浙江省北斗联盟2022-2023学年高一下学期期中联考物理试题

北斗联盟2022-2023学年第二学期期中联考

高一年级物理学科试题

一、单项选择题（本题共11小题，每小题3分，共33分。每小题列出的四个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. “物理”二字最早出现在我国的晋朝，泛指事物之理，源于《庄子•天下》中的“判天地之美，析万物之理”。关于物理思想与方法，下列叙述正确的是（　　）

A. 用质点来代替物体的方法运用了假设法

B. 重心、合力的概念都体现了等效思想

C. 伽利略理想斜面实验运用了在可靠的实验事实基础上进行合理外推的方法

D. 加速度a是速度变化量与时间的比值运用了控制变量法

【答案】BC

【解析】

【详解】A．质点采用了理想化的物理模型的方法，A错误；

B．重心、合力和分力都采用了等效替代的思想，B正确；

C．伽利略理想斜面实验运用了在可靠的实验事实基础上进行合理外推的方法，C正确；

D．加速度a是速度变化量与时间的比值运用了比值定义法，D错误。

故选BC。

2. 一个“Y”形弹弓顶部跨度为，如图所示，两根相同的橡皮条自由长度均为L，在两橡皮条的末端用一块软羊皮（长度不计）做成裹片。若橡皮条的弹力与形变量的关系满足胡克定律，且劲度系数为k，发射弹丸时每根橡皮条的最大长度为（弹性限度内），则发射过程中裹片对弹丸的最大作用力为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】每根橡皮条的伸长量均为L，所以每根橡皮条的弹力均为kL，根据题意，发射时两根橡皮条之间的夹角为60°，所以它们的合力为

选项C正确。

故选C。

3. 汽车以15m/s的速度在水平路面上匀速前进，紧急制动后做匀减速直线运动，汽车的加速度大小为3m/s2，则刹车后第6s内汽车的位移为（　　）

A. 30m B. 37.5m C. 45m D. 0

【答案】D

【解析】

【详解】根据

刹车时间

刹车后5s时汽车已停止运动，则第6s内位移为零。

故选D。

4. 如图所示，战斗机离舰执行任务，若战斗机离开甲板时的水平分速度为40m/s，竖直分速度为20m/s，已知飞机在水平方向做加速度大小等于的匀加速直线运动，在竖直方向做加速度大小等于的匀加速直线运动。则离舰后（　　）

A. 飞机的运动轨迹为曲线

B. 10s内飞机水平方向的分位移是竖直方向的分位移大小的2倍

C. 10s末飞机的速度方向与水平方向夹角为

D. 飞机在20s内水平方向的平均速度为50m/s/

【答案】B

【解析】

【详解】A．飞机起飞后的合速度与合加速度方向一致，所以飞机运动轨迹为直线，A错误；

B．10s内水平方向位移

竖直方向位移

B正确；

C．飞机飞行方向与水平方向夹角的正切，C错误；

D．飞机在20s内水平方向的位移

则平均速度为

D错误。

故选B。

5. 图为某种品牌的共享单车的链轮、链条、飞轮、踏板、后轮示意图，在骑行过程中，踏板和链轮同轴转动、飞轮和后轮同轴转动，已知链轮与飞轮的半径之比为，后轮直径为400mm，当踩踏板做匀速圆周运动的角速度为时，后轮边缘处A点的线速度大小为（    ）

A.  B.  C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】同轴转动的角速度相等，即踏板和链轮的角速度均为，则链轮边缘点的线速度大小为

链条带动的边缘的线速度大小相等，则对飞轮有

根据题意有

飞轮和后轮同轴转动，角速度相等，对后轮有

解得

故选C。

6. 为保证安全，学校门口常常安装有减速带，一辆汽车以10m/s的速度匀速行驶，接近减速带时开始减速，减至某一速度后匀速通过减速带，之后再加速到原来的速度，这一过程中，其v－t图像如图所示。已知t=2s时汽车刚好进入减速带，时汽车刚好驶离减速带，则（　　）

A. 汽车减速阶段加速度大小为5m/s2

B. 0~2s内汽车发生的位移12m

C. 与匀速通过相比，汽车多用的时间为3s

D. 汽车开始减速时与减速带的距离为20m

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】A．由题图可得：汽车减速阶段的加速度大小

故A错误；

BD．根据图像与坐标轴所围面积表示位移，则内汽车发生的位移为

即汽车开始减速时与减速带的距离为14m，故BD错误；

C．由题图可求得：汽车总位移为

则匀速通过所用的时间

与匀速通过相比，汽车多用的时间为

故C正确。

故选C。

7. 如图所示，质量为m的小球挂在电梯的天花板上。电梯在以大小为g的加速度向下加速运动，小球（           ）

A. 处于失重状态，所受拉力为mg B. 处于失重状态，所受拉力为mg

C. 处于超重状态，所受拉力为mg D. 处于失重状态，所受拉力为mg

【答案】B

【解析】

【详解】小球挂在电梯的天花板上，受到重力mg和绳的拉力T，以大小为g的加速度向下加速运动，由牛顿第二定律可得

因此小球处于失重状态，所受拉力为mg，ACD错误，B正确。

故选B。

8. 如图所示，在地球轨道外侧有一小行星带．假设行星带中的小行星都只受太阳引力作用，并绕太阳做匀速圆周运动．下列说法正确的是(　  　)

A. 小行星带内侧行星加速度小于外侧行星的加速度

B. 与太阳距离相等的每一颗小行星，受到太阳的引力大小都相等

C. 各小行星绕太阳运动的周期大于一年

D. 小行星带内各行星绕太阳公转的线速度均大于地球公转的线速度

【答案】C

【解析】

【详解】A．小行星带内侧行星受到太阳的万有引力大于外侧行星的万有引力，所以小行星带内侧行星的加速度大于外侧行星的加速度，所以A错误；

B．由于每颗小行星的质量不一定相等，故与太阳距离相等的每一颗小行星，受到太阳的引力大小都不一定相等，选项B错误；

C．根据

可得

可知卫星轨道半径越大，周期越大，因为地球的周期为一年，而小行星的轨道半径大于地球的轨道半径，则各小行星绕太阳运动的周期大于一年，故C正确；

D．根据

可得

可知轨道半径越大，线速度越小，所以小行星带内各行星绕太阳公转的线速度均小于地球公转的线速度，故D 错误。

故选C

9. 如图所示是杂技演员用细绳悬挂杯子在表演“水流星”的节目，对于杯子经过最高点时水的受力情况，下列说法正确的是（　　）

A. 水处于失重状态，不受重力的作用

B. 杂技运动员可通过技术调整使杯子在最高点的速度为零

C. 由于水做圆周运动，因此必然受到重力和向心力的作用

D. 杯底对水的作用力可能为零

【答案】D

【解析】

【详解】A．杯子经过最高点时水处于失重状态，但仍受重力的作用，选项A错误；

B．在最高点，绳子拉力为零时，则

解得

即杯子过最高点的速度至少为，选项B错误；

C．向心力是效果力，是物体沿半径方向的合外力，不是物体受到的力，选项C错误；

D．在最高点，水做圆周运动可仅由重力提供向心力，所以杯底对水的作用力可能为零，选项D正确。

故选D。

10. 一质量为2.0×103kg的汽车在水平公路上行驶，路面对轮胎的径向最大静摩擦力为1.4×104N，当汽车经过半径为80m的弯道时，下列判断正确的是（  ）

A. 汽车转弯时所受的力有重力、弹力、摩擦力和向心力

B. 汽车转弯的速度为20m/s时所需的向心力为1.4×104N

C. 汽车转弯的速度为20m/s时汽车会发生侧滑

D. 汽车能安全转弯的向心加速度不超过7.0m/s2

【答案】D

【解析】

【分析】汽车转弯时做圆周运动，重力与路面的支持力平衡，侧向静摩擦力提供向心力，根据牛顿第二定律分析解题．

【详解】汽车转弯时受到重力，地面的支持力，以及地面给的摩擦力，其中摩擦力充当向心力，A错误；当最大静摩擦力充当向心力时，速度为临界速度，大于这个速度则发生侧滑，根据牛顿第二定律可得，解得，所以汽车转弯的速度为20m/s时，所需的向心力小于1.4×104N，汽车不会发生侧滑，BC错误；汽车能安全转弯的向心加速度，即汽车能安全转弯的向心加速度不超过7.0m/s2，D正确．

【点睛】本题也可以求解出以20m/s的速度转弯时所需的向心力，与将侧向最大静摩擦力与所需向心力比较，若静摩擦力不足提供向心力，则车会做离心运动．

11. 如图所示，一物块置于水平地面上。当用与水平方向成角的力 拉物块时，物块做匀速直线运动；当改用与水平方向成 角的力 推物块时，物块仍做匀速直线运动。若 和 的大小相等，则物块与地面之间的动摩擦因数为（　　）

A  B.  C.  D. 1-

【答案】B

【解析】

【详解】试题分析：对两种情况下的物体分别受力分析，如图

将F1正交分解为F3和F4，F2正交分解为F5和F6，则有：F滑=F3

mg=F4+FN；

F滑′=F5

mg+F6=FN′

而F滑=μFN；F滑′=μFN′

则有F1cos60°=μ（mg-F1sin60°） ①

F2cos30°=μ（mg+F2sin30°） ②

又根据题意F1=F2 ③

联立①②③解得：μ=2-；

故选B

考点：物体的平衡

二、不定项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分。在每个小题列出的四个选项中至少有一个是符合题目要求的，全对得4分，选不全得2分，错选或不答均不得分）

12. 关于平抛运动和圆周运动，下列说法不正确的是（　　）

A. 平抛运动是匀变速曲线运动

B. 匀速圆周运动是变速曲线运动

C. 圆周运动是加速度不变的运动

D. 做平抛运动的物体在相同的时间内速度变化一定相同

【答案】C

【解析】

【详解】A．做平抛运动的物体只受重力作用，加速度恒为g，所以平抛运动是匀变速曲线运动，故A正确，不符合题意；

B．匀速圆周运动是是加速度大小不变，方向不断变化的运动，属于变速曲线运动，故B正确，不符合题意；

C．圆周运动的加速度方向时刻变化，故C错误，符合题意；

D．相同的进间内速度变化量

相同，故D正确，不符合题意。

故选C。

13. 如图所示，地球可以看成一个巨大的拱形桥，桥面半径，地面上行驶的汽车中驾驶员的重力，若汽车的速度可以达到需要的任意值，且汽车不离开地面的前提下（），下列分析正确的是（    ）

A. 汽车的速度，则汽车处于超重状态

B. 汽车的速度，则汽车对地面的压力为零

C. 不论汽车的行驶速度如何，驾驶员对座椅的压力大小都等于800N

D. 不论汽车的行驶速度如何，驾驶员对座椅的压力大小都小于他自身的重力

【答案】BD

【解析】

【详解】A．如果汽车的速度，根据牛顿第二定律有

加速度向下，汽车处于失重状态，可知不论汽车的行驶速度如何，驾驶员对座椅的压力大小都小于他自身的重力，故A错误，D正确；

BC．由解得

汽车的速度，根据牛顿第二定律有

解得

则汽车对地面的压力为零。

故B正确，C错误。

故选BD。

14. 如图所示，轻绳的两端分别系在圆环A和小球B上，圆环A套在粗糙的水平直杆MN上。现用水平力F拉着绳子上的一点O，使小球B从图中实线位置缓慢上升到虚线位置，但圆环A始终保持在原位置不动。在这一过程中，环对杆的摩擦力Ff和环对杆的压力FN的变化情况是(　　)

A. Ff不变 B. Ff增大 C. FN不变 D. FN减小

【答案】BC

【解析】

【分析】

【详解】设Ff′为杆对环的摩擦力，FN′为杆对环的支持力，以B为研究对象，小球受到重力、水平力F和轻绳的拉力T，如图1所示，由平衡条件得：

F＝mgtanα

当小球B从实线位置缓慢上升到虚线位置时，α增大，则F增大。再以整体为研究对象，受力示意图如图2所示，根据平衡条件得

Ff′＝F

F增大，则Ff′逐渐增大

FN′＝(M＋m)g

则FN′保持不变。由牛顿第三定律知，Ff增大，FN不变，BC正确，AD错误。

故选BC。

15. 英国知名科学杂志《自然》发表文章，展望了2020年可能会对科学界产生重大影响的事件，其中包括中国的嫦娥五号任务。若嫦娥五号经过若干次轨道调整后，先在距离月球表面h的高度处绕月球做匀速圆周运动，然后开启反冲发动机，嫦娥五号着陆器暂时处于悬停状态，最后实现软着陆，自动完成月球表面样品采集，并从月球起飞，返回地球。月球的半径为R且小于地球的半径，月球表面的重力加速度为g0且小于地球表面的重力加速度，引力常量为G。不考虑月球的自转，则下列说法正确的是（　　）

A. 嫦娥五号的发射速度大于地球的第二宇宙速度

B. 嫦娥五号探测器绕月球做匀速圆周运动的速度可能大于地球的第一宇宙速度

C. 由题可知月球的平均密度

D. 嫦娥五号探测器在绕月球做匀速圆周运动的周期为

【答案】CD

【解析】

【详解】A．发射速度大于第二宇宙速度就能脱离地球束缚，飞到太阳系成为太阳的卫星，而嫦娥五号还是在地月系内运动，故其发射速度大于地球的第一宇宙速度而小于第二宇宙速度，故A错误；

B．根据万有引力提供卫星做匀速圆周运动的向心力，有

可得星球的第一宇宙速度为

因，，则月球的第一宇宙速度小于地球的第一宇宙速度，而嫦娥五号的运行速度小于月球的第一宇宙速度，故嫦娥五号探测器绕月球做匀速圆周运动的速度一定小于地球的第一宇宙速度，故B错误；

C．对月表的物体，有

联立解得

故C正确；

D．对嫦娥五号做匀速圆周运动，有

联立可得嫦娥五号的周期为

故D正确。

故选CD。

非选择题部分

一、实验题（第16题8分，第一第二小问各1分，其余每空2分；第17题6分，每空2分，共14分）

16. 图甲是“探究平抛运动的特点”的实验装置图。

（1）实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线______，每次让小球从同一位置由静止释放；

（2）图乙是实验获得的数据，其中O点为抛出点，则此小球做平抛运动的初速度为______；（g取）

（3）在另一次实验中将白纸换成方格纸，每个格的边长，实验记录了小球在运动中的三个位置，如图丙所示，则小球运动到B点的竖直分速度为______m/s，水平分速度为______m/s，平抛运动初位置的坐标为______m（如图丙所示，以O点为原点，水平向右为x轴正方向，竖直向下为y轴正方向，取）。

【答案】    ①. 水平    ②. 1.2    ③. 2.0##2    ④. 2.0##2    ⑤.

【解析】

【详解】（1）[1]平抛物体的初速度方向为水平方向，故应调节实验装置直到斜槽末端切线保持水平。

（2）[2]依题意，根据平抛运动规律

解得

（3）[3][4]由题图丙可知，从A到B和从B到C，小球水平方向通过的位移相等，故两段运动时间相同；根据，可得

代入数据求得

小球运动的水平分速度

小球运动到B点的竖直分速度

[5]小球从抛出点运动到B点时所经过的时间

故平抛运动初位置的水平坐标

竖直坐标

所以平抛运动初位置的坐标为。

17. 如图所示是探究向心力大小与质量、角速度和半径之间的关系的实验装置。

（1）下列实验与本实验中采用的实验方法一致的是（        ）

A.探究弹簧弹力与形变量的关系

B.探究两个互成角度的力的合成规律

C.探究加速度与力、质量的关系

（2）如图所示情境探究的是（        ）

A.向心力F与半径r之间的关系

B.向心力F与质量m之间的关系

C.向心力F与角速度之间的关系

（3）某同学将左侧铝球置换为钢球后，将左塔轮和右塔轮上的皮带一起往下移动一级使得左右塔轮半径之比为，则左右两侧露出的红白相间条纹总数之比应为______。

【答案】    ①. C    ②. B    ③.

【解析】

【详解】（1）[1]本实验中采用的实验方法为控制变量法，与探究加速度与力、质量的关系实验中的实验方法一致。

故选C。

（2）[2]由图知，实验过程两球分别为钢球和铝球，该实验应为探究向心力F与质量m之间的关系。

故选B。

（3）[3]由左右塔轮半径之比为，得左右塔轮转动角速度之比为，即小球所受向心力之比为，左右两侧露出的红白相间条纹总数之比应为。

二、计算题（共4小题，第18题8分，第19题8分，第20题10分，第21题11分，共37分）

18. 如图所示，重物的质量为m=10kg，由细线与弹簧连接稳定在图示位置，弹簧与竖直方向的夹角为，取重力加速度。求

（1）细绳的拉力和弹簧的弹力的大小分别为多少？

（2）剪短细绳后的瞬间，重物m的加速度a为多大？

【答案】（1），；（2）

【解析】

【详解】（1）重物受到重力、细绳的拉力和弹簧的弹力三力作用处于平衡状态，有

解得

（2）剪短细绳后的瞬间，重物受到重力和弹簧的弹力合力方向水平向右，合力大小为

由牛顿第二定律

重物m的加速度a为

19. 刀削面是西北人喜欢的面食之一，全凭刀削得名。如图所示，将一锅水烧开，拿一块面团放在锅旁边较高处，用刀飞快地削下一片片很薄的面片，面片便水平飞向锅中，假定面团到锅的上沿的竖直距离为0.8m，到锅上沿最近的水平距离为0.8m，锅的直径为0.4m。已知重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力，面片可视作质点。求：

(1)面片落到锅中所用时间；

(2)若保证削出的面片落入锅中，面片的水平初速度应满足什么条件。

【答案】（1）0.4s；（2）

【解析】

【分析】

【详解】（1）面片落到锅中所用时间

代入数据

（2）平抛水平位移

因锅的直径为0.4m，若保证削出的面片落入锅中，面片水平位移应满足

所以，初速度的范围为

20. 新能源汽车“海豚”上市前，邀请客户在水平长直道路上试驾。某位客户与汽车的总质量为m=1500kg。如图所示，试驾道路上有多个长度均为50m的减速区和加速区间隔分布。减速区的阻力恒为加速区的2倍，加速区阻力恒定，客户开启智能驾驶功能，保持汽车牵引力恒定，使汽车做直线运动。汽车在行驶过程中可看成质点，每次刚进入减速区时速度均为12.5m/s，汽车在每个减速区和加速区的行驶时间均为5s，求∶

（1）汽车在加速区的平均速度大小；

（2）汽车在减速区和加速区的加速度大小之比；

（3）汽车的牵引力大小。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）根据

可知汽车在加速区的平均速度

（2）设每次进入减速区时的速度为，根据对称性可知，每次进入加速区时的速度也会相等，为，在减速区内的加速度大小为，在加速区内的加速度大小为，根据

可得

，

因此

（3）根据

可得进入加速区时的速度

则加速度大小

根据牛顿第二定律，在加速区

在减速区

整理得牵引力大小

21. 如图所示为某一游戏简化装置的示意图，是一段长直轨道，与半径为的光滑圆弧轨道相切与点。轨道末端水平，末端离地面的高度为，高度为的探测板竖直放置，离轨道末端点的水平距离为，上端与点的高度差也为。在长直轨道任意处可以释放相同质量不同速度的的小球（可视为质点），小球质量为，不计小球在运动过程中所受空气阻力。

（1）求小球打在探测板的中点时小球的速度大小；

（2）若小球打在探测板点时，小球对圆弧轨道点的压力；

（3）若，时，求小球打在探测板什么位置时有最小速度。

【答案】（1）；（2），方向竖直向下；（3）

【解析】

【详解】（1）小球打在探测板的中点时，根据平抛运动规律，有

，

解得

（2）若小球打在探测板点时，根据平抛运动规律，有

，

小球圆弧轨道点时，由牛顿第二定律有

解得

所以，小球对圆弧轨道点的压力为

方向竖直向下。

（3）设小球打在探测板点下方处，根据平抛运动规律，可得

，

又

，

解得

故当

时，有最小值。