2022-2023学年陕西省西安重点大学附属中学高一（下）期中物理试卷（含解析）

2022-2023学年陕西省西安重点大学附属中学高一（下）期中物理试卷

1.  年月日，第届国际计量大会决定，千克由普朗克常量及米和秒定义。即。此次标准实施后，单位中的个基本单位将全部建立即在不变的自然常数上，保证了单位的长期稳定性和通用性。由上述表达式可知普朗克常量的单位可表示为(    )

A.  B.  C.  D.

2.  年月，红军为突破“围剿”决定强渡大渡河。首支共产党员突击队冒着枪林弹雨依托仅有的一条小木船坚决强突。若河面宽，水流速度，木船相对静水速度，则突击队渡河所需的最短时间为(    )

A.  B.  C.  D.

3.  如图所示，竖直轻弹簧固定在水平地面上，一小铁球由弹簧正上方点自由下落，与弹簧在处接触后压缩弹簧，当弹簧压缩至最短时，铁球下落到最低点。不计空气阻力。关于该过程，下列说法正确的是(    )
 

A. 下降过程中，小球的机械能守恒
B. 下降过程中，小球的机械能增加
C. 下降过程中，小球的动能先增加后减小
D. 下降过程中，小球的加速度大小先减小后增加

4.  科学训练可以提升运动成绩，某短跑运动员科学训练前后百米全程测试中，速度与时间的关系图像如图所示。由图像可知(    )
 

A. 时间内，训练后运动员的平均加速度大
B. 时间内，训练前、后运动员跑过的距离相等
C. 时间内，训练后运动员的平均速度小
D. 时刻后，运动员训练前做减速运动，训练后做加速运动

5.  “天问一号”从地球发射后，在如图甲所示的点沿地火转移轨道到点，再依次进入如图乙所示的调相轨道和停泊轨道，则天问一号(    )

 

A. 发射速度介于与之间
B. 从点转移到点的时间小于个月
C. 在环绕火星的停泊轨道运行的周期比在调相轨道上小
D. 在地火转移轨道运动时的速度均大于地球绕太阳的速度

6.  一物体做匀速圆周运动，在极短时间内先后经过轨道上、两点，其速度分别为。则下面关于速度变化量和点加速度的表示正确的是(    )

A.  B.
C.  D.

7.  如图，悬挂甲物体的细线拴牢在一不可伸长的轻质细绳上点处；绳的一端固定在墙上，另一端通过光滑定滑轮与物体乙相连。甲、乙两物体质量相等。系统平衡时，点两侧绳与竖直方向的夹角分别为和。若，则等于(    )
 

A.  B.  C.  D.

8.  风速仪结构如图所示．光源发出的光经光纤传输，被探测器接收，当风轮旋转时，通过齿轮带动凸轮圆盘旋转，当圆盘上的凸轮经过透镜系统时光被挡住．已知风轮叶片转动半径为，每转动圈带动凸轮圆盘转动一圈．若某段时间内探测器接收到的光强随时间变化关系如图所示，则该时间段内风轮叶片
 

A. 转速逐渐减小，平均速率为 B. 转速逐渐减小，平均速率为
C. 转速逐渐增大，平均速率为 D. 转速逐渐增大，平均速率为

9.  某兴趣小组想利用小孔成像实验估测太阳的密度。设计如图所示的装置，不透明的圆桶一端密封，中央有一小孔，另一端为半透明纸。将圆桶轴线正对太阳方向，可观察到太阳的像的直径为。已知圆桶长为，地球绕太阳公转周期为。则估测太阳密度的表达式为(    )
 

A.  B.  C.  D.

10.  如图所示，物体放在上，物体放在光滑的水平面上，已知，。、间动摩擦因数。物体上系一细线，细线能承受的最大拉力是，水平向右拉细线，下述正确的是(    )

 

A. 当拉力时，静止不动
B. 当拉力时，相对滑动
C. 当拉力时，受到的摩擦力等于
D. 在细线可以承受的范围内，无论拉力多大，相对始终静止

11.  多选年月，“嫦娥二号”成功进入了环绕“日地拉格朗日点”的轨道，我国成为世界上第三个造访该点的国家．如图所示，该拉格朗日点位于太阳和地球连线的延长线上，一飞行器处于该点，在几乎不消耗燃料的情况下与地球同步绕太阳做圆周运动，则此飞行器的(    )
 

A. 线速度大于地球的线速度 B. 向心加速度大于地球的向心加速度
C. 向心力仅由太阳的引力提供 D. 向心力仅由地球的引力提供

12.  公路急转弯处通常是交通事故多发地带．如图所示，某公路急转弯处是一圆弧，当汽车行驶的速率为时，汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势，则在该弯道处(    )
 

A. 路面外侧高内侧低
B. 车速只要低于，车辆便会向内侧滑动
C. 车速虽然高于，但只要不超出某一最高限度，车辆便不会向外侧滑动
D. 当路面结冰时，与未结冰时相比，的值变小

13.  如图，游乐场中，从高处到水面处有两条长度相同的光滑轨道。甲、乙两小孩沿不同轨道同时从处自由滑向处，下列说法正确的有(    )
 

A. 甲的切向加速度始终比乙的大 B. 甲、乙在同一高度的速度大小相等
C. 甲、乙在同一时刻总能到达同一高度 D. 甲比乙先到达处

14.  质量为的物体静止在光滑水平面上，从时刻开始受到水平力的作用。力的大小与时间的关系如图所示，力的方向保持不变，则
 

A. 时刻的瞬时功率为
B. 时刻的瞬时功率为
C. 在到这段时间内，水平力的平均功率为
D. 在到这段时间内，水平力的平均功率为

15.  如图，滑块、的质量均为，套在固定竖直杆上，与光滑水平地面相距，放在地面上．、通过铰链用刚性轻杆连接，由静止开始运动．不计摩擦，、可视为质点，重力加速度大小为则(    )

 

A. 落地前，轻杆对一直做正功
B. 落地时速度大小为
C. 下落过程中，其加速度大小始终不大于
D. 落地前，当的机械能最小时，对地面的压力大小为

16.  如图，某同学设计了测量铁块与木板间动摩擦因数的实验．所用器材有：铁架台、长木板、铁块、米尺、电磁打点计时器、频率的交流电源，纸带等．回答下列问题：

铁块与木板间动摩擦因数______用木板与水平面的夹角、重力加速度和铁块下滑的加速度表示

某次实验时，调整木板与水平面的夹角接通电源．开启打点计时器，释放铁块，铁块从静止开始沿木板滑下．多次重复后选择点迹清晰的一条纸带，如图所示．图中的点为计数点每两个相邻的计数点间还有个点未画出重力加速度为可以计算出铁块与木板间的动摩擦因数为_____________结果保留位小数．

17.  某同学利用下述装置对轻质弹簧的弹性势能进行探究，一轻质弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一小球接触而不固连：弹簧处于原长时，小球恰好在桌面边缘，如图所示．向左推小球，使弹簧压缩一段距离后由静止释放．小球离开桌面后落到水平地面．通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能．

回答下列问题：

本实验中可认为，弹簧被压缩后的弹性势能与小球抛出时的动能相等．已知重力加速度大小为，为求得，至少需要测量下列物理量中的 填正确答案标号．

E.弹簧原长

用所选取的测量量和已知量表示，得 ．

图中的直线是实验测量得到的图线．从理论上可推出，如果不变．增加，图线的斜率会 填“增大”、“减小”或“不变”；如果不变，增加，图线的斜率会 填“增大”、“减小”或“不变”由图中给出的直线关系和的表达式可知，与的 次方成正比．

18.  如图所示，质量的物体静止在水平地面上，现对物体施加一个大小，方向与水平方向成的斜向上的拉力，使其沿水平地面向右做匀加速直线运动，经时间撤去推力。已知物体与地面间的动摩擦因数为，，，。求：

末的速度；

物体滑行的总位移。

19.  如图，质量为的篮球从离地高度处由静止下落，与地面发生一次非弹性碰撞后反弹至离地的最高处。设篮球在运动过程中所受空气阻力的大小是篮球所受重力的倍，为常数且且篮球每次与地面碰撞的碰后速率与碰前速率之比相同，重力加速度大小为。

求篮球与地面碰撞的碰后速率与碰前速率之比；

若篮球反弹至最高处时，运动员对篮球施加一个向下的压力，使得篮球与地面碰撞一次后恰好反弹至的高度处，力随高度的变化如图所示，其中已知，求的大小。

20.  如图所示，在竖直面内，足够长光滑倾斜直轨道与水平直轨道平滑连接。以速度逆时针转动的传送带与直轨道、、处于同一水平面上，、、的长度均为。圆弧形细管道半径为，在竖直直径上，点高度为。开始时，一质量为的物块自斜面上高为处由静止下滑，已知，，，，，物块与、之间的动摩擦因数，轨道和管道均光滑，物块落到时不反弹且静止。忽略、和、之间的空隙，与平滑连接，物块可视为质点。

为使物块能够到达点，求的最小值；

物块在最高点时，求管道对物块的作用力与间满足的关系；

若物块释放高度，求物块最终静止的位置值的范围以点为坐标原点，水平向右为正，建立轴。

答案和解析

1.【答案】 

【解析】

【分析】

利用爱因斯坦的光子学说和光子能量公式分析即可。
知道光子学说，知道光子能量方程中各字母的代表的物理量及单位，基础题。

【解答】

爱因斯坦提出的光子说认为，频率为的光的一个光子的能量为，其中为普朗克常量，则有的单位为，故选C。
 

2.【答案】 

【解析】解：当静水速与河岸垂直时，垂直于河岸方向上的分速度最大，则渡河时间最短，最短时间为：
，故D正确，ABC错误；
故选：。
 

3.【答案】 

【解析】【详解】小球与弹簧组成的系统机械能守恒，小球压缩弹簧后，弹簧弹性势能增大，小球机械能减小，AB错误；

弹簧弹力逐渐增大，弹簧对小球的弹力小于重力时

小球加速度向下，做加速度减小的加速运动。

弹力大于重力时

小球加速度向上，做加速度增大的减速运动。则小球的动能先增加后减小，加速度先减小后增加，CD正确。

故选CD。

4.【答案】 

【解析】A.由图像的斜率表示加速度可知在时间内，训练后运动员的平均加速度小，故A错误；

B.由图像围成的面积表示位移可知时间内，训练前运动员跑过的距离比训练后跑过的距离大，故B错误；

C.由图像围成的面积表示位移可知时间内，训练后运动员的位移比训练前的位移大，由可知训练后运动员的平均速度大，故C错误；

D.由图像可知，时刻后，运动员训练前速度减小，做减速运动；而训练后速度增加，做加速运动，故D正确。

故选D。

5.【答案】 

【解析】解：、天问一号需要脱离地球引力的束缚，第二宇宙速度为脱离地球的引力的最小发射速度，在地球发射天问一号的速度要大于第二宇宙速度，故A错误。
B、地球公转周期为个月，根据开普勒第三定律可知，，天问一号在地火转移轨道的轨道半径大于地球公转半径，则运行周期大于个月，从点转移到点的时间大于个月，故B错误；
C、同理，环绕火星的停泊轨道半径小于调相轨道半径，则在环绕火星的停泊轨道运行的周期比在调相轨道上小，故C正确；
D、天问一号在点点火加速进入火星轨道，则在地火转移轨道运动时，点的速度小于火星轨道的速度，根据万有引力提供向心力可知，，解得线速度：，地球公转半径小于火星公转半径，则地球绕太阳的速度大于火星绕太阳的速度，则在地火转移轨道运动时，点的速度小于地球绕太阳的速度，故D错误。
故选：。
第二宇宙速度是卫星脱离地球引力束缚的最小发射速度；
根据卫星的变轨原理分析；
根据开普勒第三定律分析周期关系。
本题考查了万有引力定律的应用，解决本题的关键是理解卫星的变轨过程，以及万有引力定律的灵活运用。
 

6.【答案】 

【解析】

【分析】

本题主要考察匀速圆周运动的速度方向的判断以及速度变化量的计算，难度不大。
 解决本题的关键知道匀速圆周运动的特点，知道线速度、向心加速度都是矢量，知道速度变化量与加速度的关系，难度不大，属于基础题．

【解答】

匀速圆周运动中某点的速度方向为这一点的切线方向，向心加速度方向始终指向圆心，根据可知，在任意相同时间间隔内，速度变化量的大小相等，但是方向不同，与加速度方向一致。速度变化量为矢量，要进行矢量运算，故B正确；
故选B。

7.【答案】 

【解析】悬挂甲物体的细线拴牢在点处，且甲、乙两物体的质量相等，则点右侧绳和下方细线的拉力大小相等，点处于平衡状态，则点左侧绳子拉力的方向在点右侧绳和下方细线夹角的角平分线上，如图所示，根据几何关系有，解得。故选。

对点进行受力分析，依据平衡条件，结合力的三角形定则即可求解，难度一般。

8.【答案】 

【解析】

【分析】
根据图可知，在内，通过的光照的时间越来越长，且在内挡了次光，据此求出风轮扇叶转动的圈数，根据求解平均速率即可。 
本题主要考查了圆周运动线速度、周期、转速之间的关系，能读懂图是解题的关键，难度适中。
【解答】
根据图可知，在内，通过的光照的时间越来越长，则风轮叶片转动的越来越慢，即转速逐渐减小， 在内挡了次光，即凸轮圆盘转动周．根据风轮叶片每转动圈带动凸轮圆盘转动一圈可知：则风轮叶片转动周， 则风轮叶片转动的平均速率，故B正确，ACD错误。
故选：  

9.【答案】 

【解析】

【分析】
本题考查了天体密度的求解。
先根据几何关系计算太阳的半径的表达式，根据地球绕太阳运转万有引力提供向心力，计算太阳质量的表达式，再计算太阳密度。
【解答】
设太阳的半径为，太阳到地球的距离为，由成像光路图，根据三角形相似得，解得，地球绕太阳做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，设太阳质量为，地球质量为，则，体积为，由密度公式得，联立解得，故C正确，ABD错误。  

10.【答案】 

【解析】【详解】由题意可知，由于物体放在光滑的水平面上，因此只要拉力不是零，、将一起运动，所以当拉力  时，不会静止不动，A错误；

若、能产生相对滑动时，则有

对、整体，由牛顿第二定律可得产生相对滑动时最大拉力为

由此可知，在绳子承受的最大拉力范围内，无论拉力多大，、始终处于相对静止状态，B错误，D正确。

C.当拉力  时，对整体由牛顿第二定律可得

解得

则有受到的摩擦力等于

C错误。

故选D。

11.【答案】 

【解析】

【分析】
飞行器与地球同步绕太阳运动，角速度相等，飞行器靠太阳和地球引力的合力提供向心力，根据，比较线速度和向心加速度的大小。
本题考查万有引力的应用，题目较为新颖，在解题时要注意分析向心力的来源及题目中隐含的条件。
【解答】
A.飞行器与地球同步绕太阳运动，角速度相等，根据，知飞行器的线速度大于地球的线速度，故A正确；
B.根据知，飞行器的向心加速度大于地球的向心加速度，故B正确；
飞行器的向心力由太阳和地球引力的合力提供，故CD错误。
故选AB。  

12.【答案】 

【解析】【详解】试题分析：路面应建成外高内低，此时重力和支持力的合力指向内侧，可以提供圆周运动向心力，故A正确．车速低于，所需的向心力减小，此时摩擦力可以指向外侧，减小提供的力，车辆不会向内侧滑动．故B错误．当速度为时，静摩擦力为零，靠重力和支持力的合力提供向心力，速度高于时，摩擦力指向内侧，只有速度不超出最高限度，车辆不会侧滑．故C正确．当路面结冰时，与未结冰时相比，由于支持力和重力不变，则的值不变．故D错误．故选AC．
 

13.【答案】 

【解析】解：：由受力分析及牛顿第二定律可知，甲的切向加速度先比乙的大，后比乙的小，故A错误；
：由机械能守恒定律可知，各点的机械能保持不变，高度重力势能相等处的动能也相等，故B正确；
C、：甲的切向加速度先比乙的大，速度增大的比较快，开始阶段的位移比较大，故甲总是先达到同一高度的位置。故C错误，D正确。
故选：。
由受力分析及牛顿第二定律可知，甲的切向加速度先比乙的大，后比乙的小；
可以使用机械能守恒来说明，也可以使用运动学的公式计算，后一种方法比较麻烦；
哪一个先达到点，可以通过速度的变化快慢来理解，也可以使用图象来计算说明．
本题应该用“加速度”解释：高度相同，到达底端的速度大小就相同，但甲的加速度逐渐减小，乙的加速度逐渐增大．所以它们的速度增加的快慢不同，甲增加得最快，乙增加得最慢．
它们的图象如图，结合图象的意义，图线的斜率表示加速度，图线与时间轴之间的面积可以用来表示位移．

 

14.【答案】 

【解析】解：、时间内的加速度，则时刻的速度，
在时间内的加速度，
则时刻的速度，时刻的瞬时功率为；故A错误，B正确；
、时间内的位移，在时间内的位移，
在到这段时间内，水平力做功，则水平力做功的平均功率故C错误，D正确．
故选：
根据牛顿第二定律和运动学公式求出时刻的瞬时速度，从而求出瞬时功率．根据位移公式求出到这段时间内位移，通过功的公式求出水平力做功的大小，从而求出平均功率。
解决本题的关键通过图线，结合牛顿第二定律和运动学公式求出速度和位移，知道平均功率和瞬时功率的区别。
 

15.【答案】 

【解析】解：
A、当到达底端时，的速度为零，的速度在整个过程中，先增大后减小，动能先增大后减小，所以轻杆对先做正功，后做负功，故A错误；
B、运动到最低点时，的速度为零，根据系统机械能守恒定律得：，解得故B正确；
C、的速度在整个过程中，先增大后减小，所以对的作用力先是动力后是阻力，所以对的作用力就先是阻力后是动力，所以在减速的过程中，对是向下的拉力，此时的加速度大于重力加速度，故C错误；
D、整体的机械能守恒，当的机械能最小时，的速度最大，此时受到的推力为零，只受到重力的作用，所以对地面的压力大小为，故D正确。
 

16.【答案】；  

【解析】

【分析】
根据牛顿第二定律可求得摩擦力与加速度间的关系可求得动摩擦因数；根据由逐差法可求得加速度的大小，再得出动摩擦因数。
本题通过牛顿第二定律得出动摩擦因数的表达式，从而确定要测量的物理量。要先确定实验的原理，然后依据实验的原理解答即可。
【解答】
由牛顿第二定律可得：

，
每相邻两计数点间还有个打点，说明相邻的计数点时间间隔为。
利用匀变速直线运动的推论，即逐差法可以求物体的加速度大小：，
代入得铁块与木板间的动摩擦因数为。
故答案为：，  

17.【答案】    ，减小，增大， 

【解析】解由平抛规律可知，由水平距离和下落高度即可求出平抛时的初速度，进而可求出物体动能，所以本实验至少需要测量小球的质量、小球抛出点到落地点的水平距离、桌面到地面的高度，故选：．
由平抛规律应有，，又，联立可得．
对于确定的弹簧压缩量而言，增大小球的质量会减小小球被弹簧加速时的加速度，从而减小小球平抛的初速度和水平位移，即不变增加，相同的要对应更小的，图线的斜率会减小．
由的关系式和可知，与的二次方成正比．
故答案为：    ，减小，增大，
本题的关键是通过测量小球的动能来间接测量弹簧的弹性势能，然后根据平抛规律以及动能表达式即可求出动能的表达式，从而得出结论．本题的难点在于需要知道弹簧弹性势能的表达式取弹簧因此为零势面，然后再根据即可得出结论．
本题考查对轻质弹簧的弹性势能进行探究；要注意明确实验原理，根据相应规律得出表达式，然后讨论即可．
 

18.【答案】解：根据牛顿第二定律

又

 ， 

物体加速运动的加速度为

末的速度为

物体加速运动的位移为

撤去推力后，物体加速度大小为

匀减速运动的位移为

物体滑行总位移为

【解析】见答案
 

19.【答案】解：篮球下降过程中根据牛顿第二定律有
，
再根据匀变速直线运动的公式，下落的过程中有
，
篮球反弹后上升过程中根据牛顿第二定律有
，
再根据匀变速直线运动的公式，上升的过程中有
，
则篮球与地面碰撞的碰后速率与碰前速率之比
；
若篮球反弹至最高处时，运动员对篮球施加一个向下的压力，则篮球下落过程中根据动能定理有

篮球反弹后上升过程中根据动能定理有

联立解得
。 

【解析】本题考查了牛顿第二定律、匀变速直线运动、动能定理等知识点。
上升与下降过程分别根据牛顿第二定律求加速度，根据匀变速直线运动规律求速率之比，这一问要明确加速度是将力与运动联系起来的桥梁；
上升与反弹后上升的过程分别根据动能定理列式可求的大小。
 

20.【答案】解：设从高度为处释放时，物块运动到点时速度恰好为零，根据能量守恒定律得
，解得
以竖直向下为正方向，物块在点时有
从释放物块运动到过程，由能量守恒定律得
联立得
当时，物块能从点飞出做平抛运动，
由几何关系得则
解得
当时，从高度为处释放物块时，
根据能量守恒定律得，解得
可知物块运动到点右侧处速度恰好为零．
物块由点速度为零，返回到时，根据能量守恒定律得，解得
即物块运动到点右侧处速度恰好为零，则． 

【解析】本题主要考查了动量守恒定律的相关应用，理解弹性碰撞的特点，根据动量守恒定律和机械能守恒定理分析出物体的速度，理解物体在不同阶段的运动特点，结合动能定理完成分析。
物块运动到点时速度恰好为零，根据能量守恒定律得计算的最小值；；
根据动能定理结合牛顿第二定律得出轨道对物块的作用力与间的关系式；
分类讨论结合动能定理分析出物块最终静止的位置范围。