辽宁省大连市第八中学2022-2023学年高一下学期期中物理试题（解析版）

2022—2023学年度下学期高一年级期中考试

物理试题

（满分：100分   考试时间：75分钟）

一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分

1. 下列说法中正确的是（　　）

A. 亚里士多德否定了托勒密提出的地心说，提出了日心说

B. 卡文迪什利用扭秤装置，第一次比较准确地测定了万有引力常量

C. 天王星是通过计算发现的新天体，被人们称为“笔尖下发现的行星”

D. 已知月地距离约为地球半径60倍，要检验“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”遵循同样的规律，只需验证地球吸引月球的加速度大小约为地球吸引苹果的加速度大小的

【答案】B

【解析】

【详解】A．哥白尼否定了托勒密提出的地心说，提出日心说，故A错误；

B．卡文迪什利用扭秤装置，第一次比较准确地测定了万有引力常量，故B正确；

C．海王星是通过计算发现的新天体，被人们称为“笔尖下发现的行星”，故C错误；

D．已知月地距离约为地球半径60倍，要检验“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”遵循同样的规律，只需验证地球吸引月球的加速度大小约为地球吸引苹果的加速度大小的，故D错误。

故选B。

2. 如图所示，质量相等的三个物体同时从A点出发，沿3条不同的轨道同时运动到B点时速度大小相等，则在物体移动至B点的过程中，下列说法正确的是（　　）

A. 沿路径III运动至B点的过程中重力做功最多

B. 沿路径II运动至B点的过程中重力做功的平均功率最大

C. 沿路径I运动到B点时重力做功的瞬时功率最大

D. 沿路径III运动到B点时重力做功的瞬时功率最大

【答案】D

【解析】

【详解】A．根据

由于3条路径的高度差相同，物体的质量也相同，可知沿3条路径运动至B点的过程中重力做的功均相等，故A错误；

B．根据

3条路径的运动时间相等，故沿3条路径动至B点的过程中重力做功的平均功率相等，故B错误；

CD．根据

3条不同的轨道同时运动到B点时速度大小相等，但沿路径III运动到B点时的速度方向竖直向下，则沿路径III运动到B点时重力做功的瞬时功率最大，故C错误，D正确。

故选D。

3. 质量相同的子弹a、橡皮泥b和钢球c，以相同的初速度水平射向竖直墙壁，结果子弹穿墙而过，橡皮泥粘在墙上，钢球以原速率被反向弹回。则在a、b、c与墙壁相互作用的过程中，下列说法正确的是（　　）

A. 橡皮泥对墙的冲量最大

B. 子弹对墙的冲量最小

C. 墙对钢球的冲量最小

D. 墙对子弹、橡皮泥和钢球的冲量大小相等

【答案】B

【解析】

【详解】由于子弹a、橡皮泥b和钢球c的质量相等、初速度相等，则它们动量的变化量为

子弹穿墙而过，末速度的方向为正；橡皮泥粘在墙上，末速度等于0；钢球被以原速率反向弹回，末速度等于，可知子弹的动量变化量最小，钢球的动量变化量最大；由动量定理得

所以子弹受到的冲量最小，钢球受到的冲量最大，结合牛顿第三定律可知，子弹对墙的冲量最小，钢球对墙的冲量最大。

故选B。

4. 如图所示，在光滑水平面上静止放着两个相互接触的木块A、B，质量分别为m1、m2，今有一子弹水平穿过两木块，设子弹穿过木块A、B的时间分别为t1、t2，木块对子弹的阻力恒为f，则子弹穿过两木块后，木块A、B的速度大小分别为（　　）

A.    B.  

C. 　 D.  

【答案】B

【解析】

【分析】子弹在A中运动时，A、B一起向前运动，具有相同的运动速度，对整体应用动量定理可避开A、B间的未知作用力，可以求解A、B分开时的速度，分开后再对B单独应用动量定理可求得子弹穿出后B的速度。

【详解】子弹在A中穿过时，以A、B为研究对象，规定向右为正方向，根据动量定理可得

解得

之后A的速度保持v1不变，子弹进入木块B后，以B为研究对象，根据动量定理可得

解得

故选B。

5. 如图所示，将一光滑的半圆槽置于光滑水平面上，槽的左侧有一固定在水平面上的物块。今让一小球自左侧槽口A的正上方从静止开始落下，自A点与圆弧槽相切进入槽内，则以下结论中错误的是（　　）

A. 小球在半圆槽内由A向B的过程中机械能守恒，由B向C的过程中小球的机械能不守恒

B. 小球在半圆槽内运动的全过程中，小球与半圆槽在水平方向动量守恒

C. 小球自半圆槽的最低点B向C点运动的过程中，小球与半圆槽在水平方向动量守恒

D. 小球离开C点以后，相对于地面做斜抛运动

【答案】B

【解析】

【详解】A．小球在半圆槽内由A向B的过程中只有重力做功，机械能守恒，小球在半圆槽内运动由B到C过程中，除重力做功外，槽的支持力也对小球做功，小球机械能不守恒，由此可知，小球在半圆槽内运动的全过程中，小球的机械能不守恒，故A正确，不符合题意；

C．小球自半圆槽的最低点B向C点运动的过程中，系统在水平方向所受合外力为零，故小球与半圆槽在水平方向动量守恒，故C正确，不符合题意；

B．小球在槽内运动的前半过程中，左侧物体对槽有作用力，小球与槽组成的系统水平方向上的动量不守恒，所以小球在半圆槽内运动的全过程中，小球与半圆槽在水平方向动量不守恒，故B错误，符合题意；

D．小球离开C点以后，既有竖直向上的分速度，又有水平分速度，小球做斜上抛运动，故D正确，不符合题意。

故选B。

6. 如图所示，是一个盆式容器，盆内侧壁与盆底的连接处都是一段与相切的圆弧，水平，、两点的距离为，盆边缘的高度为。在处放一个质量为的小物块并让其从静止滑下。已知盆内侧壁是光滑的，而盆底与小物块间的动摩擦因数为，重力加速度。小物块在盆内来回滑动，最后停下来，则停的地点到点的距离为（　　）

A. 0.1m B. 0.2m C. 0.3m D. 0.4m

【答案】A

【解析】

【详解】对全过程运用动能定理得

解得

由

可知停止的位置在距离B点的距离为0.1m处。

故选A。

7. 如图所示，总长为l、质量为m的均匀软绳对称地挂在轻小滑轮上，用细线将质量也为m的物块与软绳一端连接。现将物块由静止释放，直到软绳刚好全部离开滑轮。不计一切摩擦，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）

A. 在软绳从静止到刚离开滑轮的过程中，物块的机械能减少了

B. 在软绳从静止到刚离开滑轮的过程中，物块的机械能减少了

C. 在软绳从静止到刚离开滑轮过程中，软绳的机械能增加了

D. 在软绳从静止到刚离开滑轮的过程中，软绳的机械能增加了

【答案】A

【解析】

【详解】对软绳和物块组成的系统，根据机械能守恒定律得

解得

选滑轮位置为零势能面，则物块的机械能减小量为

整个系统机械能守恒，那么软绳机械能增加了。

故选A。

8. 2022年12月4日，总质量为m的神舟十四号载人飞船完成任务后返回地球。如图所示，飞船返回过程中在A点从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ，A为椭圆轨道Ⅱ的远地点，到地心的距离，B为椭圆轨道轨道Ⅱ上的近地点，到地心距离为R。飞船在B点的加速度大小为，线速度大小为。忽略稀薄空气阻力的影响，关于神舟十四号载人飞船的运动，下列说法中正确的有（　　）

A. 飞船在轨道Ⅰ上运行的加速度大小为

B. 飞船在轨道Ⅱ上A点时的线速度大小为

C. 飞船在轨道Ⅰ上运行周期为在轨道Ⅱ上运行周期的倍

D. 飞船从轨道Ⅰ变轨到轨道Ⅱ发动机需要做功的绝对值为

【答案】BD

【解析】

【详解】A．设地球质量为，飞船在B点时，根据牛顿第二定律得

人飞船在轨道Ⅰ上运行时，根据牛顿第二定律得

联立解得飞船在轨道Ⅰ上运行的加速度大小为

故A错误；

BD．飞船轨道Ⅱ上，经过A点和B点时，根据开普勒第二定律可得

解得飞船在轨道Ⅱ上A点时的线速度大小为

设神飞船在轨道Ⅰ的线速度为，则有

飞船从轨道Ⅰ变轨到轨道Ⅱ发动机需要做功的绝对值为

联立解得

故BD正确；

C．根据开普勒第三定律可得

可得飞船在轨道Ⅰ上运行周期与在轨道Ⅱ上运行周期之比为

故C错误。

故选BD。

9. 某辆汽车总质量为m，发动机的功率为P时，在平直公路上以速度v0匀速行驶。进入限速区时，驾驶员减小油门，把汽车功率立即减小到，并保持该功率不变继续行驶。假设汽车行驶过程中所受阻力大小不变，从驾驶员减小油门时开始计时，汽车的v-t关系如图所示，则在0-t1时间内下列说法正确的是（　　）

A. t=0时，汽车的加速度大小为

B. t1时刻汽车的速度大小为

C. 在0-t1时间内汽车行驶的位移为大小为

D. 在0-t1时间内汽车发动机所做的功为

【答案】AC

【解析】

【详解】A．时刻以前，阻力

当汽车功率变为后

根据牛顿第二定律得，汽车的加速度大小

故A正确；

B．时刻以前，汽车以功率做匀速直线运动，阻力

时刻，汽车以功率做匀速直线，此时牵引力等于阻力，则

联立解得

故B错误；

C．根据动能定理知

解得时间内汽车行驶的位移为

故C正确；

D．0-t1时间内汽车发动机所做功为

故D错误。

故选AC。

10. 如图所示，质量为3m、半径为R的空心大球B（内壁光滑），静止在光滑水平面上，有一质量为m的小球A（可视为质点），从与大球球心等高处，紧贴着大球内表面无初速释放。小球A从静止开始，滑到大球的最低点时，下列说法正确的是（　　）

A. 小球A的位移大小等于

B. 小球A的位移大小等于

C. 小球A的速度大小等于

D. 小球A的速度大小等于

【答案】AC

【解析】

【详解】AB．A、B组成的系统在水平方向上所受合外力为零，动量守恒，则从A被释放到A滚到最低点的过程中，A、B在任意时刻的速度大小满足

所以A、B的位移大小满足

根据位移关系有

解得

故A正确，B错误；

CD．整个过程中能量守恒，则

其中

解得

故C正确，D错误。

故选AC。

二、非选择题：本题共5小题，共54分。

11. 某同学用重物自由下落验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示。

（1）关于上述实验，下列说法正确的是_______。

A.重物最好选择密度较小的木块

B.本实验需使用秒表测出重物下落的时间

C.实验中应先接通电源，后释放纸带

D.可以利用公式来求解瞬时速度

（2）若实验中所用重物质量m=0.1kg，打点纸带如图乙所示，O为开始下落的起始点，打点时间间隔为0.02s，A与B、B与C之间各有1个计时点。打B点时，重物动能增加量_______J。从O点下落至B点，重物重力势能减少量_______J。（g=9.8m/s2，计算结果均保留三位有效数字）

【答案】    ①. C    ②. 0.171    ③. 0.182

【解析】

【详解】（1）[1]A．为减小阻力影响，重物应选择密度较大的木块，A错误；

B．打点计时器本身就计时工具，不需要秒表，B错误；

C．实验中应先接通电源，后释放纸带，C正确；

D．实验中应采用平均速度等于中间时刻速度的方法求瞬时速度，不能用计算瞬时速度，否则等于默认了机械能守恒定理，D错误。

故选C

（2）[2][3]相邻计数点时间间隔为

打B点时，重物动能增加量为

从O点下落至B点，重物重力势能减少量为

12. 某同学用如图所示的装置验证机械能守恒定律。

实验步骤如下：

（1）用电磁铁吸住一个小铁球，将光电门A固定在立柱上，小铁球底部处于同一竖直位置，光电门B固定在立柱上的另一位置，调整它们的位置使铁球、光电门在同一直线上；

（2）切断电磁铁电源，小铁球开始下落，数字计时器测出小铁球通过光电门A和光电门B的时间分别为。

请回答下列问题：

（1）切断电磁铁电源之前，需要调节底座螺丝，使立柱处于_______，以确保小铁球能通过两个电光门。

（2）实验中还需要测量的物理量是___________（填选项前的字母）。

A．小铁球的质量

B．小铁球的直径

C．光电门A、B间的距离

（3）小铁球经过光电门B时的速度可表示为=_________（用测量的物理量表示）。

（4）在误差允许范围内，若满足关系式_______，即可验证机械能守恒（用测量的物理量和重力加速度g表示）。

【答案】    ①. 竖直    ②. BC    ③.     ④.

【解析】

【分析】

【详解】（1）[1]切断电磁铁电源之前，需要调节底座螺丝，使立柱处于竖直，以确保小铁球能通过两个电光门。

（2）[2]实验中，小球通过两个光电门时的速度分别为

要验证的关系是

即

则还需要测量的物理量是小铁球的直径以及光电门A、B间的距离，故选BC。

（3）[3]小铁球经过光电门B时的速度可表示为

（4）[4]由上述分析可知，在误差允许范围内，若满足关系式

即可验证机械能守恒。

13. 天文工作者观测到某行星的半径为R1，自转周期为T1，它有一颗卫星，轨道半径为R2，绕行星公转周期为T2。若万有引力常量为G，求：

（1）该行星的平均密度；

（2）假设要在此行星的赤道上发射一颗质量为m的近地卫星，使其轨道平面与行星的赤道平面重合，则火箭至少要对卫星做多少功？（不计行星上气体的阻力）

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）卫星与行星之间的万有引力提供卫星绕行星作圆周运动的向心力，可得

又

解得

（2）发射质量为m的人造卫星在该行星的近地轨道，可以认为其轨道半径为R1，万有引力提供向心力

该人造卫星在此行星表面随行星一起自转的线速度

沿着行星自转方向发射时所用能量最少，火箭做的功等于卫星动能的增量。由动能定理得

14. 如图（a）所示，在光滑的水平面上有甲、乙两辆碰碰车，质量为30 kg的小孩乘甲车以5 m/s的速度水平向右匀速运动，甲车的质量为15 kg，乙车静止于甲车滑行的前方。

（1） 两车碰撞前后位置随时间变化的图像如图（b）所示， 求乙车的质量。

（2）为了避免甲、乙两车相撞，小孩可以在适当距离，快速从甲车跳到乙车上。求小孩最少以多大的速度（相对于地面）跳离甲车，才能避免甲乙相撞。（结果保留两位有效数字）

【答案】（1）90kg；（2）

【解析】

【详解】（1）由图可知，碰撞前甲车速度大小

碰撞后甲车的速度大小

负号表示方向向左 

乙车的速度大小

甲、乙两车碰撞过程中，三者组成的系统动量守恒，以甲的初速度方向为正方向，由动量守恒定律

代入数据解得

（1设人跳向乙车的速度为v人，系统动量守恒，以甲的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：人跳离甲车

人跳至乙车

为使二车避免相撞，应满足

取“＝”时，人跳离甲车的速度最小,代入数据解得

15. 如图，半径为R的光滑圆形轨道固定在竖直面内。小球A、B（可视为质点）质量分别为m、km（k为待定系数）。A球从左边与圆心等高处由静止开始沿轨道下滑，与静止于轨道最低点的B球相撞，碰撞中无机械能损失，重力加速度为g。

（1）求A球第一次与B球碰撞前的速度v0；

（2）为使小球B与A球第一次碰撞后能通过轨道最高点，求k的取值范围（可用分式和根式表示）。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）A下滑到最低点的过程中，由动能定理得

解得

（2）A与B碰撞过程中，由动量守恒、机械能守恒得

解得

B球从最低点至轨道最高点的过程中，由动能定理得

若B恰好能运动至轨道最高点，则B在最高点有

解得

即时，小球B第一次碰后能够运动到圆轨道的最高点。