湖北省荆州区2022-2023学年高一物理下学期期中联考试题（Word版附解析）

荆州区2022-2023学年度下学期高一年级期中联考

物理试题

命题人：胡斌武  审题人：关锋  时间：75分钟  试卷满分：100分

一、选择题：本题共11.小题，每小题4分，共44分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一个选项符合题目要求，第8~11题有多个选项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

1. 关于万有引力及其计算公式，下列说法正确的是（  ）

A. 万有引力只存在于质量很大的两个物体之间

B. 根据公式知，r趋近于0时，F趋近于无穷大

C. 相距较远的两物体质量均增大为原来的2倍，他们之间的万有引力也会增加到原来的2倍

D. 地球半径为R，将一物体从地面发射至离地面高度为h处时，物体所受万有引力减小到原来的一半，则

【答案】D

【解析】

【详解】A．任意两个物体之间都存在万有引力，故A错误；

B．万有引力公式只适用于两个可以看成质点的物体，r趋近于0时，不能看作质点，万有引力的公式不适用，故B错误；

C．由万有引力公式

当质量均变为原来的2倍，则万有引力会增加为原来的4倍，故C错误；

D．在地面上，有

h处有

联立解得

故D正确。

故选D。

2. 运动员出色表现的背后，不仅有自身努力的付出，也有科技的加持。利用风洞实验室为运动装备风阻性能测试和运动姿态风阻优化在我国已大量运用在各类比赛项目中，帮助运动员提高成绩。为了更加直观的研究风洞里的流场环境，我们可以借助丝带和点燃的烟线辅助观察，如图甲所示。在某次实验中获得一重力可忽略不计的烟尘颗粒做曲线运动的轨迹，如图乙所示，下列说法中正确的是（  ）

A. 烟尘颗粒速度始终不变 B. 烟尘颗粒一定做匀变速曲线运动

C. P点处的加速度方向可能斜右上方 D. 点处的合力方向可能竖直向上

【答案】C

【解析】

【详解】A．曲线运动的速度大小可能不变，但方向一定在变，故A错误；

B．做曲线运动的合外力指向轨迹凹侧，可知烟尘颗粒所受的合外力在变化，故不可能是匀变速曲线运动，故B错误；

C．做曲线运动的合外力指向轨迹凹侧，故P点处的加速度方向可能斜右上方，故C正确；

D．做曲线运动的合外力指向轨迹凹侧，知Q点处的合力方向不可能竖直向上，故D错误。

故选C。

3. 一轮船以一定的速度，船头始终垂直河岸向对岸行驶，河水匀速流动（两河岸平直），如图所示，则轮船渡河通过的路程和所用时间与水流速度的关系正确的是（    ）

A. 水流速越大，路程越大，所用时间越长 B. 水流速越大，路程越小，所用时间越短

C. 水流速越大，路程不变，所用时间越短 D. 水流速越大，路程越大，所用时间不变

【答案】D

【解析】

【详解】从运动的独立性考虑，设河宽为d，船速为v1，水流速度为v2，渡河时间为t，船沿水流方向通过的路程为L，当船垂直河岸方向渡河时，这几个物理量的关系为

t＝

L＝v2t

船实际通过的路程为

s＝

故水流速度越大，船通过的路程越长，但时间不变。

故选D。

4. 关于两个做匀速圆周运动的质点，正确的说法是（  ）

A. 角速度大的线速度一定大 B. 角速度相等，线速度不一定相等

C. 转速相等，角速度不一定相等 D. 转速相等，线速度一定相等

【答案】B

【解析】

【详解】A．根据v=rω，角速度大的线速度不一定大，还要看转动半径，故A错误；
B．角速度相等，根据v=rω，线速度不一定相等，还要看转动半径是否相等，故B正确；
C．根据 ，转速相等，角速度一定相等，故C错误；

D．根据 ，转速相等，线速度不一定相等，还要看半径是否相等，故D错误。

故选B

5. 如图所示，下列有关生活中圆周运动实例分析，其中说法正确是（    ）

A. 甲图中，汽车通过凹形桥最低点时，速度不能超过

B. 乙图中，“水流星”匀速转动过程中，在最低处水对桶底的压力最大

C. 丙图中，火车转弯超过规定速度行驶时，内轨对内轮缘会有挤压作用

D. 丁图中，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别做匀速圆周运动，则在A、B两位置小球向心加速度不相等

【答案】B

【解析】

【详解】A．汽车通过凹形桥的最低点时为超重，速度大小可以超过，A错误；

B．“水流星”匀速转动过程中，在最低处桶底对水的支持力为，则

得

由牛顿第三定律得，水对桶底的压力大小为

在最高处桶底对水的压力为，则

由牛顿第三定律得，在最高处水对桶底的压力大小为

所以在最低处水对桶底的压力最大，B正确；

C．丙图中，火车转弯超过规定速度行驶时，重力和支持力的合力不够提供向心力，外轨受到挤压，C错误；

D．丁图中，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别做匀速圆周运动，设筒臂和竖直方向的夹角为，则

得

所以A、B两位置小球向心加速度相等，D错误

故选B。

6. 月球绕地球沿椭圆轨道运动的示意图如图所示。有关月球的运动，下列说法正确的是（　　）

A. 月球从近地点向远地点运动的过程中做离心运动，速度逐渐增大

B. 月球从近地点向远地点运动的过程中速度逐渐减小

C. 月球在近地点时受到的万有引力大于其做圆周运动所需要的向心力

D. 月球从近地点向远地点运动的过程中做离心运动，加速度逐渐增大

【答案】B

【解析】

【详解】ABC．月球从近地点向远地点运动的过程中做离心运动，万有引力不足以提供向心力，引力做负功，动能逐渐减小，所以速度逐渐减小，故AC错误，B正确；

D．根据万有引力提供向心力有

解得

可知，月球从近地点向远地点运动的过程中轨道半径增大，加速度逐渐减小，故D错误。

故选B。

7. 下列物体运动过程中，可认为机械能守恒的是（　　）

A. 树叶从树枝上落下的运动 B. 氢气球拉线断了后的运动

C. 集装箱被起重机匀加速吊起的运动 D. 被投掷后的铅球在空中的运动

【答案】D

【解析】

【详解】A．树叶在下落过程中，空气阻力做负功，机械能不守恒，故A错误；

B．氢气球拉线断后，气球向上飘动，浮力对气球做正功，机械能不守恒，故B错误；

C．集装箱被起重机匀加速吊起时拉力对物体做功，物体的机械能不守恒，故C错误；

D．投掷后的铅球在空中运动时，空气阻力相对重力很小，可以忽略，可认为只有重力做功，机械能守恒，故D正确。

故选D。

8. 学习物理知识的过程中会遇到很多物理思想或方法，若能体悟将受益终生。以在环形公路上做圆周运动的汽车为例，下列说法中用到的物理思想或方法，匹配正确的是（　　）

A. 研究汽车行驶的速度范围时可将汽车视为质点——理想模型法

B. 线速度，当时汽车的位移将与轨迹半径垂直——积累的思想

C. 若线速度逐渐减小，但运动的路程继续增大——极限的思想

D. 若线速度不恒定，能粗略描述汽车绕圆心转动的快慢程度——比值定义法

【答案】AD

【解析】

【详解】A．在研究汽车行驶的速度范围时汽车的大小、形状可以忽略，可将汽车视为质点，这是理想模型法，故A正确；

B．线速度，当时汽车的位移将与轨迹半径垂直，这是极限的思想，故B错误；

C．若线速度逐渐减小，但运动的路程继续增大，这是积累的思想，故C错误；

D．若线速度不恒定，则角速度能粗略描述汽车绕圆心转动的快慢程度，这是比值定义法，故D正确。

故选AD。

9. 质量为m的物体，在汽车的牵引下由静止开始运动，当汽车的速度为v时，细绳与水平面间的夹角为，则下列说法中正确的是（    ）

A. 此时物体的速度大小为

B. 此时物体的速度大小为

C. 若汽车做匀速运动，则绳子上的拉力等于物体的重力

D. 若汽车做匀速运动，则绳子上的拉力大于物体的重力

【答案】BD

【解析】

【详解】AB．小车的运动可以看成是两个分运动的合成，一个是沿绳子拉伸方向的分运动，另一个垂直绳子方向绕滑轮转动的分运动，将小车的速度分解成沿绳子方向的分速度和垂直于绳子的分速度，物体上升的速度等于小车沿绳子方向的分速度，故有

A错误B正确；

CD．若汽车做匀速运动，即汽车速度v保持不变，绳子与水平面的夹角减小，由

可知物体的速度增大，物体向上做加速运动，加速度方向向上，合力方向向上，绳子拉力大于物体重力，C错误，D正确。

故选BD。

10. 如图所示，三个小球同时从同一高度处的O点向同一方向分别以水平初速度v1、v2、v3抛出，落在水平面上的位置分别是A、B、C，O′是O在水平面上的投影，且O′A∶O′B∶O′C=1∶3∶5。若不计空气阻力，则下列说法正确的是（　　）

A. v1∶v2∶v3=1∶3∶5

B. 三个小球落到水平面上的速度相同

C. 三个小球落到水平面上的时间相同

D. 三个小球落到水平面上的速度与水平面的夹角相同

【答案】AC

【解析】

【分析】

【详解】AC．三个小球的竖直分位移相同，由

得

则知运动的时间相等，水平分运动为匀速直线运动，由

初速度与水平分位移成正比，故

AC正确；

B．小球落地时竖直方向的速度

t相同，vy相同，根据末速度公式

初速度不同，则末速度不同， C错误；

D．小球落地时竖直方向的速度

t相同，vy相同，则

由于初速度不同，故夹角不同，D错误。

故选AC。

11. 如图所示，水平转台上一个质量为m的物块用长为L的细绳连接到转轴上，此时细绳刚好伸直但无拉力，与转轴的夹角为θ。已知物块与转台间的动摩擦因数为μ，且μ<tanθ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现让物块随转台一起转动，在转台的角速度从零逐渐增大到的过程中，下列说法正确的是（　　）

A. 物块在转台上所受的摩擦力先增大后减小

B. 当转台角速度为时物块将脱离转台

C. 从转台开始转动到物块将要脱离转台时，转台对物块做的功为

D. 当转速增至时细绳与竖直方向的夹角α满足

【答案】ACD

【解析】

【详解】AB．设细绳刚要产生拉力，即物块与转台之间的摩擦力达到最大值时，转台的角速度为，则在范围内逐渐增大时，根据

   ①

可知物块所受摩擦力f逐渐增大至最大静摩擦力。

设物块将要脱离转台时转台的角速度为，细绳拉力大小为T1，此时物块所受摩擦力为零，则在竖直方向上，根据平衡条件有

   ②

在水平方向，根据牛顿第二定律有

③

联立②③解得

④

由④式可知

⑤

则在范围内逐渐增大时，物块所受摩擦力f逐渐减小至0，而在范围内，物块已经脱离转台，不再受摩擦力。综上所述可知A正确，B错误；

C．物块将要脱离转台时的速率为

   ⑤

从转台开始转动到物块将要脱离转台的过程中，摩擦力做正功，绳子拉力与物块速度方向垂直，所以不做功，根据动能的定理可得转台对物块做的功为

⑥

故C正确；

D．当转台的转速增至时，设细绳的拉力大小为T2，则在竖直方向上根据平衡条件有

   ⑦

在水平方向上根据牛顿第二定律有

⑧

联立⑦⑧解得

   ⑨

故D正确。

故选ACD。

二、非选择题：本题共5小题，共56分。

12. 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）本实验采用的科学方法是________。

A．控制变量法    B．等效替代法    C．理想实验法    D．放大法

（2）图示情景正在探究的是________。

A．向心力的大小与半径的关系    B．向心力的大小与线速度大小的关系

C．向心力的大小与角速度的关系    D．向心力的大小与物体质量的关系

（3）如果用这套装置来探究向心力的大小F与角速度的关系时，应将传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上，将质量相同的小球分别放在挡板C和挡板________（选填“A”或“B”）处。

【答案】    ①. A    ②. D    ③. A

【解析】

【详解】（1）[1]本实验采用的科学方法是控制变量法。故选A。

（2）[2]在图示情景中，两球的质量不等，转动半径相等，塔轮半径相同，则角速度相等，则装置正在探究的是向心力的大小与物体质量的关系，故选D。

（3）[3]探究向心力F与角速度ω的关系，应保证小球做圆周运动的质量和半径均相同，塔轮半径不同，则将质量相同的小球分别放在挡板A和挡板C处。

13. 某同学通过实验对平抛运动进行研究，记录被抛物体的运动轨迹的一部分，并沿水平方向和竖直方向建立平面直角坐标系，如图所示，取重力加速度大小g=10m/s2，不计空气阻力。由图中所给的数据可求出物体平抛的初速度大小为________m/s，物体运动到B点时的速度大小为________m/s。

【答案】    ①. 3##3.0    ②. 5##5.0

【解析】

【详解】[1]由图可知，在竖直方向有

解得

水平方向，有

所以

[2]B点竖直方向的速度为

所以物体运动到B点时的速度大小为

14. 宇航员站在一星球表面h高处，以初速v0度沿水平方向抛出一个小球，球落到星球表面的水平射程为s，已知该星球的半径为R，引力常量为G，求：

（1）该星球表面的重力加速度g0；

（2）该星球的质量M。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）近似认为小球受到万有引力恒定，由星球表面物体受到的重力等于万有引力可知小球只受重力作用，故小球做平抛运动，由平抛运动规律可得

，

所以，该星球表面的重力加速度为

（2）由星球表面物体受到的重力等于万有引力可得

所以，该星球的质量为

15. 如图所示，质量的箱子静止在光滑水平地面上，现用与水平方向成斜向右上方的拉力拉箱子，箱子由静止开始向右运动。求：

（1）4s内各力做的功。

（2）拉力F在4s内做功的平均功率和4s末的瞬时功率。

【答案】（1）重力做功，支持力做功，拉力做功80J；（2）20W，40W

【解析】

【详解】（1）根据题意，对箱子受力分析可知，箱子受重力、支持力和拉力，由做功公式可知：箱子在重力和支持力方向上的位移为0，重力和支持力做功为0，由牛顿第二定律有

解得

物体在4s内的位移为

则拉力做功为

W=Fxcos=80J

（2）拉力F在4s内做功平均功率为

P1=W=20W

物体在4s末的速度为：

v=at=4m/s

拉力F在4s末的瞬时功率为

P2=Fvcos=40W

16. 如图所示，荆州沙市飞机场有一倾斜放置的长度的传送带，与水平面的夹角，传送带一直保持匀速运动，速度。现将一质量的物体轻轻放上传送带底端，使物体从底端运送到顶端，已知物体与传送带间的动摩擦因数。以物体在传送带底端时的势能为零，求此过程中：（已知，，重力加速度g取）

（1）物体从底端运送到顶端所需的时间；

（2）物体到达顶端时的机械能；

（3）物体与传送带之间因摩擦而产生的热量；

（4）电动机由于传送物体而多消耗的电能。

【答案】（1）5s；（2）32J；（3）32J；（4）64J

【解析】

【详解】（1）物体放到传送带时先做匀加速直线运动，设加速度为a，根据牛顿第二定律得

μmgcos θ-mgsin θ=ma

解得

a=μgcos θ-gsin θ=0.4m/s2

物体匀加速至速度v=2m/s时用时

t1==5s

通过的位移为x1，则

v2=2ax1

得

x1==5m=L=5m

所以物体一直做匀加速上升到顶端，故到达顶端所用时间：

t=t1=5s

（2）物体到达顶端时的动能

Ek= mv2=2J

重力势能

Ep=mgLsin 37°=30J

机械能

E=Ek+Ep=32J

（3）物体匀加速运动的时间内传送带的位移

x带=vt1=10m

物体与传送带间的相对位移大小

Δx=x带-x1=5m

因摩擦产生的热量

Q=μmgcos θ·Δx

代入数据解得

Q=32J

（4）电动机由于传送物体而多消耗的电能

E电=E+Q=64J