浙江省温州新力量2023-2024学年高一下学期期中联考物理试卷(解析版)

这是一份浙江省温州新力量2023-2024学年高一下学期期中联考物理试卷(解析版)，共20页。试卷主要包含了考试结束后，只需上交答题纸等内容，欢迎下载使用。
考生须知：
1.本卷共6页满分100分，考试时间90分钟。
2.答题前，在答题卷指定区域填写班级、姓名、考场号、座位号及准考证号并填涂相应数字。
3.所有答案必须写在答题纸上，写在试卷上无效。
4.考试结束后，只需上交答题纸。
选择题部分
一、选择题I（本题共18小题，每小题3分，共54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. 下面列举了四个物理量的单位，其中属于国际单位制的基本单位的是（ ）
A. 力（N）B. 时间（s）
C. 功（J）D. 功率（W）
【答案】B
【解析】单位制包括基本单位和导出单位，规定的基本量的单位叫基本单位，国际单位制规定了七个基本物理量，分别为长度、质量、时间、热力学温度、电流、光强度、物质的量，他们在国际单位制中的基本单位分别为米、千克、秒、开尔文、安培、坎德拉、摩尔。
故选B。
2. 物体在做匀速圆周运动的过程中，下列物理量保持不变的是（ ）
A. 线速度B. 周期C. 向心加速度D. 向心力
【答案】B
【解析】A．匀速圆周运动中线速度的大小不变，方向时刻改变，故A错误；
B．匀速圆周运动的周期不变，故B正确；
C．匀速圆周运动中向心加速度的大小不变，方向时刻改变，故C错误；
D．匀速圆周运动的向心力大小不变，方向始终指向圆心，即方向时刻改变，故D错误。
故选B。
3. 如图所示，用砂轮打磨一个金属零件时，打磨下来的大量炽热微粒飞离砂轮。能表示砂轮边缘一微粒P飞离砂轮时速度方向的是（ ）
A. aB. bC. cD. d
【答案】C
【解析】做圆周运动的物体脱离圆周后做离心运动，速度方向沿圆周的切线方向；
A．a，与结论不相符，选项A错误；
B．b，与结论不相符，选项B错误；
C．c，与结论相符，选项C正确；
D．d，与结论不相符，选项D错误；
故选C。
4. 如图所示，是中国古代玩具饮水鸟，它的神奇之处是，在鸟的面前放上一杯水，鸟就会俯下身去，把嘴浸到水里，“喝”了一口水后，鸟将绕着O点不停摆动，一会儿它又会俯下身去，再“喝”一口水．A、B是鸟上两点，则在摆动过程中（ ）
A. A、B两点的线速度大小相同
B. A、B两点的向心加速度大小相同
C. A、B两点的角速度大小相同
D. A、B两点的向心加速度方向相同
【答案】C
【解析】
【详解】A、B在同一轴上转动角速度相等，故C正确；由图可知A的转动半径大于B的转动半径，根据v=rω可知A点的线速度大于B点的线速度，故A错误；由图可知A的转动半径大于B的转动半径，根据a=rω2可知A点的向心加速度大于B点的加速度，且方向不同，故BD错误．所以C正确，ABD错误．
5. 如图所示，两轮用皮带传动，皮带不打滑．图中轮上A、B、C三点所在处半径分别为rA、rB、rC，且rA＞rB=rC，则这三点的速度υA、υB、υC大小关系正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】AB在同一皮带上线速度相等，即；AC属于同轴转动，角速度相等，即，根据可知，线速度与半径成正比，因为rA＞rC ，所以vA＞vC；综上可知， ，故B正确，ACD错误．
6. “嫦娥五号”探月卫星在由地球飞向月球时，假设沿曲线从M点向N点飞行的过程中，速度逐渐减小。在此过程中探月卫星所受合力方向可能是下列图中的（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】由探月卫星合力方向指向轨迹凹侧，从M点向N点飞行，速度逐渐减小，说明合力方向与速度方向的夹角为钝角，综合判断可知，C正确。
故选C。
7. 质量为m的小球做半径为r的匀速圆周运动，若其角速度为ω，则它所受向心力的大小为（ ）
A. B. mωrC. Mωr2D. mω2r
【答案】D
【解析】由题知，小球做匀速圆周运动，已知角速度为ω，则向心力大小为
故选D。
8. 如图所示，A、B两物块置于绕竖直轴匀速转动的水平圆盘上，两物块始终相对圆盘静止。已知两物块的质量mA＜mB，运动半径rA＞rB，则下列关系一定正确的是（ ）
A. 角速度ωA＜ωB
B. 线速度vA＜vB
C. 向心加速度aA＞aB
D. 向心力FA＞FB
【答案】C
【解析】AB．两物体相对于圆盘静止，它们做圆周运动的角速度相等，由于运动半径rA＞rB，由公式可得
故AB错误；
C．由于角速度相等，由公式可知，半径越大的向心加速度越大，则A的向心加速度大于B的向心加速度，故C正确；
D．由公式可知，由于角速度相等，rA＞rB，mA＜mB，则不能确定两物体向心力大小，故D错误。
故选C。
9. 两个互相垂直的力 F1 和 F2 作用在同一物体上，使物体通过一段位移过程中，力 F1 对物体做功 8J，物体克服力 F2 做功 6J，则力 F1 和 F2 对物体做的总功为（ ）
A. 2JB. 10JC. 14JD. 16J
【答案】A
【解析】物体克服力 F2做功 6J，则力 F2对物体做功，力 F1对物体做功 8J，则力 F1和 F2对物体做的总功
故A正确，BCD错误。
故选A
10. 如图所示，汽车过拱形桥时的运动可以看做匀速圆周运动，质量为m的汽车以速度v过桥，桥面的圆弧半径为R，重力加速度为g，则汽车通过桥面最高点时对桥面的压力大小为（ ）
A. mgB.
C. mg﹣D. mg+
【答案】C
【解析】根据牛顿第二定律得
mg-N=m
解得支持力为
N=mg−m
根据牛顿第三定律知，汽车通过桥面最高点时对桥面的压力大小为
N′=mg−m
故C正确，ABD错误．
11. 如图所示，一个用细绳系着的橡皮塞在水平面内做匀速圆周运动，此橡皮塞（ ）
A. 只受重力
B. 只受绳的拉力
C. 受重力和绳拉力
D. 受重力、绳的拉力和向心力
【答案】C
【解析】橡皮塞受到重力，绳子的拉力两个力的共同作用，其中绳子的拉力与重力的合力提供橡皮塞做匀速圆周运动所需的向心力。
故选C。
12. 轻杆的一端与小球相连接，另一端固定在水平转轴O上。轻杆随转轴O在竖直平面内做匀速圆周运动。当小球达到最高点A、最低点B时，杆对小球的作用力（ ）
A. 在A处一定为推力，B处一定为推力
B. 在A处一定为拉力，B处一定为拉力
C. 在A处一定不为零，B处可能为零
D. 在A处可能为零，B处一定不为零
【答案】D
【解析】由于做圆周运动，在AB两点处合力一定指向圆心O点，因此在B点一定是拉力；在A点时，若杆对小球的力恰好为0时
可得
在最高点，当 时杆对小球为拉力；当 时杆对小球为推力；当 时杆对小球的力恰好为零，因此D正确，ABC错误。
故选D。
13. 单车骑行受到越来越多的人喜爱。如图所示为骑行者在水平路面上匀速转弯，轨迹近似圆弧形，下列关于转弯过程中说法正确的是（ ）
A. 骑行者的加速度为零
B. 骑行者所受到的向心力大小不变
C. 地面对自行车的作用力竖直向上
D. 自行车仅受到与运动方向相反的摩擦力
【答案】B
【解析】A．骑行者做匀速圆周运动，由所受外力的合力提供向心力，存在向心加速度，即骑行者的加速度不为零，故A错误；
B．骑行者所受到的向心力为
骑行者做匀速圆周运动，线速度大小不变，可知骑行者所受到的向心力大小不变，故B正确；
C．对骑行者减小受力分析，骑行者受到重力，地面竖直向上的支持力、地面指向圆弧内侧的摩擦力，与运动方向相反的摩擦力,合力指向圆心，提供向心力，地面对自行车的作用力为支持力与摩擦力的合力，可知，方向从竖直方向偏向圆弧内侧向上，故C错误；
D．结合上述可知，自行车还受到指向圆心的静摩擦力的作用，故D错误。
故选B。
14. 下列说法中，正确的是（ ）
A. 开普勒通过研究行星运动的规律发现了万有引力定律
B. 牛顿通过地月引力计算首先推算出了引力常量
C. 经典力学适用于做高速运动的宏观物体
D. 真空中光速在不同的惯性参考系中大小都是相同的
【答案】D
【解析】A．牛顿发现万有引力定律，故A错误；
B．卡文迪许通过实验测出引力常量，故B错误；
C．经典力学适用于做低速运动的宏观物体，故C错误；
D．根据光速不变原理，真空中的光速在不同的惯性参考系中大小都是相同的，故D正确。
故选D。
15. 火星探测任务“天问一号”的标识如图所示。若火星和地球绕太阳的运动均可视为匀速圆周运动，火星公转轨道半径与地球公转轨道半径之比为3∶2，则火星与地球绕太阳运动的（ ）
A. 轨道周长之比为2∶3B. 线速度大小之比为
C. 角速度大小之比为D. 向心加速度大小之比为9∶4
【答案】C
【解析】A．由周长公式可得
则火星公转轨道与地球公转轨道周长之比为
A错误；
BCD．由万有引力提供向心力，可得
则有
即
BD错误，C正确。
故选C。
16. 2024年1月17日，搭载“天舟七号”货运飞船的运载火箭在文昌航天发射场发射。次日凌晨，“天舟七号”货运飞船成功对接空间站“天和”核心舱，如图所示。对接后，“天舟七号”与空间站组成组合体，运行在离地高度约为400km的圆形轨道上，下列说法正确的是（ ）
A. 组合体处于平衡状态
B. 组合体运行速度大于7.9km/s
C. 组合体的角速度小于地球自转的角速度
D. 组合体的向心加速度大于地球同步卫星的向心加速度
【答案】D
【解析】A．组合体做匀速圆周运动，合外力提供向心力，合外力不为零，故A错误；
B．7.9km/s是最大的环绕速度，则组合体运行速度小于7.9km/s，故B错误；
C．组合体轨迹半径小于同步卫星轨迹半径，根据
组合体角速度大于同步卫星角速度，则也大于地球自转的角速度，故C错误；
D．组合体轨迹半径小于同步卫星轨迹半径，根据
组合体的向心加速度大于地球同步卫星的向心加速度，故D正确。
故选D。
17. 某人在平直公路上仅靠电机驱动电动车以额定功率从静止启动，已知电动车能够达到最大速度为v，电动车所受的阻力是人和车总重力的。当车速为时，人和车的瞬时加速度为（ ）（g取10m/s2）
A. 0.5m/s2B. 1m/s2C. 1.5m/s2D. 2m/s2
【答案】B
【解析】由题意可知电动车所受的阻力大小为
①
当电动车以最大速度行驶时，电机牵引力与阻力大小相等，则
②
当车速为时，电机牵引力大小为
③
设此时人和车的瞬时加速度为a，根据牛顿第二定律有
④
联立①②③④解得
⑤
故选B。
18. 2022年6月24日中国首辆纯太阳能车“天津号”亮相世界智能大会。该车质量为，太阳能电池板面积为，能量转化效率为，电机将输入功率的用于牵引汽车前进，当该车正以匀速行驶，所受阻力为车重的0.02倍。已知太阳辐射照射到地球表面的单位面积上的功率为，太阳能电池能直接满足汽车的上述行驶需求。则汽车匀速行驶时（ ）

A. 所受阻力大小为
B. 电机的输入功率为
C. 太阳能电池板接受太阳照射功率为
D. 太阳板电池板接受太阳照射的功率为
【答案】A
【解析】A．所受阻力大小为
故A正确；
B．电机的输出功率为
电机的输入功率为
故B错误；
C．太阳能电池板接受太阳照射功率为
故C错误；
D．太阳板电池板接受太阳照射的功率为
故D错误。
故选A。
二、选择题II（本题共3小题，每小题3分，共9分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
19. 下列描述正确的是（ ）
A. 小朋友荡到最低点时对板的压力等于小朋友的重力
B. 室内场地自行车的赛道设计成外高内低是为了提供足够的向心力，以保证车的转弯安全
C. 修正带内部大小齿轮边缘线速度大小相等
D. 在太空的天宫空间站中，宇航员处于完全失重，测力计无法使用
【答案】BC
【解析】A．在最低点人和秋千板的速度不为零，以人为研究对象，重力和秋千板对人的合力提供向心力，即
可得
故A错误；
B．为运动员安全考虑，弯道处赛道应该设计成内侧低外侧高，这样支持力的水平分力可以提供向心力，减小运动员在转弯时发生侧滑的危险，故B正确；
C．根据题意可知，大小齿轮由于边缘啮合，所以边缘上的点的线速度大小相等，故C正确；
D．由于空间站中的物体处于完全失重状态，故不能使用弹簧测力计来测量物体所受重力大小，但可以使用弹簧测力计测量其他拉力大小，比如航天员水平拖动物体的拉力等，故D错误。
故选BC。
20. 如图所示，三颗质量均为m的地球同步卫星等间隔分布在半径为r的圆轨道上，设地球质量为M，半径为R．下列说法正确的是（ ）
A. 地球对一颗卫星的引力大小为
B. 一颗卫星对地球的引力大小为
C. 两颗卫星之间的引力大小为
D. 三颗卫星对地球引力的合力大小为
【答案】BC
【解析】AB．根据万有引力定律可知：地球对一个卫星的引力大小为
物体间的万有引力是相互作用力，所以一个卫星对地球的引力大小也为，选项A错误，B正确；
C．如图所示，两颗卫星之间的距离
所以两颗卫星之间的引力大小为
C选项正确；
D．三颗卫星处在圆轨道的内接正三角形顶角上，根据三力平衡知识可知，对地球引力的合力大小为零，D错误。
故选BC。
21. 如图所示，质量为的跳高运动员先后用背越式和跨越式两种跳高方式跳过某一高度，该高度比他起跳时的重心高出，则他从起跳后至越过横杆的过程中克服重力所做的功（ ）
A. 用背越式可能小于，用跨越式必须大于
B. 用背越式必须大于，用跨越式可能大于
C. 不论何种起跳方式，运动员在最高点处于平衡状态
D. 不论何种起跳方式，运动员起跳前最后一脚对地压力大小大于自身重力大小
【答案】AD
【解析】AB．从图中可看出，用背越式越过横杆时运动员的重心可能在腰部下方，即重心可能在横杆的下方，运动员克服重力所做的功不一定大于mgh。而跨越式跨过横杆时，运动员的重心一定在横杆之上，运动员克服重力所做的功必须大于mgh，故A正确，B错误；
C．不论何种起跳方式，运动员在最高点只受重力，不是处于平衡状态，故C错误；
D．运动员起跳时，有向上的加速度，地面对他的支持力大于他的重力，所以不论何种起跳方式，运动员起跳前最后一脚对地压力大小大于自身重力大小，故D正确。
故选AD。
非选择题部分
三、非选择题（本题共4小题，共37分）
实验题（I、II部分共12分）
22. 宇宙飞船绕地球做匀速圆周运动时处于完全失重状态，物体对支持面几乎没有压力，所以在这种环境中已无法用天平称量物体的质量。假设某同学在这种环境中设计了如图所示的装置（图中O为光滑的小孔）来间接测量物体的质量：给待测量物体一个初速度，使它在桌面上做匀速圆周运动，设航天器中备有必要的基本测量工具。
（1）物体与桌面间的摩擦力_______忽略不计。（选填“可以”或“不可以”）；
（2）物体做匀速圆周运动的向心力数值上等于_______。（选填“A．弹簧秤的拉力”或“B．物体的重力”，选填字母“A”或“B”）
（3）实验时需要测量的物理量是：圆周运动的周期T、弹簧秤示数F、圆周运动的半径r，则待测物体质量的表达式为m=_______。
【答案】（1）可以 （2）A
（3）
【解析】
【小问1详解】
可以，因为飞船绕地球做匀速圆周运动时处于完全失重状态，物体对支持面没有压力，所以物体与桌面间的摩擦力为零。
【小问2详解】
物体在水平面做圆周运动，物体做匀速圆周运动的向心力由弹簧的拉力提供。
故选A。
【小问3详解】
根据牛顿第二定律有
解得
23. 如图所示，图甲为“向心力演示器验证向心力公式”的实验示意图，图乙为俯视图。图中A、B槽分别与a、b轮同轴固定，且a、b轮半径相同。当a、b两轮在皮带的传动下匀速转动。
（1）两槽转动的角速度___________。（选填“>”“=”或“＜”=）。
（2）现有两质量相同的钢球，①球放在A槽的边缘，②球放在B槽的边缘，它们到各自转轴的距离之比为。则钢球①、②的线速度之比为___________；受到的向心力之比为___________。
【答案】（1）= （2）2：1 2：1
【解析】（1）a、b两轮是同皮带转动，所以两者具有相同的线速度，根据
可知，A、B槽分别与a、b轮同轴固定，且a、b轮半径相同，所以A、B两槽转动的角速度相等；
（2）根据
因为A、B两槽转动的角速度相等，则钢球①、②的线速度之比为
根据向心力公式
受到的向心力之比为
24. 汽车转弯时如果速度过大，容易发生侧滑。因此，汽车转弯时不允许超过规定的速度。如图所示，一辆质量m=2.0×103kg的汽车（可视为质点）在水平公路的弯道上行驶（未打滑），速度的大小v=10m/s，其轨迹可视为半径r=50m的圆弧。求：
（1）这辆汽车转弯时所需要的向心力大小F；
（2）这辆汽车转弯时需要向心加速度的大小an。
【答案】（1）4000N；（2）2m/s2
【解析】（1）汽车转弯时需要向心力的大小
（2）由牛顿第二定律，这辆汽车转弯时需要向心加速度的大小
25. 游乐场里有各种有趣的游戏项目，“空中飞椅”因其刺激性而深受很多年轻人的喜爱我们可以将之简化成如图所示的结构装置，装置可绕竖直轴匀速转动，绳子与竖直方向夹角为θ=37°，绳子长L=5m，水平杆长L0=2m，小球的质量m=8kg。（不计绳子重力，sin37°=0.6，cs37°=0.8，g=10m/s2）求：
（1）绳子的拉力；
（2）该装置转动的角速度。
【答案】（1）100N；（2）
【解析】（1）如图所示
小球受到重力和绳子的拉力作用，重力和绳子的拉力的合力提供向心力，则
得
（2）由牛顿第二定律
其中圆周运动的半径为
解得
26. 如图所示，传送带以一定速度沿水平匀速运动，将质量m=1.0kg的小物块轻轻放在传送带上的P点，物块运动到A点后被水平抛出，小物块恰好无碰撞地沿圆弧切线从B点进入竖直光滑圆弧轨道下滑。B、C为圆弧的两端点，其连线水平，轨道最低点为O，已知圆弧对应圆心角θ=106°，圆弧半径R=1.0m，A点距水平面的高度h=0.80m。小物块离开C点后恰好能无碰撞地沿固定斜面向上滑动，小物块到达D点时速度为零，已知小物块与斜面间的动摩擦因数，小物块第一次到达O点时的速度为m/s，且B、C两点速度大小相等（取sin53°=0.8，cs53°=0.6，g=10m/s2），求：
（1）小物块离开A点时水平速度大小；
（2）小物块第一次经过O点时向心加速度大小；
（3）小物块第一次经过O点时轨道对物体的支持力大小；
（4）斜面上C、D点间的距离。
【答案】（1）3m/s；（2）33m/s（3）43N；（4）1.25m
【解析】（1）对小物块，由A到B做平抛运动，在竖直方向上有
在B点
解得小物块离开A点时的水平速度大小
（2）在O点，向心加速度
（3）在O点，对物体，由牛顿第二定律得
解得
（4）从C到D，由牛顿第二定律得
解得
又
解得CD间距离