重庆市暨华中学2022-2023学年高一下学期期中考试物理试题（Word版附解析）

这是一份重庆市暨华中学2022-2023学年高一下学期期中考试物理试题（Word版附解析），共18页。试卷主要包含了考试时间90分2， 下列关于功和能说法正确的是等内容，欢迎下载使用。
考试说明：1.考试时间90分2.试题总分100分
第I卷（选择题共48分）
一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 万有引力定律首次揭示了自然界中物体间一种基本相互作用的规律。以下说法正确的是（ ）
A. 物体的重力不是地球对物体的万有引力引起的
B. 物体的重力并不等于它随地球自转所需要的向心力
C. 人造地球卫星离地球越远，受到地球的万有引力越大
D. 不能看作质点的两物体间不存在相互作用的引力
【答案】B
【解析】
【详解】A．物体的重力是由于地球对物体的万有引力引起的，选项A错误；
B．物体的重力不等于物体所需的向心力，物体随地球自转，靠万有引力的一个分力提供向心力，故B正确；
C．根据可知人造地球卫星离地球越远，受到地球的万有引力越小，选项C错误；
D．不能看作质点的两物体间也存在相互作用的引力，只是万有引力定律不再适用，选项D错误。
故选B。
2. “套圈圈”是大人和小孩都喜爱的一种游戏．某大人和小孩直立在界外，在同一竖直线上不同高度分别水平抛出小圆环，并恰好套中前方同一物体，假设小圆环的运动可以视作平抛运动，则（ ）
A. 大人抛出的圆环运动时间较短
B. 大人应以较小的速度抛出圆环
C. 小孩抛出的圆环运动发生的位移较大
D. 小孩抛出的圆环单位时间内速度变化量较小
【答案】B
【解析】
【详解】设抛出的圈圈做平抛运动的初速度为v，高度为h，则下落的时间为：t=，水平方向位移
x=vt=v
A．大人站在小孩同样的位置，由以上的公式可得，由于大人的高度h比较大，所以大人抛出的圆环运动时间较长，故A错误；
B．大人抛出的圆环运动时间较长，如果要让大人与小孩抛出的水平位移相等，则要以小点的速度抛出圈圈．故B正确；
C．大人和小孩的水平位移相同，但竖直位移大于小孩的竖直位移，根据s=可知，大人的位移大．故C错误；
D．环做平抛运动，则单位时间内速度变化量
△v=gt=g
所以大人、小孩抛出的圆环单位时间内速度变化量相等，故D错误．
故选B．
3. 如图所示，下列有关生活中圆周运动实例分析，其中说法正确的是（ ）
A. 甲图中，汽车通过凹形桥的最低点时，速度不能超过
B. 乙图中，“水流星”匀速转动过程中，在最低处水对桶底的压力最大
C. 丙图中，火车转弯超过规定速度行驶时，内轨对内轮缘会有挤压作用
D. 丁图中，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，则在A、B两位置小球向心加速度不相等
【答案】B
【解析】
【详解】A．汽车通过凹形桥的最低点时为超重，速度大小可以超过，A错误；
B．“水流星”匀速转动过程中，在最低处桶底对水的支持力为，则
得
由牛顿第三定律得，水对桶底的压力大小为
在最高处桶底对水的压力为，则
由牛顿第三定律得，在最高处水对桶底的压力大小为
所以在最低处水对桶底的压力最大，B正确；
C．丙图中，火车转弯超过规定速度行驶时，重力和支持力的合力不够提供向心力，外轨受到挤压，C错误；
D．丁图中，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，设筒臂和竖直方向的夹角为，则
得
所以A、B两位置小球向心加速度相等，D错误。
故选B。
4. 狗拉雪橇沿位于水平面内的圆弧形道路匀速行驶，图为四个关于雪橇受到的牵引力F及摩擦力f的示意图（图中O为圆心），其中正确的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】雪橇做匀速圆周运动，合力指向圆心，提供向心力，滑动摩擦力f的方向和相对运动方向相反，故f向后且与圆轨道相切；由于拉力与摩擦力的合力指向圆心，故拉力F偏向圆心。
故选C。
5. 如图所示的传动装置中，B、C两轮固定在一起绕同一轴转动，A、B两轮用皮带传动，三个轮的半径关系是。若皮带不打滑，则关于A、B、C三轮边缘a、b、c三点的下列物理量的比，错误的是（ ）
A. 角速度之比为1∶2∶2B. 线速度大小为1∶1∶2
C. 向心加速度大小之比为1∶2∶4D. 周期之比为2∶2∶1
【答案】D
【解析】
【详解】AB．A、B两轮通过皮带传动，两轮与皮带接触点的线速度大小相等，可知
由角速度和线速度的关系式可知，线速度大小相等的情况下，角速度与半径成反比，可知
B、C两轮同轴传动，两轮角速度相同，即
角速度相同的情况下，线速度与半径成正比，可知
联立对比可得
AB正确，不符合题意；
D．由可得，周期之比为2∶1∶1，D错误，符合题意；
C．向心力的表达式为
结合AB解析可得，向心加速度大小之比为1∶2∶4，C正确，不符合题意。
故选C。
6. 发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，变轨使其沿椭圆轨道2运行，最后变轨将卫星送入同步圆轨道3，轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是（ ）
A. 卫星在轨道1上运行的速率小于赤道上随地球自转物体的速率
B. 卫星在轨道3上经过P点时加速度大于它在轨道2上经过P点时的加速度
C. 三条轨道中速率最大时刻为经过2上的Q点，速率最小时刻为经过2上的P点
D. 周期关系为T2>T3>T1
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据
可得
因为卫星在轨道1上的运动半径小于同步卫星的运动半径，可知卫星在轨道1上的线速度大于同步卫星的线速度；同步卫星的角速度等于地球自转的角速度，根据v=ωr可知，同步卫星的线速度大于赤道上随地球自转的物体的速率，可知卫星在轨道1上运行的速率大于赤道上随地球自转物体的速率，选项A错误；
B．根据
可得
卫星在轨道3上经过P点时的加速度等于它在轨道2上经过P点时的加速度，选项B错误；
C．卫星在轨道1上经过Q点时加速才能进入轨道2；在轨道2上经过P点时加速才能进入轨道3，在轨道2上从Q到P，引力做负功，速率减小，由
可知，卫星在轨道1上的速率大于在轨道3上的速率，则
可知三条轨道中速率最大时刻为经过2上的Q点，速率最小时刻为经过2上的P点，选项C正确；
D．根据开普勒第三定律可知，在轨道3上半径最大，在轨道1上的半径最小，轨道2的半长轴大于轨道1的半径，可知周期关系为
T3>T2>T1
选项D错误。
故选C。
7. 如图所示，内壁光滑半径为r的竖直圆桶，绕中心轴做匀速圆周运动，一物块用细绳系着，绳的另一端系于圆桶上表面圆心，绳与竖直方向的夹角为，物块贴着圆桶内表面随圆桶一起转动，重力加速度取g，则（ ）
A. 桶对物块的弹力不可能为零
B. 转动的角速度的最小值为
C. 随着转动的角速度增大，绳的张力保持不变
D. 随着转动的角速度增大，绳的张力一定增大
【答案】C
【解析】
【详解】AB．由于桶内壁光滑，绳的拉力沿竖直向上的分力与重力平衡，若绳的拉力沿水平方向的分力恰好提供向心力，则桶对物块的弹力恰好为零，有
转动的角速度的最小值为
故AB错误；
CD．由题图知，若它们以更大的角速度一起转动，则绳子与竖直方向的夹角不变，因为绳的拉力满足
Tcsθ=mg
则绳子的拉力保持不变，故C正确，D错误。
故选C。
8. 我国的嫦娥四号实现了人类飞行器第一次在月球背面着陆，为此发射了提供通信中继服务的“鹊桥”卫星，并定点在如图所示的地月连线外侧的位置L处的拉格朗日点（拉格朗日点指在两个物体引力作用下，能使小物体稳定的点）。“鹊桥”卫星在地球和月球引力的共同作用下，与月球保持相对静止一起绕地球运动。“鹊桥”卫星和月球绕地球运动的加速度大小分别为a1、a2，线速度大小分别为v1、v2，周期分别为T1、T2，轨道半径分别为r1、r2，下列关系正确的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】AD．鹊桥卫星在月球外侧与月球一起绕地球做圆周运动，与月球保持相对静止，故其周期与月球绕地周期相同，AD错误；
B．根据可知，鹊桥卫星的轨道半径大于月球的轨道半径，故其绕地球运动的加速度大于月球绕地球运动的加速度，B错误；
C．根据可知，鹊桥卫星的轨道半径大，故线速度大，C正确。
故选C。
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9. 下列关于功和能说法正确的是（ ）
A. 乘坐电梯上楼的过程中，电梯对人的支持力不做功
B. 滑动摩擦力可能做负功、可能做正功、也可能不做功
C. 一对相互作用力做功的代数和一定为零
D. 重力势能的变化量与参考平面（零势能面）的选取无关
【答案】BD
【解析】
【分析】
【详解】A．乘坐电梯上楼的过程中，人在电梯的支持力的方向上发生了位移，所以电梯对人做功。A错误；
B．滑动摩擦力可能做负功，如物体沿地面滑动，滑动摩擦力做负功；滑动摩擦力可能做正功，如物体在静止的木板上滑动，木板在摩擦力的作用下运动起来，则滑动摩擦力对木板做正功；滑动摩擦力可能不做功，如将长木板从固定的物块下抽出，滑动摩擦力对物块不做功。B正确；
C．一对相互作用力做功的代数和不一定为零，如将长木板从固定的物块下抽出，滑动摩擦力对物块不做功，但是滑动摩擦力对长木板做负功。C错误；
D．重力势能的变化量与重力做功有关，而重力做功与高度有关，与参考平面（零势能面）的选取无关。D正确。
故选BD。
10. 如图所示，洗衣机的脱水筒采用带动衣物旋转的方式脱水，下列说法中正确的是（ ）
A. 脱水过程中，衣物是紧贴筒壁的
B. 水会从桶中甩出是因为水滴受到向心力很大的缘故
C. 加快脱水筒转动角速度，脱水效果会更好
D. 靠近中心的衣物脱水效果比四周的衣物脱水效果好
【答案】AC
【解析】
【详解】A．脱水过程中，衣物随洗衣机一起转动开始时做离心运动随后紧贴筒壁，A正确；
B．水滴依附的附着力是一定的，当水滴因做圆周运动所需的向心力大于该附着力时，水滴被甩掉，B错误；
C．由
可知，加快脱水筒转动角速度，水滴做圆周运动所需的向心力将增大，会使更多水滴被甩出去，脱水效果会更好，C正确；
D．由C中公式可知，靠近中心的衣物与四周的衣物的角速度相同中心的衣服半径较小，所需的向心力更小，水滴更不容易被甩掉，脱水效果更不好，D错误；
故选AC。
11. 如图所示为一半球形的坑，其中坑边缘两点M、N与圆心等高且在同一竖直平面内。现甲、乙两位同学分别站在M、N两点，同时将两个小球以v1、v2的速度沿图示方向水平抛出，发现两球刚好落在坑中同一点Q，已知∠MOQ=60°，忽略空气阻力。则下列说法中正确的是（ ）
A. 两球抛出速率之比为1∶3
B. 若仅增大v1，则两球将在落入坑中之前相撞
C. 两球的初速度无论怎样变化，只要落在坑中的同一点，两球抛出的速率之和不变
D. 若仅从M点水平抛出小球，改变小球抛出的速度，小球可能垂直坑壁落入坑中
【答案】AB
【解析】
【分析】
【详解】A．由于两球抛出的高度相等，则运动时间相等
由几何关系可知
所以两球抛出的速率之比为1∶3，A正确；
B．由
可知，若仅增大v1，时间减小，所以两球将在落入坑中之前相撞，B正确；
C．要使两小球落在坑中的同一点，必须满足v1与v2之和与时间的乘积等于半球形坑的直径，即
落点不同，竖直方向位移就不同，t也不同，所以两球抛出的速度之和不是定值，C错误；
D．由平抛运动速度的反向延长线过水平位移的中点可知，若仅从M点水平抛出小球，改变小球抛出的速度，小球不可能垂直坑壁落入坑中，D错误。
故选AB。
12. 经过治理的护城河成为城市的一大景观，河水看似清浅，实则较深。某次落水救人的事件可简化如图，落水孩童抓住绳索停在A处，对面河岸上的小伙子从B处直线游过去，成功把人救起。河宽和间距如图中标注，假定河水在各处的流速均为1m/s，则（ ）
A. 游泳时小伙子面对的方向是合运动的方向
B. 小伙子在静水中游泳的速度至少应为0.6m/s
C. 小伙子渡河的时间一定少于16s
D. 若总面对着A处游，轨迹将为一条曲线且到达不了A处
【答案】BD
【解析】
【详解】AB．由题可知，设小伙子在静水中的游泳的速度为，小伙子的合运动方向是从B到A，作出小伙子游泳时合速度与两个分速度的关系，如图所示
当与合速度垂直时有最小值，设AB与河岸的夹角为，根据几何关系有
解得
即游泳时小伙子面对的方向是与合速度方向垂直，此时最小的速度为
故A错误，B正确；
C．由AB分析可知，小伙子相对水的速度存在不确定性，其沿流水方向和垂直河岸方向的速度大小及合速度大小都不能确定，则渡河的时间不确定，故C错误；
D．若总面对着A处游，如图所示
由图可知的方向会不断变化，则有加速度产生，而的方向大小不变，根据运动的合成与分解，可知它们的合运动是变速曲线运动，位移变大，故达不了A处，故D正确。
故选BD。
第Ⅱ卷（非选择题共52分）
三、实验题（共12分。）
13. 我们可以用如图所示的实验装置来探究影响向心力大小的因素．长槽上的挡板B到转轴的距离是挡板A的2倍，长槽上的挡板A和短槽上的挡板C到各自转轴的距离相等．转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动．横臂的挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个球所受向心力的比值．
（1） 当传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上时，塔轮边缘处的__________相等（选填“线速度”或“角速度”）；
（2）探究向心力和角速度的关系时，应将传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上，将 质量相同的小球分别放在挡板__________和挡板__________处（选填“A”或“B”或“C”）．
【答案】 ①. （1）线速度 ②. （2）A ③. C
【解析】
【详解】(1) 当传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上时，它们是皮带传动，塔轮边缘处的线速度相等；
(2) 探究向心力和角速度的关系时，利用控制变量法，根据可知控制质量相同和半径相同，所以将质量相同的小球分别放在挡板和挡板处；
14. 如图甲所示，在运动描述的演示实验中，老师在一端封闭、长约1.5m的玻璃管内注满清水，水中放一个蜡烛做的蜡块，将玻璃管的开口端用胶塞塞紧，然后将这个玻璃管倒置，在蜡块沿玻璃管上升的同时，将玻璃管水平向右移动。从某时刻开始计时，蜡块在玻璃管内每0.5s上升的距离都是10cm，玻璃管向右匀加速平移，每0.5s通过的水平位移依次是2.5cm、7.5cm、12.5cm、17.5cm。图乙中，y表示蜡块竖直方向的位移，x表示蜡块随玻璃管通过的水平位移，t＝0时蜡块位于坐标原点。
（1）请在图乙中画出蜡块2s内的轨迹；_____
（2）玻璃管向右平移的加速度a＝________m/s2；（保留2位有效数字）
（3）t＝1s时蜡块的速度v2＝________m/s。（保留2位有效数字）
【答案】 ①. ②. 0.20 ③. 0.28
【解析】
【详解】（1）[1]通过描点，可以得到图像如图所示
（2）[2]玻璃管向右匀加速平移，每通过的水平位移依次是2.5cm、7.5cm、12.5cm、17.5cm，根据公式
可以得到
（3）[3]蜡块在竖直方向做匀速直线运动，故竖直分速度为
当时，水平分速度为
竖直分速度为
故合速度为
四、计算题（共40分。需要写出必要的文字说明和步骤，只写答案不得分。）
15. 如图所示，半径为R，内径很小的光滑半圆管竖直放置，两个质量均为m的小球A、B以不同速率进入管内，A通过最高点C时，对管壁上部的压力为，B通过最高点C时，对管壁下部的压力为。求A、B两球落地点间的距离。
【答案】
【解析】
【详解】两个小球离开轨道后均做平抛运动，竖直方向上运动情况相同，有
可得
在最高点时，两小球受重力和管壁的作用力，这两个力的合力作为向心力。
对A球
解得
则
对B球
解得
则
A、B两球落地点间的距离等于它们平抛运动的水平位移之差，即
16. 我国提出实施新能源汽车推广计划，提高电动车产业化水平。现有一辆新型电动车，质量，额定功率，当该电动车在平直水平路面上行驶时，受到的阻力是车重的0.1倍。（）
（1）求新型电动车在平直路面上行驶所能达到的最大速度；
（2）新型电动车在平直路面上从静止开始，以加速度做匀加速直线运动，求匀加速能维持的时间；
（3）新型电动车在平直路面上从静止开始，保持额定功率做加速运动，经达到最大速度，求此过程中新型电动车位移。
【答案】（1）40m/s；（2）20s；（3）1600m
【解析】
【详解】（1）当达到最大速度v时，牵引力F与阻力f平衡，满足
解得
（2）设匀加速结束时速度为v1，此时恰好达到额定功率，可得
联立可得
匀加速能维持的时间为
（3）已知t2=60s，设位移为s，由动能定理可得
代入数据解得
s=1600m
17. 如图甲所示，一质量为m = 2kg的小物块静止在粗糙水平面上的A点，从t = 0时刻开始，物体在受如图乙所示规律变化的水平力F作用下向右运动，第3s末物块运动到B点时速度刚好为零，第5s末物块刚好回到A点，已知物块与粗糙水平面间的动摩擦因数μ= 0.1，g取10m/s2．求：
（1）AB间的距离；
（2）水平力F在5s时间内对小物块所做的功．
【答案】（1）2m（2）12J
【解析】
【分析】本题考查牛顿定律和动能定理的理解和应用
【详解】（1）在3s~5s物块在水平恒力F作用下由B点匀加速直线运动到A点，设加速度为a，AB间的距离为s，则
，
，
．
（2）设整个过程中F所做功为WF，物块回到A点的速度为vA，由动能定理得：
，
，
．
18. 如图所示，水平转盘可绕竖直中心轴转动，盘上叠放着质量均为1kg的A、B两个物块，B物块用长为0.25m的细线与固定在转盘中心处的力传感器相连，两个物块和传感器的大小均可不计．细线能承受的最大拉力为8N，A、B间的动摩擦因数为0.4，B与转盘间的动摩擦因数为0.1，且可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力．转盘静止时，细线刚好伸直，传感器的读数为零．当转盘以不同的角速度匀速转动时，传感器上就会显示相应的读数F（g=10m/s2）．
（1）当B与转盘之间的静摩擦力达到最大值时，求转盘的角速度；
（2）当A与B恰好分离时，求F的大小和转盘的角速度；
（3）试通过计算在坐标系中作出图象．
【答案】（1）；（2）F=6N；（3）
【解析】
【详解】（1）当B与转盘之间的静摩擦力达到最大值时
对A、B物体：
解得：
（2）AB一起运动运时，绳子拉力
当A与B恰好分离时，物体所受的摩擦力等于最大静摩擦力
对有：
解得：，
此时绳子的张力为
故绳子末断且F=6N
（3）随角速度的进一步增大，A脱离B物体，只有B物体做匀速圆周运动，
绳子张力
当绳子拉力，设物体B的角速度为，则对B受力分析有：
解得：
故有：当时，
当时，AB一起运动，绳子张力
当时，AB分离，对B，绳子张力
故坐标系中图象如图所示：