江苏省宿迁市泗阳县实验高级中学2022-2023学年高一下学期第一次质量调研物理试题 Word版含解析

2022-2023学年第二学期泗阳县实验高级中学高一年级

第一次质量调研物理试卷

分值：100分；时长：75分钟

一、单选题（每题4分，共40分）

1. 下列关于向心力的叙述中，不正确的是（　　）

A. 向心力的方向始终沿着半径指向圆心，所以是一个变力

B. 做匀速圆周运动物体，除了受到别的物体对它的作用力外，还一定受到一个向心力的作用

C. 向心力可以是重力、弹力、摩擦力中的某个力，也可以是这些力中某几个力的合力，或者是某一个力的分力

D. 向心力只改变物体线速度的方向，不改变物体线速度的大小

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】A．向心力的方向始终沿着半径指向圆心，所以是一个变力，选项A正确，不符合题意；

B．向心力是效果力，不是物体额外受到的力，做匀速圆周运动的物体的向心力是物体所受力的合力，选项B错误，符合题意；

C．向心力可以是重力、弹力、摩擦力中的某个力，也可以是这些力中某几个力的合力，或者是某一个力的分力，选项C正确，不符合题意；

D．向心力只改变物体线速度的方向，不改变物体线速度的大小，选项D正确，不符合题意。

故选B。

2. 如图所示，汽车雨刮器在转动时，杆上A、B两点绕O点转动的角速度大小分别为，线速度大小分别为，则（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】AB．杆上A、B两点绕O点的转动属于同轴转动，所以角速度相等，故

选项AB错误；

CD．由于，根据

可知

选项D正确、C错误．

故选D。

3. 如图所示，长为L的轻质细长物体一端与小球（可视为质点）相连，另一端可绕O点使小球在竖直平面内运动。设小球在最高点的速度为v，重力加速度为g，不计空气阻力，则下列说法正确的是（　　）

A. v最小值为

B. v若增大，此时小球所需的向心力将减小

C. 若物体为轻杆，则当v逐渐增大时，杆对球的弹力也逐渐增大

D. 若物体为细绳，则当v由逐渐增大时，绳对球的弹力从0开始逐渐增大

【答案】D

【解析】

【详解】A．若物体为轻杆，通过最高点的速度的最小值为0，物体所受重力和支持力相等，A错误；

B．增大，根据可知向心力将增大，B错误；

C．若物体为轻杆，在最高点重力提供向心力

解得

当速度小于时，根据牛顿第二定律

随着速度增大，杆对球的弹力在逐渐减小，C错误；

D．若物体为细绳，速度为时，重力提供向心力，所以绳子拉力为0，当v由逐渐增大时，根据牛顿第二定律

可知绳子对球的拉力从0开始逐渐增大，D正确。

故选D。

4. 二十四节气中的春分与秋分均为太阳直射赤道，春分为太阳从南回归线回到赤道，秋分则为太阳从北回归线回到赤道。2022年3月20日为春分，9月23日为秋分，可以推算从春分到秋分为187天，而从秋分到春分为179天。设以上两个时间段内地球公转的轨迹长度相等，如图所示，关于上述自然现象，下列说法正确的是（　　）

A. 地球绕太阳公转的速度大小不变

B 从春分到秋分地球离太阳比从秋分到春分远

C. 夏天地球离太阳较近

D. 从春分到夏至地球公转的速度变大

【答案】B

【解析】

【详解】A．由题图可知，地球到太阳的距离时刻改变。根据开普勒第二定律可知，地球的公转速度大小时刻改变，A错误；

B．由题图可知，从春分到秋分地球离太阳比从秋分到春分远，B正确；

C．由题图可知，夏天地球离太阳较远，C错误；

D．由题图可知，从春分到夏至地球到太阳的距离越来越远，根据开普勒第二定律可知，从春分到夏至地球公转的速度变小，D错误。

故选B。

5. 如图所示，a为放在赤道上相对地球静止的物体，随地球自转做匀速圆周运动，b为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星（轨道半径约等于地球半径），c为地球的同步卫星。下列关于a、b、c的说法中正确的是（　　）

A. b卫星转动线速度大于7.9km/s

B. a、b、c做匀速圆周运动的向心加速度大小关系为aa＞ab＞ac

C. a、b、c做匀速圆周运动的周期关系为Ta=Tc<Tb

D. 在b、c中，b的线速度大

【答案】D

【解析】

【详解】A．由于b为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星，运行速度等于第一宇宙速度，为7.9km/s，A错误；

C．由于c为地球同步卫星，相对地面静止，因此

Ta=Tc

对于b、c卫星，根据

可得

因此

Tc>Tb

C错误；

B．对于b、c卫星，根据

可知

ab＞ac

对于a、c，根据

由于运行周期相同， 因此

ac >aa

B错误；

D．对于b、c，根据

可得

因此

D正确。

故选D。

6. 如图所示，“嫦娥五号”卫星从地球上发射先经历绕地飞行调相轨道，再从调相轨道上的P点进入地月转移轨道，然后在地月转移轨道上的Q点进入到绕月飞行轨道段。假设调相轨道和绕月轨道分别是长半轴为a、b的椭圆轨道，卫星在两栖圆轨道上分别绕地球、月球运行的周期绕月轨道一为、。则下列说法中正确的是（　　）

A.

B. 从地月转移轨道切入到绕月轨道时，卫星在Q点必须加速

C. 从调相轨道切入到绕月转移轨道时，卫星在P点必须加速

D. “嫦娥五号”卫星在地月转移轨道上运行的速度应大于11.2km/s

【答案】C

【解析】

【详解】A．卫星在调相轨道和绕月轨道上运行时其中心天体分别为地球与月球，中心天体不同，故

A错误；

B．卫星在Q点减速做向心运动，能使卫星从地月转移轨道切入到绕月轨道，B错误；

C．卫星在P点加速做离心运动，能使卫星从调相轨道切入到绕月转移轨道，C正确；

D．要使卫星离开地球，在地面的发射速度应大于11.2km/s，但卫星在地月转移轨道上运行的速度不一定大于11.2km/s，D错误。

故选C。

7. 两个相互垂直的共点力F1和F2作用在同一物体上，使物体运动一段位移。如果F1=4N，F2=3N，F1对物体做功16J，F2对物体做功9J，则F1和F2的合力大小以及这两个力的合力对物体做功分别为（　　）

A. 7N，7J B. 7N，25J C. 5N，25J D. 5N，

【答案】C

【解析】

【详解】力是矢量，力的合成遵循平行四边形定则，F1和F2的合力大小为

功是标量，两力均做正功，总功等于各个力做功的代数和，合力做的功为

故选C。

8. 空降伞兵在某次跳伞训练中，打开伞之前的运动可视为匀加速直线运动，其加速度为a，下降的高度为h，伞兵和装备系统的总质量为m，取重力加速度为g，此过程中伞兵和装备系统的（　　）

A. 动能减少了mah B. 动能增加了mgh

C. 重力势能减少了mgh D. 重力势能增加了mgh

【答案】C

【解析】

【详解】AB．系统做匀加速直线运动，速度增大，动能增加，由牛顿第二定律知，系统所受的合力F=ma，由动能定理知动能的增加量等于合力做功，为mah，故AB错误；

C．系统的高度下降了h，重力做功为mgh，所以重力势能减小了mgh，故C正确，D错误。

故选C。

9. 如图所示，把两个相同的小球从离地面相同高度处，以相同大小的初速度v分别沿竖直向上和竖直向下方向抛出，不计空气阻力。则下列说法正确的是（　　）

A. 两小球落地时速度不相同

B. 两小球落地时，重力的瞬时功率相同

C. 从小球抛出到落地，重力对两小球做的功不相等

D. 从小球抛出到落地，重力对两小球做功的平均功率相等

【答案】B

【解析】

【详解】A．由抛体运动规律得，两小球落地时的速度大小相等，方向相同，A错误；

B．由于两个小球落地时速度相同，故重力的瞬时功率相同，B正确；

C．由重力做功公式得，从小球抛出至落地，重力对两小球做的功相等，C错误；

D．从抛出至落地，重力对两小球做的功相等，但是两小球运动的时间不同，故重力对两小球做功的平均功率不相等，D错误。

故选B。

10. 如图所示，轻弹簧水平固定在墙上，一小球以初速度沿光滑水平面向左运动。在小球向左压缩弹簧的过程中（　　）

A. 小球做匀减速运动

B. 小球动能先增大后减小

C. 克服弹簧弹力做功等于小球动能减少量

D. 小球和弹簧刚接触时速度最大，加速度最大

【答案】C

【解析】

【详解】A．在压缩弹簧的过程中，弹簧形变量逐渐增大，弹簧弹力逐渐增大，即加速度不恒定，不是匀减速运动。故A错误；

B．从接触弹簧开始便开始受到向右弹力，速度方向向左，因而会减速，小球动能一直减小。故B错误；

C．根据动能定理可知

即克服弹簧弹力做功等于小球动能减少量。故C正确；

D．小球和弹簧刚接触时速度最大，加速度为0，当弹簧被压缩到最大程度时加速度才最大。故D错误。

故选C。

二、实验题（每空3分，共12分）

11. （1）在“探究恒力做功与动能改变的关系”实验中（装置如图甲）：

①下列说法哪一项是正确的（    ）（填选项前字母）

A．平衡摩擦力时必须将钩码通过细线挂在小车上

B．为减小系统误差，应使钩码质量远大于小车质量

C．实验时，应使小车靠近打点计时器由静止释放

②图乙是实验中获得的一条纸带的一部分，选取O、A、B、C计数点，已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz，则打B点时小车的瞬时速度大小为____m/s（保留三位有效数字）。

【答案】    ①. C    ②. 0.653

【解析】

【详解】①[1]A．平衡摩擦力时要将纸带、打点计时器、小车等连接好，要通电，但不挂钩码，故A错误；

B．为减小系统误差，应使钩码质量远小于小车质量，依据牛顿第二定律，则有钩码的重力接近小车的拉力，故B错误；

C．实验时，为了能充分利用纸带，应使小车靠近打点计时器由静止释放，故C正确。

故选C；

②[2]B为AC时间段的中间时刻，根据匀变速运动规律得，平均速度等于中间时刻的瞬时速度，故

12. 如图所示，在验证向心力公式的实验中，质量相同的钢球①②分别放在转盘A、B上，它们到所在转盘转轴的距离之比为2：1。a、b分别是与A盘、B盘同轴的轮。a、b的轮半径之比为1：2，用皮带连接a、b两轮转动时，钢球①②的角速度之比为______，所受的向心力之比为______。

【答案】    ①. 2：1    ②. 8：1

【解析】

【详解】[1]根据皮带连接a、b两轮可知线速度，根据可知角速度

圆盘与轮同轴转动，角速度相同，则钢球①②的角速度之比

[2]向心力之比

三、解答题

13. 若嫦娥三号卫星在离月球表面为空中沿圆形轨道绕月球飞行，周期为T。若月球半径R，引力常量为G。试推导：

（1）月球的质量表达式；

（2）月球的第一宇宙速度。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）嫦娥三号围绕月球做圆周运动时，有：

解得：

（2）质量为m1的卫星在绕月球表面做匀速圆周运动时速度为第一宇宙速度，根据万有引力提供向心力得：

解得：

14. 有一辆质量为800kg的小汽车驶上圆弧半径为50m的拱桥。取g=10m/s2，求：

（1）若汽车到达桥顶时速度为5m/s，桥对汽车的支持力FN的大小；

（2）若汽车经过桥顶时恰好对桥顶没有压力而腾空，汽车此时的速度大小v。

【答案】（1）7600N；（2）

【解析】

【详解】（1）对汽车有

解得

（2）若汽车经过桥顶时恰好对桥顶没有压力而腾空，对汽车有

解得

15. 如图所示，一位质量kg的滑雪运动员从高度m的斜坡顶端自由滑下（初速度为零）。斜坡的倾角，滑雪板与雪面间动摩擦因数。则运动员滑至坡底的过程中：

（1）重力和摩擦力所做的功分别是多少？

（2）合力做了多少功？（不计空气阻力，g取，，）

【答案】（1），；（2）

【解析】

【分析】

【详解】（1）重力做功为

代入数据得

摩擦力做功为

代入数据得

（2）物体受重力、摩擦力、支持力，支持力不做功，所以合力做功为

16. 如图所示，倾角为的粗糙斜面AB底端与半径R=0.4m的光滑半圆轨道BC平滑相连，O点为轨道圆心，BC为圆轨道直径且处于竖直方向，A、C两点等高，质量m=1kg的滑块从A点由静止开始下滑，恰能滑到与O点等高的D点，g取10m/s2，sin=0.6，cos0.8

(1)求滑块与斜面间的动摩擦因数μ；

(2)若使滑块能到达C点，求滑块从A点沿斜面滑下时的初速度v0的最小值；

(3)若滑块离开C点的速度大小为4m/s，求滑块从C点飞出至落到斜面上所经历的时间t。

【答案】(1)0.375；)2m/s；(3)0.2s

【解析】

【详解】(1)滑块恰能滑到D点，则

vD=0

滑块从A→B→D过程中，由动能定理得

mg(2R－R－μmgcosθ·） =0－0

解得

=0.375

(2)滑块恰能过C点时，vC有最小值，则在C点

滑块从A→B→D→C过程由动能定理得

－μmgcosθ·＝mv－

解得

v0=2m/s

(3)滑块离开C点后做平抛运动，设下落的高度为h，则有

h=gt2

x=v′Ct

=tan

其中v′C=4m/s，联立解得

t=0.2s