浙江省嘉兴市八校联盟2022-2023学年高一物理下学期期中联考试题（Word版附解析）

2022学年第二学期嘉兴八校联盟期中联考

高一年级物理学科试题

考生须知：

1．本卷共8页满分100分，考试时间90分钟。

2．答题前，在答题卷指定区域填写班级、姓名、考场号、座位号及准考证号并填涂相应数字。

3．所有答案必须写在答题纸上，写在试卷上无效。

4．考试结束后，只需上交答题纸。

选择题部分

一、单项选择题（本大题共16小题，每小题3分，共计48分，每小题给出的四个选项中，只有一个正确选项）

1. 物体做匀速圆周运动的过程中，下列物理量发生变化的是（　　）

A. 线速度 B. 角速度 C. 周期 D. 频率

【答案】A

【解析】

【详解】物体做匀速圆周运动的过程中，线速度的大小不变，方向时刻变化；而角速度、周期和频率都保持不变，故A符合题意，BCD不符合题意。

故选A。

2. 如图所示的四种情形中，不属于离心现象的是（　　）

A. 街头制作棉花糖

B. 洗衣机采用多孔金属桶

C. 链球运动员快速旋转将链球甩出

D. 过山车游戏

【答案】D

【解析】

【详解】A．制作“棉花糖”的过程中，糖熔化后被甩出，做离心运动，属于离心现象，故A不符合题意；

B．洗衣机脱水时，水滴在高速旋转时衣物提供的附着力小于所需向心力，水滴做离心运动，属于离心现象，故B不符合题意；

C．链球运动员快速旋转链球，松手时，链球所受向心力消失，做离心运动，属于离心现象，故C不符合题意；

D．过山车游戏中，过山车可近似看做圆周运动，不属于离心现象，故D符合题意。

故选D。

3. 图甲是一款感应垃圾桶。手或垃圾靠近其感应区，桶盖会自动绕O点水平打开，如图乙所示。桶盖打开过程中其上A、B两点的角速度分别为ωA、ωB，线速度分别为vA、vB，则（　　）

A. ωA＞ωB B. ωA＜ωB C. vA＞vB D. vA＜vB

【答案】D

【解析】

【详解】桶盖上的AB两点同时绕着O点转到，则角速度相等，即

根据

又有

则

故ABC错误D正确。

故选D。

4. 关于万有引力定律，下列说法中正确的是（　　）

A. 牛顿测量出了G值，使万有引力定律真正得以应用

B. 牛顿通过“月—地检验”发现地面物体、月球所受地球引力都遵从同样的规律

C. 由可知，与的乘积越大，相互作用的两个天体间的万有引力越大

D. 引力常量G值大小与中心天体选择有关

【答案】B

【解析】

【详解】A．最早测出G值的是卡文迪许，不是牛顿，故A错误；

B．牛顿通过“月—地检验”发现地面物体、月球所受地球引力都遵从同样的规律，故B正确；

C．由公式可知，G为常量，r一定时，与的乘积越大，F越大，故C错误；

D．引力常量G是一个定值，它的大小与中心天体选择无关，故D错误。

故选B。

5. 如图一辆质量为500kg的汽车静止在一座半径为50m的圆弧形拱桥顶部。（取g＝10m/s2）如果汽车以6m/s的速度经过拱桥的顶部，则汽车对圆弧形拱桥的压力是多大（　　）

A. 360N B. 4640N

C. 5360N D. 5000N

【答案】B

【解析】

【详解】汽车经过拱桥的顶部，根据牛顿第二定律可得

可得

根据牛顿第三定律可知，汽车对圆弧形拱桥的压力为4640N。

故选B。

6. 天王星绕太阳运行轨道是一个椭圆，下列关于天王星的说法中正确的是（　　）

A. 天王星绕太阳运动的线速度大小保持不变

B. 天王星的运行轨道与由万有引力定律计算出的轨道存在偏差，其原因是天王星受到轨道外的行星的引力作用，由此人们发现的海王星

C. 近日点处线速度小于远日点处线速度

D. 天王星和月球椭圆轨道半长轴的三次方与公转周期二次方的比值相同

【答案】B

【解析】

【详解】AC．天王星绕太阳运行的轨道是一个椭圆，根据开普勒第二定律可知，近日点处线速度大于远日点处线速度，故AC错误；

B．天王星的运行轨道与由万有引力定律计算出的轨道存在偏差，其原因是天王星受到轨道外的行星的引力作用，由此人们发现的海王星，故B正确；

D．天王星和月球不是绕同一中心天体转动，所以天王星和月球椭圆轨道半长轴的三次方与公转周期二次方的比值不相同，故D错误。

故选B。

7. 杂技演员表演“水流星”，在长为0.9m的细绳的一端，系一个与水的总质量为m=0.5kg的盛水容器，以绳的另一端为圆心，在竖直平面内做完整的圆周运动，如图所示，则下列说法正确的是（g取10m/s2）（　　）

A. “水流星”通过最高点的最小速度可以为0

B. “水流星”通过最高点时，不会有水流出

C. “水流星”通过最高点时，处于完全失重状态，所以不受重力作用

D. “水流星”通过最低点时，绳子的张力大小为5N

【答案】B

【解析】

【详解】AB．“水流星”在竖直平面内做完整的圆周运动，通过最高点时，不会有水流出；当重力刚好提供向心力时，速度最小，则有

解得最高点的最小速度为

故A错误，B正确；

C．“水流星”通过最高点时，加速度方向向下，处于失重状态，仍受重力作用，故C错误；

D．“水流星”通过最低点时，加速度方向向上，处于超重状态，绳子拉力大于重力，则有

故D错误。

故选B。

8. “嫦娥三号”是我国第一个月球软着陆无人探测器．当它在距月球表面为100km的圆形轨道上运行时，周期为118min．已知月球半径和引力常量，由此不能推算出（　　）

A. 月球的质量

B. “嫦娥三号”的质量

C. 月球的第一宇宙速度

D. “嫦娥三号”在该轨道上的运行速度

【答案】B

【解析】

【详解】A．“嫦娥三号”距离地面的高度h已知，周期、月球半径和引力常量已知，根据得，月球的质量，故A正确．

B．由于“嫦娥三号”的质量在运用万有引力提供向心力求解时，被约去，无法求出“嫦娥三号”的质量，故B错误．

C．根据得，月球的第一宇宙速度，月球的质量可以求出，半径已知，可以求出月球的第一宇宙速度，故C正确．

D．“嫦娥三号”在轨道上的运行速度，轨道半径和周期都已知，则可以求出运行速度，故D正确．

9. 2021年4月29日，长征运载火箭在海南文昌成功将空间站“天和”核心舱送入高度约400km的预定轨道，中国空间站在轨组装建造全面展开。今年还将发射“问天”和“梦天”两个实验舱，完成与核心舱对接，并再发射“天舟”货运飞船、“神舟”载人飞船各两艘，为空间站送去乘组和物资，最终完成中国第一座空间站“天宫”的建造。下列说法正确的是（　　）

A. 空间站绕地稳定飞行，其内宇航员处于完全失重状态

B. 空间站绕地飞行周期大于24小时

C. 空间站绕地飞行速度大于第一宇宙速度

D. 要实现实验舱与核心舱的对接，需要把实验舱送入核心舱轨道后再加速追上核心舱

【答案】A

【解析】

【详解】A．空间站绕地稳定飞行，重力刚好提供向心力，其内宇航员处于完全失重状态，故A正确；

BC．根据万有引力提供向心力可得

可得

，

空间站绕地飞行周期小于同步卫星周期，则空间站绕地飞行周期小于24小时；空间站绕地飞行速度小于近地卫星飞行速度，则空间站绕地飞行速度小于第一宇宙速度，故BC错误；

D．把实验舱送入核心舱轨道后再加速，实验舱将做离心运动变轨到更高的轨道，不可能追上核心舱，故D错误。

故选A。

10. 如图所示是小李同学在进行“引体向上”项目体能测试。若小李在1分钟时间内完成了8个合格的“引体向上”，则在测试过程中他克服重力做功的平均功率约为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】体重为60kg，每次引体向上上升高度为0.5m，克服重力做功为

全过程克服重力做功的平均功率为

故选B。

11. 如图所示为运动员参加撑杆跳高比赛的示意图，对运动员在撑杆跳高过程中的能量变化描述正确的是（　　）

A. 起跳上升过程中，运动员的机械能守恒

B. 起跳上升过程中，杆的弹性势能一直增大

C. 起跳上升过程中，运动员的动能一直减小

D. 起跳上升过程中，运动员的重力势能一直增大

【答案】D

【解析】

【详解】AB．运动员起跳上升过程中，竿的形变量逐渐减小，杆的弹性势能减少，转化为运动员的机械能，运动员机械能增加，故A、B错误；

C．运动员起跳上升过程中，杆的弹力大于运动员重力时，运动员的动能增加，杆的弹力小于运动员重力时，运动员的动能减小，故C错误；

D．运动员起跳上升过程中，运动员的高度不断增加，则重力势能一直增大，故D正确。

故选D。

12. 如图所示，小球由静止从同一出发点到达相同的终点，发现小球从B轨道滑下用时最短，C轨道次之，A轨道最长，B轨道轨迹被称为最速降线，设计师在设计过山车时大多采用B轨道。若忽略各种阻力，下列说法正确的是（　　）

A. 沿A轨道下滑，小球所受支持力做功最多

B. 沿B轨道下滑，小球所受合力做功最多

C. 沿不同轨道下滑时，小球末速度的大小只与下滑的高度有关

D. 沿不同轨道下滑时，小球重力势能的变化量只与零势能面的选取有关

【答案】C

【解析】

【详解】A．小球在A、B、C轨道上运动，小球所受支持力始终与运动方向垂直，不做功，故A错误；

B．小球下滑时，只受重力和支持力，支持力不做功，由于下滑高度相同，所以重力做功相同，则合力做功相同，故B错误；

C．小球下滑过程中，由机械能守恒定律可知

可得

可知小球末速度的大小只与下滑的高度有关，故C正确；

D．小球重力势能的变化量为

可知小球重力势能的变化量只与下滑高度有关，故D错误。

故选C。

13. 如图为小明玩橡皮筋球的瞬间，小球正在向上运动，手正在向下运动，橡皮筋处于绷紧状态。此后橡皮筋在恢复原长的过程中，下列说法正确的是（　　）

A. 小球动能一直增加

B. 小球机械能一直增加

C. 小球一直处于超重状态

D. 橡皮筋的弹性势能完全转化为小球的动能

【答案】B

【解析】

【详解】AC．小球正在向上运动，此后橡皮筋在恢复原长的过程中，当橡皮筋弹力大于小球重力时，小球向上做加速运动，小球处于超重状态，小球动能增加；当橡皮筋弹力小于小球重力时，小球向上做减速运动，小球处于失重状态，小球动能减少；故AC错误；

BD．小球正在向上运动，此后橡皮筋在恢复原长的过程中，橡皮筋弹力对小球一直做正功，则小球的机械能一直增加，橡皮筋的弹性势能转化为小球的机械能，故B正确，D错误。

故选B。

14. 高空抛物现象被称为“悬在城市上空的痛”．如图所示，是某小区宣传窗中的一则漫画．不计空气阻力，若画中被抛下的物体在下落过程中重力做功30Ｊ，下列说法正确的是

A. 物体重力势能保持不变 B. 物体重力势能增加了30Ｊ

C. 物体机械能减少了30Ｊ D. 物体动能增加了30Ｊ

【答案】D

【解析】

【详解】AB．重力做正功，重力势能减小。重力做功30J，物体重力势能减小30J。故AB错误；

C．只有重力做功，物体的机械能不变，故C错误；

D．重力为物体所受的合外力，根据动能定理，重力做功30J，物体动能增加了30J，故D正确。

故选D．

15. 如图所示，半径为R的半球形陶罐，固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心O的对称轴OO′重合。转台以一定角速度匀速旋转，一质量为m的小物块落入陶罐内，经过一段时间后，小物块随陶罐在某一平面一起转动且相对罐壁静止，此时小物块的摩擦力恰好为0，重力加速度为g。该平面离陶罐底的距离h为（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】物块的受力情况如图所示

由牛顿第二定律得

解得

则物块做圆周运动的平面离陶罐底的距离为

故选D。

16. 如图所示，光滑斜面底端有一固定挡板，轻弹簧下端连接在挡板上，上端放置一个小物块，小物块处于静止状态。现对小物块施加一个沿斜面向上的恒力F（F<mgsinθ），使小物块沿斜面向上运动，当弹簧恢复原长时小物块的速度为v。若小物块质量为m，重力加速度为g，弹簧的劲度系数为k，斜面的倾角为θ，弹簧始终在弹性限度内。则从开始运动到物块与弹簧分离的过程中下列说法正确的是（　　）

A. 物块获得的最大动能为

B. 物块增加的机械能为

C. 开始时，弹簧中的弹性势能为

D. 当物块与弹簧分离时，重力的瞬时功率为mgvsinθ

【答案】D

【解析】

【详解】A．从开始运动到物块与弹簧分离的过程中，由牛顿第二定律可知

当a=0时，速度最大，此时弹簧弹力大小为

弹簧仍处于压缩状态，此后速度减小，所以物块获得的最大动能大于，故A错误；

BC．小物块处于静止状态时，弹簧压缩量为

从开始运动到物块与弹簧分离的过程中，恒力F做的功为

由功能关系可知，物块增加的机械能为

可知物块增加的机械能大于。开始时弹簧中的弹性势能为

故B、C错误；

D．当物块与弹簧分离时，重力做功的瞬时功率为

故D正确。

故选D。

非选择题部分

二、实验题（本大题共2小题，共11空，每空2分，共计22分）

17. 用如图所示的装置可以探究做匀速圆周运动的物体需要的向心力的大小与哪些因素有关。

（1）匀速转动手柄1，使变速塔轮2和3、长槽4和短槽5匀速转动，槽内小球也随之做匀速圆周运动。小球挤压挡板使挡板另一端压缩测力套筒的弹簧，压缩量可从器件_________（选填数字“6”“7”或“8”）上读出，该读数即显示了向心力的大小。该探究实验所采用的实验方法与下列哪个实验的实验方法相同_________；

A．探究平抛运动的特点

B．探究小车速度与时间的关系

C．探究加速度与力和质量的关系

D．探究两个互成角度的力的合成规律

（2）图示情境正在探究的是_________；

A．向心力的大小与半径的关系

B．向心力的大小与线速度大小的关系

C．向心力的大小与角速度大小的关系

D．向心力的大小与物体质量的关系

（3）通过图示实验可以得到的结果是________；

A．在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度成正比

B．在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与线速度的大小成正比

C．在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比

D．在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成正比

（4）如图所示，在验证向心力公式的实验中，质量相同的钢球①、②分别放在A盘和B盘的边缘，A、B两盘的半径之比为2：1，a、b分别是与A盘、B盘同轴的轮，a轮、b轮半径之比为1：2，当a、b两轮在同一皮带带动下匀速转动时，钢球①、②受到的向心力之比为_________。

A．2：1　　B．4：1

C．1：4　　D．8：1

【答案】    ①. 8    ②. C    ③. D    ④. C    ⑤. D

【解析】

【详解】（1）[1]器件8为标尺，标尺上有刻度，可以读出压缩量；

[2] 探究做匀速圆周运动的物体需要的向心力的大小与哪些因素有关，采用了控制变量法。探究平抛运动的特点、探究小车速度与时间的关系和探究两个互成角度的力的合成规律三个实验均未采用控制变量法；探究加速度与力和质量的关系时，采用了控制变量法。

故选C。

（2）[3]图示情境中，皮带连接的两边塔轮边缘的线速度大小相同，由图可判断两边塔轮半径相同，由可知小球圆周运动的角速度相同，两小球距离转轴的距离相同，则小球做圆周运动的半径相同，所以正在探究的是向心力的大小与质量的关系。

故选D。

（3）[4] 结合（2）问的分析结果，由向心力公式可知，图示情境探究的结果为：在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比。

故选C。

（4）[5] a轮、b轮半径之比为1：2， a、b两轮在同一皮带带动下匀速转动时，两轮边缘线速度相同，由可得

A、B两盘的半径之比为，由向心力公式可得钢球①、②受到的向心力之比为

故选D

18. 利用图1所示的装置做“验证机械能守恒定律”的实验。

（1）除图示器材外，下列器材中，需要的是_______；

A．直流电源（12V）

B．交流电源（220V，50Hz）

C．天平及砝码

D．刻度尺

E．导线

（2）打点计时器打出的一条纸带（如图2）的O点（图中未标出）时，重锤开始下落，a、b、c是打点计时器连续打下的3个点。刻度尺的零刻线与O点对齐，a、b、c三个点所对刻度。打点计时器在打出b点时重锤下落的高度_______，下落的速度为________（计算结果保留3位效数字）。

（3）在实验过程中，下列实验操作和数据处理正确是_________。

A．释放重锤前，手捏住纸带上端并使纸带保持竖直

B．做实验时，先接通打点计时器的电源，再释放连结重锤的纸带

C．为测量打点计时器打下某点时重锤的速度v，需要先测量该点到O点的距离h，再根据公式计算，其中g应取当地的重力加速度

D．用刻度尺测量某点到O点的距离h，利用公式mgh计算重力势能的减少量，其中g应取当地的重力加速度

（4）当地的重力加速度为g，若测出纸带上各点到O点之间的距离h，算出打各点的速度v，以为纵轴，h为横轴，作出的图像如图3所示，图像未过坐标原点，可能原因是_________（A．先释放纸带，后接通电源 B．因为实验过程中无法消除阻力的影响重新实验），如果作出的图像为过原点的倾斜直线，且图像的斜率为_________，则机械能守恒得到验证。

【答案】    ①. BDE    ②. 19.30##19.28##19.29##19.31##19.32    ③. 1.95    ④. ABD    ⑤. A    ⑥. 2g

【解析】

【详解】（1）[1]除图示器材外，电火花打点计时器需要用导线连接交流电源（220V，50Hz）；需要用刻度尺测量纸带上计数点之间的距离；本实验验证机械能守恒的表达式中质量可以约掉，所以不需要天平测质量。

故选BDE

（2）[2]由图可知打点计时器在打出b点时锤下落的高度为

[3]根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度，则打点计时器在打出b点时重锤下落的速度为

（3）[4]

A．释放重锤前，手捏住纸带上端并使纸带保持竖直，故A正确；

B．做实验时，先接通打点计时器的电源，再释放连结重锤的纸带，故B正确；

C．为测量打点计时器打下某点时重锤的速度v，不能用公式计算，因为这样做相当于用机械能守恒验证机械能守恒，失去了验证机械能守恒的意义，故C错误；

D．用刻度尺测量某点到O点的距离h，利用公式mgh计算重力势能的减少量，其中g应取当地的重力加速度，故D正确。

故选ABD。

（4）[5]由图像可知，当时，速度大于0，即O点已经有了一定初速度，可能是先释放纸带，后接通电源。

故选A。

[6]根据机械能守恒可得

可得

如果作出的图像为过原点的倾斜直线，且图像的斜率为，则机械能守恒得到验证。

三、计算题（本大题共3小题，19小题8分，20小题10分，21小题12分，共30分；解答过程需写出必要的公式、步骤，只写出最后答案的不能得分。）

19. 2022北京冬奥会期间，复兴号5G智能列车惊艳海外，在世界上首次实现速度300~350km/h的高速自动驾驶功能，成为我国高铁自主创新的又一重大标志性成果。设一列质量为m=400t的动车，由静止开始以恒定功率P在平直轨道上运动，经一段时间达到该功率下的最大速度vm=324km/h，设动车行驶过程所受到的阻力f始终为车重的0.02倍。（g=10m/s2）求：

（1）复兴号列车行驶时的恒定功率P；

（2）当行驶车速度为108km/h时，列车的瞬时加速度大小。

【答案】（1）7200kw；（2）0.4m/s2

【解析】

【详解】（1）当列车达到最大速度时，牵引力等于阻力，则有

又

，

联立解得

（2）当行驶车速度为108km/h时，有

，

根据牛顿第二定律可得

20. 在温州市科技馆中，有个用来模拟天体运动的装置，其内部是一个类似锥形的漏斗容器，如图甲所示。现在该装置的上方固定一个半径为R的光滑管道AB，光滑管道下端刚好贴着锥形漏斗容器的边缘，如图乙所示。将一个质量为m的小球从管道的A点静止释放，小球从管道B端射出后刚好贴着锥形容器壁运动，由于摩擦阻力的作用，运动的高度越来越低，最后从容器底部的孔C掉下（轨迹大致如图乙虚线所示），已知小球离开C孔的速度为v，A到C的高度为H，重力加速度为g。求：

（1）小球到达B端的速度大小；

（2）小球在管口B端时，对B的压力大小；

（3）小球在锥形漏斗表面运动的过程中克服摩擦阻力所做的功。

【答案】（1）；（2）3mg；（3）

【解析】

【详解】（1）设小球到达B端的速度大小为vB，小球在从A端运动到B端的过程中，由动能定理可得

得

（2）设在B端小球受到的支持力大小为FN，由牛顿第二定律得

解得

FN＝3mg

根据牛顿第三定律，小球对B的压力大小为3mg。

（3）设小球在锥形漏斗表面运动过程中克服摩擦阻力做的功为Wf，根据动能定理得

解得

21. 如图所示，光滑曲面轨道AB、光滑竖直圆轨道、水平轨道BD、水平传送带DE各部分平滑连接，水平区域FG足够长，圆轨道最低点B处的入、出口靠近但相互错开，滑块落到FG区域时马上停止运动．现将一质量为m=0.5kg的滑块从AB轨道上某一位置由静止释放，若已知圆轨道半径R=0.8m，水平面BD的长度x1=9m，传送带长度x2=2m，距离落地区的竖直高度H=0.2m，滑块始终不脱离轨道，且与水平轨道BD和传送带间的动摩擦因数均为，传送带以恒定速度v0=2m/s逆时针转动（不考虑传送带轮的半径对运动的影响）（g=10m/s2）；

（1）若滑块从h=2.4m高处滑下，则滑块运动至C点时的速度；

（2）在第一问的基础上，滑块从E点飞出，求滑块落地点距离B点的水平位移x；

（3）若滑块不脱离圆轨道且从E点飞出，求滑块释放点高度h0的取值范围。

【答案】（1）4m/s；（2）11.4m；（3）

【解析】

【详解】（1）从A到C，根据动能定理有

解得滑块运动至C点时的速度为

（2）对滑块从C到E，根据动能定理有

解得

根据平抛运动规律有

，

解得

则滑块落地点距离B点的水平位移为

（3）要使滑块恰能通过C点做完整圆周运动，则有

从A到C，根据动能定理有

解得

要使滑块恰能运动到E点，则滑块到E点的速度，从A到E，根据动能定理有

解得

综上所述可得