2022-2023学年浙江省宁波市金兰教育合作组织高一下学期期中联考试题 物理

金兰合作组织2022学年第二学期期中高一物理学科试题

选择题部分

一、单选题（本题共14小题，每题3分，共42.0分，每题只有一个选项正确）

1. 下列物理量的单位属于能量单位的是（　　）

A. kg·m/s B. Ns C. kg·m/s2 D. kg·m2/s2

【答案】D

【解析】

【详解】功的单位也是能量的单位，根据功的定义

且

可得能量单位的是

或

故D正确，ABC错误。

故选D。

2. 物理学科核心素养包括“物理观念、科学思维、科学探究和科学态度与责任”四个方面，下列关于物理观念和科学思维的认识，正确的是（　　）

A. 驾驶员通过操作方向盘能使汽车在光滑的水平面上转弯

B. 加速度和功率的定义都运用了比值法

C. 地球使树上苹果下落的力，与太阳、地球之间的吸引力不是同一种力

D. 解决变力做功问题中提出的平均作用力体现了等效思想

【答案】D

【解析】

【详解】A．汽车转弯时需要由摩擦力来提供向心力，驾驶员通过操作方向盘不能使汽车在光滑的水平面上转弯，A错误；

B．公式

是加速度的决定式，不是比值定义法，B错误；

C．地球使树上苹果下落的力，与太阳、地球之间的吸引力都是万有引力，属于同一种力，C错误；

D．解决变力做功问题中提出的平均作用力体现了等效思想，D正确。

故选D。

3. 如图所示，转笔深受广大中学生的喜爱，其中也包含了许多的物理知识，假设小李同学是转笔高手，能让笔绕其手上的某一点O做匀速圆周运动，下列叙述正确的是（　　）

A. 笔杆上各点的线速度方向沿着笔杆指向O点

B. 除了O点，笔杆上其他点的角速度大小都一样

C. 笔杆上各点的线速度大小与到O点的距离成反比

D. 笔杆上的点离O点越近，做圆周运动的向心加速度越大

【答案】B

【解析】

【详解】A．笔杆上各点绕O点匀速转动，各点的线速度方向垂直于笔杆，A错误；

B．笔杆上的各个点都做同轴转动，除O点不转动外，其它点的角速度是相等的，B正确；

C．笔杆上各个点的角速度相等，根据

可知，笔杆上各点的线速度的大小与到O点的距离成正比，C错误；

D．笔杆上的各个点都做同轴转动，所以角速度相等，根据向心加速度的公式

可知，离O点越近，向心加速度越小，D错误；

故选B。

4. 如图所示，光滑水平面上，小球m在拉力F的作用下做匀速圆周运动。若小球运动到P点时，拉力F发生变化，下列关于小球运动情况的说法不正确的是（　　）

A. 若拉力突然消失，小球将沿轨迹做离心运动

B. 若拉力突然变小，小球可能沿轨迹做离心运动

C. 若拉力突然变小，小球可能沿轨迹做离心运动

D. 若拉力突然变大，小球可能沿轨迹做向心运动

【答案】B

【解析】

【详解】A．若拉力突然消失，小球做离心运动，因为水平方向不受力，将沿Pa轨迹运动，故A正确，不符合题意；

BC．若拉力突然变小，拉力不够提供向心力，做半径变大的离心运动，即可能沿轨迹Pb做离心运动，故B错误，符合题意，C正确，不符合题意；

D．若拉力突然变大，则拉力大于向心力，可能沿轨迹做向心运动，故D正确，不符合题意。

故选B。

5. 有一辆私家车在前挡风玻璃内悬挂了一个挂件。当汽车在水平公路上转弯时，驾驶员发现挂件向右倾斜并且倾斜程度在缓慢增加，已知汽车的转弯半径一定，则下列说法正确的是（　　）

A. 汽车正在向右加速转弯 B. 汽车正在向右减速转弯

C. 汽车正在向左加速转弯 D. 汽车正在向左减速转弯

【答案】C

【解析】

【详解】挂件向右倾斜，对挂件受力分析可知，重力、拉力合力水平向左，即向心力向左，汽车向左转弯。设挂件与竖直方向的夹角为，则摆动过程中的向心力为

可见，汽车转弯的速度越大，摆角越大，故汽车加速转弯。

故选C。

6. 天启星座是我国首个正在建设的低轨卫星物联网星座。它由38颗低轨道卫星组成，这些低轨道卫星的周期大约为100分钟。则关于这些做圆周运动的低轨道卫星，下列说法正确的是（　　）

A. 线速度可能大于7.9km/s

B. 角速度一定大于地球同步卫星的角速度

C. 加速度可能小于地球同步卫星的加速度

D. 所需的向心力一定大于地球同步卫星所需的向心力

【答案】B

【解析】

【详解】A．地球第一宇宙速度7.9km/s为地球表面轨道处卫星绕地球做匀速圆周运动的线速度，是人造地球卫星的最大运行速度，故这些做圆周运动的低轨道卫星线速度不可能大于7.9km/s，A错误；

B．根据万有引力提供向心力可得

解得

由于

可知这些做圆周运动的低轨道卫星的轨道半径小于同步卫星半径，根据万有引力提供向心力可得

解得

可知这些做圆周运动的低轨道卫星的角速度一定大于地球同步卫星的角速度，B正确；

C．根据万有引力提供向心力可得

解得

可知这些做圆周运动的低轨道卫星的加速度一定大于地球同步卫星的加速度，C错误；

D．根据万有引力提供向心力可得

由于不清楚这些做圆周运动的低轨道卫星质量与地球同步卫星质量的大小关系，故不能确定这些做圆周运动的低轨道卫星所需的向心力与地球同步卫星所需的向心力的大小关系，D错误；

故选B。

7. 把行星绕太阳的运动看成匀速圆周运动，关于太阳对行星的引力，下列说法中正确的是（　　）

A. 太阳对行星的引力大于行星做匀速圆周运动的向心力

B. 太阳对行星的引力大小与行星的质量成正比，与行星和太阳间的距离成反比

C. 太阳对行星的引力规律是由实验得出的

D. 太阳对行星的引力规律是由开普勒定律和行星绕太阳做匀速圆周运动的规律等推导出来的

【答案】D

【解析】

【详解】A．各个行星做圆周运动的向心力由太阳的引力来充当， 二者相等，A错误；

B．根据万有引力定律可知太阳对行星的引力大小与行星的质量成正比，与行星和太阳间的距离的平方成反比，B错误；

CD．太阳对行星的引力无法由实验得出，是在开普勒定律的基础上，和行星绕太阳做匀速圆周运动的规律推导出来的，C错误，D正确。

故选D。

8. 某行星有两颗绕其做匀速圆周运动的卫星A和B，A的运行周期大于B的运行周期．设卫星与行星中心的连线在单位时间内扫过的面积为S，则下列图象中能大致描述S与两卫星的线速度v之间关系的是

A.  B.

C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】卫星A的运行周期大于卫星B的运行周期，据开普勒第三定律知，卫星A圆周运动的半径较大．

当卫星绕行星运动速度是v时，有：

解得卫星圆周运动的半径：

卫星A圆周运动的半径较大，则卫星A的线速度较小；

卫星与行星中心的连线在单位时间内扫过的面积

则卫星的线速度越大，卫星与行星中心的连线在单位时间内扫过的面积越小；卫星A的线速度较小，卫星A与行星中心的连线在单位时间内扫过的面积较大．

A．A图与分析不符，故A项不符合题意；

B．B图与分析不符，故B项符合题意；

C．C图与分析不符，故C项不符合题意；

D．D图与分析不符，故D项不符合题意．

9. 如图所示，携带月壤的嫦娥五号轨道器和返回器组合体经历了约6天环月等待后，于2020年12月12日在近月点A点火加速，从近圆轨道Ⅰ进入近月椭圆轨道Ⅱ，13日在点A再次加速，从轨道Ⅱ进入月地转移轨道Ⅲ，经过多次姿态调整后，16日在轨道Ⅲ的远月点B附近，实施轨道器和返回器分离，返回器进入预定返回轨道已知地球质量约为月球质量的81倍，则嫦娥五号轨道器和返回器组合体（　　）

A. 在轨道Ⅰ上A点的速度大于在轨道Ⅱ上A点的速度

B. 在轨道Ⅰ上的运行周期大于在轨道Ⅱ上的运行周期

C. 在轨道Ⅲ上A点的加速度大于在轨道Ⅱ上A点的加速度

D. 在轨道Ⅲ上B点附近时，受到的地球引力大于月球引力

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】A．由于组合体在近月点A点加速，从近圆轨道Ⅰ进入近月椭圆轨道Ⅱ，故在轨道Ⅰ上A点的速度小于在轨道Ⅱ上A点的速度，故A错误；

B．根据开普勒第三定律有

由于，则，故B错误；

C．在A点由牛顿第二定律有

解得

则可知，在轨道Ⅲ上A点的加速度等于在轨道Ⅱ上A点的加速度，故C错误；

D．在B点，受到地球的引力为

受到月球的引力为

由于，，则有

故D正确。

故选D。

10. 如图所示，将3个木板1、2、3固定在墙角，现将一个可以视为质点的物块分别从3个木板的顶端由静止释放，物块沿木板下滑到底端，物块与木板之间的动摩擦因数均为μ。下列说法正确的是（　　）

A. 物块沿着1和2下滑到底端时速度大小相等

B. 物块沿着3下滑到底端时速度最大

C. 物块沿着1下滑到底端的过程中，产生的热量最多

D. 物块沿着1和2下滑到底端的过程中，产生的热量一样多

【答案】D

【解析】

【详解】A．设木板的长度为L，与竖直方向的夹角为，物块下滑到底端的过程，据动能定理可得

由于木板1和2在水平方向的投影x相同，物块沿着1下滑的高度h较大，可知沿着1到达底端的速度大于沿着2到达底端的速度，A错误；

B．与物块沿着2下滑过程对比，物块沿着3下滑到底端的过程，h相同，x较大，故沿着3下滑到底端时速度最小，B错误；

CD．据功能关系可得，产生的热量为

物块沿着3下滑到底端的过程中，产生的热量最多，沿着1和2下滑到底端的过程中，产生的热量一样多，C错误，D正确。

故选D。

11. 两个力、夹角成作用在同一物体上，使物体通过一段位移过程中，对物体做功6J，物体克服做功-8J，则和的合力对物体做的功W为（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】A

【解析】

【分析】功是标量，几个力对物体做的总功，就等于各个力单独对物体做功的代数和。因为功是标量，求标量的和，几个量直接相加求代数和即可。

【详解】当有多个力对物体做功的时候，总功的大小就等于用各个力对物体做功的和；由于力对物体做功，力对物体做功，所以和的合力对物体做的总功就为

故BCD错误，A正确。

故选A。

12. 如图所示，一轻弹簧一端固定于О点，另一端系一重物，将重物从与悬点О在同一水平面且弹簧保持原长的A点无初速地释放，让它自由摆下，不计空气阻力，在重物由A点摆向最低点B的过程中（　　）

A. 重力做正功，弹簧弹力不做功，弹性势能不变

B. 重力做正功，弹簧弹力做正功，弹性势能增加

C. 若用与弹簧原长相等的细绳代替弹簧后，重力做正功，弹力不做功

D. 若用与弹簧原长相等的细绳代替弹簧后，重力做功不变，弹力不做功

【答案】C

【解析】

【详解】AB．重物由A点摆向最低点B的运动中，重力做正功，弹簧伸长，弹力对重物做负功，弹簧弹性势能增加，AB错误；

C．若用与弹簧原长相等的细绳代替弹簧后，重力做正功，由于细绳不可伸长，细绳上弹力一直与重物速度方向垂直，弹力不做功，C正确；

D．若用与弹簧原长相等的细绳代替弹簧后，由于细绳不可伸长，重物下落的高度变小，重力做功变小，细绳上弹力一直与重物速度方向垂直，弹力不做功，D错误。

故选C。

13. 在高级中学选修课中，小柴同学在体验糕点制作“裱花”环节时，他在绕中心匀速转动的圆盘上放了一块直径8英寸（20cm）的蛋糕，在蛋糕上每隔4s均匀“点”一次奶油，蛋糕一周均匀“点”上15个奶油，则下列说法正确的是（　　）

A. 奶油转动的线速度不变 B. 蛋糕边缘的奶油线速度大小约为m/s

C. 奶油转动的向心加速度不变 D. 圆盘转动的角速度大小为rad/s

【答案】D

【解析】

【详解】D．蛋糕上每隔4s均匀“点”一次奶油， 蛋糕一周均匀“点”上15个奶油，则圆盘转一圈的周期

角速度

故D正确；

B．蛋糕边缘的奶油线速度大小

故B错误；

A．奶油转动的线速度大小不变，方向时刻改变，故A错误；

C．奶油转动的向心加速度大小不变，方向时刻改变，故C错误。

故选D。

14. 截至2021年12月，被誉为“中国天眼”的500米口径球面射电望远镜（FAST）已取得一系列重大科学成果，发现脉冲星数量超过500颗。脉冲星就是旋转的中子星，某中子星的质量是太阳质量的20倍，自转周期为0.01s，半径是地球绕太阳运动的轨道半径的。已知地球绕太阳做匀速圆周运动的向心加速度约为，则该中子两极表面的重力加速度大小约为（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】在该中子星两极表面有万有引力等于重力

地球绕太阳做匀速圆周运动，根据万有引力等于向心力有

根据题意有

联立可得，该中子两极表面重力加速度大小约为

故选C。

二、不定项选题（本题共4小题，共16分，每题至少有一个正确答案，全部选对得4分，漏选得2分，多选或错选不得分）

15. 如图甲所示为具有相同摆角、不同摆长的两圆锥摆A、B，如图乙所示为具有相同摆高h、不同摆长的两圆锥摆C、D，下列说法正确的是（　　）

A. A的向心加速度比B的向心加速度大

B. A的线速度比B的线速度大

C. C的角速度比D的角速度大

D. C的向心加速度比D的向心加速度大

【答案】BD

【解析】

【详解】A．甲图中小球的向心力为

解得

故AB向心加速度一样大，A错误；

B．甲图中小球的向心力为

解得

因为，故，B正确；

C．乙图中由相似关系可得

解得

因为乙图中两球具有相同的摆高，故，C错误；

D．乙图中小球向心加速度为

因为，所以，D正确。

故选BD。

16. 某计算机上的硬磁盘的磁道和扇区如图所示，这块硬磁盘共有9216个磁道（即9216个不同半径的同心圆），每个磁道分成8192个扇区（每扇区为圆周），每个扇区可以记录512个字节（byte）。电动机使盘面以的转速匀速转动。磁头在读、写数据时是不动的，盘面每转一圈，磁头沿半径方向跳动一个磁道。1Mb=1048576byte，不计磁头转移磁道的时间，下列说法正确的是（　　）

A. 盘面转动的角速度为磁道

B. 一个扇区通过磁头所用的时间约为

C. 计算机1s内最多可以从一个盘面上读取约480Mb的数据

D. 当磁头处于外磁道时，读取的速度较快

【答案】BC

【解析】

【详解】A．盘面转动的角速度为

A错误；

B．经过一个扇区转过的角度为

一个扇区通过磁头所用的时间约为

B正确；

C．转速为

计算机1s内最多可以从一个盘面上读取的字节约为

C正确；

D．由于每个磁道都有8192个扇区，每个扇区可以记录512个字节，转速一定时，磁头在任意磁道转动一圈的时间相同，读取的字节一样多，读取的速度一样快，D错误。

故选BC。

17. 为倡导“碳减排”，北京冬奥会期间示范运行超1000辆氢能源汽车。某款质量为m的氢能源汽车如图甲所示，测试其性能时的图像如图乙所示。已知汽车在平直公路上以额定功率P启动，整个运行过程中汽车功率及所受阻力均恒定，时刻起以最大速度匀速行驶。则在时间内下列说法正确的是（　　）

A. 牵引力逐渐增大

B. 阻力大小为

C. 牵引力对汽车做的功为

D. 汽车行驶距离为

【答案】BCD

【解析】

【详解】A．汽车在平直公路上以额定功率P启动时，有

可知，牵引力逐渐减小，故A错误；

B．时刻起以最大速度匀速行驶，阻力与牵引力平衡，则阻力大小为

故B正确；

C．牵引力的功率恒定不变，则在时间内牵引力对汽车做的功为

故C正确；

D．由动能定理

可得汽车行驶的距离为

故D正确。

故选BCD。

18. 如图所示，一个容器固定在水平地面上，其内壁是一粗糙程度均匀、半径为R的半球面，在半球面水平直径AB的一端A处有一质量为m的小滑块，它沿容器内壁由静止开始下滑。当小滑块第一次经过容器底部时，它对容器底部的压力大小为2mg，重力加速度大小为g，则（　　）

A. 小滑块下滑过程中机械能守恒

B. 小滑块能够上升到对面距容器底部高度处

C. 小滑块第一次经过容器底部时，向心加速度大小为g

D. 小滑块从开始下滑到第一次经过容器底部的过程中，克服摩擦力做功

【答案】CD

【解析】

【分析】

【详解】A．小滑块下滑过程有摩擦力做负功，则机械能减小，故A错误；

CD．小滑块第一次经过容器底部时，它对容器底部的压力大小为2mg，由牛顿第三定律可知容器对滑块的支持力为2mg，由牛顿第二定律有

可得向心加速度大小为

速度为

则下滑过程由动能定理有

可得

即克服摩擦力做功，故CD正确；

B．滑块向右上滑到速度减为零的过程，由动能定理有

因摩擦力做负功，则，故B错误；

故选CD。

非选择题部分

三、实验题（本大题共2小题，共14.0分，每空2分）

19. 某实验小组利用如图装置进行“验证机械能守恒定律”的实验。

（1）下列说法正确的是___________

A．实验中，应该先释放重物再接通打点计时器电源

B．实验中可以不测重物的质量

C．应选用质量较大的重物，使重物和纸带所受的重力远大于它们所受的阻力

D．应选用质量较小的重物，使重物的惯性小一些，下落时更接近于自由落体运动

（2）安装好实验装置后，正确地进行了实验操作，从打出的纸带中选出符合要求的纸带，如图所示。若重物的质量，相邻计数点间的时间间隔为0.04s，计算B点瞬时速度时，甲同学用，乙同学用，其中所选择方法正确的是________（填“甲”或“乙”）同学，从打点计时器打下起点O到打下B点的过程中，重物重力势能的减少量=________J，重物动能的增加量=_________J。，结果均保留三位有效数字）

【答案】    ①. BC##CB    ②. 乙    ③. 2.28    ④. 2.26

【解析】

【详解】（1）[1]A．实验中，应该先接通打点计时器电源再释放纸带，A错误；

B．由于机械能守恒表达式中质量可被消去，故实验中可以不测重物的质量而进行验证，B正确；

CD．应选用质量较大的重物，使重物和纸带所受的重力远大于它们所受的阻力，下落时更接近于自由落体运动，C正确，D错误。

故选BC。

（2）[2]若用计算出打下点B时重物的速度，则重物做自由落体运动，只有重力做功，等于默认了机械能守恒，与实验目的相悖，故应选择乙同学的方法；

[3]重物重力势能的减少量

[4]重物动能的增加量

20. 用如图所示的装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度和半径，之间的关系。两个变速轮塔通过皮带连接，转动手柄使长槽和短槽分别随变速轮塔匀速转动。槽内的钢球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对钢球的压力提供向心力，钢球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上的黑白相间的等分格显示出两个钢球所受向心力的比值。如图是探究过程中某次实验时装置的状态。

①在研究向心力的大小F与质量m关系时，要保持______相同；

A．和r    B．和m    C．m和r    D．m和F

②当传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上，两个塔轮边缘处的_______大小相等；（选填“线速度”或“角速度”）

③图中所示，两个钢球质量和运动半径相等，图中标尺上黑白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值为，与皮带连接的两个变速轮塔的半径之比为___________。

【答案】    ①. A    ②. 线速度    ③.

【解析】

【详解】①[1]在研究向心力的大小与质量关系时，须保持角速度和转动半径不变，故选A。

②[2]当传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上，属于皮带传动，两个塔轮边缘处的线速度大小相同。

③[3]由题意，两钢球质量和运动半径相等，向心力之比是，根据可知两钢球角速度之比为又因为两变速塔轮的线速度相等，根据可知可知两个变速轮塔的半径之比是。

四、解答题计算题（本大恩共3小题，共28分，21题8分，2题8分，23题12分）

21. 波轮洗衣机中的脱水筒（图）在脱水时，衣服紧贴在筒壁上做匀速圆周运动。某洗衣机的有关规格如下表所示。在运行脱水程序时，有一质量的硬币被甩到桶壁上，随桶壁一起做匀速圆周运动。求桶壁对它的静摩擦力和弹力的大小。在解答本题时可以选择表格中有用的数据。重力加速度g取10。

【答案】0.06N，3.55N

【解析】

【详解】脱水筒的转速

角速度

由题意知，脱水筒的直径d=300mm，半径r=150mm=0.15m，筒壁对硬币的弹力提供硬币做圆周运动的向心力，所以

硬币在竖直方向上静摩擦力和硬币的重力平衡，筒壁对它的静摩擦力

22. 如果在火星上有一半径为r的光滑半圆环轨道处于竖直平面内，一小球从A点冲上竖直圆环，以速度v通过轨道最高点B时恰好对轨道没有压力，已知火星半径为R，万有引力常量为G。试求：

（1）火星表面的重力加速度为多少？

（2）火星的质量为多少？

（3）火星的第一宇宙速度为多少？

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）小球在最高点恰好对轨道没有压力，则只有重力提供向心力

解得

（2）火星表面的物体万有引力近似等于重力

解得

（3）火星表面的卫星万有引力提供向心力

解得

23. 如图所示，与水平面成30°角的传送带以v＝2 m/s的速度按如图所示方向顺时针匀速运动，AB两端距离l＝9 m．把一质量m＝2 kg的物块(可视为质点)无初速度的轻轻放到传送带的A端，物块在传送带的带动下向上运动．若物块与传送带间的动摩擦因数，不计物块的大小，g取10 m/s2.求：

(1)从放上物块开始计时，t＝0.5 s时刻摩擦力对物块做功的功率是多少？此时传送带克服摩擦力做功的功率是多少？

(2)把这个物块从A端传送到B端的过程中，传送带运送物块产生的热量是多大？

(3)把这个物块从A端传送到B端的过程中，摩擦力对物块做功的平均功率是多少？

【答案】(1)14 W；28 W(2)14 J(3)18.8 W

【解析】

【详解】(1)物块受沿传送带向上的摩擦力为：

Ff＝μmgcos 30°＝14 N

由牛顿第二定律得：

Ff－mgsin 30°＝ma，

a＝2 m/s2

物块与传送带速度相同时用时为：

t1＝s＝1 s

因此t＝0.5 s时刻物块正在加速，其速度为：

v1＝at＝1 m/s

则此时刻摩擦力对物块做功的功率是：

P1＝Ffv1＝14 W

此时刻传送带克服摩擦力做功的功率是：

P2＝Ffv＝28 W

(2)当物块与传送带相对静止时：

物块的位移：

x1＝×2×12 m＝1 m<l＝9 m

摩擦力对物块做功为：

W1＝Ffx1＝14×1 J＝14 J

此段时间内传送带克服摩擦力所做的功：

W2＝Ffvt1＝28 J

这段时间产生的热量：

Q＝W2－W1＝14 J

(3)物块在传送带上匀速运动的时间为：

t2＝＝4 s

把物块由A端传送到B端摩擦力对物块所做的总功为：

W总＝mglsin 30°＋mv2

把物块从A端传送到B端的过程中，摩擦力对物块做功的平均功率是：

＝18.8 W.