安徽省合肥市第一中學(xué)2022-2023學(xué)年高一下學(xué)期期中物理 Word版含解析

《安徽省合肥市第一中學(xué)2022-2023學(xué)年高一下學(xué)期期中物理 Word版含解析》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

合肥一中2022-2023學(xué)年高一年級(jí)第二學(xué)期期中考試物理試卷一、選擇題：本題共10小題。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1～7題只有一項(xiàng)符合題目要求；第8～10題有多項(xiàng)符合題目要求。1.下列關(guān)于物理學(xué)史的說法中正確的是（　　）A.在牛頓之前，亞里士多德、伽利略、笛卡兒等人就有了對(duì)力和運(yùn)動(dòng)的正確認(rèn)識(shí)B.伽利略所處的時(shí)代不具備能較精確地測(cè)量自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)間的工具C.牛頓若能得到月球的具體運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，就能通過“地月檢驗(yàn)”測(cè)算出地球的質(zhì)量D.開普勒通過觀測(cè)天體運(yùn)動(dòng)，積累下大量的數(shù)據(jù)，總結(jié)出行星運(yùn)動(dòng)三大定律【答案】B【解析】【詳解】A．在牛頓之前，伽利略、笛卡兒等人就有了對(duì)力和運(yùn)動(dòng)的正確認(rèn)識(shí)，而亞里士多德認(rèn)為力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因，這一認(rèn)識(shí)是錯(cuò)誤的，A錯(cuò)誤；B．伽利略通過斜面實(shí)驗(yàn)研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)，再合理外推到豎直方向，從而證明自由落體運(yùn)動(dòng)是勻變速直線運(yùn)動(dòng)，伽利略這樣研究的原因是為了延長運(yùn)動(dòng)時(shí)間，可見當(dāng)時(shí)并不具備能較精確地測(cè)量自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)間的工具，B正確；C．牛頓通過“地月檢驗(yàn)”證明了天上月球受到的引力，與地上物體受到的引力是同一種力，即萬有引力，通過“地月檢驗(yàn)”并不能得到地球的質(zhì)量，C錯(cuò)誤；D．開普勒通過研究第谷觀測(cè)天體運(yùn)行得到的大量數(shù)據(jù)，從而總結(jié)出行星運(yùn)動(dòng)三定律，D錯(cuò)誤。故選B。2.某同學(xué)用如圖所示的裝置研究運(yùn)動(dòng)合成規(guī)律，長方體物塊上固定一長為L的豎直桿，物塊及桿的總質(zhì)量為M，質(zhì)量為m的小環(huán)套在桿上，當(dāng)小環(huán)從桿頂端由靜止滑下時(shí)（小環(huán)與桿的摩擦可忽略），物塊在水平恒力F的作用下，從靜止開始沿光滑水平面向右運(yùn)動(dòng)。小環(huán)落到桿底端時(shí)，物塊移動(dòng)的距離為2L，重力加速度大小為g，則小環(huán)從頂端下落到底端的過程中（　?。〢.小環(huán)通過的路程為2L

1B.小環(huán)落到底部的時(shí)間為C.桿對(duì)小環(huán)的作用力為mgD.桿對(duì)小環(huán)的作用力為2mg【答案】D【解析】【詳解】A．小環(huán)從頂端下落到底端的過程中，其水平位移為2L，豎直位移為L，其實(shí)際位移為所以小環(huán)通過的路程大于2L，故A錯(cuò)誤；B．小環(huán)在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，則有解得故B錯(cuò)誤；CD．設(shè)小環(huán)在水平方向的加速度大小為，則有又聯(lián)立解得根據(jù)牛頓第二定律可得，小環(huán)受到桿的作用力大小為故C錯(cuò)誤，D正確。故選D。3.如圖所示，一偏心輪繞垂直紙面軸O勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，a和b是輪上質(zhì)量相等的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)，則偏心輪轉(zhuǎn)動(dòng)過程中a、b兩質(zhì)點(diǎn)(　　)

2A.角速度大小相同B.線速度大小相同C.向心加速度大小相同D.向心力大小相同【答案】A【解析】【詳解】A．同軸轉(zhuǎn)動(dòng)角速度相等，A正確；B．由于兩者半徑不同，根據(jù)公式v＝ωr可得兩點(diǎn)的線速度不同，B錯(cuò)誤；C．根據(jù)公式a＝ω2r，角速度相同，半徑不同，所以向心加速度不同，C錯(cuò)誤；D．根據(jù)公式F＝ma，質(zhì)量相同，但是加速度不同，所以向心力大小不同，D錯(cuò)誤．故選A。4.2022年3月23日，航天員翟志剛、王亞平、葉光富在距地表400km的中國空間站進(jìn)行太空授課，直播信號(hào)并非空間站與地面的直接對(duì)話，而是要經(jīng)過距地表約4萬公里的天鏈衛(wèi)星中轉(zhuǎn)（相當(dāng)于基站）。已知：航天員們?cè)诳臻g站中一天可以看見16次日出，地球半徑約6400km，引力常量，則根據(jù)上述信息可知（　　）A.空間站運(yùn)行的線速度大小與第一宇宙速度相等B.空間站相對(duì)地面是靜止的C.空間站運(yùn)行的線速度小于天鏈衛(wèi)星的線速度D.可以估算出地球的質(zhì)量【答案】D【解析】【詳解】AC．設(shè)地球質(zhì)量為M，飛行器繞地球運(yùn)行軌道半徑為r，則有

3可得第一宇宙速度對(duì)應(yīng)的軌道半徑在數(shù)值上等于地球半徑，依題意空間站的軌道半徑大于地球半徑，所以空間站運(yùn)行的線速度小于第一宇宙速度；同理由于空間站繞地球的軌道半徑小于天鏈衛(wèi)星的軌道半徑，所以空間站運(yùn)行的線速度大于天鏈衛(wèi)星的線速度；故AC錯(cuò)誤；B．依題意可知空間站的周期為而地球自轉(zhuǎn)周期為24h，可知空間站繞地球運(yùn)動(dòng)的角速度大于地球自轉(zhuǎn)的角速度，相對(duì)于地面不靜止，故B錯(cuò)誤；D．設(shè)地球質(zhì)量為M，空間站的質(zhì)量為m，空間站的周期為T，根據(jù)牛頓第二定律有解得由于引力常數(shù)G、高度h、地球半徑R均已知，代入數(shù)據(jù)可得所以可以估算出地球的質(zhì)量，故D正確。故選D。5.起重機(jī)以的加速度將質(zhì)量為的貨物由靜止開始勻加速向上提升，g取，則在內(nèi)起重機(jī)對(duì)貨物做的功是（　?。〢.10000JB.12000JC.20000JD.24000J【答案】B【解析】【詳解】貨物的加速度向上，由牛頓第二定律可得解得起重機(jī)的拉力為

4在內(nèi)貨物的位移為則在內(nèi)起重機(jī)對(duì)貨物做的功為故選B。6.如圖，質(zhì)量為0.5kg的小球，從A點(diǎn)下落到地面上的B點(diǎn)，下落過程受到恒定阻力，若A點(diǎn)距桌面h1為1.2m，桌面高h(yuǎn)2為0.8m，g取10m/s2，則該過程小球重力勢(shì)能減少量為（　?。〢.6JB.8JC.10JD.參考平面未定，結(jié)果未知【答案】C【解析】【詳解】根據(jù)重力勢(shì)能與重力做功的關(guān)系可知，從A點(diǎn)下落到地面上的B點(diǎn)，該過程小球重力勢(shì)能減少量為故選C。7.射人造航天器時(shí)，可利用地球的自轉(zhuǎn)讓航天器發(fā)射前就獲得相對(duì)地心的速度。設(shè)地球表面的重力加速度在兩極的大小為g0，在赤道的大小為g；地球自轉(zhuǎn)的周期為T，酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心的緯度為φ。將地球視為質(zhì)量均勻分布的球體，則在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射的航天器利用地球自轉(zhuǎn)能獲得相對(duì)地心的最大速度為（　?。〢.B.C.D.

5【答案】C【解析】【詳解】地球表面兩極處質(zhì)量為的物體所受的重力等于萬有引力，則有同理該物體在赤道處，由牛頓第二定律有聯(lián)立解得地球半徑為對(duì)在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射的航天器進(jìn)行建模，如圖所示，則分析可知，在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射的航天器利用地球自轉(zhuǎn)能獲得的相對(duì)地心的最大速度為故選C。8.天津之眼是世界上唯一建在水上的摩天輪，它的直徑達(dá)，輪外裝掛48個(gè)360度透明座艙，每個(gè)座艙可乘坐8個(gè)人，可同時(shí)供384個(gè)人觀光。摩天輪勻速旋轉(zhuǎn)一周所需時(shí)間為30分鐘，在此過程中，下列說法中正確的是（　　）A.每個(gè)乘客受到的合力在不斷變化，且合力始終不做功B.運(yùn)行過程中乘客對(duì)座艙的作用力始終不變

6C.運(yùn)行過程中乘客重力的功率時(shí)刻變化D.乘客隨摩天輪運(yùn)動(dòng)的線速度大小為192m/s【答案】AC【解析】【詳解】A．乘客做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，每個(gè)人受到的合力提供向心力，始終指向圓心，合力在不斷變化；由于合力始終指向圓心，與速度垂直，則合力始終不做功，故A正確；B．乘客受到重力和座艙的作用力的合力提供向心力，由于乘客做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，所需的向心力大小始終為，方向不斷發(fā)生變化，而重力大小方向均不變，則乘客受到座艙的作用力始終在不斷變化，根據(jù)牛頓第三定律可知，運(yùn)行過程中乘客對(duì)座艙的作用力始終在不斷變化，故B錯(cuò)誤；C．運(yùn)行過程中乘客重力的瞬時(shí)功率為豎直方向的速度不斷變化，則重力的功率不斷變化，故C正確；D．乘客隨摩天輪運(yùn)動(dòng)的線速度大小為故D錯(cuò)誤。故選AC。9.如圖所示，一輕繩跨過無摩擦的小定滑輪O與小球B連接，另一端與套在光滑豎直桿上的小物塊A連接，桿兩端固定，開始時(shí)用手握住B使A靜止在P點(diǎn)，細(xì)線伸直?，F(xiàn)靜止釋放B，A向上運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過K點(diǎn)時(shí)細(xì)線與豎直桿成θ角，此時(shí)A、B的速度大小分別為vA、vB，Q點(diǎn)位置與O等高，不計(jì)一切摩擦，B球未落地，則（　?。〢.B.C.當(dāng)物塊A上升到與滑輪等高時(shí)，B的速度最大

7D.當(dāng)物塊A上升到與滑輪等高時(shí)，B速度為零【答案】BD【解析】【詳解】AB．如圖所示A錯(cuò)誤，B正確；CD．當(dāng)物塊A上升到與滑輪等高時(shí)解得C錯(cuò)誤，D正確。故選BD。10.如圖所示，宇宙中一對(duì)年輕的雙星，在距離地球16萬光年的蜘蛛星云之中。該雙星系統(tǒng)由兩顆熾熱又明亮的大質(zhì)量恒星構(gòu)成，二者圍繞連接線上中間某個(gè)點(diǎn)旋轉(zhuǎn)。通過觀測(cè)發(fā)現(xiàn)，兩顆恒星正在緩慢靠近。不計(jì)其他天體的影響，且兩顆恒星的質(zhì)量不變。則以下說法中正確的是（　?。〢.雙星之間引力變大B.每顆星的加速度均變小

8C雙星系統(tǒng)周期逐漸變大D.雙星系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度變大【答案】AD【解析】【詳解】A．根據(jù)萬有引力定律公式知，兩顆恒星正在緩慢靠近，則雙星之間引力變大，A正確；B．對(duì)星，，對(duì)星，，每顆星的加速度均變大，B錯(cuò)誤；C．由雙星系統(tǒng)的兩顆星的周期相等，萬有引力提供向心力，可以得到整理得到知雙星系統(tǒng)周期變小，C錯(cuò)誤；D．由，知轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度變大，D正確。故選AD。二、實(shí)驗(yàn)題11.如圖甲所示為測(cè)量電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)角速度的實(shí)驗(yàn)裝置，圓形卡紙固定在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上，在電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下勻速轉(zhuǎn)動(dòng)在圓形卡紙的旁邊安裝一個(gè)改裝過的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)頻率為50Hz．下面是該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)步驟：

9I．按實(shí)驗(yàn)要求安裝器材；Ⅱ．啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，使圓形卡紙轉(zhuǎn)動(dòng)起來；Ⅲ．轉(zhuǎn)動(dòng)穩(wěn)定后，接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，在卡紙邊緣打點(diǎn)；Ⅳ．?dāng)嚅_打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電動(dòng)機(jī)電源；V．根據(jù)卡紙上留下的部分痕跡，測(cè)出某兩點(diǎn)間的圓心角，如圖乙所示計(jì)算出電動(dòng)機(jī)的角速度．①實(shí)驗(yàn)中使用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，學(xué)生電源應(yīng)采用下圖中的___________接法(填“A”或“B”)②若測(cè)得圖乙中θ=120°，則電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω=___________rad/s【答案】①B②.20.93（20.9，）【解析】【詳解】①實(shí)驗(yàn)中使用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，要使用低壓交流電源，故學(xué)生電源應(yīng)采用下圖中的B接法；②由圖可知，轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)過θ=120°的時(shí)間為t=5T=0.1s，則角速度12.如圖甲所示是研究平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)裝置（帶傳感器），在某次試驗(yàn)中描繪出小球平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖乙所示，A、B、C、D是軌跡上的四個(gè)點(diǎn)，同時(shí)傳感器也記錄了小球從A到B的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為T，已知方格的邊長為L，回答下列問題：（1）小球的初速度為___________（用題中已知物理量表示）。（2）A點(diǎn)___________（選填“是”或“不是”）平拋運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)。（3）計(jì)算得出重力加速度___________（用題中已知物理量表示）。

10（4）圖丙是實(shí)驗(yàn)中小球從斜槽上不同位置下落獲得的兩條軌跡，圖線①所對(duì)應(yīng)的平拋運(yùn)動(dòng)的初速度___________（選填“較小”或“較大”），圖線②所對(duì)應(yīng)的小球在斜槽上釋放的位置___________（選填“較低”或“較高”）。【答案】①.②.是③.④.較大⑤.較低【解析】【分析】【詳解】（1）[1]由圖乙分析可得，A、B、C、D四個(gè)點(diǎn)中每相鄰兩個(gè)點(diǎn)之間的水平位移相同，均為，小球在水平方向做勻速運(yùn)動(dòng)，相鄰兩點(diǎn)之間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同均為T，則小球的初速度（2）[2]由圖乙可得，小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)，在豎直方向，連續(xù)相鄰相等時(shí)間間隔的兩個(gè)點(diǎn)之間的豎直位移分別為2L、5L、10L，比值為1：3：5，對(duì)于初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)才滿足以上位移關(guān)系特點(diǎn)，說明在A點(diǎn)，小球豎直方向分速度為0，A點(diǎn)是平拋運(yùn)動(dòng)的起始點(diǎn)；（3）[3]由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律由圖知可得重力加速度（4）[4][5]圖丙是平拋運(yùn)動(dòng)的兩條軌跡，取相同的豎直高度，則平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相同，由可知，圖線①的水平位移長，其初速度較大，需要從較高的位置滾下獲得較大的初速度，則圖線②所對(duì)應(yīng)的小球在斜槽上釋放的位置較低。三、計(jì)算題（本題3小題。要求每題寫出解題過程。）13.小李同學(xué)站在水平地面上，手握不可伸長的輕繩一端，繩的另一端系有質(zhì)量為m=0.1kg的小球，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)A時(shí)，繩恰好斷掉，如題圖所示。已知握繩的手離地面高度為0.4m，手與球之間的繩長為0.2m，繩斷瞬間速度為4m/s，重力加速度為，忽略手的運(yùn)動(dòng)半徑和空氣阻力。求：（1）繩斷后，小球落地點(diǎn)與拋出點(diǎn)A的水平距離；

11（2）繩斷前瞬間承受的拉力F大小。【答案】（1）；（2）【解析】【詳解】（1）繩斷后，小球做平拋運(yùn)動(dòng)，豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，則有解得小球落地點(diǎn)與拋出點(diǎn)A的水平距離為（2）繩斷前瞬間，根據(jù)牛頓第二定律可得可得繩斷前瞬間承受的拉力大小為14.我國載人航天飛行的“神舟”十四號(hào)飛船于2022年6月5日在中國酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空，由“長征—2號(hào)F遙十四”運(yùn)載火箭將飛船送入近地點(diǎn)為A、遠(yuǎn)地點(diǎn)為B的橢圓軌道上，在該橢圓軌道上無動(dòng)力飛行。近地點(diǎn)A距地面高度為h1，實(shí)施變軌后，進(jìn)入預(yù)定圓軌道，在預(yù)定圓軌道上飛行n圈所用時(shí)間為t，如圖所示。已知引力常量為G，地球可視為質(zhì)量分布均勻的球體，質(zhì)量為M，半徑為R，求：（1）飛船在預(yù)定圓軌道上運(yùn)動(dòng)的周期為多大？（2）預(yù)定圓軌道距地面的高度為多大？（3）飛船由近地點(diǎn)A運(yùn)動(dòng)到遠(yuǎn)地點(diǎn)B用多長時(shí)間？

12【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【詳解】（1）飛船在預(yù)定圓軌道上飛行圈所用時(shí)間為，則飛船在預(yù)定圓軌道上運(yùn)動(dòng)的周期為（2）設(shè)預(yù)定圓軌道距地面的高度為，飛船在預(yù)定圓軌道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由萬有引力提供向心力得聯(lián)立解得（3）設(shè)飛船在橢圓軌道的周期為，由開普勒第三定律可得聯(lián)立解得則飛船由近地點(diǎn)A運(yùn)動(dòng)到遠(yuǎn)地點(diǎn)B所用時(shí)間為15.2022年北京冬奧會(huì)上，中國花樣滑冰隊(duì)的隋文靜、韓聰不負(fù)眾望，在雙人滑項(xiàng)目上強(qiáng)勢(shì)奪冠，這也是中國隊(duì)時(shí)隔12年之后再次登上奧運(yùn)會(huì)最高領(lǐng)獎(jiǎng)臺(tái)。該項(xiàng)目有一項(xiàng)技術(shù)動(dòng)作叫雙人螺旋線，如圖（a）所示，以男選手成為軸心，女選手圍繞男選手旋轉(zhuǎn)。將這一情景抽象成，如圖（b

13）所示：一細(xì)線一端系住一小球，另一端固定在一豎直細(xì)桿上，小球以一定大小的速度隨著細(xì)桿在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，細(xì)線便在空中劃出一個(gè)圓錐面，這樣的模型叫“圓錐擺”。圓錐擺是研究水平面內(nèi)質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)動(dòng)力學(xué)關(guān)系的典型特例。小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）質(zhì)量為，細(xì)線AC長度為，重力加速度為。（，，計(jì)算結(jié)果可用根號(hào)或分?jǐn)?shù)表示）（1）在緊貼著小球運(yùn)動(dòng)的水面上加一光滑平板，使球在板上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，此時(shí)細(xì)線與豎直方向所成夾角為，如圖（c）所示，當(dāng)小球的角速度大于某一值時(shí)，小球?qū)⒚撾x平板，則為多大？（2）撤去光滑平板，讓小球在空中旋轉(zhuǎn)，再用一根細(xì)線，同樣一端系在該小球上，另一端固定在細(xì)桿上的B點(diǎn)，且當(dāng)兩條細(xì)線均伸直時(shí)，如圖（e）所示，各部分長度之比。則當(dāng)小球以勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，兩細(xì)線的對(duì)小球的拉力大小分別多大？（3）在（2）情境下，當(dāng)小球以勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，兩細(xì)線對(duì)小球的拉力大小分別為多大？【答案】（1）；（2），；（3），【解析】【詳解】（1）當(dāng)平板對(duì)小球支持力為零時(shí)，小球恰好脫離平板，此時(shí)重力和繩子拉力合力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律得解得（2）當(dāng)細(xì)線恰好伸直時(shí)，由幾何關(guān)系得，與豎直方向所成夾角為37°，同理可得，此時(shí)小球的角速度為

14則時(shí)細(xì)線末伸直，即；設(shè)此時(shí)細(xì)線AC與豎直方向的夾角為，由上得解得根據(jù)平衡條件得（3）當(dāng)小球以勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于所以兩細(xì)線均有拉力，有聯(lián)立解得，

15