湖北省黄冈市部分高中2022-2023学年高一物理下学期期中教学质量抽测试题（Word版附解析）

黄冈市部分高中2023年春季高一年级期中教学质量抽测

物理

注意事项：

1.答题前，先将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在试卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。

2.选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。

3.非选择题的作答：用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。

4.考试结束后，请将答题卡上交。

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题只有一项符合题目要求，第8~11题有多项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

1. 2023年3月16日，湖北省科技创新大会如期举行，华中科技大学获奖41项，其中“万有引力常数G的精确测量”项目获湖北省科技进步特等奖。引力常量的精确测量对于深入研究引力相互作用规律具有重要意义，下列说法正确的是（　　）

A. G值随物体间距离的变化而变化

B. G是比例常量且没有单位

C. 牛顿发现了万有引力定律，但没有测定出引力常量

D. 万有引力定律只适用于天体之间

【答案】C

【解析】

【详解】AB．G是比例常量，不随物体间距离变化而变化，单位是N∙m2/kg2，选项AB错误；

C．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许测定出引力常量，选项C正确；

D．万有引力定律不但适用于天体之间，也适用于自然界中任何两个物体之间的作用，选项D错误。

故选C。

2. 能量概念的引入是科学前辈们追寻守恒量的一个重要的事例，用守恒量来表示物理世界变化的规律即守恒定律具有重要意义，如图，物块在力F作用下，沿固定的斜面运动，下列说法正确的是（　　）

A. 若物块沿斜面匀速上滑，物块的机械能守恒

B. 若物块沿斜面匀速下滑，物块的机械能守恒

C. 若物块沿斜面加速上滑，物块的机械能减少

D. 若物块沿斜面减速下滑，物块的机械能减少

【答案】D

【解析】

【详解】A．若物块沿斜面匀速上滑，动能不变，重力势能增大，物块的机械能增大，故A错误；

B．若物块沿斜面匀速下滑，动能不变，重力势能减小，物块的机械能减小，故B错误；

C．若物块沿斜面加速上滑，动能增大，重力势能增大，物块的机械能增大，故C错误；

D．若物块沿斜面减速下滑，动能减小，重力势能减小，物块的机械能减小，故D正确。

故选D。

3. 圆周运动是一种常见的运动形式，在生活中有着广泛的应用，如下图所示，下列说法正确的是（　　）

A. 如图甲，火车转弯时，当转弯速度小于规定速度行驶时，外轨对轮缘有挤压作用

B. 如图乙，汽车通过拱桥的最高点时受到的支持力小于重力，处于失重状态

C. 如图丙，航天员在太空中相对航天器静止不动，是由于距离地球太远，受到地球的万有引力可以忽略不计

D. 如图丁，滚筒洗衣机在脱水阶段，水珠受到外界施加的离心力作用，被甩离滚筒

【答案】B

【解析】

【详解】A．火车转弯时，当转弯速度小于规定速度行驶时，支持力与重力的合力大于圆周运动所需的向心力，则内轨对轮缘由挤压作用，A错误；

B．在最高点的加速度向下，汽车处于失重状态，B正确；

C．万有引力提供圆周运动的向心力，不能忽略，C错误；

D．水珠受到的束缚力不能提供圆周运动的向心力时，被甩离滚筒，不存在离心力，D错误。

故选B

4. 市场上的自行车有轴传动和链条传动两种，链条传动由于成本低、重量轻在生活中更普及。下图为链条传动装置的模型图，若从动轮上两轮的半径分别为3r和r，主动轮的半径为2r，A、B分别为轮胎、链轮边缘上的两点，以下说法正确的是（　　）

A. A、B两点的线速度大小之比

B. A、B两点的角速度大小之比

C. A、B两点的周期之比

D. A、B两点的加速度大小之比

【答案】A

【解析】

【详解】AB．设从动轮边缘点的线速度大小为，从动轮的角速度为，则有

，

根据

可得

，

A、B两点的线速度大小之比为

A、B两点的角速度大小之比

故A正确，B错误；

C．根据

可知A、B两点的周期之比为

故C错误；

D．根据

可知A、B两点的加速度大小之比为

故D错误。

故选A。

5. 如图所示，竖直厢式电梯空载质量为M，在它的水平地板上放置一质量为m的物体。电梯向上运动的过程中，速度由v1增加到v2，上升高度为H，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）

A. 电梯对物体的支持力做的功为

B. 电梯对物体的支持力做的功为

C. 电动机对厢体所做的功为

D. 电梯（含物体）所受合力做的功为

【答案】B

【解析】

【详解】AB．电梯对物体的支持力做的功等于物体增加的重力势能和增加的动能，即

故A错误，B正确；

C．电动机对厢体所做功转化为箱体和物体获得的动能和重力势能，即

故C错误；

D．电梯（含物体）所受合力做的功等于动能的改变量，即

故D错误。

故选B。

6. 天问一号火星探测团队问鼎2022年度“世界航天奖”。他们设计的“祝融号”火星探测器，探测到火星的自转周期为T，火星车在赤道处的重力为，在极地处的重力为，已知万有引力常量为G，火星可视为球体。则火星的平均密度可以表示为

A.  B.  C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】由题可知

联立解得

故选D。

7. 2021年2月，“天问一号”探测器成功实施近火制动，进入环火椭圆轨道，并于5月择机实施降轨，软着陆火星表面。如图“天问一号”在P点被火星捕获后，假设进入大椭圆环火轨道Ⅲ，一段时间后，在近火点Q变轨至中椭圆环火轨道Ⅱ运行，再次经过Q点变轨至近火圆轨道Ⅰ运行。下列说法不正确的是（　　）

A. 在地球上发射“天问一号”环火卫星速度必须大于

B. “天问一号”在轨道Ⅲ上运行时，经过P点的线速度小于Q点的线速度

C. “天问一号”在轨道Ⅲ上运行至Q点时，向心加速度小于加速度

D. “天问一号”从轨道Ⅲ变轨至轨道Ⅱ需要在Q点减速

【答案】C

【解析】

【详解】A．“天问一号”能够摆脱地球引力的束缚到达火星且没有飞出太阳系，所以在地球上发射“天问一号”环火卫星速度必须大于第二宇宙速度且小于第三宇宙速度，即

故A正确；

B．由开普勒第二定律可知，“天问一号”在轨道Ⅲ上运行时，经过P点的线速度小于Q点的线速度，故B正确；

C．“天问一号”在轨道Ⅲ上运行至Q点时，万有引力为“天问一号”受到的合力，全部用来提供向心力，则向心加速度等于加速度，故C错误；

D．“天问一号”从轨道Ⅲ变轨至轨道Ⅱ需要在Q点减速，做近心运动从高轨变到低轨，故D正确。

本题选不正确的，故选C。

8. 2021年4月，我国自主研发的空间站“天和”核心舱成功发射并入轨运行。若核心舱绕地球的运行可视为匀速圆周运动，已知引力常量，由下列哪组物理量能计算出地球的质量（　　）

A. 核心舱的质量和绕地半径 B. 核心舱的角速度和线速度

C. 核心舱的绕地周期和绕地半径 D. 核心舱的绕地角速度和绕地周期

【答案】BC

【解析】

【详解】根据

可得

A．已知核心舱的质量m和绕地半径r不能求解地球质量M，选项A错误；

B．已知核心舱的角速度ω和线速度v可求解绕地半径r和周期T，可求解地球质量M，选项B正确；

C．已知核心舱的绕地周期T和绕地半径r可求解地球质量M，选项C正确；

D．已知核心舱的绕地角速度ω和绕地周期T，不能求解绕地半径r，则不能求解地球质量M，选项D错误。

故选BC。

9. 一质量为的物体，自80m高处做自由落体运动。在其下落80m的全过程中重力做功的平均功率P和下落2s末重力的瞬时功率分别为（取重力加速度，不计空气阻力）（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】BD

【解析】

【详解】AB．由

下落时间为

重力做功的平均功率为

A错误，B正确；

CD．下落2s末重力的瞬时功率为

C错误，D正确。

故选BD。

10. 如图所示，轻质光滑动滑轮下方悬挂重物A，不可伸长的轻质细绳绕过两滑轮悬挂重物B，重物A、B及定滑轮的质量均为m。开始时，托着重物B使重物A、B均处于静止状态，悬挂滑轮的轻质细绳均竖直，现释放重物A、B。已知重力加速度为g，空气阻力可忽略，滑轮间竖直距离足够长，定滑轮与细绳间不打滑，定滑轮的转动动能为（m为定滑轮的质量，R为定滑轮的半径，为定滑轮转动的角速度）。下列说法正确的是（　　）

A. 相同时间内，A、B位移大小之比为1：2

B. 同一时刻，A、B加速度大小之比为2：1

C. 当B下降高度h时，A的速度大小为

D. 当B下降高度h时，A的速度大小为

【答案】AC

【解析】

【详解】A．根据动滑轮传动特性可知，相同时间内，A、B位移大小之比为1：2，故A正确；

B．设动滑轮处绳子的拉力为FA，定滑轮与重物B之间绳子的拉力为FB，在加速运动的过程中，由于绳子与定滑轮间有摩擦力的作用，所以

由此可知

故B错误；

CD．当B下降高度h时，A上升的高度为。设此时A的速度大小为vA，则B的速度大小vB，定滑轮角速度的大小ω分别为

，

根据动能定理，有

解得

故C正确，D错误。

故选AC。

11. 如图所示，在水平圆盘上放有质量为3m、m和m可视为质点的三个物体A、B、C，圆盘可绕过圆心O的中心轴转动，且角速度可调，三物体与圆盘的动摩擦因数均为。已知A、B、C三个物体与O点共线，且，现将三个物体用轻质细线相连，保持细线伸直且无张力，然后让圆盘从静止开始绕转轴缓慢的加速转动，用表示圆盘转动的角速度，取重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是（　　）

A. 当， B、C间的细线开始有张力

B. 当，B、C间的细线开始有张力

C. 当A、B连线出现拉力后，随着转盘缓慢加速，A受到的摩擦力先减小后反向增大

D. 若细线承受的拉力足够大，则无论多大，各物体都不会与桌面发生相对滑动

【答案】AC

【解析】

【详解】AB．当C的摩擦力达到最大静摩擦力之后，B、C间的细线开始有张力，由此可得

解得

所以当， B、C间的细线开始有张力，故A正确，B错误；

C．B、A间的细线开始对B有拉力时

则

在时A的静摩擦力方向向里，当C的摩擦力达到最大静摩擦力之后，B、C间的细线开始有张力，B的摩擦力增大，达最大静摩擦力后，A、B之间绳开始有力的作用，随着角速度最大，A的摩擦力将减小到零，后反向增大，故C正确；

D．当A与B的摩擦力也达到最大时，且BC的拉力大于AB整体的摩擦力时物体将会出现相对滑动，此时A与B还受到绳的拉力，对C可得

对AB整体可得

解得

当时整体会发生滑动，故D错误。

故选AC。

二、非选择题：本题共5小题，共56分。

12. 某同学利用如图1所示的向心力演示器“探究小球做匀速圆周运动向心力F的大小与小球质量m、转速n和运动半径r之间的关系”。匀速转动手柄1，可使变速塔轮2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动，槽内的小球也随之做匀速圆周运动。使小球做匀速圆周运动的向心力由横臂6的挡板对小球的弹力提供。球对挡板的反作用力，通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒7下降，从而露出标尺8.根据标尺8上露出的红白相间等分标记，可以粗略计算出两个球所受向心力的比值。实验过程如下：

（1）把两个质量相同的小球分别放在长槽和短槽上，使它们的运动半径相同，调整塔轮上的皮带的位置，探究向心力的大小与___________的关系，将实验数据记录在表格中；

（2）依旧使用（1）中的两个小球，调整塔轮上皮带的位置，使与皮带相连的左、右两轮半径___________（选填“>”“=”或“<”），保证两轮转速相同，增大长槽上小球的运动半径，探究向心力的大小与运动半径的关系，将实验数据记录在表格中；

（3）该同学用传感器测出其中一个小球做圆周运动向心力F的大小和对应的转速n，获得多组数据，画出了如图2所示的图像，则图像中直线的斜率等于___________。（用题中物理量的符号表示）

【答案】    ①. 角速度    ②. =    ③.

【解析】

【详解】（1）[1]根据题意知控制小球的质量和运动半径相同，根据

要研究小球向心力大小与角速度的关系。

（2）[2]根据

知要探究向心力的大小与运动半径的关系，需控制小球的质量和角速度相等，使与皮带相连的左、右两轮半径相等，即

=

线速度相等时，角速度才相等。

（3）[3]根据

图像中直线的斜率等于。

13. 某实验小组用落体法验证机械能守恒定律，实验装置如图所示，将打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始下落。

（1）关于本实验，下列说法正确的是___________。

A．重物应选择密度较小的木块进行实验

B．释放纸带之前，纸带必须处于竖直绷紧状态

C．实验中应先接通电源，后释放纸带

D．可以利用公式或求解瞬时速度

（2）实验中，选用如图所示的一条纸带进行数据处理，该纸带O点与下一个打出的点间距接近2mm，在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为、、已知当地重力加速度为g，打点计时器的打点周期为T。设重物质量为m。从O点到B点的过程中，重物的重力势能变化量___________，动能变化量___________（用题中物理量的符号表示）

（3）某同学用如图所示装置验证机械能守恒定律，将拉力传感器固定在天花板上，细线一端系着小球，另一端连在拉力传感器上。将小球拉至某一位置由静止释放，使小球在竖直平面内摆动，记录小球摆动过程中拉力传感器示数的最大值和最小值。改变小球的初始释放位置，重复上述过程。已知小球质量为m，当地重力加速度为g。在误差允许范围内，当满足关系式___________时，可验证机械能守恒。（用题中物理量的符号表示）

【答案】    ①. BC##CB    ②.     ③.     ④.

【解析】

【详解】（1）[1]A．重物应选择密度较大铁块进行实验，以减小空气阻力的影响，选项A错误；

B．释放纸带之前，纸带必须处于竖直绷紧状态，选项B正确；

C．实验中应先接通电源，后释放纸带，选项C正确；

D．不能利用公式或求解瞬时速度，否则就是利用了机械能守恒定律，选项D错误。

故选BC。

（2）[2][3]该纸带O点与下一个打出的点间距接近2mm，可知打O点时速度为零，则从O点到B点的过程中，重物的重力势能变化量

动能变化量

（3）[4]设摆球从偏离竖直位置夹角为θ的位置摆下，则在最高点时

从最高点到最低点若机械能守恒，则

最低点时

可得

14. 双星系统是宇宙中相对独立的系统。已知某双星系统由两颗彼此环绕的恒星构成，两颗恒星的总质量为M，两颗恒星间的距离为L，由于L远大于两恒星自身的半径，两恒星都可看成质点。引力常量为G。求恒星的角速度大小。

【答案】

【解析】

【详解】设两恒星的轨道半径分别为、，由万有引力提供向心力

又因为

解得

15. 如图所示，为一“飞椅”玩具模型，模型水平转盘半径为，其边缘固定长的轻细线，细线的另一端系着质量的小铁球。接通玩具电源，当“飞椅”的转盘绕其中心的竖直轴以角速度匀速转动时，细线与竖直方向的夹角为。（取，，）

（1）求小铁球做匀速圆周运动的半径R；

（2）求转盘转动的角速度的大小；

（3）若将“飞椅”玩具放在汽车内的水平桌面上，关闭玩具的电源，车从静止开始匀加速启动，细线与竖直方向的夹角在t时间内保持。已知车的额定功率为150kW，质量为1500kg，车在运动时所受阻力大小恒为车重的，求时间t。（结果保留两位有效数字）

【答案】（1）10cm；（2）；（3）1.6s

【解析】

【详解】（1）小铁球做匀速圆周运动的半径

（2）重力和拉力的合力提供向心力，有

可得

（3）由

可得车的加速度为

由

可得

车的额定功率

速度

联立可得

16. 游乐场中的过山车惊险又刺激，为了研究过山车的原理，某兴趣小组利用废旧纸箱制作一套过山车模型，该模型由三部分组成，①橡皮筋提供的动力部分如图l；②倾斜轨道部分；③竖直圆周轨道部分（内侧涂有蜡油，打磨后非常光滑，如图2），整个模型的等效示意图如图3所示，已知倾斜轨道AB长，与水平方向夹角、通过微小圆弧与长的水平轨道BC相连，小球经过圆弧只改变速度方向，不改变速度大小，C、D分别为竖直轨道的入口和出口。现将一小球从距A点高的水平台面上水平弹出，小球到A点时的速度方向恰沿AB方向，并沿倾斜轨道滑下。已知小球与AB、BC间的动摩擦因数均为，重力加速度g取。

（1）求小球水平弹出时的速度大小；

（2）求小球滑到C点时的速度大小；

（3）要使小球在运动过程中不脱离圆周轨道，求圆周轨道半径所满足的条件（圆周轨道大小不受倾斜轨道限制）。

【答案】（1）；（2）；（3）或

【解析】

【详解】（1）小球做平抛运动

小球到A点时的速度方向恰沿AB方向，则

联立得，小球水平弹出时的速度大小为

（2）小球从抛出到C点，根据动能定理

得

（3）要使小球运动过程中不脱离圆周轨道，小球在圆周轨道最高点时

得

由机械能守恒

得

当小球刚好到达圆心等高处时

得

则圆周轨道的半径应满足，或。