重庆市万州第二高级中学2022-2023学年高一物理下学期期中考试试题（Word版附解析）

高2022级高一下期中考试物理试题

一、选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分，只有一项符合题目要求。

1. 列车匀速驶入如图所示的圆弧弯道时，列车所受的合力（  ）

A. 为零 B. 指向运动方向 C. 指向轨道内侧 D. 指向轨道外侧

【答案】C

【解析】

【详解】列车匀速驶入圆弧弯道时做匀速圆周运动，由合外力提供向心力，则列车所受的合力指向圆心，即指向轨道内侧。
故选C。

2. 下列关于质点做匀速圆周运动的说法正确的是（　　）

A. 由于，可知向心加速度一定与旋转半径成反比

B. 由于，可知向心加速度一定与角速度的平方成正比

C. 由于，可知角速度一定与旋转半径成反比

D. 由于，可知角速度一定与转速成正比

【答案】D

【解析】

【详解】A．由

可知当线速度一定时，则有a与r成反比，故A错误；

B．由

可知，当r一定时，向心加速度一定与角速度的平方成正比，故B错误；

C．由

角速度与转动半径、线速度都有关，线速度不变时角速度才与转动半径成反比，故C错误；

D．由

因为是恒量，所以角速度与转速成正比，故D正确。

故选D。

3. 如图所示，为一在水平面内做匀速圆周运动的圆锥摆，关于摆球A的受力情况，下列说法中正确的是（　　）

A. 摆球A受重力、拉力和向心力的作用 B. 摆球A受拉力和向心力的作用

C. 摆球A受拉力和重力的作用 D. 摆球A受重力和向心力的作用

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】摆球受重力、拉力两个力作用，这两个力的合力提供向心力。

故选C。

4. 下列关于向心加速度的说法中正确的是（　　）

A. 在匀速圆周运动中，向心加速度是恒定的 B. 向心加速度的方向保持不变

C. 向心加速度的方向始终指向圆心 D. 在匀速圆周运动中，向心加速度的大小不断变化

【答案】C

【解析】

【详解】A．物体做匀速圆周运动时，合外力提供向心力，加速度大小不变，但是方向指向圆心，时刻发生变化，向心加速度不恒定，A错误；

B．向心加速度方向时刻改变，B错误；

C．向心加速度的方向始终指向圆心，C正确；

D．在匀速圆周运动中，向心加速度的大小恒定，D错误。

故选C。

5. 对于万有引力定律 F  ，下列说法中正确的是

A. 当 r=∞时，F=0 B. 当 r=∞时，F=∞

C. 当 r=0 时，F=∞ D. 以上说法都不正确

【答案】A

【解析】

【详解】AB．由表达式可知，当 r=∞时，F=0，选项A正确，B错误；

CD．万有引力定律适应于两个质点之间的相互作用，而当r=0时，两物体不能看做质点，万有引力定律的公式不再适用，则选项CD错误.

6. 如图所示，一辆赛车弯道超车，速度逐渐增大，在从M至N的过程中，在P点受到的合力的四种方向，其中可能正确的是（　　）

A. ① B. ② C. ③ D. ④

【答案】B

【解析】

【详解】赛车从M点运动到N，做曲线运动，必须有力提供向心力，向心力是指向圆心的，赛车同时加速，所以沿切向方向有与速度相同的合力，故合力与速度的方向的夹角要小于90°，则②正确。

故选B。

7. 如图所示，一艘走私船在岸边A点，以速度匀速地沿垂直岸的方向逃跑，距离A点为处的B点的快艇同时启动追击，快艇的速率u大小恒定，方向总是指向走私船，恰好在距离岸边距离a处逮住走私船，那么以下关于快艇速率的结论正确的是（　　）

A. 快艇在沿岸的方向上的平均速度 B. 快艇的平均速率等于

C. 快艇速度的大小u大于 D. 快艇在垂直岸边的方向上的平均速度

【答案】C

【解析】

【详解】根据位移与时间的关系分析速度的大小；根据平均速度的定义以及平均速率的定义分析平均速度与平均速率。

【解答】A．在平行于岸边的方向上，快艇的位移为，是走私船的位移的倍，它们运动的时间相等，所以快艇在平行于岸边的方向上平均速度是

故A错误；

BC．快艇的总位移为

它们运动的时间相等，所以快艇的平均速度为，由于快艇运动的轨迹是曲线，所以快艇的平均速率一定大于，则。故B错误，C正确；

D．由于在垂直于岸边的方向快艇从开始追到追上，位移与走私船的位移是相等的，它们运动的时间也相等，所以快艇在垂直于岸边的方向上平均速度。故D错误。

故选C。

【点睛】该题中由于快艇的船头的方向始终指向走私船，所以快艇运动的轨迹是曲线，不是直线，这是解答的关键。

二、多选题：共3小题，每小题5分，共15分，有多项符合题目要求。全部选对得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

8. 人们经长期观测发现，天王星绕太阳圆周运动实际运行的轨道总是周期性地每隔t0时间发生一次最大的偏离。英国剑桥大学学生亚当斯和法国天文学家勒维耶认为形成这种现象的原因是天王星外侧还存在着一颗未知行星。这就是后来被称为“笔尖下发现的行星”---海王星，已知天王星运行的周期为T0，轨道半径为R0。则得到海王星绕太阳运行周期T，轨道半径R正确的是（　　）

A.  B.

C.  D. 。

【答案】BC

【解析】

【详解】AB．天王星发生最大偏离时，天王星、海王星与恒星在同一直线上且位于恒星同一侧。设海王星运行周期为T，轨道半径为R，则有

解得海王星的运行周期

故A错误、B正确；

CD．由开普勒第三定律有

解得

故C正确，D错误。

故选BC。

【点睛】本题考查了万有引力定律的运用，掌握万有引力提供向心力这一理论，并能灵活运用，知道两星相距最近时，海王星对天王星的影响最大，且每隔t0时间相距最近。

9. 质量为2kg的物体放在动摩擦因数μ＝0.1的水平面上，在水平拉力的作用下由静止开始运动，水平拉力做的功W和物体发生的位移x之间的关系如图所示，重力加速度g取10m/s2，则(　　)

A. 此物体在AB段做匀加速直线运动

B. 此物体在AB段做匀速直线运动

C. 此物体在OA段做匀加速直线运动

D. 此物体在OA段做匀速直线运动

【答案】BC

【解析】

【分析】

【详解】物体在水平面上运动，水平拉力与物体运动方向相同，物体受到的滑动摩擦力大小

物体在OA段受到的水平拉力大小等于

可见，水平拉力大于摩擦力，则物体在OA段做匀加速直线运动．物体在AB段受到的水平拉力大小等于

水平拉力等于摩擦力，则物体在AB段做匀速直线运动。

故选BC。

10. 一辆汽车从静止开始启动，其加速度与速度的倒数关系如图所示，已知汽车的质量为m，汽车启动过程受到的阻力恒定，图中b、c、d已知，则（　　）

A. 汽车启动过程的功率越来越大 B. 汽车启动过程的功率恒为

C. 汽车启动过程的最大速度为 D. 汽车启动过程受到的阻力为

【答案】CD

【解析】

【详解】AB．汽车从静止开始启动时，由

，

得

结合图像有

得

可知，汽车的功率P保持不变，故AB错误；

C．当加速度为零时，速度最大，由

得最大速度

故C正确；

D．汽车启动时受到的阻力

故D正确。

故选CD。

三、实验题（共2小题，11题6分，12题9分）

11. 利用如图实验状态可验证做匀速圆周运动物体所受合外力与所需向心力的“供”“需”关系，启动小电动机带动小球做圆锥摆运动，不计一切阻力，移动水平圆盘，当盘与球恰好相切时关闭电动机，让球停止运动，悬线处于伸直状态．利用弹簧秤水平径向向外拉小球，使小球恰好离开圆盘且处于静止状态时，测出水平弹力的大小F．

(1)为算出小球做匀速圆周运动时所需向心力，下列物理还应该测出的有______．

A.用秒表测出小球运动周期T

B用刻度尺测出小球做匀速圆周运动半径r

C.用刻度尺测出小球到绳的悬点的竖直高度h

D.用天平测出小球质量m

(2)小球做匀速圆周运动时，所受重力与绳拉力的合力大小______弹簧秤测出F大小．选填“大于”或“等于”或“小于”

(3)当所测物理量满足______关系式时，则做匀速圆周运动的物体所受合外力与所需向心力的“供”“需”平衡．

【答案】    ①. ABD    ②. 等于    ③.

【解析】

【分析】根据向心力公式分析需要测量的物理量．

小球做匀速圆周运动时，由重力与绳拉力的合力提供向心力．

根据合力提供向心力列式分析．

【详解】根据向心力公式分析知，算出小球做匀速圆周运动时所需向心力，需要测出小球运动周期T、小球做匀速圆周运动半径r和小球质量故ABD正确，C错误．

故选ABD

据题，小球静止时，F等于绳拉力的水平分力，即有，是绳与竖直方向的夹角

小球做匀速圆周运动时，由重力与绳拉力的合力提供向心力，重力与绳拉力的合力大小，则

当，即时，做匀速圆周运动的物体所受合外力与所需向心力的“供”“需”平衡．

【点睛】本题是圆锥摆类型，关键是要理解实验原理，找到小球向心力的来源，利用合成法研究．

12. 如图1是“研究平抛物体运动”的实验装置图，通过描点画出平抛小球的运动轨迹。

（1）以下是实验过程的一些做法，其中合理的有___________。

A．安装斜槽轨道，使其末端保持水平

B.每次小球释放的初始位置可以任意选择

C.每次小球应从同一高度由静止释放

D.为描出小球的运动轨迹，描绘的点可以用折线连接

（2）实验得到平抛小球的运动轨迹，在轨迹上取一些点，以平抛起点O为坐标原点，测量它们的水平坐标x和竖直坐标y，如图2中图像能说明平抛小球的运动轨迹为抛物线的是___________。

A. B. C. D.

（3）如图3是某同学根据实验画出的平抛小球的运动轨迹，O为平抛的起点，在轨迹上任取三点A、B、C，测得A、B、C三点竖直坐标为5.0cm、为45.0cm、为60.0cm，A、B两点水平间距为40.0cm，则小球在C点的速度为___________m/s（结果保留两位有效数字，g取10）。

【答案】    ①. AC##CA    ②. C    ③. 4.0

【解析】

【详解】（1）[1]A．通过调节使斜槽末端保持水平，是为了保证小球做平抛运动，A正确；

BC．因为要画同一运动的轨迹，必须每次释放小球的位置相同，且由静止释放，以保证获得相同的初速度，B错误，C正确。

故选AC。

（2）[2]物体在竖直方向做自由落体运动

水平方向做匀速直线运动

联立可得

因初速度相同，故为常数，故应为正比例关系，C正确，ABD错误。

故选C。

（3）[3]测得A、B两点竖直坐标为5.0cm，为45.0cm，A、B两点水平间距

根据平抛运动的处理方法，竖直方向做自由落体运动，水平方向做匀速直线运动，所以有

水平方向的速度，即平抛小球的初速度为

联立上式代入数据解得

若C点的竖直坐标为60.0cm，则小球在C点的对应速度

据公式可得

所以

所以C点的速度为

四、计算题（共3小题，13题10分，14题14分，15题18分）

13. 我国航天事业的了令世界瞩目的成就，其中嫦娥三号探测器与2013年12月2日凌晨1点30分在四川省西昌卫星发射中心发射，2013年12月6日傍晚17点53分，嫦娥三号成功实施近月制动顺利进入环月轨道，它绕月球运行的轨道可近似看作圆周，如图所示，设嫦娥三号运行的轨道半径为r，周期为T，月球半径为R．

(1)嫦娥三号做匀速圆周运动的速度大小

(2)月球表面的重力加速度

(3)月球的第一宇宙速度多大．

【答案】(1) ；(2) ； (3)

【解析】

【详解】(1)嫦娥三号做匀速圆周运动线速度：

(2)由重力等于万有引力：

对于嫦娥三号由万有引力等于向心力：

联立可得：

 (3)第一宇宙速度为沿月表运动的速度：

可得月球的第一宇宙速度：

14. 如图所示，装置可绕竖直轴转动，可视为质点的小球A与两轻细线连接后分别系于B、C两点，装置静止时细线AB水平，细线AC与竖直方向的夹角。已知小球的质量，细线AC长，B点距C点的水平和竖直距离相等。（重力加速度g取10，，）

（1）若装置以一定的角速度匀速转动时，线AB水平且张力恰为0，求线AC的拉力大小？

（2）若装置匀速转动的角速度，求细线AC与AB的拉力分别多大？

（3）若装置匀速转动的角速度，求细线AC与AB的拉力分别多大？

【答案】（1）12.5N；（2）分别为12.5N和2.1N；（3）分别为36N和11.6N

【解析】

【详解】（1）线AB水平且张力恰为0，对小球受力分析可得

（2）当细线AB上的张力为0时，小球的重力和细线AC张力的合力提供小球圆周运动的向心力，有

解得

由于，则细线AB上有拉力，为TAB，AC线上的拉力为TAC。根据牛顿第二定律得

解得

TAC=12.5N，TAB=2.1N

（3）当AB绳竖直方向时且拉力为零，B点距C点水平和竖直距离相等，故此时绳与竖直方向的夹角为53°，此时的角速度为，则

解得

由于，当时，细线AB在竖直方向绷直，仍然由细线AC上张力的水平分量提供小球做圆周运动需要的向心力

解得

，

15. 如图1所示为足球球门，球门宽为L。一个球员在球门中心正前方距离球门s处高高跃起，将足球顶入球门的左下方死角（图中P点），球员顶球点的高度为h，足球做平抛运动（足球可看成质点，忽略空气阻力），重力加速度为g，求：

（1）足球位移的大小；

（2）足球末速度的大小；

（3）万二中“梓—珂—渊—然研学小组”将足球网改造成半圆弧形，前网口在竖直平面上，上下最大高差2R，如图2所示，尉然同学将足球从前网口正中心垂直网口以速度射入，重力加速度为g，当取何值时，足球落到球网上的速度最小。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）由题可知，足球在水平方向的位移大小为：

所以足球的位移大小

（2）由

可得足球运动的时间为

所以足球的初速度的大小为

竖直分速度为

足球末速度的大小为

联立以上各式得

（3）设小球落到轨道上的速度为v，平抛的位移与水平方向的夹角为

由几何关系可得

联立解得

由矢量合成知识得

由函数知识知，当时，v取最小值，此时对应的初速度。