吉林省普通高中友好学校联合体2022-2023学年高一物理下学期期中联考试题（Word版附解析）

吉林地区普通高中友好学校三十六届联合体期中考试

高一物理试题

本试卷满分100分，考试时间90分钟

一、选择题（共56分，其中1—8题为单选，每题4分，9—12题为多选,每题6分）

1. 许多科学家在物理学的发展过程中做出了重要贡献，下列叙述符合事实的是（  ）

A. 第谷首先指出了行星绕太阳的轨道不是圆形，而是椭圆

B. 天王星是人们根据万有引力定律计算出其轨道后才发现的，被称为“笔尖下的行星”

C. 开普勒总结出了行星运动的规律，发现了万有引力定律

D. 卡文迪什第一次在实验室里测出了引力常量G

【答案】D

【解析】

【详解】A．开普勒首先指出了行星绕太阳的轨道不是圆形，而是椭圆，故A错误；

B．海王星是人们根据万有引力定律计算出其轨道后才发现的，被称为“笔尖下的行星”，故B错误；

C．开普勒总结出了行星运动的规律，牛顿发现了万有引力定律，故C错误；

D．卡文迪什第一次在实验室里测出了引力常量G，故D正确。

故选D。

2. 如图所示，圆盘在水平面内绕竖直中心轴匀速转动，圆盘上P点有一小物体随圆盘一起转动且相对圆盘静止。下列说法正确的是（　　）

A. 小物体仅受重力作用

B. 小物体仅受重力、支持力作用

C. 小物体受重力、支持力和向心力作用

D. 小物体受重力、支持力和静摩擦力作用

【答案】D

【解析】

【详解】小物体随水平面内圆盘一起转动且相对圆盘静止，可知小物体在竖直方向受力平衡，即受到重力和圆盘对小物体的支持力；在水平方向，由小物体随圆盘一起转动且相对圆盘静止可知，小物体受圆盘的静摩擦力作用，此力提供小物体随圆盘一起转动的向心力，因此小物体受重力、支持力和静摩擦力作用，ABC错误，D正确。

故选D。

3. 如图所示，两轮紧挨在一起靠摩擦力传动而同时转动，其中A、B是两轮边缘上的点，C为上的一点，且C点到的距离与B点到的距离相等，则下列说法正确的是（　　）

A. BC两点线速度大小相等 B. AB两点角速度相等

C. BC两点角速度相等 D. AB两点线速度大小相等

【答案】D

【解析】

【详解】BD．A、B两点靠传送带传动，线速度大小相等，即

根据可知半径不同因此角速度不相等，选项B错误，D正确；

AC．A、C共轴转动，角速度相同，即

根据可知A线速度大于C线速度，所以

选项AC错误。

故选D。

4. 下列关于圆周运动的说法中正确的是（　　）

A. 汽车通过凹形桥的最低点时处于失重状态

B. 汽车通过拱形桥的最高点时处于超重状态

C. 水平公路上行驶的汽车拐弯所需要的向心力是由车轮与路面间的摩擦力提供的

D. 火车转弯时，一定由其受到的重力和支持力的合力来提供火车拐弯的向心力

【答案】C

【解析】

【详解】A．汽车通过凹形桥的最低点时，加速度向上，处于超重状态，A错误；

B．汽车通过拱形桥的最高点时，加速度向下，处于失重状态，B错误；

C．水平公路上行驶的汽车拐弯所需要的向心力是由车轮与路面间的静摩擦力提供的，C正确；

D．火车转弯时，外轨高于内轨，重力和支持力的合力可能等于向心力，如果速度大于临界速度，挤压外轨，速度小于临界速度，则挤压内轨，D错误。

故选C。

5. 同步卫星距地面高度为h，地球表面重力加速度为g，地球半径为R，地球自转周期为，近地卫星周期为，万有引力常量为G，则下列关于地球质量及密度表达式正确的是（　　）

A. 地球的质量为 B. 地球的质量为

C. 地球的平均密度为 D. 地球的平均密度为

【答案】B

【解析】

【详解】AC．同步卫星周期与地球自转周期相同，为T1，则有

解得地球质量

则地球的平均密度

故AC错误；

B．已知地表重力加速度g，则近地卫星的向心力为

可得地球质量

故B正确；

D．近地卫星的向心力为

地球的平均密度为

地球的体积为

联立解得地球平均密度为

故D错误。

故选B。

6. 2018年12月8日，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭成功发射嫦娥四号探测器，开启了我国月球探测的新旅程。如图所示为我国发射嫦娥卫星奔月直至环月做圆周运动过程示意图，卫星从轨道Ⅰ变轨转移到轨道Ⅱ，然后再变轨转移到近月圆轨道Ⅲ，则下列说法正确的是（　　）

A. 卫星在地面的发射速度大于第三宇宙速度

B. 卫星从轨道Ⅰ转移到轨道Ⅱ需要在Q点减速

C. 卫星从轨道Ⅱ转移到轨道Ⅲ需要在Q点加速

D. 卫星在轨道Ⅱ上Q点的加速度大于在轨道Ⅲ上Q点的加速度

【答案】B

【解析】

【详解】A．嫦娥卫星还没有离开地球，其发射速度应该大于第一宇宙速度小于第二宇宙速度，A错误；

B C．卫星从轨道Ⅰ转移到轨道Ⅱ及卫星从轨道Ⅱ转移到轨道Ⅲ，卫星在Q点可看成做近心运动，速度减小，B正确，C错误；

D．由万有引力提供向心力，卫星在Q点的加速度相等，D错误；

故选B ．

7. 我们的银河系的恒星中大约四分之一是双星。某双星是由质量不等的星体和构成，两星在相互之间的万有引力作用下绕两者连线上某一定点C做匀速圆周运动。由天文观察测得其运动周期为T，到C点的距离为，和的距离为r，已知引力常量为G。由此可求出的质量为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】设星体S1和S2的质量分别为m1和m2，S1星体做圆周运动的向心力由万有引力提供，所以

得

故选D。

8. 有一个劲度系数为k的轻弹簧，它的弹力大小与其伸长量成正比。弹簧一端固定在墙壁上，在另一端沿弹簧的轴线施一水平力将弹簧缓慢拉长，弹簧的伸长量由x1增大到x2的过程中，拉力的大小变化情况如图所示，则拉力做的功为（　　）

A. k B. k

C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】在拉弹簧的过程中，拉力的大小始终等于弹簧弹力F的大小kx，故F-x图像的面积表示拉力所做的功，即

故选C。

9. 如图所示，轻绳一端系一小球，另一端固定于O点，在O点正下方的P点钉一颗钉子，使线拉紧与竖直方向成一角度θ，然后由静止释放小球，当小球第一次通过最低点，悬线碰到钉子瞬间（　　）

A. 小球的瞬时速度突然变大

B. 小球的角速度突然变大

C. 小球的向心加速度突然变小

D. 线所受的拉力突然变大

【答案】BD

【解析】

【详解】A．碰到钉子前后，圆周运动半径变小，但在最低点小球水平方向没有受到力的作用，小球的瞬时速度不会发生改变，A错误；

B．根据

可知，线速度不变，半径变小，角速度变大，B正确；

C．根据

可知，由于线速度不变，半径变小，加速度变大，C错误；

D．根据

可知，加速度变大，绳上的拉力变大，D正确；

故选BD。

10. 某游客领着孩子游泰山时，孩子不小心将手中的皮球滑落，球从A点经C点滚到了山脚下的B点，高度标记如图所示。已知皮球质量为m，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　）

A. 从A到B曲线轨迹长度不知道，无法求出此过程中重力做的功

B. 从A到B过程中，重力势能减小mgH

C. 从A到B过程中重力做功为

D. 从A到C过程中重力做功为

【答案】BD

【解析】

【详解】AC．重力做功与物体的运动路径无关，只与物体初、末位置的高度差有关，从A到B的高度差是H，所以其做功为

故AC错误；

C．由重力势能和重力做功的关系可知，从A到B起重力势能变化为

即重力势能减小了，故B项正确；

D．从A到C的高度差是，所以其重力做功为

故D项正确。

故选BD。

11. 如图所示，京张高铁将北京到张家口的通行时间缩短在1小时内，成为2022年北京冬奥会重要的交通保障设施。假设此高铁动车启动后沿平直轨道行驶，发动机的功率恒为P，且行驶过程中受到的阻力大小恒定，动车的质量为m，最高行驶速度为下列说法正确的是（　　）

A. 在加速阶段，高铁动车的加速度保持不变

B. 在加速阶段，发动机对高铁动车的牵引力逐渐减小

C. 高铁动车受到的阻力大小为

D. 当高铁动车的速度为时，动车的加速度大小为

【答案】BC

【解析】

【详解】AB．高铁动车启动后沿平直轨道行驶，发动机的功率恒为P，由

①

②

在加速阶段，高铁动车的速度v增加，而功率P不变，则牵引力F减小，则加速度减小，故A错误，B正确；

C．由②式知当加速度为0时速度达到最大vm，牵引力F减小到高铁动车受到的阻力大小相等，由①可知

则有

故C正确；

D．当高铁动车的速度为时，动车还在加速段，设牵引力为F，加速度为a1，有

则解得加速度大小为

故D错误。

故选BC。

12. 如图所示，倾角的固定斜面顶端安装一轻质光滑定滑轮，质量为的物块A和质量的物块B用轻绳连接并跨过滑轮，一开始，在外力作用下A、B处于静止状态。已知B与斜面间的动摩擦因数，重力加速度g取，不计空气阻力。现撤去外力，当物块A下落高度时，下列说法正确的是（　　）

A. 物块A的加速度大小为 B. 绳子的拉力大小为15N

C. 物块A速度大小为4m/s D. 物块B的动能为2J

【答案】ABD

【解析】

【详解】A．对A、B整体受力分析，由牛顿第二定律得

解得

故A正确；

B．对A受力得

解得

故B正确；

CD．由

得，此时A、B的速度均为

则B的动能为

故C错误，D正确。

故选ABD。

二、实验题（共12分，（3）每空3分，其余每空2分）

13. 验证机械能守恒定律的实验装置如图1所示，现有的器材：带铁夹的铁架台、纸带、打点计时器、交流电源、带夹子的重物。回答下列问题：

（1）为完成此实验，除了所给的器材，还需要的器材有______；

A.秒表    B.天平    C.毫米刻度尺

（2）部分实验步骤如下：

A.接通电源，待打点计时器工作稳定后放开纸带

B.手提纸带的上端，让重物静止在打点计时器附近

C.关闭电源，取出纸带

D.把打点计时器固定在铁夹上，让纸带穿过限位孔

上述实验步骤正确顺序是______；

（3）实验中，夹子与重物的质量m=250g，打点计时器在纸带上打出一系列点，如图2所示为选取的一条符合实验要求的纸带，O为第一个点，A、B、C为三个连续点，已知打点计时器每隔0.02s打一个点，当地的重力加速度g=9.8m/s2，选取图中O点和B点来验证机械能守恒定律，则重物重力势能减少量ΔEp=______J，动能增量ΔEk=______J；（以上均要求保留2位有效数字）

（4）本实验产生误差原因__________________________________________。

【答案】    ①. C    ②. DBAC    ③. 0.49    ④. 0.48    ⑤. 纸带与限位孔间存在摩擦、重物下落过程受到空气阻力

【解析】

【详解】（1）[1]若重物下落机械能守恒，则需要满足

即

由此可知，需要测量重物下落的高度及重物的速度，测量下落高度可用刻度尺测量纸带上计数点间距离得到，重物做匀变速直线运动，重物的速度可以通过中间时刻的平均速度得到，计数点间距离由刻度尺得到，时间可通过打点计时器打点个数及打点频率得到，故为完成此实验，除了所给的器材，还需要的器材有毫米刻度尺。

故选C。

（2）[2]进行实验时，应先将把打点计时器固定在铁夹上，让纸带穿过限位孔，手提纸带的上端，让重物静止在打点计时器附近，然后接通电源，待打点计时器工作稳定后放开纸带，最后关闭电源，取出纸带，选取点迹清晰部分进行测量，故上述实验步骤的正确顺序是DBAC。

（3）[3]由O到B重力势能减少量

[4]打B点时物体的速度

所以动能增加量为

（4）[5]本实验产生误差的原因纸带与限位孔间存在摩擦、重物下落过程受到空气阻力。

三、计算题（共32分）

14. 我国的航空航天事业取得了巨大成就。2010年10月1日，我国成功发射了“嫦娥二号”探月卫星。“嫦娥二号”的质量为m，它绕月球做匀速圆周运动时距月球表面的距离为h。已知引力常量G、月球质量M、月球半径R。求：

（1）求月球表面的重力加速度；

（2）“嫦娥二号”绕月球做匀速圆周运动的线速度。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）月球表面，根据万有引力等于重力列出等式

解得月球表面的重力加速度

（2）“嫦娥二号”绕月球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力得

解得

15. 小李同学站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为m的小球，甩动手腕，使球恰好能在竖直平面内做完整的圆周运动。再次加速甩动手腕，当球某次运动到最低点A时，绳恰好断掉，如题图所示。已知握绳的手离地面高度为2L，手与球之间的绳长为L，绳能承受的最大拉力为9mg，重力加速度为g，忽略手的运动半径和空气阻力。求：

（1）为使小球能在竖直平面内作完整的圆周运动，小球过最高点B时的最小速度；

（2）绳断时球的速度大小；

（3）绳断后，小球落地点与抛出点A的水平距离。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）为使小球能在竖直平面内作完整圆周运动，小球过最高点B时，当

得

小球过最高点B时的最小速度。

（2）绳断时

绳断时球的速度大小

（3）绳断后，小球做平抛运动，竖直方向

得

小球落地点与抛出点A的水平距离

16. 如图，与水平面夹角θ＝37°的斜面和半径R=0.4m的光滑圆轨道相切于B点，且固定于竖直平面内．滑块从斜面上的A点由静止释放，经B点后沿圆轨道运动，通过最高点C时轨道对滑块的弹力为零．已知滑块与斜面间动摩擦因数μ=0.25．（g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：

（1）滑块在C点的速度大小vC；

（2）滑块在B点的速度大小vB；

（3）A、B两点间的高度差h．

【答案】（1）2m/s（2）4.29m/s（3）1.38m

【解析】

【详解】 （1）由题意，在C处滑块仅在重力作用下做圆周运动，设滑块的质量为m，由牛顿定律：

解得：

（2）由几何关系，BC高度差H为：

滑块由B到C的运动过程中重力做功，机械能守恒，以B为势能零点：

带入数据：vB=4.29m/s

（3）滑块由A到B过程，由牛顿定律：

解得：

解得：a=4m/s2；

设AB间距为L,由运动公式：vB2=2aL

由几何关系：h=Lsin370

解得：