安徽省馬鞍山市紅星中學(xué)2022-2023學(xué)年高一下學(xué)期期中物理試題 Word版含解析

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紅星中學(xué)2022-2023學(xué)年度高一第二學(xué)期期中考試物理試卷（時(shí)間：75分鐘滿分：100分）一、單選題（每題4分，共28分）1.對(duì)于萬有引力定律的表達(dá)式，下列說法正確的是（　?。〢.該表達(dá)式僅對(duì)質(zhì)量較大天體適用B.當(dāng)r趨于零時(shí)，萬有引力趨于無窮大C.質(zhì)量為、的物體之間的引力是一對(duì)平衡力D.質(zhì)量為、的物體之間的引力總是大小相等的【答案】D【解析】【詳解】A．自然界的任何兩個(gè)物體都是相互吸引的，對(duì)于質(zhì)量較大的天體適用，對(duì)質(zhì)量較小的一般物體也適用，故A錯(cuò)誤；B．萬有引力公式適用于質(zhì)點(diǎn)間引力的計(jì)算，當(dāng)r趨近于零時(shí)，兩物體不能看成質(zhì)點(diǎn)公式不再適用，故不能據(jù)公式得出萬有引力趨于無窮大的結(jié)論，故B錯(cuò)誤；CD．兩物體間相互吸引的一對(duì)萬有引力作用在相互作用的兩個(gè)物體上是作用力與反作用力，不是一對(duì)平衡力，由牛頓第三定律可知，物體之間的引力總是大小相等的，故C錯(cuò)誤，D正確。故選D。2.在真空環(huán)境內(nèi)探測(cè)微粒在重力作用下運(yùn)動(dòng)的簡(jiǎn)化裝置如圖所示。P是一個(gè)微粒源，能持續(xù)水平向右發(fā)射質(zhì)量相同、初速度不同的微粒。高度為的探測(cè)屏AB豎直放置，離P點(diǎn)的水平距離為，上端A與P點(diǎn)的高度差也為h，（g?。?。則能被屏探測(cè)到的微粒的最大初速度是（　?。〢.6m/sB.8m/sC.10m/sD.12m/s

1【答案】C【解析】【詳解】分析可知，打在A點(diǎn)的微粒速度最大解得最大初速度故選C。3.如圖所示，質(zhì)量為m的物體從半徑為R的半球形碗邊向碗底滑動(dòng)，滑到最低點(diǎn)時(shí)的速度為v，若物體與碗的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，則物體滑到最低點(diǎn)時(shí)受到的摩擦力的大小是（　?。〢.μmgB.C.D.【答案】D【解析】【詳解】物體滑到最低點(diǎn)時(shí)得物體滑到最低點(diǎn)時(shí)受到的摩擦力的大小4.完全相同的甲、乙兩球，甲做平拋運(yùn)動(dòng)，乙做自由落體運(yùn)動(dòng)，沿如圖所示路徑下落相同高度，此過程中（　?。?/p>

2A.重力對(duì)甲球做功的平均功率大B.重力對(duì)兩球做功的平均功率相等C.重力對(duì)甲球做功的多D.重力對(duì)乙球做的功多【答案】B【解析】【詳解】CD．由于兩球下落的高度相同，質(zhì)量相同，由可知，重力對(duì)兩球做功一樣多，故C、D錯(cuò)誤；AB．根據(jù)甲乙兩球在豎直方向均作自由落體運(yùn)動(dòng)，因此它們的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同，故平均功率相等，故A錯(cuò)誤，B正確。故選B。5.如題圖所示是一汽車在平直路面上啟動(dòng)的速度-時(shí)間圖像，其中0到時(shí)刻圖像為直線，從時(shí)刻起汽車的功率保持不變，設(shè)汽車受到的阻力恒定不變，由圖像可知（）A.時(shí)間內(nèi)，汽車的牽引力增大，加速度增大，功率不變B.時(shí)間內(nèi)，汽車的牽引力不變，加速度不變，功率增大C.時(shí)間內(nèi)，汽車的牽引力減小，加速度不變D.時(shí)間內(nèi)，汽車的牽引力不變，加速度不變【答案】B【解析】【詳解】AB：由速度時(shí)間圖象知，0～t1時(shí)間內(nèi)，汽車做加速度不變的加速運(yùn)動(dòng)；汽車受到的阻力恒定不變，則汽車的牽引力不變，汽車的功率增加．故A項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確．

3CD：由速度時(shí)間圖象知，0～t1時(shí)間內(nèi)，汽車做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)；t1時(shí)刻起汽車的功率保持不變，則汽車的牽引力減小．故CD兩項(xiàng)錯(cuò)誤．6.鐵路在彎道處內(nèi)外軌的高度是不同的，已知某彎道處內(nèi)外軌傾角為，轉(zhuǎn)彎半徑為R，火車的質(zhì)量為m，重力加速度為g，火車轉(zhuǎn)彎時(shí)的速度大小為，則（　　）A.車輪對(duì)內(nèi)軌有擠壓力B.車輪對(duì)外軌有擠壓力C.鐵軌對(duì)火車的支持力為D.鐵軌對(duì)火車的支持力為【答案】C【解析】【詳解】對(duì)火車受力分析知，當(dāng)火車拐彎的向心力恰好由重力和支持力的合力來提供時(shí)，滿足解得所以當(dāng)火車轉(zhuǎn)彎時(shí)的速度大小為時(shí)，車輪對(duì)內(nèi)外軌都沒有擠壓力，且此時(shí)鐵軌對(duì)火車的支持力為故C正確，ABD錯(cuò)誤。故選C。7.雙星系統(tǒng)由兩顆相距較近的恒星組成，每個(gè)恒星的直徑遠(yuǎn)小于兩個(gè)星體之間的距離，而且雙星系統(tǒng)一般遠(yuǎn)離其他天體。如圖所示，兩顆星球組成的雙星，在相互之間的萬有引力作用下，繞連線上的O點(diǎn)做周期相同的勻速圓周運(yùn)動(dòng)。現(xiàn)測(cè)得兩顆星之間的距離為L(zhǎng)，設(shè)質(zhì)量分別用、表示，且。則可知（　　）

4A.、做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度之比為B.、做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度之比為C.雙星間距離一定，雙星的總質(zhì)量越大，其轉(zhuǎn)動(dòng)周期越大D.雙星的質(zhì)量一定，雙星之間的距離越大，其轉(zhuǎn)動(dòng)周期越大【答案】D【解析】【詳解】AB．雙星靠相互間的萬有引力提供向心力，具有相同的角速度，設(shè)為，則有解得軌道半徑之比等于質(zhì)量的反比，即根據(jù)線速度與角速度關(guān)系可知，、做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度之比等于軌道半徑之比為故A、B錯(cuò)誤；CD．根據(jù)角速度與周期的關(guān)系可知由上式可得則總質(zhì)量

5可知雙星間距離一定，雙星的總質(zhì)量越大，其轉(zhuǎn)動(dòng)周期越小；雙星的質(zhì)量一定，雙星之間的距離越大，其轉(zhuǎn)動(dòng)周期越大，故C錯(cuò)誤，D正確。故選D。二、多選題（每小題4分，共12分）8.我國(guó)航天員在“天宮課堂”中演示了一個(gè)有趣的實(shí)驗(yàn)：長(zhǎng)l的細(xì)繩一端固定，另一端系一質(zhì)量為m的小球（視為質(zhì)點(diǎn)），給小球一初速度使其在“豎直平面”內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，則（　?。〢.小球運(yùn)動(dòng)的角速度為B.小球運(yùn)動(dòng)的周期為C.細(xì)繩的拉力對(duì)小球不做功D.細(xì)繩對(duì)小球的拉力始終不變【答案】AC【解析】【詳解】A．由于小球處于失重狀態(tài)，在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)可知小球運(yùn)動(dòng)的角速度A正確；B．小球運(yùn)動(dòng)的周期B錯(cuò)誤；C．由于細(xì)線拉力的方向始終與小球運(yùn)動(dòng)方向垂直，因此細(xì)繩的拉力對(duì)小球不做功，C正確；D．細(xì)繩對(duì)小球的拉力始終指向圓心，拉力的方向時(shí)刻改變，因此拉力時(shí)刻改變，D錯(cuò)誤。故選AC。9.如圖所示，A為靜止于地球赤道上的物體，B為繞地球沿橢圓軌道運(yùn)行的衛(wèi)星，C為繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星，P為B、C兩衛(wèi)星軌道的交點(diǎn)。已知A、B、C繞地心運(yùn)動(dòng)的周期相同，下列說法中正確的是（　?。?/p>

6A.物體A和衛(wèi)星C具有相同大小加速度B.衛(wèi)星C的運(yùn)行速度大于物體A的速度C.物體A的運(yùn)行速度一定小于第一宇宙速度D.衛(wèi)星B在P點(diǎn)的加速度與衛(wèi)星C在該點(diǎn)加速度大小相等【答案】BCD【解析】【詳解】A．物體A靜止于地球赤道上隨地球一起自轉(zhuǎn)，衛(wèi)星C為繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)，它們繞地心運(yùn)動(dòng)的周期相同，根據(jù)向心加速度的公式可知衛(wèi)星C的加速度較大，故A錯(cuò)誤；B．物體A和衛(wèi)星C的周期相等，則角速度相等，根據(jù)知，半徑越大，線速度越大，所以衛(wèi)星C的運(yùn)行速度大于物體A的速度，故B正確；C．第一宇宙速度是最大的環(huán)繞速度，圓周軌道半徑為地球半徑，萬有引力提供向心力解得衛(wèi)星C的運(yùn)行速度小于第一宇宙速度，而衛(wèi)星C的運(yùn)行速度大于物體A的速度，所以物體A的運(yùn)行速度一定小于第一宇宙速度，故C正確；D．萬有引力提供向心力解得兩衛(wèi)星距離地心的距離相等，則加速度相等，故D正確。故選BCD。10.如圖所示，兩個(gè)質(zhì)量均為的小球A、B套在半徑為R

7的圓環(huán)上，圓環(huán)可繞豎直方向的直徑旋轉(zhuǎn)，兩小球隨圓環(huán)一起轉(zhuǎn)動(dòng)且相對(duì)圓環(huán)靜止。已知與豎直方向的夾角，與垂直，小球與圓環(huán)間恰好沒有摩擦力，重力加速度為g，，。下列說法正確的是（　　）A.圓環(huán)旋轉(zhuǎn)角速度的大小為B.圓環(huán)旋轉(zhuǎn)角速度的大小為C.小球A與圓環(huán)間摩擦力的大小為D.小球A受到的重力和彈力合力水平向左【答案】AC【解析】【詳解】AB．小球B與圓環(huán)間恰好沒有摩擦力，由支持力和重力合力提供向心力，有解得故A正確，B錯(cuò)誤；C．對(duì)小球A受力分析如圖所示：水平方向

8豎直方向聯(lián)立解得故C正確；D．小球A受到向心力由重力、彈力和摩擦力的合力提供；摩擦力與水平方向夾角斜向右上方，而向心力水平向左，可知小球A受到的重力和彈力合力必向左下方，故D錯(cuò)誤。故選AC。三、實(shí)驗(yàn)題（共16分）11.（1）平拋物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律可以概括為兩點(diǎn)：①水平方向做勻速運(yùn)動(dòng)，②豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)。為了研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)，可做下面的實(shí)驗(yàn)：如圖甲所示，用小錘打擊彈性金屬片，A球水平飛出，同時(shí)B球被松開，做自由落體運(yùn)動(dòng)，兩球同時(shí)落到地面，這個(gè)實(shí)驗(yàn)___________；A．只能說明上述規(guī)律中的第①條B．只能說明上述規(guī)律中的第②條C．不能說明上述規(guī)律中的任何一條D．能同時(shí)說明上述兩條規(guī)律（2）某同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)對(duì)平拋運(yùn)動(dòng)進(jìn)行研究，他在豎直墻上記錄了拋物線軌跡的一部分，如圖乙所示。x軸沿水平方向，y軸是豎直方向，由圖中所給的數(shù)據(jù)可求出：圖中坐標(biāo)原點(diǎn)O___________（選填“是”或“不是”）拋出點(diǎn)；平拋物體的初速度是___________m/s，物體運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的實(shí)際速度是___________m/s。（g取10m/s2）

9【答案】①.B②.不是③.##4.0④.【解析】【詳解】（1）[1]在打擊金屬片時(shí)，兩小球分別做平拋運(yùn)動(dòng)與自由落體運(yùn)動(dòng)，結(jié)果同時(shí)落地，則說明平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向上是自由落體運(yùn)動(dòng)。故選B。（2）[2]做平拋運(yùn)動(dòng)的物體在豎直方向上做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)，在相等時(shí)間內(nèi)的豎直位移之比為，圖中OA、AB、BC的豎直位移之比為，則O點(diǎn)不是拋出點(diǎn)。[3]在豎直方向上，根據(jù)得平拋運(yùn)動(dòng)的初速度[4]物體運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的豎直分速度為可得運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的實(shí)際速度12.用如圖所示的裝置來探究小球做圓周運(yùn)動(dòng)所需向心力的大小F與質(zhì)量m、角速度ω和半徑r之間的關(guān)系。兩個(gè)變速輪塔通過皮帶連接，轉(zhuǎn)動(dòng)手柄使槽內(nèi)的鋼球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。橫臂的擋板對(duì)球的壓力提供向心力，球?qū)醢宓姆醋饔昧νㄟ^橫臂的杠桿作用使彈簧測(cè)力筒下降，從而露出標(biāo)尺，標(biāo)尺上的紅白相間等分格的數(shù)量之比等于兩個(gè)球所受向心力的比值。裝置中有大小相同的3個(gè)金屬球可供選擇使用，其中有2個(gè)鋼球和1個(gè)鋁球，如圖是某次實(shí)驗(yàn)時(shí)裝置的狀態(tài)，圖中兩個(gè)球到標(biāo)尺距離相等。

10（1）物理學(xué)中此種實(shí)驗(yàn)的原理方法叫___________；A．理想實(shí)驗(yàn)法B．等效替代法C．控制變量法（2）在研究向心力的大小F與質(zhì)量m關(guān)系時(shí)，要保持________相同；A．和r　B．和m　C．m和r　D．m和F（3）圖中所示是在研究向心力大小F與________的關(guān)系；A．質(zhì)量m　B．半徑r　C．角速度（4）若圖中標(biāo)尺上紅白相間的格顯示出兩個(gè)小球所受向心力比值為，那么與皮帶連接的兩個(gè)變速輪塔的半徑之比為________。A．　B．　C．　D．【答案】①.C②.A③.C④.B【解析】【詳解】（1）[1]在研究向心力的大小F與質(zhì)量m、角速度ω和半徑r之間的關(guān)系時(shí)，需先控制某些量不變，研究另外兩個(gè)物理量的關(guān)系，該方法為控制變量法。故選C。（2）[2]在研究向心力的大小F與質(zhì)量m關(guān)系時(shí)，依據(jù)，則要保持ω和r相同。故選A。（3）[3]圖中兩個(gè)鋼球質(zhì)量和運(yùn)動(dòng)半徑相等，根據(jù)，則是在研究向心力的大小F與角速度關(guān)系。故選C。（4）[4]根據(jù)，兩球向心力之比為，運(yùn)動(dòng)半徑和質(zhì)量相等，則轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度之比為。因?yàn)榭科鲃?dòng)，變速輪塔的線速度大小相等，根據(jù)可知，與皮帶連接的變速輪塔對(duì)應(yīng)的半徑之比為。故選B。四、解答題（共44分）

1113.如圖所示，在粗糙水平地面上，有一質(zhì)量為20kg的木箱，在一個(gè)大小為100N與水平方向成角斜向上的拉力F作用下，向右前進(jìn)了30m，木箱與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2（g取）（1）求作用在物體上的拉力所做的功；（2）求摩擦力做的功（，）?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】【詳解】（1）拉力F做功為（2）滑動(dòng)摩擦力做功為14.已知我國(guó)“天問一號(hào)”火星探測(cè)器繞火星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T，距火星表面的高度為h，火星的半徑為R，引力常量為G。求∶（1）“天問一號(hào)”火星探測(cè)器的運(yùn)行速度大??；（2）火星的質(zhì)量M；（3）火星表面的重力加速度g′的大小?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3）【解析】【詳解】（1）根據(jù)圓周運(yùn)動(dòng)角速度與線速度的關(guān)系可得火星探測(cè)器的運(yùn)行速度為（2）設(shè)火星探測(cè)器的質(zhì)量為m，火星探測(cè)器做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由萬有引力提供，則有解得（3）設(shè)在火星表面一物體質(zhì)量為，其受到的萬有引力等于重力，則有

12解得15.如圖所示，豎直平面內(nèi)的圓弧形光滑軌道半徑為R，A端與圓心O等高，AD為與水平方向成角的斜面，B端在O的正上方一個(gè)質(zhì)量為m的小球在A點(diǎn)正上方某處由靜止開始釋放，自由下落至A點(diǎn)后進(jìn)入圓形軌道并能沿圓形軌道到達(dá)B點(diǎn)，最后落到斜面上C點(diǎn)，且到達(dá)B處時(shí)小球?qū)A形軌道頂端的壓力大小為5mg（忽略空氣阻力）求：（1）小球到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度的大??；（2）小球從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)所用的時(shí)間t；（3）小球離開B后，經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間距離斜面最遠(yuǎn)，離斜面最遠(yuǎn)的距離是多大。【答案】（1）；（2）；（3），【解析】【詳解】（1）在B點(diǎn)由重力和軌道的支持力提供向心力，由牛頓第二定律可得解得（2）小球離開B點(diǎn)后做平拋運(yùn)動(dòng)，小球落到C點(diǎn)時(shí)，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律得

13解得（3）小球離開B后，當(dāng)垂直于斜面方向的速度為零時(shí)離斜面最遠(yuǎn)，分解如圖所示則有又因?yàn)榫嚯x斜面最遠(yuǎn)的時(shí)間根據(jù)解得離斜面最遠(yuǎn)的距離16.小華站在水平地面上，手握不可伸長(zhǎng)的輕繩一端，繩的另一端系有質(zhì)量為m的小球，甩動(dòng)手腕，使球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)。當(dāng)球某次運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，繩突然斷掉，球飛行水平距離d

14后落地，如圖所示。已知握繩的手離地面高度為d，手與球之間的繩長(zhǎng)為，重力加速度為g。忽略手的運(yùn)動(dòng)半徑和空氣阻力。（1）從繩斷到球落地的時(shí)間多長(zhǎng)；繩斷時(shí)球的速度多大？（2）問繩能承受的最大拉力多大？（3）改變繩長(zhǎng)，繩能承受的最大拉力不變。使球重復(fù)上述運(yùn)動(dòng)，若繩仍在球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)斷掉，要使球拋出的水平距離最大，繩長(zhǎng)應(yīng)為多少？最大水平距離為多少？【答案】（1），；（2）；（3），【解析】【詳解】（1）設(shè)繩子斷后球飛行時(shí)間為t，繩斷時(shí)球的速度，由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可得聯(lián)立解得，（2）在最低點(diǎn)，由牛頓第二定律可得代入數(shù)據(jù)解得可知繩能承受的最大拉力為。（3）設(shè)繩子長(zhǎng)度為l，繩斷時(shí)球的速度為v，由于繩子承受的最大拉力不變，則有

15解得繩子斷后做平拋運(yùn)動(dòng)，則有解得由數(shù)學(xué)知識(shí)可知當(dāng)時(shí)，x有最大值

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