浙江省台州市八校联盟2022-2023学年高一下学期期中联考物理试题

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2022-2023学年第二学期台州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6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、选择题（本题共18小题，每小题3分，共54分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）1. 在国际单位制中，用基本单位表示功率的是（　　）A. W B.  C.  D. 【答案】D【解析】【详解】国际单位制的基本单位为米、千克、秒、安培、开尔文、摩尔和坎德拉。根据功率的公式知由功的公式知根据牛顿第二定律知联立可知其用基本单位表示为故选D。2. 下列物理量中属于标量的是（    ）A 向心力 B. 向心加速度 C. 线速度 D. 速率【答案】D【解析】【详解】A．矢量是指既有大小又有方向的物理量，向心力是矢量，故A不符合题意；
B．矢量是指既有大小又有方向的物理量，向心加速度是矢量。故B不符合题意；
C．矢量是指既有大小又有方向的物理量，线速度是矢量。故C不符合题意；
D．速率只有大小，没有方向，是标量，故D符合题意。故选D。3. 关于匀速圆周运动，下列说法正确的是（　　）A. 匀速圆周运动是匀变速曲线运动B. 匀速圆周运动是速度不变的运动C. 匀速圆周运动的加速度恒定不变D. 匀速圆周运动的角速度恒定不变【答案】D【解析】【分析】【详解】ABC．匀速圆周运动的加速度与速度的方向时刻改变，所以是非匀变曲线运动，ABC错误；D．匀速圆周运动的角速度恒定不变，D正确。故选D。4. 自行车修理过程中，经常要将自行车倒置，摇动脚踏板检查是否修好，如图所示，大齿轮边缘上的点a、小齿轮边缘上的点b和后轮边缘上的点c都可视为在做匀速圆周运动。则下列说明正确的是（　　）A. a点线速度最大B. a点角速度最小C. b、c线速度大小相同D. a、c角速度大小相同【答案】B【解析】【详解】利用链条传动线速度大小相等，可得所以大齿轮和小齿轮边缘处线速度大小相等，根据可知点角速度小于点角速度，再根据小齿轮和后轮是同轴传动，所以小齿轮和后轮的角速度相等，即可知点角速度最小；后轮边缘上的点的半径最大，由可知后轮边缘上点的线速度最大。故选B。5. 下列说法中正确的是（　　）A. 开普勒在研究行星运动规律的基础之上提出了万有引力定律B. 牛顿测出了万有引力常量G数值，被称为测量地球质量的第一人C. 海王星被称为“笔尖下发现的行星”D. 任何行星的第一宇宙速度都是7.9m/s【答案】C【解析】【详解】A．牛顿在研究行星运动规律的基础之上提出了万有引力定律，A错误；B．卡文迪许测出了万有引力常量G的数值，被称为测量地球质量的第一人，B错误；C．利用万有引力定律法相的海王星，称为“笔尖下发现的行星”，C正确；D．根据得第一宇宙速度与星球质量和半径有关，不是任何行星的第一宇宙速度都等于7.9m/s ，D错误。故选C。6. 如图是激流勇进娱乐项目，水一直在流动，下面哪处河岸最容易被水冲击磨损（　　）  A. A B. B C. C D. D【答案】A【解析】【详解】水在B、C两处时类似于凸桥，则水对B、C两处对河岸的冲击力较小；因水在A、D两处做圆周运动时类似于凹桥，水对河岸的冲击力较大，根据因A处半径小，则所需的向心力较大，则A处河岸受水的冲击力较D处更大，则最容易被水冲击磨损。故选A。7. 陀螺是儿童喜欢的一种玩具，某旋转的陀螺如图所示，周期，陀螺上A点到竖直转轴中心的距离为4cm，则A点的向心加速度大小约为（　　）A. 24m/s2 B. 32m/s2 C. 80m/s2 D. 160m/s2【答案】D【解析】【详解】由向心加速度与周期关系故选D。8. 如图所示，质量为m小球（视为质点）在竖直平面内绕O点做半径为L的圆周运动，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（    ）A. 若连接O点与小球的为轻绳，则小球过圆周最高点的临界速度为零B. 若连接O点与小球的为轻杆，则小球过圆周最高点的临界速度为C. 若连接O点与小球的为轻绳，则小球在圆周最高点时轻绳的作用力大小可能为D. 若连接O点与小球的为轻杆，则小球在圆周最高点时轻杆的作用力大小一定不为零【答案】C【解析】【详解】A．根据可得若连接O点与小球的为轻绳，则小球过圆周最高点的临界速度大小，选项A错误；B．若连接O点与小球的为轻杆，轻杆可以提供支持力，则小球过圆周最高点的临界速度为零，选项B错误；C．若连接O点与小球的为轻绳，小球在圆周最高点时轻绳的作用力大小可能为，选项C正确；D．若连接O点与小球的为轻杆，小球在圆周最高点时轻杆的作用力可能为零，选项D错误。故选C。9. 过山车是一项刺激的娱乐项目，在修建轨道时，弯道处的外轨会略高于内轨（如图所示），当过山车以规定的行驶速度v转弯时，车对轨道的损伤最小，重力加速度为g，以下说法中正确的是（　　）A. 该弯道的半径R=B. 当车上人质量改变时，规定的行驶速度也将改变C. 当车速率大于v时，轨道将受到车的侧向挤压D. 当车速率等于v时，轨道将不受车的挤压【答案】C【解析】【详解】A．过山车拐弯时不侧向挤压车轮轮缘，靠重力和支持力的合力提供向心力，设转弯处斜面的倾角为θ，根据牛顿第二定律得：解得：故A错误；B．根据牛顿第二定律得解得与质量无关，故B错误；C．当车速率大于v时，重力和支持力的合力不够提供，此时过山车有离心的趋势，外轨对过山车有侧压力，轮缘挤压外轨，故C正确；D．当车速率等于v时，垂直轨道方向过山车对轨道有压力，故D错误。故选C。10. 一玩具电动小汽车在水平面上由静止以恒定功率启动，所能获得的最大速度为2m/s，其图像如图所示，已知小汽车质量为1kg，所受阻力恒为1N，以下说法正确的是（　　）A. 小汽车在0~10s内做匀加速直线运动B. 小汽车额定功率为2WC. 小汽车速度为时加速度为D. 小汽车10s内位移等于10m【答案】B【解析】【详解】A．由图像斜率可知，小汽车在0~10s内做加速度减小的变加速直线运动，故A错误；B．当小汽车达到最大速度时，牵引力F等于阻力f，有故B正确；C．小汽车速度为1m/s时，牵引力为根据牛顿第二定理可得代入数据，解得故C错误；D．根据图像面积估算，可知小汽车10s内位移大于10m，故D错误。故选B。11. 北斗卫星导航系统，是我国自行研制的全球卫星导航系统，其中有若干颗卫星在距离地面约36000km的地球同步轨道上，地球的半径为6400km，不能确定这些卫星的（　　）A. 质量 B. 轨道半径 C. 运行速率 D. 运行周期【答案】A【解析】【详解】同步卫星的周期等于地球自转的周期24h，轨道半径r=36000km+6400km=42400km，根据可得运行速率；根据可知不能确定这些卫星的质量m。故选A。12. 如图某同学乘摩天轮，当摩天轮在竖直面内做匀速圆周运动时，下列说法正确的是（　　）A. 该同学上升时，重力做正功，重力势能增加B. 该同学上升时，重力做正功，重力势能减少C 该同学经过最低点时，处于失重状态D. 该同学经过最低点时，处于超重状态【答案】D【解析】【详解】AB．该同学上升时，重力做负功，重力势能增增加，AB错误；CD．该同学经过最低点时，有向上的加速度，处于超重状态，C错误，D正确。故选D。13. 如图所示，取一支质量为的按压式圆珠笔，将笔的按压式小帽朝下按在桌面上，无初速放手后笔将会竖直向上弹起一定的高度然后再竖直下落。重力加速度为，不计一切阻力，下列说法正确的是（　　）A. 整个按压过程中，笔内部弹簧的弹性势能增加量小于B. 从放手到笔刚离开桌面的过程中，桌面对笔不做功C. 从放手到笔刚离开桌面的过程中，笔一直向上加速D. 从放手到笔刚离开桌面的过程中，弹簧的弹性势能全部转化为笔的动能【答案】B【解析】【详解】A．释放圆珠笔后，圆珠笔与弹簧组成的系统机械能守恒，笔上升到最大高度时速度为零，弹簧的弹性势能全部转化为重力势能，根据功能关系可知，按压过程中，笔内部弹簧的弹性势能增加量等于，A错误；B．从放手到笔刚离开桌面的过程中，与桌面接触的笔帽及内芯部分位移为零，所以桌面对笔不做功，B正确；C．从放手到笔刚离开桌面的过程中，开始时弹簧的弹力大于笔的重力，笔具有向上的加速度，向上加速；后随着外壳的上升，弹簧弹力在减小，并逐渐恢复原长，可知加速度先向上后向下，即笔先加速后减速，C错误；D．从放手到笔刚离开桌面的过程中，因为外壳已经上升一定高度，故弹簧的弹性势能一部分转化为笔的动能，另一部分转化为外壳此时的重力势能，D错误。故选B。14. 下列说法中正确的是（　　）A. 增大洗衣机脱水筒的转动周期，可以使衣服甩得更干B. 转动带有雨水的雨伞，水滴将沿圆周半径方向离开圆心C. 为了防止发生事故，高速转动的砂轮、飞轮等不能超过允许的最大转速D. 汽车左转弯时乘客会向左倾倒【答案】C【解析】【详解】A．根据离心原理可知，提高洗衣机脱水筒的转动周期，脱水筒的转速减小，不可以使衣服甩得更干，A错误；B．当转动带有雨水的雨伞，水滴将沿圆周运动的切线方向飞出，B错误；C．为了防止发生事故，高速转动的砂轮、飞轮等不能超过允许的最大转速，否则会由于离心现象造成危险，C正确；D．汽车左转弯时乘客会向右倾倒，D错误。故选C15. 中国空间站科学实验成果源源不断，空间站轨道高度距地面约400km，设该空间站绕地球做匀速圆周运动，其运动周期为T，轨道半径为r，万有引力常量为G，地球半径为R，地球表面重力加速度为g。下列说法错误的是（同步卫星高度为36000km）（　）A. 地球的质量为B. 空间站的线速度大小为C. 空间站的向心加速度为D. 空间站运行周期小于同步卫星运行周期【答案】B【解析】【详解】A．根据得A正确；B．根据，得B错误；C．根据，得C正确；D．根据得空间站的运动半径较小，则运行周期小于同步卫星运行周期，D正确。本题选择错误的，故选B。16. 高中某同学参加引体向上体能测试，在40s内完成20次标准动作，每次引体向上的高度约为50cm，设上引和下降时间相同，则该同学某次上引过程中克服重力做功的平均功率及重力势能变化最接近于（　　）A. 60W、150J B. 150W、300JC. 300W、300J D. 300W、-300J【答案】B【解析】【详解】高中同学的质量一般为60kg，引体向上时向上运动的位移大约为0.5m，则克服重力做功的平均功率重力势能变化故选B。17. 如图所示，同一物体在大小相同、方向不同的F力的作用下，在光滑水平面上移动了一段相同的位移s，两种情况下力所做的功分别为Wa、Wb，下列表述正确的是（　　）  A. Wa=Wb B. Wa=-WbC. Wa＞Wb D. Wa＜Wb【答案】A【解析】【详解】这两种情形下力F和位移x的大小都是一样的，将力沿着水平和竖直方向正交分解，水平分力大小相同，只有水平分力做功，竖直分力不做功，故两种情况下力F的功的大小是相同的；并且均做正功，A正确，BCD错误。故选A。18. 电动自行车国标时速为25km/h，如某电动自行车及人总质量为100kg，以18km/h的速度在水平路面上匀速前进，紧急制动时以－2m/s2的加速度在粗糙水平面上滑行，则在制动后4s内自行车（包括人）通过的路程及克服摩擦力做的功为（　　）A. 4m、250J B. 6.25m、250J C. 4m、1250J D. 6.25m、1250J【答案】D【解析】【详解】自行车的初速度，自行车刹车到停止的时间为则在制动后4s内自行车的路程为解得克服摩擦力做的功为故选D。非选择题部分二、实验题（本题共2题，共14分，每空2分）19. 图1为“研究平抛运动”的实验装置，横挡条可卡住平抛小球，用铅笔在白纸上记录被卡住小球的最高点，上下移动横挡条标性多个点，再确定平抛运动轨迹。（1）坐标原点应选小球在斜槽末端点时的___________；A．球的上端B．球的下端C．球心（2）实验中，下列说法正确的是___________；A．斜槽轨道可以不光滑B．记录的点应适当多一些C．用平滑曲线把所有的记录点都连接起来（3）图2是用该装置拍摄的小球做平抛运动的频闪照片（图中实线分别表示水平与竖直方向），由照片可判断实验操作错误的是___________。【答案】    ①. A    ②. AB##BA    ③. 斜槽末端不水平【解析】【详解】（1）[1]根据题意可知，在描点确定平抛运动轨迹时，均标注了小球最高点，所以坐标原点也应标注小球在斜槽末端点时的小球最高点，即球的上端。故选A。（2）[2]A．实验过程中，斜槽不一定光滑，只要能够保证从同一位置由静止释放，即使轨道粗糙，摩擦力做功是相同的，离开斜槽末端的速度就是一样的，故A正确；BC．记录点适当多一些，能够保证描点光滑，用平滑曲线连接，不能把所有的点都连接起来，偏离较远的点应舍去，故C错误，B正确。故选AB。（3）[3]由图2可知，小球做斜上抛运动，可知斜槽末端切线不水平20. 如图甲为探究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间关系的实验装置，图乙为示意图，图丙为俯视图。图乙中A、B槽分别与a、b轮同轴固定，a、b两轮在皮带的带动下匀速转动。（1）在研究向心力F的大小与质量m、角速度ω和半径r之间的关系时我们主要用到了物理学中的________；A．理想实验法    B．等效替代法    C．控制变量法    D.演绎法（2）如图乙所示，如果两个钢球质量相等，且a、b轮半径相同，则是在验证向心力的大小F与_____之间的关系。A．质量m　　B．半径r　　C．角速度ω（3）另一同学利用图中所示的DIS向心力实验器来探究圆周运动向心力的影响因素。实验时，砝码随旋臂一起绕转轴做圆周运动，其受到的向心力可通过牵引杆由力传感器测得，旋臂另一端的挡光杆每经过光电门一次，通过力传感器和光电门就同时获得一组向心力F和挡光时间，换算生成砝码的线速度v。保持砝码的质量和转动半径r不变，改变其转速得到多组F、v的数据后，作出了图线如图乙所示。牵引杆的质量和一切摩擦可忽略。实验中，某次挡光杆经过光电门时的挡光时间为，已知挡光杆到转轴的距离为d，挡光杆的挡光宽度为，则可得砝码的线速度v的表达式为________。A．　　　B．　　　C．根据图乙，得到的实验结论是：________。【答案】    ①. C    ②. B    ③. A    ④. 质量、半径一定时，向心力F与v2成正比【解析】【详解】（1）[1]在研究向心力F的大小与质量m、角速度ω和半径r之间的关系时，需要令质量m、角速度ω和半径r三个变量中的两个不变，探究向心力F与另一个变量的关系，这采用的是控制变量法。故选C。（2）[2] a、b轮半径相同，则角速度相同，由可知，当质量m相等，a、b轮半径相同时，探究的是F与半径r的关系。故选B。（3）[3]由于可得所以砝码的线速度为故选A；[4] 在m、r一定的情况下，向心力大小与线速度的平方成正比。三、计算题21. 从空中以2m/s的初速度平抛一重为质量1kg的物体，物体在空中运动0.6s落地，不计空气阻力，取g=10m/s2，求：（1）物体平抛运动过程中重力做的功；（2）物体平抛运动过程中重力做功的平均功率；（3）物体落地前重力的瞬时功率（g取10m/s2）【答案】（1）18J；（2）30W；（3）60W【解析】【详解】（1）物体下落的高度为物体平抛运动过程中重力做的功为（2）物体平抛运动过程中重力做功的平均功率为（3）物体落地瞬间的速度为物体落地前重力的瞬时功率为22. 如图为游乐场飞椅项目，某飞椅有4条绳索悬挂，可抽象为如图乙所示模型，已知绳长L=5m，水平横梁L′=3m，飞椅和小孩总质量m=40kg，整个装置可绕竖直轴匀速转动，绳与竖直方向夹角θ=37°，小孩可视为质点，g取10m/s2，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：（1）画出飞椅（和小孩）受力示意图；（2）飞椅（和小孩）所需向心力大小？（3）飞椅转动的角速度？（4）每条绳子的拉力为多大？  【答案】（1）  ；（2）300N；（3）；（4）125N【解析】【详解】（1）小孩受力情况如图所示  （2）飞椅（和小孩）所需向心力大小为（3）小孩做圆周运动的半径由代入数据解得（4）由于竖直方向受力平衡，有代入数据得所以每条绳子拉力为23. 如图所示，在固定点O上系一长的细绳，细绳的下端系一质量的小球（可视为质点），初始时小球处于静止状态，且与平台的边缘B点接触但无挤压。一质量的物块静止在左侧离平台边缘B点为的P点，现使物块获得一水平向右的初速度，物块沿粗糙平台向右运动到平台边缘B处与小球m发生弹性正碰，碰撞无能量损失，碰后小球m的速度变为4m/s，在细绳的约束下做圆周运动，而物块水平抛出并落在地面上的C点。已知平台高，平台与物块间的动摩擦因数，重力加速度g取，不计空气阻力。求：（1）求物块碰撞前的速度是多少？（2）求小球通过最高点A时对绳的拉力大小和方向？（3）若碰撞无能量损失，则碰撞后物块的速度多大？（4）物块落地点于出发点的水平距离是多少？【答案】（1）3m/s；（2）30N，方向竖直向上；（3）1m/s；（4）【解析】【详解】（1）物块在平台上运动，由动能定理有解得（2）小球从B点运动到A点过程，由动能定理有解得在最高点A时，由向心力公式有解得由牛顿第三定律知，过A点时球对绳的拉力大小为30N，方向竖直向上。（3）由题意有联立解得（4）碰撞后物体做平抛运动，设平抛运动时间为t，竖直方向有解得水平方向有