解决本题的关键在于对实验原理及实验步骤的正确掌握。
根据重力势能及动能表达式求解重力势能及动能变化量；
由机械守恒定律有，可得，由此可知图线的斜率近似等于重力加速度
【解答】
当打点计时器打到点时，重锤的重力势能减少量

打点时重锤的速度，
此时重锤的动能增加量．
由机械守恒定律有，可得，由此可知图线的斜率近似等于重力加速度，故B正确AC错误．  14.【答案】内物体上升的高度为物体重力做的功为根据牛顿第二定律可得解得则拉力做功为内合外力做功为平均功率为 【解析】根据位移时间公式求出物体上升的高度，从而得出重力做功的大小；
根据牛顿第二定律求出拉力的大小，结合功的公式求出拉力做功的大小；
合外力做功等于各力做功的代数和，结合合力做功的大小，通过平均功率的公式求出合力做功的平均功率；
本题考查了功的公式和功率公式的基本运用，知道平均功率和瞬时功率的区别，掌握这两种功率的求法。
 15.【答案】解：飞船在火星附近飞行，万有引力提供向心力，
由牛顿第二定律得：
解得火星质量：；
在火星表面的物体所受重力等于万有引力，
即：，解得：；
秋千经过最低点时，由牛顿第二定律得：
，解得：；
答：火星的质量为；火星表面重力加速度的大小为；经过最低点速度为时，秋千摆线的拉力是：． 【解析】飞船做圆周运动，万有引力提供向心力，由牛顿第二定律可以求出火星的质量．
万有引力等于重力，据此求出重力加速度．
秋千做圆周运动，应用牛顿第二定律可以求出拉力．
本题是万有引力定律应用与圆周运动向结合的综合题，知道万有引力提供向心力，应用万有引力公式与牛顿第二定律可以解题．
 16.【答案】解：根据题意可知，物体下降的过程中，物体、组成的系统机械能守恒。
设当物体下落时，物体的速度为，则由系统机械能守恒有
  
解得：
物体下落过程中，设轻绳对所做的功为，对物体，由动能定理有
解得：
把物体的速度分解，如图所示

由几何关系有
解得：，即
由几何关系可得，向右移动的距离为
解得：
答：轻绳对所做的功为；
向右移动的距离为。 【解析】物体下降的过程中，物体、组成的系统机械能守恒，由机械能守恒定律求出的速度，再对，由动能定理求轻绳对所做的功。
将物体的速度沿着绳子和垂直绳子方向进行分解，由于绳子不可以伸长，故A、两个物体沿着绳子的分速度大小相等，由两者速度关系求出当物体下落时绳子与水平方向的夹角，再由几何关系求向右移动的距离。
本题的关键要明确两个物体沿绳子的分速度大小相等，运用分解法分析两个物体速度关系。同时，要知道两个物体组成的系统机械能是守恒的，但单个物体的机械能并不守恒。