安徽省马鞍山市第二中学2022-2023学年高一物理下学期期中试题（Word版附解析）

马鞍山市第二中学2022—2023学年度

高一第二学期期中素质测试物理试题

一、单选题（在每小题所给的四个选项中，请将符合题目要求的一个选项的代号填写到答题卷上。每小题4分，共7小题，计28分。）

1. 下列对天体的认识正确的是（　　）

A. 由可知，两物体间距离减小时，它们间的引力增大，距离趋于零时，万有引力无限大

B. 开普勒行星运动三定律既适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫星绕行星的运动

C. 宇宙飞船内的宇航员处于失重状态是由于没有受到万有引力的作用

D. 根据开普勒第二定律可知，行星在近日点的速度小于在远日点的速度

【答案】B

【解析】

【详解】A．当两物体之间的距离趋于零时，万有引力定律不再适用，故A错误。

B．开普勒行星运动三定律既适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫星绕行星的运动，故B正确。

C．宇宙飞船内的宇航员处于失重状态是由于其与地球间的万有引力全部用来提供做圆周运动的向心力，故C错误。

D．开普勒第二定律指出，当行星绕太阳运动时，在相等的时间内，其与太阳的连线扫过的面积相等。由此可知，行星在近日点的速度大于在远日点的速度，故D错误。

故选B。

2. 河中水流速度处处相同且恒定不变，方向平行于河岸。小船渡河时船头方向始终垂直于河岸，且初速度相同。若小船相对于静水分别做匀加速直线运动、匀减速直线运动和匀速直线运动，其运动轨迹如图所示。下列说法不正确的是（　 　）

A. 三种轨迹中，沿AD轨迹渡河，船靠岸时速度最大

B. 三种轨迹中，沿AC轨迹渡河所用时间最短

C. 沿AC和AD轨迹渡河，小船都是做匀变速运动

D. 沿AD轨迹时，小船相对于静水做匀减速运动

【答案】A

【解析】

【详解】CD．由题意可知小船做匀变速运动的加速度方向垂直于河岸方向，根据曲线运动合力方向处于轨迹的凹侧，可知沿AC轨迹的运动是匀加速运动，沿AB轨迹的运动是匀速运动，沿AD轨迹的运动是匀减速运动，故CD正确，不满足题意要求；

A．三种轨迹中，沿AD轨迹渡河，小船做匀减速运动，船靠岸时速度最小，故A错误，满足题意要求；

B．三种轨迹中，沿AC轨迹渡河，小船做匀加速运动，渡河所用时间最短，故B正确，不满足题意要求。

故选A。

3. 若想检验“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”遵循同样的规律，在已知月地距离约为地球半径60倍的情况下，需要验证（　　）

A. 地球吸引月球的力约为地球吸引苹果的力的

B. 月球公转的加速度约为苹果落向地面加速度的

C. 自由落体在月球表面的加速度约为地球表面的

D. 苹果在月球表面受到的引力约为在地球表面的

【答案】B

【解析】

【详解】A．设月球质量为，地球质量为M，苹果质量为，则月球受到的万有引力为

苹果受到的万有引力为

由于月球质量和苹果质量之间的关系未知，故二者之间万有引力的关系无法确定，故选项A错误；

B．根据牛顿第二定律

整理可以得到

故选项B正确；

C．在地球表面处

在月球表面处

由于地球、月球本身的半径大小、质量大小关系未知，故无法求出月球表面和地面表面重力加速度的关系，故选项C错误；

D．由C可知，无法求出月球表面和地面表面重力加速度的关系，故无法求出苹果在月球表面受到的引力与地球表面引力之间的关系，故选项D错误。

故选B。

4. 振动电机实际上是一个偏心轮，简化模型如图1所示，一轻杆一端固定在O点，另一端固定一小球，在竖直平面内做半径为R的圆周运动．小球运动到最高点时，杆与小球间弹力的大小为N，小球在最高点的速度大小为v，N－v2图象如图2所示．下列说法正确的是（       ）

A. 小球的质量为

B. 当时，球对杆有向下的压力

C. 当时，球对杆有向上的拉力

D. 若，则此时杆对小球弹力大小为2a

【答案】A

【解析】

【详解】在最高点，若，则；若，则解得，A正确；从图中可知当时即时，杆对小球的弹力为零，故当时，杆对小球弹力方向向上，表现为支持力，故BC错误；若，则，解得，D错误．

5. 如图所示，有一直角斜面体ABC，各表面粗糙程度相同。第一次将BC边固定在水平地面上，小物块从顶端A沿斜面恰能匀速下滑；第二次将AB边固定于水平地面上，让该小物体从顶端C由静止开始下滑，那么（　　）

A. 斜面的动摩擦因数为0.75

B. 第二次小物体滑到底端A点时的速度大小为

C. 第二次小物体滑到底端A点时的克服摩擦力做功为

D. 小物体两次从顶端滑到底端的过程中，克服摩擦力做功相等

【答案】B

【解析】

【详解】A．由几何关系可知

则第一次匀速下滑，根据受力分析可得：

解得

μ=0.5

故A错误；

CD．小物体两次从顶端滑到底端的过程中，两次克服摩擦力做功分别为：

由此可知小物体两次从顶端滑到底端的过程中，克服摩擦力做功不相等，故CD错误；

B．第二次小物体滑到底端A点时，根据动能定理有

解得小物体滑到底端A点速度大小为，故B正确；

故选B。

6. 如图所示，一轻质弹簧竖直放置，下端固定在水平面上，上端处于a位置，当一重球放在弹簧上端静止时，弹簧上端被压缩到b位置。现将该重球（可视为质点）从高于a位置的c位置释放，重球沿弹簧中轴线自由下落，弾簧被重球压缩到最低位置d。以下关于重球运动过程的说法，正确的是（　　）

A. 重球下落压缩弹簧由a至d的过程中，重球一直做减速运动

B 重球下落至a处速度最大

C. 重球下落至b处动能最大

D. 重球由a至d过程中克服弹簧弹力做的功小于由c至d过程中重力势能减少量

【答案】C

【解析】

【详解】ABC．重球接触弹簧开始，弹簧的弹力先小于重力，小球的合力向下，向下做加速度逐渐减小的加速运动，运动到b位置时，合力为零，加速度为零，速度达到最大；然后合力方向向上，向下做加速度逐渐增大的减速运动，运动到最低点时，速度为零，所以小球由a到d的过程中，重球先加速运动，后做减速运动，b处获得最大速度，则重球下落至b处动能最大，故AB错误，C正确；

D．根据功能关系可知由a至d过程中重球克服弹簧弹力做的功等于小球由c下落至d处时重力势能减少量，故D错误。

故选C。

7. 如图所示，在水平圆盘上沿半径方向放着用细绳相连的质量均为m的两个物体A和B，它们分居圆心两侧，与圆心距离分别为，，与盘间的动摩擦因数均为μ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，在圆盘转速缓慢加快到两物体刚好要发生滑动过程中，下列说法正确的是（　　）

A. 当角速度为时，绳子张力为

B. 当角速度为时，A所受摩擦力方向沿半径指向圆心O

C. 当两物体刚要发生滑动时，圆盘的角速度为

D. 当两物体刚要发生滑动时，绳子上的张力大小为2μmg

【答案】C

【解析】

【详解】CD．当A、B与圆盘间静摩擦力都达到最大值时，则有

解得

故C正确，D错误；

A．当角速度为时，AB一起做圆周运动，A所需要的向心力

B所需要的向心力

故此时绳子的拉力为零，故A错误；

B．当角速度为时，AB一起做圆周运动，对A设所受摩擦力指向圆心，则

对滑块B

解得

则说明A所受摩擦力方向沿半径指向圆外，故B错误；

故选C。

二、多选题（在每小题所给的四个选项中，选出符合题目要求的全部选项，将其代号填写到答题卷上。每小题4分，错选、不选均不得分，少选得2分。共4小题，计16分 ）

8. 图甲、乙、丙、丁是圆周运动的一些基本模型，下列说法正确的有（　　）

A. 如图甲，汽车通过拱桥的最高点处于超重状态

B. 如图乙，两个圆锥摆A和B处于同一水平面，两圆锥摆角速度大小相等

C. 如图丙，火车转弯超过规定速度行驶时，外轨对火车轮缘会有挤压作用

D. 如图丁，同一小球在固定的光滑圆锥筒内的C和D位置先后做匀速圆周运动，两位置小球运动的周期相等

【答案】BC

【解析】

【分析】

【详解】A．汽车过拱桥时，在最高点支持力小于重力，处于失重状态，A错误；

B．图乙中，A和B到悬点的高度相同，设为h，则

即

故相同，B正确；

C．图丙中，火车转弯时超过规定的速度，则外轨对火车轮缘有挤压作用，C正确；

D．小球在C、D位置向心力相同，半径不同，由

可知，T不相同，D错误。

故选BC。

9. 如图所示，从倾角为的斜面上某点先后将同一小球以不同的初速度水平抛出，小球均落在斜面上。当抛出的速度为v时，小球落回斜面所用的时间为，小球落回斜面的速度为，小球的位移为，小球落在斜面上时速度方向与斜面的夹角为；当抛出速度为2v时，小球落回斜面所用的时间为，小球落回斜面的速度为，小球的位移为，小球落在斜面上时速度方向与斜面的夹角为，不计空气阻力，则（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】ABD

【解析】

【详解】D．根据平抛运动规律可知，斜面上平抛出的物体落到斜面上时速度偏转角的正切值与位移偏转角的正切值分别为

，

由题意可知位移偏转角不变，则速度偏转角不变，则也不变。即

故D正确；

A．根据速度偏转角不变，则

解得

故A正确；

B．落回斜面时速度为

则

故B正确；

C．根据水平位移为，则两次的水平位移为

，

且根据位移偏转角不变，竖直方向位移

则

故C错误。

故选ABD。

10. 2020年12月1日23时11分，嫦娥五号探测器在月球表面预定的区域软着陆。若嫦娥五号在环月飞行时绕月球做匀速圆周运动，其距月球表面高度为h，运动周期为T，月球半径R，万有引力常量为G，忽略月球自转影响，则下列说法正确的是（　　）

A. 嫦娥五号绕月球做匀速圆周运动时的线速度大于

B. 物体在月球表面重力加速度大小为

C. 月球的第一宇宙速度为

D. 月球的平均密度为

【答案】ACD

【解析】

【详解】A．根据线速度和周期的关系可得嫦娥五号绕月球做匀速圆周运动时的线速度大小

故嫦娥五号绕月球做匀速圆周运动时的线速度大于，故A正确；

B．根据牛顿第二定律

而

可得物体在月球表面重力加速度大小

故B错误；

C．根据

可得月球的第一宇宙速度

故C正确；

D．根据月球表面万有引力和重力近似相等有

得

又

可得月球的平均密度为

故D正确。

故选ACD。

11. 如图所示，水平光滑直轨道ab与半径为R=0.4m的竖直半圆形光滑轨道bc相切于b点，一质量0.2kg的小球以某速度沿直轨道ab向右运动，进入圆形轨道后刚好能通过c点，然后小球做平抛运动落在直轨道上的d点，重力加速度g=10m/s2，则（　　）

A. 小球过c点的速度为2m/s

B. 小球过b点时对圆形轨道的压力为10N

C. 小球在直轨道上的落点d与b点距离为0.8m

D. 小球经过圆形轨道与圆心等高处时对轨道的压力为14N

【答案】AC

【解析】

【详解】A．小球恰好通过最高点c点，根据重力提供向心力，有

解得

故A正确；

B．小球运动过程中机械能守恒，从b到v根据机械能守恒定律可得

小球过b点时，根据牛顿第二定律有

结合牛顿第三定律解得小球过b点时对圆形轨道的压力为12N，故B错误；

C．小球离开c点后做平抛运动，小球从c点落到d点所需时间为

小球在直轨道上的落点d与b点距离为

故C正确

D．小球从c到与圆心等高处，根据机械能守恒定律可得

根据牛顿第二定律有

结合牛顿第三定律解得小球经过圆形轨道与圆心等高处时对轨道的压力为6N，故D错误。

故选AC。

三、实验题（答案填写在答题卷上。每空3分、共计21分 ）

12. 某同学做“探究平抛运动的特点”实验。

（1）该同学先用上图所示的器材进行实验。他用小锤打击弹性金属片，A球就水平飞出，同时B球被松开，做自由落体运动，改变小球距地面的高度和打击小球的力度，多次重复实验，均可以观察到A、B两球同时落地。关于本实验，下 列说法正确的是（          ）

A．实验现象可以说明平抛运动在水平方向上是匀速直线运动

B．实验现象可以说明平抛运动在竖直方向上是自由落体运动

C．实验现象可以同时说明平抛运动在两个方向上的运动规律

（2）为了在（1）实验结论的基础上进一步研究平抛运动的规律,该同学用如图所示的器材继续进行实验，描绘出小球做平抛运动的轨迹。然后，以小球的抛出点为原点，水平方向为轴，竖直方向为轴建立坐标系。该同学在轨迹上测量出、、三点的坐标分别为、和。如果纵坐标________，说明小球抛出后在、、、相邻两点间运动经历了相等的时间间隔。同时，如果横坐标________，那么证明小球的水平分运动是匀速直线运动。

（3）在探究清楚平抛运动的特点后，该同学在描出的平抛运动的轨迹上测量了相关数据并标在图上，其中点为物体的抛出点。根据图中数据，物体做平抛运动的初速度________。（取，计算结果保留两位有效数字）

【答案】    ①. B    ②.     ③.     ④.

【解析】

【详解】（1）[1] B球做自由落体运动，A球做平抛运动，因为A、B两球同时落地，所以实验现象可以说明平抛运动在竖直方向上是自由落体运动，不能说明平抛运动在水平方向上是什么运动。

故选B。

（2）[2]由自由落体运动的位移公式

可得，如果纵坐标

说明小球抛出后在、、、相邻两点间运动经历了相等的时间间隔。

[3]平抛运动水平方向做匀速直线运动，所以相同时间的水平位移相同，所以有

（3）[4]由图中数据结合平抛运动规律

可得

水平方向做匀速直线运动，由

可得，物体做平抛运动的初速度为

13. 用如图所示的装置可以探究做匀速圆周运动的物体需要的向心力的大小与哪些因素有关。

(1)如图所示，要探究向心力与质量的关系，应保证两球的运动的角速度和运动半径相同，使两球的质量__________（选填“相同”或“不同”）。

(2)皮带套的两个塔轮的半径分别为和。某次实验让，则A、B两球的角速度之比为__________。

(3)利用本装置得到的结论正确的是__________。

A．在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度大小成反比

B．在质量和角速度大小一定的情况下，向心力的大小与半径成反比

C．在质量和线速度大小一定的情况下，向心力的大小与半径成正比

D．在半径和角速度大小一定的情况下，向心力的大小与质量成正比

【答案】    ①. 不同    ②. 2:1    ③. D

【解析】

【详解】(1)[1]在研究向心力的大小与质量的关系时，需先控制两外两个物理量不变，研究质量和向心力的关系，所以在探究向心力的大小与质量的关系时，要使两球的质量不同。

(2)[2]由

得

(3)[3]A．根据向心力的公式

在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度平方成正比，故A错误；

B．根据向心力的公式

在质量和角速度大小一定的情况下，向心力的大小与半径成正比，故B错误；

C.根据向心力的公式

在质量和线速度大小一定的情况下，向心力的大小与半径成反比，故C错误；

D．根据向心力的公式

在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比，故D正确。

故选D。

四、解答题（解答写在答题卷上。要求写出必要的文字说明和解答过程，直接写答案不得分。共3小题，计35分）

14. 一质量为m物块静止在倾角为θ斜面上，与斜面间的动摩擦因数为μ，现将斜面沿水平方向向右匀速移动一小段距离s，如图所示，物块始终相对于斜面静止。求：

（1）重力对物块做的功；

（2）摩擦力对物块做的功；

（3）支持力对物块做的功；

【答案】（1） 0；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）物块在竖直方向无位移，故重力对物块做的功为0；

（2）根据力的平衡条件可知物块受摩擦力大小为

根据做功公式有

（3）根据力的平衡条件可知物块受摩擦力大小为

根据做功公式有

15. 如图，置于圆形水平转台边缘m =1kg的小物块随转台转动，当转速缓慢增加达到某一数值时，物块恰好滑离转台开始做平抛运动。现测得转台半径R=0.8m，离水平地面的高度H=0.8m，物块平抛落地过程水平位移的大小s=0.8m。设物块与转台间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度g=10m/s2。求：

（1）物块做平抛运动的初速度大小v0；

（2）物块恰好要滑离时的向心加速度an；

（3）物块与转台间的动摩擦因数μ；

【答案】（1）2m/s；（2）5m/s2 ；（3）0.5

【解析】

【详解】（1）根据

，

初速度大小为

（2）物块恰好要滑离时的向心加速度为

（3）根据牛顿第二定律

得

16. 某学校科技小组对一辆自制小遥控车的性能进行研究，他们让小车在水平地面上由静止开始运动，并将小车运动的全过程记录下来，通过数据处理得到如图所示的v—t图像，已知小车在0~2s内做匀加速直线运动，2~10s内小车牵引力的功率保持不变，在10s末遥控关闭小车上的电动机。小车的质量，整个过程中小车受到的阻力f保持不变。求：

（1）小车所受阻力的大小和小车在0~2s内所受牵引力的大小；

（2）小车在2~10s内牵引力的功率；

（3）小车在14s内的总位移和克服阻力做的功。

【答案】（1）2N，4N；（2）16W；（3）72m，144J

【解析】

【详解】（1）小车10s关闭发动机后运动的加速度大小为

故所受阻力为

在前0~2s内匀加速运动的加速度大小为

由

解得

（2）在2~10s内小车功率不变，而2~10s匀速运动

小车牵引力功率

（3）小车在0~2s内位移为

在2~7s内的位移，由动能定理

解得

在7~10s内的位移

在10~14s内的位移

故小车在14s内的总位移

在14s内小车所受阻力做的功为

故小车在14s内克服阻力做功为144J。