安徽省安庆市等2地2022-2023学年高一物理下学期5月期中联考试题（Word版附解析）

这是一份安徽省安庆市等2地2022-2023学年高一物理下学期5月期中联考试题（Word版附解析），共17页。试卷主要包含了本试卷分选择题和非选择题两部分，答题前，考生务必用直径0，本卷命题范围等内容，欢迎下载使用。

考生注意：
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。
2.答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。
4.本卷命题范围：必修2第5、6、7章。
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 2022年11月30日，神舟十五号载人飞船与空间站核心舱成功对接，对接后载人飞船和空间站组合体仍然在空间站的原轨道做匀速圆周运动。则对接后的组合体在运行过程中，与对接前空间站相比发生变化的是（ ）
A. 角速度B. 线速度大小C. 向心加速度大小D. 受到的万有引力大小
【答案】D
【解析】
【详解】根据万有引力提供向心力，有
对接后，空间站的运动做匀速圆周运动，则对接后空间站运行过程中角速度、线速度、向心加速度大小不变、组合体由于质量增加万有引力增大。
故选D。
2. 有一只小青蛙要穿过一条宽为的小河到对岸寻找食物。已知两侧河岸平行，河水流动的速度为，小青蛙没有采用跳跃方式，而是采用游泳方式过河。小青蛙在静止水面上最大的游动速度为，下列说法正确的是（ ）
A. 若小青蛙以最短时间渡河，到达河对岸时在出发点的下游处
B. 若小青蛙以最短时间渡河，其到达对岸的最短的运动时间为
C. 若小青蛙以最短时间渡河，小青蛙在水中运动的轨迹是一条曲线
D. 小青蛙不管如何渡河，都不能垂直游到河对岸
【答案】B
【解析】
【详解】AB．根据题意可知，当青蛙垂直河岸游动时，在水中运动时间最短，最短时间为
到达河对岸时在出发点的下游位置为
故A错误，B正确；
C．若青蛙以最短时间渡河，青蛙保持匀速运动，水流也是以恒定速度流动，则合加速度为匀速直线运动，则青蛙在水中运动的轨迹是一条直线，故C错误；
D．由于水流速度小于青蛙在相对于水的运动速度，则青蛙可以垂直游到河对岸，故D错误。
故选B。
3. 士兵训练向远处投掷手雷时是贴近地面将手雷斜向上扔出去的。假设某士兵扔手雷时，手雷离开手时的最大速度为，取。不计空气阻力，则手雷扔出后最大射程为（ ）
A. 20mB. 25mC. 30mD. 40m
【答案】D
【解析】
【详解】如图所示

设与地面夹角为，水平方向速度为，竖直向上速度为，手雷在空中的飞行时间为
则手雷的水平射程为
由数学知识可知，当时，最大为。
故选D。
4. 在世界各国研发第三代主战坦克的潮流中，中国新一代主战坦克99A式主战坦克（图甲）达到了世界先进水平。坦克前进是使用履带式前进装置，如图乙是坦克内部传动装置的一部分齿轮图，图中和两个齿轮彼此是咬合的，和两个齿轮是共轴的，已知、、三个齿轮的半径比为4∶1∶3，下列说法中正确的是（ ）

A. 角速度之比为1∶4∶3
B. 边缘点的线速度大小之比为为1∶4∶3
C. 边缘点的线速度大小之比为为2∶2∶3
D. 边缘点的向心加速度之比为1∶4∶12
【答案】D
【解析】
【详解】和线速度相同，和的角速度相同，半径比为4∶1∶3，有
由
得
故选D。
5. 两个质量相等、带有小孔的小球穿在A、B水平直杆上，小孔的内径略大于直杆的直径，两小球之间用不可伸长的轻绳相连，整个装置能绕垂直杆子的轴转动。直杆静止时，轻绳刚好伸直，小球A到轴的距离为，小球B到轴的距离为。已知两小球与直杆之间的动摩擦因数均为，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为，小球视为质点。现整个装置绕轴以较小的角速度做匀速转动时，下列说法正确的是（ ）

A. 若匀速转动的角速度变大，小球受到的摩擦力会先达到最大静摩擦力
B. 当匀速转动的角速度为时，绳子上的拉力为零
C. 当匀速转动的角速度为时，小球B受到的摩擦力等于零
D. 当匀速转动的角速度等于时，小球受到的摩擦力等于零
【答案】B
【解析】
【详解】AB．设A、B间没有拉力，由牛顿第二定律可得
得
由题意可知， B的圆周半径较大，因此受到的摩擦力会先达到最大静摩擦力，B小球先达到临界角速度，临界角速度为
即当转动角速度不超过时，绳子拉力是0，故A错误，B正确；
CD．设受到的摩擦力是零，对B有
对有
得
故CD错误。
故选B。
6. 台风过后，志愿者小红正在扶正被刮倒的一棵树苗，如图所示，小红向左运动，手与树苗接触点的高度为h并保持不变，当树苗与水平面的夹角为θ时，树苗的角速度为ω，则此时小红的速度大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】设小红的速度为，沿着树苗方向和垂直树苗方向分解，如图所示
树苗的速度
由几何关系可得
联立可得
故选A。
7. 现代技术条件下的无人机被广泛使用。一小型无人机携带炸弹，保持海拔高度不变以某一速度匀速水平飞行（图所示），无人机在点时无动力投弹，炸弹正好垂直击中前方海拔高度为的阵地（图所示）。已知阵地所在山坡倾角为，重力加速度为。不计空气阻力，下列计算错误的是（ ）

A. 无人机的飞行速度为
B. 炸弹的飞行时间为
C. 炸弹击中阵地时的速度为
D. 投弹点距点的直线距离为
【答案】C
【解析】
【详解】B．根据题意可知，炸弹做平抛运动，竖直方向上有
解得
故B正确；
AC．竖直方向上，由公式可得，炸弹击中阵地时竖直分速度为
由几何关系可得
炸弹击中阵地时的速度为
故A正确，C错误；
D．炸弹水平位移大小为
竖直位移为
由勾股定理可得投弹点距阵地的直线距离为
故D正确。
本题选错误的，故选C。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18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。
8. 如图所示，天花板上悬挂的电风扇绕竖直轴匀速转动，竖直轴的延长线与水平地板的交点为，扇叶外侧边缘转动的半径为，距水平地板的高度为。扇叶外侧边缘上方原先吸附一块质量为的小磁铁（可视为质点），当电风扇达到的转速为时小磁铁恰好脱落，小磁铁与风扇间动摩擦因数为，重力加速度为，不计空气阻力，且重力相对于磁力可忽略不计，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是（ ）

A. 小磁铁脱落后做自由落体运动
B. 小磁铁脱落后做平抛运动，从脱离到落地水平位移大小
C. 小磁铁恰好从风扇上脱落时的速度方向与扇叶垂直
D. 小磁铁与风扇间的相互吸引力大小为
【答案】CD
【解析】
【详解】A．小磁铁脱落后做平抛运动，故A错误；
B．磁铁平抛运动的初速度
小磁铁下落时间
小磁铁平抛运动水平距离为
故B错误；
C．小磁铁恰好从风扇上脱落时速度方向沿切线方向，与扇叶垂直，故C正确；
D．恰好脱落时，向心力等于最大静摩擦力
得
故D正确。
故选CD。
9. 汽车轮胎可以简单看做是以转轴为中心点的一个圆，更换轮胎后如果这个圆上因为各部位的重量不一致，导致其重心偏离中心转轴，轮胎在围绕这个中心旋转时会产生不平衡，特别高速运转时会造成车辆抖动，因此需对轮胎进行动态平衡调整。卸下轮胎固定在动平衡机上，在轮毂上的恰当位置贴上适当质量的平衡块来补差，使整个圆质量分布处于一个均匀状态，就可以让其重心恢复到中心转轴。若平衡块的质量为，与转轴的距离为，重力加速度为，当轮胎以角速度匀速转动时，下列说法正确的是（ ）

A. 若平衡块到达最高点时车轴受到的合力竖直向上，则应增大平衡块的质量
B. 若平衡块到达最高点时车轴受到的合力沿水平方向，则调整平衡块的质量就可解决问题
C. 平衡块到达最低点时处于超重状态
D. 平衡块到达与转轴等高的位置时，受到轮毂的作用力为
【答案】CD
【解析】
【详解】A．平衡块到达最高点时，对平衡块分析，则有
若增大平衡块的质量，则平衡块受到向下的拉力增大，由牛顿第三定律可知，则平衡块对轮毂向上的拉力增大，A错误；
B．平衡块到达最高点时，平衡块对轮毂的力在竖直方向，仅调整平衡块质量，只能改变车轴竖直方向的受力，不能改变车轴水平方向的受力，B错误；
C．平衡块到达最低点时，根据牛顿第二定律
解得
平衡块处于超重状态，C正确；
D．平衡块到达与转轴等高的位置时，水平方向根据牛顿第二定律
竖直方向，根据平衡条件
受到轮毂的作用力为
D正确。
故选CD。
10. 2023年2月21日迎来“二月二，龙抬头”。“龙”指的是二十八宿中的东方苍龙七宿星象，每岁仲春卯月之初，“龙角星”就从东方地平线上升起，故称“龙抬头”。10点后朝东北方天空看去，有两颗亮星“角宿一”和“角宿二”，就是龙角星。实际上，角宿一是一个距离很近的、互相围绕公转的双星系统，系统内两颗恒星距离只有0.12个天文单位，公转轨道周期只有4.0145天。根据以上信息以及万有引力常量，判断下列说法正确的是（ ）
A. 可以求出系统内两恒星的质量比B. 可以求出系统内两恒星的总质量
C. 可以求出系统内两恒星的自转角速度D. 可以求出系统内两恒星的速率之和
【答案】BD
【解析】
【详解】设两恒星质量为和，轨道半径为和，有
联立可得
根据线速度与角速度的关系
所以
故选BD。
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 某同学用如图甲所示的装置研究平抛运动。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飞出后，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）实验时需要下列哪个器材___________。
A.弹簧秤 B.重锤线 C.打点计时器 D.秒表
（2）做实验时，让小球多次沿斜槽轨道运动，通过描点法画出小球平抛运动的轨迹。下列的一些操作要求，正确的是__________。
A.每次必须由同一位置静止释放小球 B.斜槽末端应调整成水平状态
C.斜槽轨道越光滑，对实验结果影响越小 D.图甲中挡板每次必须等间距下移
（3）图乙是用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长。若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的、、、所示，则小球平抛的初速度的计算式为_（用和表示），其值是___________（）（结果保留2位有效数字）
【答案】 ①. B ②. AB##BA ③. ④. 1.0
【解析】
【详解】（1）[1]重锤线用来调整后面板是否竖直放置，其他仪器不需要。故选B。
（2）[2]AB．小球必须每次从斜槽上同一位置由静止开始释放，斜槽末端必须水平，保证每次做平抛运动的初速度相同，故AB正确；
C．无论斜槽是否光滑，只要小球每次从斜槽上同一位置由静止开始释放，就能获得相同的初速度，则斜槽是否光滑对实验没有影响，故C错误；
D．图甲中档板N每次不是必须等间距下移，故D错误。
故选AB
（3）[3]由图乙可知，小球两点间的水平位移相等，则两点间的时间间隔相等，设相邻两点间的时间间隔为，竖直方向上，由逐差法
可得
水平方向上，由
可得
则小球平抛初速度的计算式为
代入数据解得
12. 如图为研究向心力与哪些因素有关系的实验装置。可视为质点的金属块放置在水平转台上，电动机带动转台做匀速圆周运动，金属块和下面的挡光片在同一竖直线上，改变电动机的电压，可以改变转台的转速，金属块被约束在转台的凹槽中，只能沿半径方向移动，且跟转台之间的摩擦力很小，可以忽略不计。

（1）已知挡光片的宽度为，经过光电门的遮光时间为，经过光电门速度为_______，为了测量转动的角速度，还需要测量__________的距离。
（2）上述实验中，该同学在保持金属块质量和转动半径一定的情况下，多次改变转速后，由力传感器读出对应的向心力。他用图像法来处理数据，结果画出了如图所示的图像，该图线是一条过原点的直线，请你分析他的图像横坐标表示的物理量是_________（填正确答案的字母序号）。
A. B. C. D.
拟合出的图像为过原点的直线。据此可得出结论：________________________。
【答案】 ①. ②. 金属块到转轴间的距离 ③. B ④. 质量和转动半径一定的情况下，向心力与角速度平方成正比
【解析】
【详解】(1)[1] [2] 挡光片的宽度为，经过光电门的遮光时间为，可以求得
又有
可以测出角速度，因此需要测量金属块到转轴间的距离
(2)[3] [4] 在保持金属块质量和转动半径一定的情况下，测出不同情况下的值，拟合出的图像为过原点的直线，据此可得出结论：质量和转动半径一定的情况下,向心力与角速度的平方成正比，即。综合以上分析横坐标表示的物理量是，故选B。
13. 北京时间2022年12月27日15时37分，我国在太原卫星发射中心用长征四号乙运载火箭将高分十一号04星发射升空。我国发射的高分系列卫星中，高分四号卫星处于地球同步轨道。如图所示，卫星是位于赤道平面内、绕行方向与地球自转方向相同的近地卫星，是高分四号地球同步卫星，此时刻、连线与地心恰在同一直线上且相距最近。已知的角速度为，地球自转角速度为，万有引力常量为。
（1）估算地球的密度；
（2）由图示时刻开始，至少经过多长时间、相距最远？

【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）设地球半径为，地球质量为，卫星的质量为，有
得
地球体积为
所以密度为
（2）当和转过得圆心角相差为时，第一次相距最远有
得
即至少经过时间
、相距最远。
【点睛】本题考查万有引力的应用与天体中的追击相遇问题。
14. 如图所示，一个圆锥形容器绕竖直中心轴以一定的角速度匀速转动，一质量为的小物块放在容器内壁上，经过一段时间稳定后，小物块随圆锥形容器一起转动且相对内壁静止，它和点的连线恰好与锥面垂直且长为，且与之间的夹角为53°，，重力加速度大小为。
（1）若匀速转动的角速度为时小物块受到的摩擦力恰好为零，求的大小；
（2）若匀速转动的角速度为，，且，小物块仍然相对内壁静止，求小物块受到的摩擦力大小和方向；
（3）若匀速转动的角速度为，，且，小物块仍然相对内壁静止，求小物块受到的摩擦力大小和方向。

【答案】（1）；（2），方向沿内壁向下；（3），方向沿内壁向上
【解析】
【详解】（1）根据题意可知，小物块在水平面上做圆周运动，对小物块受力分析得
代入数据解得
（2）根据题意可知，当且时，所需要的变大，物块将要做离心运动，但小物块仍然相对内壁静止，故摩擦力的方向沿内壁向下，受力分析得
解得
将数据代入得到
方向沿内壁向下。
（3）当，且，所需要的变小，物块将要做近心运动，但小物块仍然相对内壁静止，故摩擦力的方向沿内壁向上，受力分析得
解得
将数据代入得到
方向沿内壁向上。
15. 配重式抛石机出现于战国初期，主要用于攻城和防守要塞。抛石机可简化为图所示。将石块放在长臂A端的半球形凹槽内，在短臂B端挂上重物，将A端拉至地面然后突然释放，石块过最高点时就被水平抛出。已知转轴到地面的距离，，石块质量为50kg，石块从最高点飞出时距敌方城墙水平距离s为90m，城墙高度为15m，城门高度为5m。不计空气阻力和所有摩擦，忽略城墙厚度，取。
（1）若石块恰好击中城墙顶部，求石块从点飞出前瞬间对半球形凹槽的竖直方向压力大小；
（2）若要石块能击中城门，求石块从点飞出时的速度范围。（计算结果保留两位有效数字）

【答案】（1）2.65×104N；（2）
【解析】
【详解】（1）设石块恰好击中城墙顶部时，石块从点飞出时速度为，时间为，则有
，
在点由牛顿第二定律有
联立解得
根据牛顿第三定律知，石块从点飞出时对半球形凹槽的压力大小为
（2）设石块恰好击中城门顶部时，石块从点飞出时速度为，时间为，有
，
解得
设石块恰好击中城门底部时，石块从点飞出时速度为，时间为，有
，
解得
若要石块能击中城门，则石块从点飞出时的速度大小应满足