浙江省宁波市惠贞书院2022-2023学年高一下学期期中物理试题

2022-2023学年第二学期9+1高中联盟期中考试

高一年级物理学科试题

选择题部分

一、选择题Ⅰ（本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）

1. 下列单位中属于能量单位的是（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】AB．是功率的单位，AB错误；

C．根据功的定义，N·m是功的单位，功是能量的量度，也是能量的单位，C正确；

D．根据动能的定义，功的单位也可以是kg·m2/s2，D错误。

故选C。

2. 物理学的发展经历了几代人的不懈努力，下列说法中正确的是（　　）

A. 引力常量是卡文迪什通过观测天体运动数据发现的

B. 亚里士多德认为力不是维持物体运动的原因

C. 相对论的创立表明经典力学已经不再适用

D. “月—地检验”表明地面物体所受地球引力与月球所受地球引力遵从同样的规律

【答案】D

【解析】

【详解】A．物理学家卡文迪什在实验室中通过扭秤实验测出了万有引力常量的值，A错误；

B．亚里士多德认为力是维持物体运动的原因，B错误；

C．相对论与经典力学适用于不同范围：牛顿经典力学只适用于宏观低速物体，而微观、高速物体适用于狭义相对论，C错误；

D．“月—地检验”表明地面物体所受地球引力与月球所受地球引力遵从同样的规律，D正确。

故选D。

3. 物体做直线运动的图像如图所示，下列说法正确的是（　　）

A. 在时间内，物体的加速度增大

B. 在时刻，物体的加速度发生突变

C. 在时间内，物体向负方向运动

D. 在时间内，物体保持静止

【答案】B

【解析】

【详解】AB．图像的斜率表示加速度大小，在时间内，图像的斜率减小，所以物体的加速度减小，在时刻，物体的加速度发生突变，故A错误，B正确；

CD．图像的纵坐标表示物体运动的速度大小和方向，在时间和时间内，物体的速度均为正值，故其向正方向运动，故C、D错误。

故选B。

4. 如图所示，一只气球在风中处于静止状态，细绳与竖直方向的夹角为。若风对气球作用力的大小为，方向水平向右，则绳的拉力大小为（　　）

A.  B.

C.  D. 空气浮力未知，故无法求解

【答案】A

【解析】

【详解】对气球受力分析

所以

绳的拉力大小为

故选A。

5. 下面四个选项中的虚线均表示小鸟在竖直平面内沿曲线从左向右加速飞行的轨迹，小鸟在轨迹最低点时的速度和空气对它的作用力的方向可能正确的是（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】做曲线运动的物体，速度方向是曲线运动轨迹的切线方向，合力的方向在曲线运动的凹侧，且需与速度方向成锐角，物体才能做加速运动。

A．速度方向不是曲线运动轨迹的切线方向，故A错误；

B．速度方向是曲线运动轨迹的切线方向，重力和F的合力作用力的方向可能在曲线运动的凹侧，且与速度方向成锐角，小鸟可做加速运动，故B正确；

C．速度方向是曲线运动轨迹的切线方向，重力和F的合力作用力的方向可能在曲线运动的凹侧，但与速度方向成钝角，小鸟做减速运动，故C错误；

D．速度方向不是曲线运动轨迹的切线方向，且合作用力的方向不在曲线运动的凹侧，故D错误。

故选B。

6. 网球训练时，一质量为60g的网球以的速率水平飞来，运动员挥拍击球后使网球仍以的速率水平离开球拍，击球过程时间极短，则在击球过程中（　　）

A. 球的速度变化量的大小为零

B. 球的平均加速度为零

C. 球拍对网球做功大小为零

D. 球拍对网球做功大小为54J

【答案】C

【解析】

【详解】A．球的速度变化量的大小为

故A错误；

B．球的平均加速度为

由于击球过程时间极短，所以球的平均加速度很大，B错误；

CD．由动能定理，球拍对网球做功

故C正确，D错误。

故选C。

7. 如图所示是跳高运动员即将落到弹性垫子上的情景，运动员从刚接触到垫子到最后静止的过程中，下列说法正确的是（　　）

A. 运动员接触垫子后，先失重后超重

B. 垫子对运动员的弹力是由于运动员的形变产生的

C. 由于缓冲，垫子对运动员的力小于运动员对垫子的力

D. 运动员最后静止的位置一定是全过程运动的最低点

【答案】A

【解析】

【详解】A．当人落到海绵垫子上时，开始时重力大于弹力，仍然向下加速一段很短的时间，这段时间是失重，接着弹力大于运动员的重力，运动员减速，这个过程是超重，A正确；

B．垫子对运动员的弹力是由于垫子的形变产生的，B错误；

C．根据牛顿第三定律，垫子对运动员的力等于运动员对垫子的力，C错误；

D．运动员最后静止的位置，受力平衡，弹力等于重力，全过程运动的最低点弹力大于重力，D错误。

故选A。

8. 天文学家日前报告新发现12颗木星卫星，使这颗行星的已知卫星增至92颗，因此木星成为太阳系中拥有最多卫星的行星。新发现卫星中一颗未命名的小质量卫星记为甲，它离木星非常遥远，沿逆行轨道环绕木星运行，即运行轨道方向与木星自转方向相反。另一颗小卫星记为乙，到木星的距离介于甲卫星与环绕在木星附近的4颗较大的伽利略卫星之间。则下列说法正确的是（　　）

A. 甲卫星的运行速度大于乙卫星

B. 乙卫星的角速度大于伽利略卫星

C. 甲卫星的向心加速度小于伽利略卫星

D. 甲卫星沿逆行圆周轨道运行时，其相对木星球心的速度可大于木星的第一宇宙速度

【答案】C

【解析】

【详解】A．由万有引力提供向心力

解得运行速度

由题意

所以甲卫星的运行速度小于乙卫星，A错误；

B．由万有引力提供向心力

解得角速度

由题意

所以甲卫星的角速度小于伽利略卫星，B错误；

C．由万有引力提供向心力

解得角速度

由题意

所以甲卫星的向心加速度小于伽利略卫星，C正确；

D．木星的第一宇宙速度为最大环绕速度，甲卫星沿逆行圆周轨道运行时，其相对木星球心的速度小于木星的第一宇宙速度，D错误。

故选C。

9. 在无风的环境下，跳伞员沿竖直方向下落，最初一段时间降落伞并不张开，跳伞员在重力和空气阻力作用下做加速运动，下落一定高度后，降落伞张开，跳伞员做减速运动，速度降至一定值后便不再降低，跳伞员以这一速度匀速下降。在跳伞过程中，下列说法中正确的是（　　）

A. 降落伞打开前，跳伞员在加速降落过程中机械能增加

B. 跳伞员在整个下落过程中机械能一直减小

C. 跳伞员在整个下落过程中机械能先增大后减小

D. 如果在下落过程中受到水平风的作用跳伞员将做平抛运动

【答案】B

【解析】

【详解】A．降落伞打开前，跳伞员受重力和空气阻力作用，空气阻力对其做负功，所以跳伞员在加速降落过程中机械能减少，A错误；

BC．跳伞员在整个下落过程中，空气阻力一直对其做负功，所以他的机械能一直减小，B正确，C错误；

D．如果在下落过程中受到水平风的作用，跳伞员在水平方向做加速运动而非匀速运动，在竖直方向的运动也不是自由落体运动，故其不可能做平抛运动，D错误。

故选B。

10. 如图所示，在竖直平面内，小球悬挂在离地高处，一玩具枪的枪口与小球等高且相距为。当玩具子弹以水平速度从枪口向小球射出时，小球恰好由静止释放。不计空气阻力。下列说法正确的是（　　）

A. 以小球为参考系，子弹在空中做平抛运动

B. 以子弹为参考系，小球在空中做匀速直线运动

C. 经时间，子弹一定能击中小球

D. 只有满足，才能使子弹击中小球

【答案】B

【解析】

【详解】AB．竖直方向上小球和子弹均做自由落体运动，以小球为参考系，子弹在空中做匀速直线运动，同理，以子弹为参考系，小球在空中做匀速直线运动，故A错误，B正确；

CD．根据

只有满足

才能使子弹击中小球，故CD错误。

故选B

11. 如图所示“海盗船”正在绕转轴做圆周运动，绕固定轴转动的连接杆上有、两点，若每位乘客的转动半径相同，则（　　）

A. 此时点的角速度小于点的角速度

B. 此时不同位置的乘客线速度大小不相等

C. 每位乘客经过最低点时的向心加速度相同

D. 此时不同位置乘客的向心加速度不同

【答案】CD

【解析】

【详解】A．绕固定轴转动的连接杆上的、两点角速度相等，A错误；

B．此时不同位置的乘客加速度、半径大小相等，由

此时不同位置的乘客线速度大小相等，B错误；

C．每位乘客经过最低点时的向心加速度

方向指向圆心，所以每位乘客经过最低点时的向心加速度相同，C正确；

D．此时不同位置乘客的向心加速度大小相等，方向不同，D正确。

故选CD

12. 如图所示，在摩托车越野赛途中的水平路段前方有台阶，每个台阶的高度相同，第一次摩托车及车手经过第一台阶右端点时的动能为4900J，经平抛运动落到第二级台阶时的动能是6400J。第二次摩托车及车手经过第一台阶右端点时动能为8100J，经平抛运动落到第三级台阶上，则摩托车及车手落到第三级台阶上的动能为（　　）

A. 8500J B. 9600J C. 10000J D. 11100J

【答案】D

【解析】

【详解】由动能定理可得

摩托车及车手落到第三级台阶上的动能为

故选D。

13. 黑洞是宇宙中最神秘的天体之一，由于其极端的引力场和密度，人们一直认为黑洞是信息的终结者，任何进入黑洞的物质都会被完全吞噬并永远消失。如图所示，某黑洞半径约45km，质量和半径的关系满足（其中光速，为引力常量），则该黑洞表面的重力加速度以为单位时的数量级是（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】由万有引力定律

可得该黑洞表面的重力加速度

故C正确。

故选C

二、选择题Ⅱ（本题共2小题，每小题3分，共6分，每小题列出的四个备选项中至少有一个是付合题目要求的。全部选对的得3分，选对但不选全的得2分，有选错的得0分）

14. 如图所示，为跑车尾翼功能示意图，当汽车高速行驶时，气流会对跑车形成一个向下的压力，压力大小与车速的关系满足。现某跑车在水平转弯中测试其尾翼功能。当测试车速为，未安装尾翼时，其转弯时的最小半径为；当安装尾翼后，转弯时的最小半径可减为。若汽车受到的最大静摩擦力为其对地面压力的倍，尾翼质量可以忽略。则下列选项中正确的是（　　）

A.

B. 以上数据无法计算汽车质量

C. 未安装尾翼时，若提高汽车转弯速度，则其转弯时的最小半径需增大

D. 安装与未安装尾翼相比，车均以相应最小半径转弯时其向心加速度大小相等

【答案】AC

【解析】

【详解】AB．未安装尾翼时

安装尾翼后

解得

，

A正确，B错误；

C．未安装尾翼时，由

若提高汽车转弯速度，则其转弯时的最小半径需增大，C正确；

D．车均以相应最小半径转弯时其向心加速度大小为

安装与未安装尾翼相比，转弯的最小半径不同，所以向心加速度不同，D错误。

故选AC。

15. 如图所示，置于竖直平面内呈抛物线形状的光滑细杆，它是按照初速度为，水平射程为的平抛运动轨迹的形状制成的，其中A端对应抛出点，离地面的高度为，端为着地点。现将一质量为的小球套于光滑细杆上，由静止开始从A端滑下，重力加速度为。则当其到达轨道端时（　　）

A. 小球在水平方向的速度大小为

B. 到达点（未触地）小球的瞬时速率为

C. 到达点（未触地）小球的速度方向与水平夹角为45°

D. 到达点（未触地）瞬间小球重力功率为

【答案】BD

【解析】

【详解】AB．若小球以按照初速度为做平抛运动，则

可得

在B点细杆切线与水平方向的夹角

设小球沿细杆运动到B端时的速率为，根据动能定理

解得到达点（未触地）小球的瞬时速率为

小球运动到B端时，在水平方向的速度大小

故A错误，B正确；

C．到达点（未触地）小球的速度方向与水平方向夹角与在B点细杆切线与水平方向的夹角相同

θ不是45°，故C错误；

D．到达点（未触地）瞬间小球重力功率为

故D正确。

故选BD。

非选择题部分

三、非选择题（本题共5小题，共55分）

16. 某同学做“验证机械能守恒定律”头验。

（1）如图中A、B、C、D、E是部分实验器材，该同学需选用的器材有______；（用字母表示）

A. B. C. D. E.

（2）小明选择一条较为满意的纸带如图所示。以为计时起点，选取纸带上连续点、、…，测出到、、…的距离分别为、、…。选择、两点计算出打下点时速度。通过比较重力势能减少量和动能增加量是否相等来验证机械能守恒。你认为小明分析论证的方法是______（选填“正确”或“错误”）的，理由是______。

【答案】    ①. AB##BA    ②. 错误    ③. 重锤在O点动能不为0

【解析】

【详解】（1）[1]做“验证机械能守恒定律”头验，需要电火花打点计时器和重物，故选AB。

（2）[2][3] 小明分析论证的方法是错误的，理由是重锤在O点动能不为0。

17. 某同学利用图（a）所示装置研究平抛运动的规律。实验时该同学使用频闪仪和照相机对做平抛运动的小球进行拍摄，频闪仪每隔0.05s发出一次闪光，某次拍摄后得到的照片如图（b）所示（图中未包括小球刚离开轨道时的影像），纸板上每个小方格的边长为1cm。该同学在实验中测得的小球影像的高度差已经在图（b）中标出。

（1）实验中下列要求正确的是______。

A．斜槽必须光滑

B．斜槽末端的切线水平

C．纸板平面应竖直且与小球轨迹所在平面平行

D．在照片上用直尺将球的位置点连成折线

（2）小球运动到图（b）中位置时，其速度的水平分量大小为______，竖直分量大小为______（答案均保留2位有效数字）

【答案】    ①. BC##CB    ②. 1.0    ③. 2.0

【解析】

【详解】（1）[1]AB．本实验要求小球在空中做平抛运动，所以斜槽末端的切线要调整为水平，才能使小球水平飞出，而斜槽是否光滑则不影响，故A错误，B正确；

C．纸板平面应竖直且与小球轨迹所在平面平行，这样可以减少读取小球位置时的误差，C正确；

D．在照片上将球的位置点连成平滑的曲线，故D错误。

故选BC。

（2）[2]由图（b）可知，点与点水平距离为5cm，由平抛运动规律水平方向上

[3]竖直方向上由匀加速直线运动规律

18. 向心力演示器如图（a）所示。

（1）在这个实验中，利用了______（选填“理想实验法”、“等效替代法”或“控制变量法”）来探究向心力的太小与小球质量、角速度和半径之间的关系，在进行下列实验时采用的方法与本实验相同的是______。

A.探究两个互成角度的力的合成规律

B.探究加速度与力、质量的关系

C.伽利略对自由落体的研究

（2）图（b）显示了左右两标尺上黑白相间的等分格，则左右两处钢球所受向心力大小之比约为______；

A.　　B.　　C.

（3）如图（a）所示，长槽上的球2到转轴的距离是球1到转轴距离的2倍，长槽上的球1和短槽上的球3到各自转轴的距离相等。在探究向心力和角速度的关系实验中，应取质量相同的小球分别放在图（a）中的______和______处（选填“1”、“2”或“3”），若标尺上黑白相间的等分格恰如图（b）所示，那么如图（c）中左右变速塔轮半径之比______。

【答案】    ①. 控制变量法    ②. B    ③. C    ④. 1    ⑤. 3
    ⑥.

【解析】

【详解】（1）[1]在这个实验中，利用了控制变量法来探究向心力的太小与小球质量、角速度和半径之间的关系。

[2] A．探究两个互成角度的力的合成规律使用了等效替代法；

B．探究加速度与力、质量的关系采用了控制变量法；

C．伽利略对自由落体的研究采用了理想实验法。

与本实验采用的方法相同的是B。

（2）[3]由图，两个小球所受向心力的比值为1∶4，故选C。

（3）[4][5]在探究向心力和角速度的关系实验中，应取质量相同的小球分别放在图（a）中的1和3处。

[5]变速轮塔用皮带连接，轮塔边缘上点的线速度大小相等，据

可得，与皮带连接的变速轮塔相对应的半径之比为

19. 如图所示，甲同学需要用平板车搬运学习用品，经过一段校园道路。平板车和用品的总质量为30kg，道路可以简化为一段长为13.5m的水平道路和一段倾角为37°的斜坡组成。甲同学拉动平板车由静止从A点出发，经9s时间运动至点，然后冲上斜坡。甲同学的拉力大小恒定，且拉力方向始终沿着小车的运动方向。当车刚滑上斜坡运动，乙同学在后面帮助推车，其推力大小为104N，方向沿斜面向上。已知平板车所受摩擦阻力为其对接触面压力的0.3倍，求：

（1）平板车到达点时的速度大小；

（2）甲同学的拉力大小；

（3）平板车刚滑上斜面时的加速度大小和方向。

【答案】（1）3m/s；（2）100N；（3），方向沿斜面向下

【解析】

【详解】（1）从A点到B点，由匀加速直线运动规律

解得平板车到达点时的速度大小

（2）从A点到B点，由匀加速直线运动规律

由牛顿第二定律

解得甲同学的拉力大小为

（3）平板车刚滑上斜面时，由牛顿第二定律

解得

所以平板车刚滑上斜面时的加速度大小为，方向沿斜面向下。

20. 如图所示，水平面内某短道速滑训练场的测试区域由一段长为，左右两边界线、间宽为的直道和一段相同宽度的半圆环形弯道组成，半圆环形弯道两边界线、均以点为圆心，其内侧边界圆半径。为确保安全，运动员训练时所允许的最大滑行速率为，在直道上变速滑行时所允许的最大加速度大小为，而在弯道上允许的最大加速度大小为。现要求运动员以最大速度由入口滑入测试区域，经历直道测试区域和半圆形弯道测试区后从出口离开便完成了一次测试。

（1）若要求运动员沿着测试道路的内侧边界线滑行完成测试，求运动员在弯道区域滑行的最大速度；

（2）若要求运动员沿着测试道路的外侧边界线滑行完成测试，求运动员在直道区域运动的最短时间；

（3）若某次测试中要求运动员能精准地由点滑入弯道区域，经圆周运动从点滑出弯道区域，求运动员在弯道区域运动的最短时间。（结果可保留根号和）

【答案】（1），沿轨道内侧边界线的切线方向；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）若要求运动员沿着测试道路的内侧边界线滑行完成测试，由牛顿第二定律

运动员在弯道区域滑行的最大速度

沿轨道内侧边界线的切线方向。

（2）若要求运动员沿着测试道路的外侧边界线滑行完成测试

解得

直轨道段

，

运动员在直道区域运动的最短时间

（3）运动员在弯道区域运动的最短时间

21. 如甲图所示为安装在公路上强制过往车辆减速的减速带，现有一水平道路上连续安装有10个减速带（图乙中末完全画出），相邻减速带间的距离均为（每个减速带宽度远小于，可忽略不计）；现有一质量为的电动小车（可视为质点）从第1减速带前某处以恒定功率启动，到达第1减速带前已达到最大行驶速度。已知小车每次通过减速带时所损失的机械能与其行驶速度相关，测量发现，小车在通过第5个减速带后，通过相邻两减速带间的时间均为。通过第10个减速带时立即关闭电门无动力滑行，小车在水平路面上继续滑行距离后停下。已知小车与路面间的阻力大小恒定，空气阻力不计。

（1）求小车与路面间的阻力的大小；

（2）求小车通过第5个减速带后，通过每一个减速带时所损失的机械能；

（3）若小车通过前5个减速带时损失的总机械能是其通过后5个减速带时所损失总机械能的1.6倍，求小车从第1个减速带运动至第5个减速带所用的时间。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）小车速度达到最大时，由功率公式

此时小车受力平衡，即

（2）设小车通过第5个减速带后，到下一个减速带时的速度为v1，通过减速带后的速度为v2，由于其通过相邻两减速带间的时间均为，则小车每次到下一个减速带时的速度都为v1，通过减速带后的速度都为v2，在减速带间隔过程中由动能定理

所以通过每一个减速带时所损失的机械能

（3）由题意，小车通过前5个减速带时损失的总机械能

从小车到第1个减速带前到最后停下来，由能量守恒定律

解得

22. 如图所示，水平传送带以恒定速度向右运动，左右两端点A、间距。传送带左侧用一光滑水平面与足够长、倾角的斜面相连。传送带右侧与竖直面内半径的光滑半圆形轨道相切于点（水平面与斜面连接处、传送带左右两侧连接处均平滑，物块通过时无机械能损失）。现将一质量的小物块自斜面上某点由静止释放，物块运动过程中不脱离轨道，并能顺利通过传送带从半圆轨道点水平抛出。已知物块与斜面间的动摩擦因数，与传送带间的动摩擦因数。

（1）求物体通过点时的最小速度；

（2）若物块通过传送带的过程中，传送带对其做正功，且做功值。求物块通过半圆轨道点时对轨道的压力大小；

（3）若物体从斜面上某区域任意位置由静止释放时，发现物块总能以相同的速度通过半圆轨道点，求该释放区域的长度。

【答案】（1）；（2）22N；（3）16m

【解析】

【详解】（1）当物块P以初速度为零放上传送带时，其通过B点的速度最小，由牛顿第二定律

解得

能顺利通过传送带从半圆轨道点水平抛出，故其在D点的最小速度满足

则其通过点时的最小速度由机械能守恒定律可得

联立解得能让物块从D点飞出，点的最小速度

因为

所以当物块P以初速度为零放上传送带时，其能最终从D点飞出，物体通过点时的最小速度为。

（2）若物体一直在传动带上做匀加速直线运动，则传送带做功

依题意传送带对其做正功，且做功值，所以物体通过传送带到达B点的速度为6m/s，则由机械能守恒定律

在D点，由牛顿第二定律

解得物块通过半圆轨道点时轨道对其的支持大小

由牛顿第三定律，轨道对物块的支持力等于物块对轨道的压力，所以压力为22N。

（3）当物体通过传送带到达B点的速度为6m/s时，物块总能以相同的速度通过半圆轨道点，若物体在传送带上先做匀加速直线运动，后做匀速直线运动，则传送带对物体所做的功满足

由动能定理

解得

若物体在传送带上先做匀减速直线运动，后做匀速直线运动，则传送带对物体所做的功满足

由动能定理

解得

所以该释放区域的长度为