2022-2023学年山东省滨州市高一下学期期中自主考试物理试题（解析版）

2022-2023学年期中考试

高一物理试题

本试卷分第I卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，全卷满分100分。考试用时90分钟。

注意事项：

1.答题前，考生先将自己的姓名、考生号、座号填写在相应位置，认真核对条形码上的姓名、考生号和座号，并将条形码粘贴在指定位置。

2.选择题答案必须使用2B铅笔（按填涂样例）正确填图；非选择题答案必须使用0.5毫米黑色签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。

3.请按照题号在各题目的答题区域做答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。保持卡面整洁，不折叠、不破损。

第I卷（选择题共40分）

一、单项选择题（本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。）

1. 我国华中科技大学引力中心团队在引力常量的测量中作出了突出贡献，于2018年得到了当时最精确的引力常量G的值。关于G的表述，下列说法正确的是（　　）

A. G值随距离的增大而增大 B. G值随距离的增大而减小

C. G是卡文迪许最先测出的 D. G是比例常量且没有单位

【答案】C

【解析】

【详解】AB．引力常量G的值是个定值，不会随距离的变化而变化，故AB错误；

C．G是卡文迪许最先测出的，故C正确；

D．G是比例常量但有单位，其单位由万有引力定律可以推导出来，为，故D错误。

故选C。

2. 大小为 F 的水平恒力作用质量为 m 的物体上，使其在光滑的水平地面上由静止开始运动了时间 t，则 t 时间内恒力 F 的平均功率是

A. t B. t2 C. t D. t2

【答案】A

【解析】

【详解】物体的加速度为：，t时间内的位移为：，则 t 时间内恒力 F 的平均功率是：

A．t．故A符合题意．   

B．t2．故B不符合题意．   

C．t．故C不符合题意．   

D．t2．故D不符合题意．

3. 如图所示，竖直光滑杆上固定一轻质光滑定滑轮，滑块B套在杆上可自由滑动，用长度一定的细线绕过定滑轮连接滑块B和小球A，让杆转动使细线带着小球绕杆的竖直轴线以角速度做匀速转动，此时滑块B刚好处于静止状态，滑块B到定滑轮的距离为h且该段细线与杆平行，悬吊小球的细线与竖直方向的夹角为，若h越小，则（    ）

A. 越大 B. 越小 C. 越大 D. 越小

【答案】D

【解析】

【详解】对小球A受力分析可知

其中 （d为定值）即

则θ不变，若h越小，则ω越小。

故选D。

4. 在太阳系中有关行星的运动的说法，正确的是（　　）

A. 所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳在椭圆的中心

B. 行星在近日点的速度大于在远日点的速度

C. 所有行星轨道半长轴的三次方跟它的自转周期的二次方的比都相等

D. 行星轨道半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值与行星有关

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】A．开普勒第一定律指出所有行星都绕太阳做椭圆运动，且太阳处在所有椭圆的一个焦点上。故A错误；

B．根据开普勒第二定律可知，行星在近日点的速度大于在远日点的速度，故B正确；

CD．行星轨道半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等，且比值与行星无关与恒星质量有关，故CD错误。

故选B。

5. 太阳系中有一颗绕太阳公转的行星，距太阳的平均距离是地球到太阳平均距离的4倍，则该行星绕太阳公转的周期是( )

A. 10年 B. 2年 C. 4年 D. 8年

【答案】D

【解析】

【详解】设地球半径为R，则行星的半径为4R，根据开普勒第三定律得：

解得：

地球公转周期为1年，则说明该行星的公转周期为8年．

A.10年与计算结果不符，故A不符合题意．

B.2年与计算结果不符，故B不符合题意．

C.4年与计算结果不符，故C不符合题意．

D.8年与计算结果相符，故D符合题意．

6. 质量为3 kg的物体，从高45 m处自由落下（g取10 m/s2），那么在下落的过程中（　　）

A. 前2 s内重力做功的功率为300 W

B. 前2 s内重力做功的功率为675 W

C. 第2 s末重力做功的功率为500 W

D. 第2 s末重力做功的功率为900 W

【答案】A

【解析】

【详解】AB．前2 s内重物下落的距离

重力做功

前2 s内重力做功的功率为

选项A正确，B错误；

CD．第2 s末重物的速度

v=gt=20m/s

则第2 s末重力做功的功率为

P=mgv=600W

选项CD错误。

故选A。

7. 关于汽车和火车安全行驶时的受力情况，下列说法正确的是（　　）

A. 汽车匀速率通过凹形路面的最低点时受力平衡

B. 汽车通过凸形桥最高点时对桥面的压力小于汽车的重力

C. 汽车在水平路面转弯时滑动摩擦力提供向心力

D. 火车以不同速率转弯时轨道与车轮间无侧向挤压

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】A．汽车匀速率通过凹形路面的最低点时合外力竖直向上，受力不平衡，故A错误；

B．汽车通过凸形桥最高点时重力与支持力合力竖直向下，提供所需向心力

可知，支持力小于重力，根据牛顿第三定律，汽车受到的支持力与汽车对桥面的压力为相互作用力，等大反向，故汽车对桥面的压力小于汽车的重力，故B正确；

C．汽车在水平路面转弯时静摩擦力提供向心力，故C错误；

D．火车以较快速率转弯时外轨道与车轮间有侧向挤压，火车以较慢速率转弯时内轨道与车轮间有侧向挤压，故D错误。

故选B。

8. 2021年11月23日，我国在酒泉卫星发射中心用“长征四号”丙遥三十七运载火箭成功发射“高分三号”02星。该卫星的成功发射将进一步提升我国卫星海陆观测能力，服务海洋强国建设和支撑“一带一路”倡议。已知卫星绕地球做匀速圆周运动的周期为T，线速度大小为v，引力常量为G，则地球的质量为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】设地球质量为，卫星质量为，设卫星的轨道半径为，根据

可得

根据万有引力提供向心力

联立解得

故C正确，ABD错误。

故选C。

二、多项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）

9. 某同学为感受向心力的大小与哪些因素有关，做了如图所示的小实验：绳的一端拴一小球，手牵着绳的另一端在空中甩动，使小球在水平面内做圆周运动。则下列说法正确的是（　　）

A. 保持绳长不变，增大角速度，绳对手的拉力将不变

B. 保持绳长不变，增大角速度，绳对手的拉力将增大

C. 保持角速度不变，增大绳长，绳对手的拉力将不变

D. 保持角速度不变，增大绳长，绳对手的拉力将增大

【答案】BD

【解析】

【分析】

【详解】向心力与角速度关系为

AB．保持绳长不变，增大角速度，绳对手的拉力将增大，A错误，B正确；

CD．保持角速度不变，增大绳长，绳对手的拉力将增大，C错误，D正确。

故选BD。

10. 一台起重机将质量为m的货物竖直吊起（不计物体所受空气阻力），如图为该物体的速度—时间图象，其中，t1时刻起重机输出功率达到最大，此后保持不变，由图可知：（　　）

A. 起重机对物体的拉力先增加后保持不变

B. 起重机的输出功率最大为mgvm

C. 起重机在0-t1时间内的输出功率保持不变

D. 起重机在t1时刻的瞬时输出功率大于mgv1

【答案】BD

【解析】

【详解】A．由v-t图像可知，0-t1时间内速度均匀增加，起重机对物体的拉力不变，到达最大功率后，随速度的增加，拉力逐渐减小，则A错误；

B．t2时刻后物体匀速运动，起重机对物体的拉力等于重力，起重机的输出功率最大，

选项B正确；

C．0-t1时间内，起重机对物体的拉力

不变；起重机的输出功率

逐渐增大，选项C错误；

D．t1时刻起重机输出功率达到最大的输出功率

选项D正确。

故选BD。

11. “天舟三号”在文昌航天发射中心成功发射升空。图中、分别是“天舟三号”和“天和核心舱”对接前各自在预定轨道运行的情景，下列说法正确的是（　　）

A. 在预定轨道运行时，的周期小于的周期

B. 在预定轨道运行时，的速率大于的速率

C. 为了实现对接，应减速

D. 为了实现对接，应加速

【答案】ABD

【解析】

【详解】A．根据开普勒第三定律，有

因P的轨道半径小，所以周期也小，A正确；

B．根据

得

因P的轨道半径小，则P的速率大，B正确；

CD．P的轨道低于Q的轨道，则为了完成对接P应加速，C错误，D正确。

故选ABD。

12. 一卫星绕行星做圆周运动，由天文观测可得，其运行周期为T，速度为v，引力常量为G，则（　　）

A. 行星的质量为 B. 行星的密度

C. 卫星运动的轨道半径 D. 卫星运动的加速度为

【答案】AD

【解析】

【详解】C．根据圆周运动知识，由

行星运动的轨道半径为

C错误；

A．根据万有引力提供向心力

解得

A正确；

B．根据题意无法求出行星体积，所以不能求解行星的密度，B错误；

D．卫星运动的加速度为

D正确

故选AD。

第Ⅱ卷（非选择题共60分）

三、实验题

13. 在“自由落体法验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器接在6V、50Hz的交流电源上，自由下落的重物质量为1kg，一条理想的纸带数据如图所示，单位是cm，g取9.8m/s2，O、A之间有几个计数点没画出．

（1）打点计时器打下计数点B时，物体的速度vB为__

（2）从起点O到打下计数点B的过程中重力势能的减少量是△EP=_____，动能的增加量△EK=_____（结果保留3位有效数字）

（3）通过计算，数值上△EP_____△EK（填“＞”、“＜”或“=”），这是因为_____．

【答案】    ①. 0.98m/s    ②. 0.491J    ③. 0.480J    ④. ＞    ⑤. 实验中有摩擦和空气阻力

【解析】

【详解】（1）[1]利用匀变速直线运动的推论

；

（2）[2][3]重力势能减小量

△Ep=mgh=1×9.8×0.0501J=0.491J

动能的增加量
 

（3）[4][5]通过计算，数值△EP大于△Ek，这是因为物体下落过程中受阻力作用。

14. 某班同学分成两组来进行“验证机械能守恒定律”的实验。甲组同学采用让重锤自由下落的方法验证机械能守恒，实验装置如图1所示。试回答以下问题：

（1）除带夹子的重锤、纸带、铁架台（含夹子）、打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还需要使用的器材是___________（选填选项前字母）

A．直流电源        B．天平（含砝码）        C．交流电源    D．刻度尺

（2）实验过程中他们进行了如下操作，其中操作不当的步骤是___________（选填选项前字母）

A．将打点计时器竖直固定在铁架台上

B．先释放纸带，后接通电源

C．在纸带上选取适当的数据点，并测量数据点间的距离

D．根据测量结果分别计算重锤下落过程中减少的重力势能及增加的动能

（3）按照正确的实验操作，得到如图2所示的一条纸带。在纸带上选取连续打出的5个点A、B、C、D、E，测得C、D、E三个点到起始点O的距离分别为hc、hD、hE。已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T，设重锤的质量为m，则从打下O点到打下D点的过程中，重锤的重力势能减少量△Ep=___________，动能增加量△Ek=___________（用上述测量量和已知量的符号表示）

【答案】    ①. CD##DC    ②. B    ③.     ④.

【解析】

【详解】（1）[1]打点计时器需要用交流电源供电，需要用刻度尺测量电迹之间的距离，由于实验数据计算时等式两边的质量可消去，不需要测量质量，故不需要天平。

故选CD。

（2）[2]A．将打点计时器竖直固定在铁架台上,符合实验要求，故A正确，不符合题意；

B．为充分利用纸带，应先接通电源，再释放纸带，故B错误，符合题意；

C．在纸带上选取适当的数据点，并测量数据点间的距离，符合实验要求，故C正确，不符合题意；

D．根据测量结果分别计算重锤下落过程中减少的重力势能及增加的动能，符合实验要求，故D正确，不符合题意。

故选B。

（3）[3]从打下O点到打下D点的过程中，重锤的重力势能减少量为

[4]根据匀变速直线运动的推论，可得打下D点时重锤的速度为

重锤的动能增加量为

四、解答题

15. 飞行员驾机在竖直平面内做圆环特技飞行，若圆环半径为400 m，飞行速度为150 m/s，飞行员的质量为80 kg(g取10 m/s2)．求：

(1)飞机在轨道最低点时，座椅对飞行员作用力的大小；

(2)飞机在轨道最高点时，座椅对飞行员作用力大小．

【答案】(1)5 300 N　(2)3 700 N

【解析】

【分析】（1）先求的飞行员做圆周运动需要的向心力，然后对飞行员在轨道最低点进行受力分析，得到座椅对飞行员的作用力；
（2）对飞行员在轨道最高点进行受力分析，得到座椅对飞行员的作用力．

【详解】飞机做特级表演时在竖直平面内做半径为400m的匀速圆周运动，其速率是150m/s，飞行员的质量是80kg，故飞行员所需向心力为：F＝N＝4500N，飞行员重力为：G=mg=800N；
（1）飞机在轨道最低点时，向心力方向向上，重力方向向下，故座椅对飞行员的作用力的大小为：F1=F+G=5300N；
（2）飞机在轨道最高点时，向心力方向向下，重力方向向下，故座椅对飞行员的作用力的大小为：F2=F-G=3700N；

16. 一宇航员在半径为R、密度均匀的某星球表面，做如下实验，用不可伸长的长为l轻绳栓一质量为m的小球，上端固定在O点，如图所示，在最低点给小球某一初速度，使其绕O点恰好能在竖直面内做圆周运动，已知最高点速度为v0．引力常量为G，忽略各种阻力，求：

（1）该行星的平均密度ρ；

（2）该行星的第一宇宙速度v。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】设行星表面的重力加速度为g，对小球最高点，有

解得

对行星表面的物体m，有

故行星质量

故行星的密度

（2）对处于行星表面附近做匀速圆周运动的卫星m，由牛顿第二定律，有

故第一宇宙速度为

17. 真空中两个完全一样的金属小球，带电荷量分别为q1=1.6×10-19 C，q2=-8×10-19 C，它们之间的球心距离为r=2 m（r远大于小球半径），则它们之间的静电力大小为多少 N？）（已知静电力常数K= 9×109 N∙m2C-2）

【答案】2.88×10-28N

【解析】

【详解】据库仑定律知

F＝k＝9×109× N＝2.88×10－28 N

18. 如图所示，质量m=2kg的小球用长L=1.05m的轻质细绳悬挂在距水平地面高H=6.05m的O点．现将细绳拉直至水平状态自A点无初速度释放小球，运动至悬点O的正下方B点时细绳恰好断裂，接着小球做平抛运动，落至水平地面上C点．不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2．求：

（1）细绳能承受的最大拉力；

（2）细绳断裂后小球在空中运动所用的时间；

（3）小球落地瞬间速度的大小．

【答案】（1）细绳能承受的最大拉力为60N；（2）细绳断裂后小球在空中运动所用的时间为1s；（3）小球落地瞬间速度的大小为11m/s。

【解析】

【详解】（1）小球从A→B过程，根据机械能守恒定律得：

mgL=

经B点时，由牛顿第二定律得：

F﹣mg=m

解得最大拉力为：

F=3mg=3×2×10N=60N

（2）小球从B→C过程做平抛运动，则有：

H﹣L=

解得：

t==1s

（3）从A→B→C过程，根据机械能守恒得：

mgH=﹣0

解得小球落地瞬间速度：

v==11m/s