广西玉林市博白县中学2022-2023学年高一物理下学期4月段考试题（Word版附解析）

2023年春季期高一联考物理试题

注意事项：

1.本试卷分选择题和非选择题两部分。考试时间：75分钟，满分：100分。

2.答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡指定位置。

3.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。

一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。每小题只有一个选项符合要求。

1. 如图甲为一女士站立在台阶式自动扶梯上正在匀速上楼，如图乙为一男士站立在履带式自动扶梯上正在匀速上楼。下列关于两人受到的力做功判断正确的是（　　）

A 甲图中支持力对人做正功 B. 乙图中支持力对人做正功

C. 甲图中摩擦力对人做负功 D. 乙图中摩擦力对人做负功

【答案】A

【解析】

【详解】AC．甲图中，人匀速上楼，不受静摩擦力，摩擦力不做功；支持力向上，与速度方向为锐角，则支持力做正功，故A正确，C错误；

BD．乙图中，支持力与速度方向垂直，支持力不做功，摩擦力方向与速度方向相同，做正功。故BD错误；

故选A。

2. 2021年东京奥运会上，全红婵获得10米跳台跳水的冠军。若跳水运动员从10米高处的跳台跳下，设水的平均阻力均为运动员体重的3倍，在粗略估算中把运动员当作质点处理，为了保证运动员的人身安全，池水深度至少为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】设池水的最小深度为，跳台高为，对整个过程，由动能定理得

而

联立解得

故选C。

3. 如图所示，一名运动员在参加跳远比赛，他腾空过程中离地面的最大高度为L，成绩为4L，假设跳远运动员落入沙坑瞬间速度方向与水平面的夹角为α，运动员可视为质点，不计空气阻力，则有（　　）

A. tanα=2 B. tanα=1 C. tanα= D. tanα=

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】运动员从最高点到落地的过程做平抛运动，根据对称性，可知平抛运动的水平位移为，则有

解得

运动员通过最高点时的速度为

则有

ACD错误，B正确。

故选B。

4. 2019年春节期间，中国科幻电影《流浪地球》热播，影片中为了让地球逃离太阳系，人们在地球上建造特大功率发动机，使地球完成一系列变轨操作。假设其逃离过程为：地球原来在绕太阳的圆轨道Ⅰ上运行，运动到A点加速变轨进入椭圆轨道Ⅱ，在椭圆轨道Ⅱ上运动到远日点时再次加速变轨，从而摆脱太阳的束缚，如图所示。下列说法正确的是（    ）

A. 沿椭圆轨道Ⅱ运行时，地球运行周期约为1年

B. 沿椭圆轨道Ⅱ运行时，由A点运动到点的过程中，速度逐渐增大

C. 沿椭圆轨道Ⅱ运行时，在A点的加速度小于在点的加速度

D. 在轨道Ⅰ上通过A点的速度小于在轨道Ⅱ上通过A点的速度

【答案】D

【解析】

【详解】A．根据开普勒第三定律（常数）可知，沿椭圆轨道II运行时的半长轴变大，则沿椭圆轨道II运行时，地球运行周期大于1年，故A错误；

B．沿椭圆轨道II运行时，由A点运动到B点的过程中，速度逐渐变小，故B错误；

C．根据万有引力定律，地球绕太阳运动的加速度

所以，沿椭圆轨道II运行时，在A点的加速度大于在B点的加速度，故C错误；

D．地球运动到A点要点火加速变轨进入椭圆轨道Ⅱ，所以，在轨道I上通过A点的速度小于在轨道Ⅱ上通过A点的速度，故D正确。

故选D。

5. 把动力装置分散安装在每节车厢上，使其既具有牵引动力，又可以载客，这样的客车车厢叫做动车．而动车组是几节自带动力的车厢（动车）加几节不带动力的车厢（也叫拖车）编成一组．假设动车组运行过程中受到的阻力与其所受重力成正比，每节动车与拖车的质量都相等，每节动车的额定功率都相等．若 2节动车加6节拖车编成的动车组的最大速度为120km/h，则6节动车加6节拖车编成的动车组的最大速度为（　　）

A. 120km/h B. 240km/h C. 360km/h D. 480km/h

【答案】B

【解析】

【详解】若开动2节动车带6节拖车，最大速度可达到120km/h．汽车的功率为P，设每节车厢所受的阻力为f，则有：2P=8fv；当开动6节动车带6节拖车时，有6P=12fv′，联立两式解得v′=240km/h．故B正确，ACD错误．

6. 有些同学喜欢在自行车的气门上装上气嘴灯（也叫“风火轮”），如图为自行车气嘴灯及其内部原理结构图，弹簧一端固定在A端，另一端栓接重物，当车轮高速旋转时，重物由于离心运动拉伸弹簧后才使触点M、N接触，从而接通电路，LED灯就会发光。下列说法正确的是（    ）

A. 安装时应该让B端比A端更靠近车轮的圆心

B. 转动后LED灯立即发光

C. 增大重物质量可使LED灯在较低转速下也能发光

D. 匀速行驶时，若LED灯转到最低点时能发光，则在最高点时一定能发光

【答案】C

【解析】

【详解】A．要使重物做离心运动，M、N接触，则A端应靠近圆心，因此安装时A端比B端更靠近圆心，A错误；

B．转速越大，所需向心力越大，弹簧拉伸的越长，M、N接触时灯就会发光，所以不是转动后立即发光，B错误；

C．灯在最低点时，根据牛顿爹第二定律，有

解得

因此增大重物质量可使LED灯在较低转速下也能发光，C正确；

D．灯在最低点时，根据牛顿第二定律，有

灯最高点时，根据牛顿第二定律，有

匀速行驶时，在最低点时弹簧对重物的弹力大于在最高点时对重物的弹力，因此匀速行驶时，若LED灯转到最低点时能发光，则在最高点时不一定能发光，D错误；

故选C。

二、选择题（本题共4小题，每小题6分，共24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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）

7. 如图所示，质量相等的A、B两物体紧贴在匀速转动的圆筒的竖直内壁上，随圆筒一起做匀速圆周运动，则下列关系中正确的有（　　）

A. 线速度

B. 运动周期

C. 它们受到的摩擦力

D. 筒壁对它们的弹力

【答案】AD

【解析】

【分析】

【详解】A．根据线速度公式

可知，ω相同，则线速度与半径成正比，A的半径大，则其线速度大，故A正确；

B．A、B两物体同轴转动，角速度相同，周期相同，故B错误；

C．两个物体竖直方向都没有加速度，受力平衡，所受的摩擦力都等于重力，而两个物体的重力相等，所以可得摩擦力，故C错误；

D．两个物体都做匀速圆周运动，由圆筒的弹力提供向心力，则

由于m、ω相等，N与r成正比，所以可知，故D正确。

故选AD。

8. 甲、乙两颗人造卫星质量相等，均绕地球做圆周运动，甲轨道半径是乙的2倍。下列应用公式进行的推论正确的有（　　）

A. 由可知，甲的速度是乙的倍

B. 由可知，甲向心加速度是乙的2倍

C. 由可知，甲的向心力是乙的

D. 由可知，甲周期是乙的倍

【答案】CD

【解析】

【详解】卫星绕地球做圆周运动，万有引力提供向心力，则

A．因为在不同轨道上g是不一样的，故不能根据得出甲乙速度的关系，卫星的运行线速度

代入数据可得

故A错误；

B．因为在不同轨道上两卫星的角速度不一样，故不能根据得出两卫星加速度的关系，卫星的运行加速度

代入数据可得

故B错误；

C．根据，两颗人造卫星质量相等，可得

故C正确；

D．两卫星均绕地球做圆周运动，根据开普勒第三定律，可得

故D正确。

故选CD。

9. 如图甲所示，物体受到水平推力的作用在粗糙水平面上做直线运动。监测到推力、物体速度随时间变化的规律如图乙、丙所示。取，则（    ）

A. 物体受到的摩擦力大小为

B. 第末摩擦力做功的瞬时功率大小为

C. 前内推力做的总功为

D. 前内推力做功的平均功率为

【答案】BC

【解析】

【详解】A．由丙图可知2s~3s内物体做匀速直线运动，所以

故A错误；

B．第物体速度大小为2m/s，所以此时摩擦力得瞬时功率大小为

故B正确；

C．由v-t图可知1s~2s和2s~3s内物体分别通过的位移大小为

，

前内推力做的总功为

故C正确；

D．前内推力做功的平均功率为

故D错误。

故选BC。

10. 如图所示，一网球运动员将球在边界处正上方正对球网水平向前击出，球刚好过网落在图中位置（不计空气阻力），相关数据如图，下列说法中正确的是（　　）

A. 击球点高度与球网高度之间的关系为

B. 若保持击球高度不变，球的初速度满足，一定落在对方界内

C. 任意降低击球高度（仍大于），只要击球初速度合适，球一定能落在对方界内

D. 任意增加击球高度，只要击球初速度合适，球一定能落在对方界内

【答案】AD

【解析】

【详解】A．平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，水平位移为s和的时间比，则竖直方向上，根据

则有

计算得出

所以选项A正确；

B．若保持击球高度不变，要想球落在对方界内，要既不能出界，又不能触网，根据

得

则平抛运动的最大速度

根据

得

则平抛运动的最小速度

故B错误。

C．任意降低击球高度（仍大于），会有一临界情况，此时球刚好触网又刚好压界，若小于该临界高度，速度大会出界，速度小会触网，所以不是高度比网高，就一定能将球发到界内。故C错误。

D．增加击球高度，只有速度合适，球一定能发到对方界内。所以选项D正确。

故选AD。

三、实验填空题（共15分）

11. 某同学设计了利用一根弹簧和一个小球来探究弹性势能的大小与弹簧形变量的关系的实验方案。

（1）如图所示，将弹簧的左端固定在水平桌面上，此时弹簧的右端恰好到达桌面边缘，然后向左推小球，使弹簧压缩一段距离后由静止释放。

（2）为了减小小球与桌面间的摩擦，在桌面上涂抹了润滑油，这样可认为弹簧被压缩后具有的弹性势能与小球抛出时的动能相等。之后将小球置于弹簧右端开始实验，把弹簧分别压缩、、、、（弹簧始终在弹性限度内）后释放，小球离开桌面水平飞出，已知重力加速度为。

（3）某次测量时，该同学测出桌面的高度为，小球被弹簧弹出后落地点到桌沿的水平距离为，则小球平抛离开桌面时的速度大小为：________。为了测出小球离开弹簧时的动能，该同学还需要的测量工具是：________。

A.秒表    B.打点计时器    C.天平

用测量的物理量表示出弹簧弹性势能的大小为：________。

【答案】    ①.     ②. C    ③.

【解析】

【详解】（3）[1]根据平抛运动规律可得

解得

[2]小球离开弹簧时的动能为

则还需要测量小球的质量，所以还需要的测量工具是天平，则C正确，AB错误。

故选C。

[3]根据机械能守恒定律可得

则用测量的物理量表示出弹簧的弹性势能

12. 为了更全面地探究平抛运动的规律，某实验小组利用如图甲、乙所示两种装置设计实验：

（1）该小组先利用图甲所示装置，用小锤打击弹性金属片，球沿水平方向抛出，同时球由静止自由下落，可观察到两小球同时落地：改变小球距地面的高度和打击的力度，多次实验，都能观察到两小球同时落地。根据实验，________（选填“能”或“不能”）判断出球在竖直方向做自由落体运动；________（选填“能”或“不能”）判断出球在水平方向做匀速直线运动。

（2）再利用图乙所示装置，将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽轨道滑下后从点飞出，落在水平挡板上。由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。

①为了确保每次钢球从点能水平飞出且速度是一定的，下列实验条件必须满足的是________。

A.斜槽轨道光滑        B.斜槽轨道末段水平

C.挡板高度等间距变化        D.每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球

②一位同学做实验时，忘记了标记平抛运动的抛出点，只记录了、、三点，于是就取点为坐标原点，建立了如图丙所示的坐标系。平抛轨迹上的这三点坐标值图中已标出。根据图中数据判断，点________（填“是”或“不是”）平抛运动的抛出点。小球平抛的初速度为________m/s。经过点的瞬时速度为________m/s（取，计算结果均保留两位有效数字）。 

【答案】    ①. 能    ②. 不能    ③. BD    ④. 不是    ⑤. 2    ⑥. 2.5

【解析】

【详解】（1）[1][2]这个对比实验，只能对竖直方向的运动进行对比，通过对比发现两球竖直方向的运动相同，由于B球做自由落体，故A球在竖直方向也做自由落体；水平方向没有对比，故不能判断水平方向球A的运动形式。

（2）[3]为了确保每次钢球从点能水平飞出且速度是一定的,需要满足斜槽轨道末段水平，且每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球。

故选BD。

[4]由图丙可知，A点到B点，B点到C点的水平距离相同，说明连续两点间的时间间隔相等，根据初速度为零的匀变速直线运动连续相等时间的位移比为奇数比可知，A点不是抛出点。

[5][6]由题可知

代入数据解得连续两点间的时间间隔为

则初速度为

B点竖直方向的速度为

故B点的速度为

四、计算题（37分）

13. 第24届冬季奥林匹克运动会已于2022年2月在北京成功举办，跳台滑雪是最具观赏性的项目之一。如图所示，跳台滑雪赛道由跳台A、助滑道AB、着陆坡BC等部分组成，一质量为60kg的运动员从跳台A点滑下，到达B点后以vB=20m/s水平速度飞出，落在着陆坡上的P点。着陆坡倾角α=37°，不计运动员受到的空气阻力，g取10m/s2，sin37°=0.6，求：

（1）运动员从B到P运动时间；

（2）运动员到达P点时重力的瞬时功率；

（3）BP间距离。

【答案】（1）3s；（2）1.8×104W；（3）

【解析】

【详解】（1）从B点到P点，做平抛运动，有

解得

t=3s

（2）到达P点时竖直分速度为

vy=gt=30m/s

到达P点时重力的瞬时功率为

P=mgvy=1.8×104W

（3）BP间距离为

联立解得

14. 假设在将来的某一天，一宇航员在半径为、密度均匀的某星球表面，做如下实验：如图所示，在不可伸长的长度为的轻绳一端系一质量为的小球，另一端固定在点，当小球绕点在竖直面内做圆周运动通过最高点速度为时，绳的弹力恰好为零。不计小球的尺寸，已知引力常量为，求：

（1）该行星表面的重力加速度；

（2）该行星的第一宇宙速度；

（3）该行星的质量。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）小球在最高点时有

解得

（2）当卫星绕该行星表面做圆周运动时有

解得

即该行星的第一宇宙速度为。

（3）物体在该行星表面或附近时有

解得

15. 如图所示，从A点以v0的水平速度抛出一质量m=1kg的小物块（可视为质点），当小物块运动至B点时，恰好沿切线方向进入固定的光滑圆弧轨道BC，圆弧轨道BC的圆心角α=37°经圆弧轨道后滑上与C点等高、静止在粗糙水平面的长木板上，圆弧轨道C端切线水平。已知长木板的质量M=4kg，A、B两点距C点的高度分别为H=0.6m、h=0.15m，小物块与长木板之间的动摩擦因数μ1=0.5，长木板与地面间的动摩擦因数μ2=0.2，cos37°=0.8，sin37°=0.6，g=10m/s2，求：

（1）小物块水平抛出时，初速度v0的大小；

（2）小物块滑动至C点时，对圆弧轨道C点的压力大小；

（3）长木板至少为多长，才能保证小物块不滑出长木板。

【答案】（1）5m/s；（2）47.3N；（3）2.8m

【解析】

【分析】

【详解】（1）设小物块做平抛运动的时间为，则有

小物块到达点时竖直分速度为

联立解得

由题意，速度方向与水平面的夹角为，则有

解得

则小物块运动到B点时的速度

（2）设小物块到达点时速度为，从至点，由动能定理得

设C点受到的支持力为，则有

由几何关系得

由上式可得

，，

根据牛顿第三定律可知，小物块对圆弧轨道点的压力大小为。

（3）由题意可知小物块对长木板的摩擦力

长木板与地面间的最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力

因

所以小物块在长木板上滑动时，长木板静止不动，设小物块在长木板上做匀减速运动，至长木板最右端时速度刚好为0，则长木板长度为

所以长木板至少为，才能保证小物块不滑出长木板。