2023湖北省鄂东南省级示范高中教育教学改革联盟学校高一下学期期中联考物理试题含答案

2023年春季鄂东南省级示范高中教育教学改革联盟学校期中联考

高一物理试卷

命题学校：黄石二中 命题教师：杨新凯  张伟峰  周清武

审题学校：赤壁一中 审题教师：李习平

考试时间：2023年4月13日上午10:30-11:45 试卷满分：100分

一、选择题（本题共11小题，每小题4分，共44分。在每小题给出的四个选项中，第1-7题只有一项符合题目要求，第8-11题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）

1.物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步，下列说法中正确的是（）

A.开普勒通过分析行星的观测数据首先提出了日心说

B.伽利略指出物体的运动需要力来维持

C.胡克证明了如果行星的轨道是圆形，则它受到太阳的引力大小与它到太阳距离的二次方成反比

D.牛顿提出万有引力定律并测出引力常量的大小

2.下列关于合运动与分运动的说法正确的是（）

A.合运动的位移一定比其中至少一个分位移大

B.合运动的速度一定比其中至少一个分速度大

C.合运动的时间一定比分运动的时间长

D.合运动的位移是分运动位移的矢量和

3.要使真空中的两个点电荷间的库仑力增大到原来的4倍，下列方法可行的是（）

A.每个点电荷的电荷量均加倍，它们之间的距离增大到原来的2倍

B.保持两个点电荷的电荷量不变，使它们之间的距离增大到原来的倍

C.保持两个点电荷的电荷量不变，使它们之间的距离减小为原来的

D.使其中一个点电荷的电荷量加倍，另一个点电荷的电荷量保持不变，同时使它们之间的距离减小为原来的

4.明代宋应星在《天工开物》一书中描述了测量弓力的方法：“以足踏弦就地，秤钧搭挂弓腰，弦满之时，推移秤锤所压，则知多少”。意思是：可以用脚踩弓弦两端，将秤钩钩住弓的中点往上拉，弦满之时，推移秤锤称平，就可知道弓力大小。如图所示，假设弓满时，弓弦弯曲的夹角为，秤钩与弦之间的摩擦不计，弓弦的拉力即弓力，满弓时秤钩的拉力大小为，则弓力大小等于（）

A. B. C. D.

5.一名消防队员在模拟演习训练中，沿着竖立固定在地面上的钢管往下滑，已知这名消防队员的质量为60kg，他从钢管顶端由静止开始先匀加速再匀减速下滑，且匀减速阶段平均速度为4m/s，滑到地面时速度恰好为零。如果他加速时的加速度大小是减速时的2倍，下滑的总时间为3s，取，那么该消防队员（）

A.下滑的总距离为15m

B.加速与减速过程的时间之比为1:3

C.加速与减速过程中所受摩擦力大小之比为1:7

D.加速与减速过程的位移之比为2:1

6.如图所示为地铁站用于安全检查的装置，主要由水平传送带和X光透视系统两部分组成，传送过程传送带的速度始终为，物品与传送带间的动摩擦因数为，假设乘客把物品轻放在传送带上之后，物品总会先后经历匀加速运动和匀速运动两个阶段，不计空气阻力，则下列说法正确的是（）

A.匀加速运动阶段，物品对传送带的摩擦力对传送带做正功

B.匀速运动阶段，物品所受摩擦力的方向与传送方向相同

C.相同时，变为原来的一半，前阶段物品发生的位移也减为原来的一半

D.不变，不同的等质量物品与传送带摩擦产生的热量相同

7.直角坐标系中，、两点位于轴上，、两点坐标如图。、两点各固定一正点电荷，一电量为的负点电荷置于点时，点处的电场强度恰好为零。静电力常量用表示，若将该负点电荷移到点，则点处场强的大小和方向分别为（）

A.，沿轴正向  B.，沿轴负向

C.，沿轴正向  D.，沿轴负向

8.小明同学学习了动能定理知识后，在回家途中乘坐电梯时，考虑到如图所示的模型：电梯质量为，在它的水平地板上放置一质量为的物体，电梯在钢索的拉力作用下竖直向上加速运动，当电梯的速度由增大到时，上升高度为，重力加速度为，不计空气阻力，则关于此过程，他的想法中正确的是（）

A.对物体，动能定理的表达式为，其中为支持力做的功

B.对物体，动能定理的表达式为，其中为钢索拉力做的功

C.对物体，动能定理的表达式为，其中为支持力做的功

D.对电梯，其所受的合力做功等于

9.2022年全国乒乓球锦标赛在湖北省黄石市成功举办，使这座“乒乓名城”里的“乒乓热”持续升温。如图所示，某同学将乒乓球发球机正对着竖直墙面水平发射，两个完全相同的乒乓球和各自以不同的速度水平射出，碰到墙面时下落的竖直高度之比为4:9。若不计空气阻力，下列对乒乓球和的判断正确的是（）

A.碰墙前和的运动时间之比为4:9

B.和碰墙时重力的瞬时功率之比为2:3

C.和的初速度之比为2:3

D.若将发球机后退一定距离，则和碰到墙面时竖直下落的高度之比仍然为4:9

10.行星外围有一圈厚度为的发光带（发光的物质），简化为如图所示模型，为该行星除发光带以外的半径。现不知发光带是该行星的组成部分还是环绕该行星的卫星群，某科学家做了精确的观测，发现发光带绕行星中心的运行速度与到行星中心的距离的倒数之间关系如图所示（图线斜率为已知量），则下列说法正确的是（）

A.发光带是该行星的组成部分 B.该行星的质量

C.行星表面的重力加速度 D.该行星的平均密度为

11.如图所示，在倾角为的斜面上，质量为的物体和质量为的物体叠放在一起，、一起沿斜面向下运动。平行斜面向下的外力作用在物体上。已知、始终保持相对静止，、之间的动摩擦因数为，与斜面间的动摩擦因数为，重力加速度取，则拉力的大小可能为（）

A.10N B.20N C.30N D.40N

二、实验题（满分15分，请将答案填写到答题卡相应位置）

12.（6分）某同学利用如图1所示装置来完成“验证机械能守恒定律”实验：

（1）该实验中必要且正确的操作步骤是（）

A.用天平准确测出重物的质量

B.竖直固定打点计时器，并接上直流电源

C.将纸带一端固定在重物上，另一端穿过打点计时器的限位孔，使重物靠近打点计时器，先接通电源，再释放重物

D.为节约纸带和尽快完成实验，测一组数据即可进行数据处理

（2）打点计时器所用电源频率为50Hz，测得重物的质量为。若按实验要求正确地选出纸带进行测量，量得三点、、到打点计时器所打下的第一个点的距离如图2所示，则从起点到计时点的过程中重力势能减少量是_________J，物体动能的增加量__________J。（计算结果均保留三位有效数字，重力加速度取）

13.（9分）某兴趣小组的同学设计了图甲所示的装置测量滑块和水平台面间的动摩擦因数。水平转台能绕竖直的轴匀速转动，装有遮光条的小滑块放置在转台上，细线一端连接小滑块，另一端连到固定在转轴上的力传感器上，传感器连接到计算机以显示细线的拉力大小，安装在铁架台上的光电门可以读出遮光条通过光电门的遮光时间。已知滑块上遮光条的挡光宽度为，旋转半径为。

（1）某次旋转过程中遮光片经过光电门时的遮光时间为，则角速度_________（用题中所给物理量的字母表示）；

（2）控制转台以某一角速度匀速转动，记录力传感器和光电门的示数，分别为和；依次增大转台的角速度，并保证每次都做匀速转动，记录对应的力传感器示数、…和光电门的示数、…。以力传感器的示数为纵轴，对应的挡光时间平方倒数为横轴，建立直角坐标系，描点后拟合为一条直线，如图乙所示，图中、的值已知，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为，则滑块和台面间的滑动摩擦因数_____________。

（3）该小组同学换用相同材料的质量更大的滑块再次做了该实验，作出的新图像，将两图像绘制于同一坐标系中，可能是下图中的（）

A. B. C. D.

三、解答题（本题共3小题，共41分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分）

14.（12分）“嫦娥奔月”非神话，“破壁飞天”化玉娥。“万户”精魂付火箭，屈原“天问”下长河。2021年5月22日，祝融号火星车成功驶入火星表面；天问一号2021年11月8日成功实施第五次近火制动，准确进入遥感使命轨道，我国因此成为第一个首次同时实现火星环绕和登陆的国家。若已知祝融号质量为，它静止在火星表面时受到的重力大小为。天问一号探测器的质量为，在某时间段天问一号的轨迹可视为匀速圆周运动，圆周运动的周期为。火星可近似视为半径为质量均匀分布的球体，万有引力常量为，求：

（1）火星的质量；

（2）天问一号在该时间段与火星表面的距离。

15.（13分）辘轳是我国古老的打水工具，如图，其结构由辘轳头、摇柄等部分组成，辘轳头和摇柄固定，转动摇柄即可提水。某次打水摇柄转动圈将桶匀速提到井口，用时为，已知圆柱体辘轳头直径为，辘轳头（不含摇柄）质量为，桶和水的总质量为，重力加速度大小为，圆周率为，忽略空气阻力。求：

（1）水桶上升过程中速度大小；

（2）打水过程中绳索拉力对水桶做功的功率；

（3）若某同学通过此装置将水提到井口后，不慎将摇柄与辘轳头分离，导致水桶下落（可认为下落初速度为0），从而带动辘轳头转动，不考虑桶下落过程中水的撒漏，求水桶下降高度为时，水桶速度大小以。（答案用前面题干中所给物理量和表示）

（提示：物体转动时也有动能，动能大小，式中为转动惯量，为角速度。辘轳头绕转轴转动惯量可以用来计算，其中为质量，为半径）

16.（16分）如图所示，在光滑水平台面上，一个质量的小物块压缩弹簧后被锁扣K锁住。现打开锁扣K，物块与弹簧分离后将以一定的水平速度向右滑离平台，并恰好从点沿切线方向进入光滑竖直的圆弧轨道，圆弧所对的圆心角。已知、的高度差，圆弧轨道的半径，点在圆弧轨道的圆心的正下方，并与水平地面上长为的粗糙直轨道平滑连接，段的中点的正上方有一探测器，探测器只能探测处于其正下方的物体。小物块若与右边的竖直墙壁发生碰撞，会以原速率反弹，重力加速度，空气阻力忽略不计。求：

（1）弹簧被锁扣锁住时所储存的弹性势能；

（2）小物块运动到圆弧轨道底端点时对轨道压力的大小；

（3）若以物块刚到点为0时刻，探测器只在至内工作，小物块有且只有一次被探测器探测到，那么小物块与轨道之间的动摩擦因数应满足什么条件。

2023年春季鄂东南省级示范高中教育教学改革联盟学校期中联考

高一物理参考答案

一、选择题：本题共11小题，每小题4分，共44分。

二、实验题（共15分）

12.（1）C （2）1.82   1.71

13.（1） （2） （3）B

三、计算题（共41分）

14.（12分）【答案】（1） （2）

【详解】（1），为火星表面重力加速度

在火星表面，得

（2）对天问一号进行受力分析，万有引力提供向心力；

由几何关系：得.

15.（13分）【答案】（1） （2） （3）

【详解】（1）转动周期

转动角速度

水桶的速度与绳子和辘轳接触点的速度相同，该点做圆周运动，满足：

由以上几式解得

（2）水桶匀速运动，绳子拉动大小为，功率解得

（3）水桶下降时，由机械能守恒定律

  解得

16.（16分）【答案】（1）    （2）28N    （3）（或）

【详解】（1）到为平抛运动：

由几何关系在点：

机械能守恒：，解得

（2）到点，由动能定理： 

在点，由牛顿第二定律：解得，

由牛顿第三定律可得此时对轨道的压力大小也为28N.

（3）若较大，物块恰好能够到达探测器处，

又解得

用时符合情景

若较小，物块恰好不能第二次经过探测器，可将物块全程的运动看作匀减速直线运动至0，解得

用时，所以可以小于

【说明：未验证的，扣2分】

临界情况时，物块恰好再次经过探测器，由运动学公式：

得，

综上：的取值范围为（或）

（注：不等式两边是否取等号都给分）