浙江省温州十校联合体2022-2023学年高一物理下学期期中联考试题（Word版附解析）

2022学年第二学期温州十校联合体期中联考

高一年级物理学科试题

考生须知：

1．本卷共8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、单项选择题（本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目的要求）

1. 下列物理量属于标量的是（　　）

A. 线速度 B. 转速 C. 加速度 D. 向心力

【答案】B

【解析】

【详解】标量只有大小没有方向，转速是标量；矢量既有大小又有方向，线速度、加速度、向心力是矢量。

故选B。

2. 引力常量G在国际单位制中的单位是（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】根据

解得

根据单位运算，可知，引力常量G在国际单位制中的单位是。

故选B。

3. 在物理学发展的历程中，许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程，为物理学的建立作出了巨大的贡献。在对以下几位物理学家所作科学贡献的叙述中，说法正确的是（　　）

A. 牛顿由于测出了引力常量而成为第一个计算出地球质量的人

B. 牛顿借助万有引力定律发现了海王星

C. 开普勒用了20年时间研究第谷的行星观测记录，发现了行星运动的三大定律

D. 卡文迪什将行星与太阳、地球与月球、地球与地面物体之间的引力规律推广到宇宙中的一切物体，得出万有引力定律

【答案】C

【解析】

【详解】A. 卡文迪什由于测出了引力常量而成为第一个计算出地球质量的人，A错误；

B. 英国剑桥大学的学生亚当斯和法国年轻的天文学家勒维耶根据天王星的观测资料，各自独立地利用万有引力定律计算出这颗“新”行星的轨道。德国的伽勒在勒维耶预言的位置附近发现了这颗行星，B错误；

C. 开普勒用了20年时间研究第谷的行星观测记录，发现了行星运动的三大定律，C正确；

D. 牛顿将行星与太阳、地球与月球、地球与地面物体之间的引力规律推广到宇宙中的一切物体，得出万有引力定律，D错误。

故选C。

4. 关于平抛物体的运动，下列说法正确的是（　　）

A. 物体的速度和加速度都随时间增大

B. 平抛运动是一种变加速运动

C. 初速度越大，物体在空中运动的时间越长

D. 物体在水平方向的最大位移取决于物体的高度和初速度

【答案】D

【解析】

【详解】AB．平抛运动的加速度为重力加速度，保持不变，所以平抛运动是一种匀变速运动，故AB错误；

C．平抛运动在竖直方向做自由落体运动，则有

可得

可知物体在空中运动的时间只由高度决定，与初速度无关，故C错误；

D．水平方向做匀速直线运动，则有

可知物体在水平方向的最大位移取决于物体的高度和初速度，故D正确。

故选D。

5. 2021年12月9日，“天宫课堂”第一课开课，神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富在空间站进行太空授课。此次太空授课活动进行了全程现场直播，在中国科技馆设地面主课堂，在广西南宁、四川汶川、香港、澳门分设4个地面分课堂，共1420名中小学生代表参加现场活动。在“天宫课堂”上，王亚平提到：在太空，我们一天能看到16次日出。据王亚平所述，下列说法不正确的是（　　）

A. “神舟十三”号飞船的周期比地球同步卫星的周期小

B. “神舟十三”号飞船的角速度比地球同步卫星的角速度大

C. “神舟十三”号飞船的线速度比地球同步卫星的线速度小

D. “神舟十三”号飞船的向心加速度比地球同步卫星的向心加速度大

【答案】C

【解析】

【详解】A．地球同步卫星的周期与地球自转周期相等，由于在太空，我们一天能看到16次日出，表明“神舟十三”号飞船的周期比地球同步卫星的周期小，A正确，不符合题意；

B．根据

根据上述，“神舟十三”号飞船的周期比地球同步卫星的周期小，则“神舟十三”号飞船的角速度比地球同步卫星的角速度大，B正确，不符合题意；

C．根据

解得

由于“神舟十三”号飞船的周期比地球同步卫星的周期小，则“神舟十三”号飞船的轨道半径比地球同步卫星的轨道半径小，根据

解得

可知，“神舟十三”号飞船的线速度比地球同步卫星的线速度大，C错误，符合题意；

D．根据

解得

由于“神舟十三”号飞船的轨道半径比地球同步卫星的轨道半径小，则“神舟十三”号飞船的向心加速度比地球同步卫星的向心加速度大，D正确，不符合题意。

故选C。

6. 如图1所示是一个单线轨直线滑台模组，滑块可以在电路的控制下做各种直线运动。现将两个相同的单线轨直线滑台模组十字组合成一个整体，并将一只笔固定在一个滑块上，如图2所示。笔沿y轴匀速移动，同时沿x轴分别匀速、匀加速、匀减速移动，得到了1、2、3三条笔尖的运动轨迹，如图3所示。下列关于笔尖的运动轨迹，判断正确的是（　　）

A. x轴匀速移动得到轨迹3 B. x轴匀加速移动得到轨迹1

C. x轴匀减速移动得到轨迹2 D. x轴匀加速移动得到轨迹3

【答案】B

【解析】

【详解】A．笔沿y轴匀速移动，若同时沿x轴匀速运动，则合运动为匀速直线运动，轨迹为直线轨迹2，A错误；

BD．若同时沿x轴匀加速运动，加速度（合外力）沿x轴方向，轨迹弯向x轴，则x轴匀加速移动得到轨迹1，B正确，D错误；

C．若同时沿x轴匀减速运动，加速度（合外力）沿x轴负方向，轨迹弯向-x轴，则x轴匀减速移动得到轨迹3，C错误。

故选B。

7. 甲、乙两运动员运动到如图弯道处线速度大小相等，甲、乙所处跑道位置可看成半径分别为、的圆弧的一部分，则下列说法正确的是（　　）

A. 甲、乙两运动员需要的向心力之比是

B. 甲、乙两运动员需要的向心力之比是

C. 甲、乙两运动员的向心加速度之比是

D. 甲、乙两运动员的向心加速度之比是

【答案】C

【解析】

【详解】AB．由向心力公式可知

甲乙两运动员的质量关系不明确，AB错误；

CD．由向心加速度公式可知

C正确，D错误。

故选C。

8. 如图所示为一皮带传动装置的示意图。右轮半径为r，A是它边缘上的一点。左侧是一轮轴，大轮半径为，小轮半径为。B点在小轮上，到小轮中心的距离为r。C点和D点分别位于小轮和大轮的边缘上。如果传动过程中皮带不打滑，下列说法中正确的是（　　）

A. A、C两点的线速度之比为

B. A、B两点角速度之比为

C. B、D两点的角速度之比为

D. A、D两点的向心加速度之比为

【答案】D

【解析】

【详解】A．由图可知，AC两点属于同缘传动，则

A错误；

C．BCD点属于同轴传动，则

C错误；

B．根据

可得

B错误；

D．根据

可得

D正确

故选D。

9. 如图所示，轻质且不可伸长的细绳一端系一质量为m的小球，另一端固定在天花板上的O点。则小球在竖直平面内摆动的过程中，以下说法正确的是（　　）

A. 小球在摆动过程中受到的合力都指向圆心O点

B. 在最高点A、B，因小球的速度为零，所以小球受到的合力为零

C. 小球在最低点C时所受的合力，即为向心力

D. 小球在摆动过程中绳子的拉力使其线速度大小发生变化

【答案】C

【解析】

【详解】A．小球摆动过程中，合力沿绳子方向的分力提供向心力，不是外力的合力提供向心力，A错误；

B．在最高点A、B，小球的速度为零，小球所受合力的大小不为零，方向与轨迹的方向相切，B错误；

C．小球在最低点受重力和拉力，两个力的合力竖直向上，合力等于向心力，C正确；

D．小球在摆动的过程中，由于绳子的拉力与速度方向垂直，则拉力不做功，拉力不会使小球速率发生变化，D错误。

故选C。

10. 如图所示,一同学分别在同一直线上的A、B、C三个位置投掷篮球,结果都垂直击中篮筐,速度分别为v1、v2、v3．若篮球出手时高度相同,出手速度与水平夹角分别为θ1、θ2、θ3,下列说法正确的是

A. v1>v2>v3

B. v1<v2<v3

C. θ1>θ2>θ3

D. θ1=θ2=θ3

【答案】A

【解析】

【详解】试题分析：三个篮球都垂直击中篮筐，其逆过程是平抛运动，设任一篮球击中篮筐的速度v，上升的高度为h，水平位移为x．则有：x=vt，h=gt2，则得：，h相同，则v∝x，则得v1＞v2＞v3．故A正确，B错误．根据速度的分解有：，t相同，v1＞v2＞v3，则得θ1＜θ2＜θ3．故CD错误．故选A．

考点：平抛运动

11. 2021年5月22日10点40分，中国火星探测器“天问一号”的火星车祝融号着陆火星表面。设想未来某天人类乘坐载人飞船到火星上开展科学实验：在距火星表面附近高为h处自由释放一个小球，经时间t落至火星表面。已知火星的半径为R，质量为M，引力常量为G，忽略火星自转和空气阻力，下列说法正确的是（　　）

A. 火星表面加速度为

B. 火星表面加速度为

C. 火星的第一宇宙速度为

D. 火星的第一宇宙速度为

【答案】D

【解析】

【详解】A．对小球有

解得

A错误；

B．根据

解得

B错误；

C．根据

解得

C错误；

D．根据

结合上述，解得

D正确。

故选D。

12. 如图所示，叠放在水平转台上物体A、B随转台一起以角速度匀速转动，A、B的质量分别为、，A与B、B与转台间的动摩擦因数都为，A和B离转台中心的距离都为r，重力加速度为g，设本题中的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是（　　）

A. A对B的摩擦力沿水平方向指向圆心O点

B. 物块B对物块A的摩擦力一定为

C. 转台对物块B的摩擦力的大小一定为

D. 转台的角速度一定满足：

【答案】C

【解析】

【详解】A．对A分析可知，A的重力与B对A的支持力平衡，B对A的摩擦力提供A圆周运动的向心力，则B对A的摩擦力指向圆心，根据牛顿第三定律可知，A对B的摩擦力方向背离圆心，A错误；

B．根据上述有

根据牛顿第三定律可知，A对B的摩擦力大小为，该摩擦力为静摩擦力，因此物块B对物块A的摩擦力不一定为，B错误；

C．对AB整体分析有

C正确；

D．根据题意，结合上述有

解得

D错误。

故选C。

13. 如图所示，在倾角为的斜面顶端以速度水平抛出一小球A，经过时间落在斜面的某点P；在另一个倾角为的斜面顶端以速度水平抛出另一个小球B，经过时间落在斜面的某点Q；小球A在P点的速率恰好和小球B在Q点的速率相等，不计空气阻力，则（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】AB．对小球A有

，，

对小球B有

，，

AB错误；

CD．根据上述可解得

C错误，D正确。

故选D。

二、不定项选择题（本题共2小题，每小题3分，共6分。在每小题给出的四个选项中，至少有一个符合题目的要求，全部选对得3分，漏选得2分，错选、多选得0分）

14. 以下关于圆周运动描述正确的是（　　）

A. 如图甲所示，手握绳子不可能使小球在该水平面内做匀速圆周运动

B. 如图乙所示，小朋友在秋千的最低点处于超重状态

C. 如图丙所示，旋转拖把桶的脱水原理是水滴受到了离心力，从而沿半径方向甩出

D. 如图丁所示，摩托车在水平赛道上匀速转弯时，为了安全经过弯道，人和摩托车整体会向弯道内侧倾斜，人和摩托车整体受到重力、支持力、摩擦力和向心力四个力作用

【答案】AB

【解析】

【详解】

A.在竖直方向有向下的重力和绳子的分力，两者都是向下，故手握绳子不可能使小球在该水平面内做匀速圆周运动，A正确；

B.小朋友在秋千的最低点具有向上的加速度，处于超重状态，B正确；

C.水滴与衣服间的摩擦力不足以提供向心力，水滴做离心运动，C错误；

D.摩托车在水平赛道上匀速转弯时，为了安全经过弯道，人和摩托车整体会向弯道内侧倾斜，人和摩托车整体受到重力、支持力、摩擦力三个力作用，D错误。

故选AB。

15. “山西刀削面”，传统的操作手法是一手托面，一手拿刀，直接将面削到开水锅里。如图所示，小面圈刚被削离时距开水锅的高度为h，与锅沿的水平距离为L，锅的半径也为L。小李作为学徒，尚未掌握技巧。为了训练，在其正对面右半圈安装上高度为的挡板。削出的小面圈可视为质点，忽略空气阻力，其初速度沿水平方向，视为平抛运动。小面圈有的直接落入锅中，有的与挡板相撞后落回锅中（已知与挡板碰撞的小面圈均可落入锅中）。重力加速度为g，则下列描述正确的是（　　）

A. 所有直接落入锅中的小面圈，空中运动时间都相同

B. 所有与挡板相撞的小面圈，在碰到挡板前空中运动时间相同

C. 所有落入锅中的小面圈中，最大初速度

D. 在不碰触挡板的情况下，落入锅中时的最大速度是最小速度的3倍

【答案】AC

【解析】

【详解】A．所有直接落入锅中的小面圈，下降高度均相同，有

可知空中运动时间都相同，A正确；

B．所有与挡板相撞的小面圈，下降高度不同，在碰到挡板前空中运动时间不相同，B错误；

C．当小面圈撞到挡板上端时，对应的初速度最大，可得

联立解得

C正确；

D．在不碰触挡板的情况下，落入锅中左边缘与右边缘时，对应的初速度最小和最大，分别可得

故是的3倍，落入锅中时的速度分别为

可知

D错误。

故选AC。

非选择题部分

三、实验题（本题共2小题，每空2分，共16分）

16. 如图甲是研究平抛运动的实验装置，图乙是小球做平抛运动的部分频闪照片。

（1）以下是关于本实验的一些做法，其中合理的选项有_______。

A．小球运动时不应与背板上的坐标纸相接触

B．斜槽轨道必须选用光滑的

C．斜槽轨道末端切线须调整水平

（2）乙图的频闪照片上总共记录了小球平抛运动过程中的五个位置，照片中位置之间的距离以及之间的距离如下表所示。已知实际距离为照片距离的10倍。运动过程不计空气阻力，g取。

a点是否为平抛运动的起点_______（选“是”或“否”）。频闪照相机的闪光周期是_______ s，小球做平抛运动的初速度是_______ 。

【答案】    ①. AC##CA    ②. 否    ③. 0.05    ④. 0.5

【解析】

【详解】（1）[1]

A．为了减小误差，小球运动时不应与背板上的坐标纸相接触，故A正确；

B．斜槽轨道是否光滑，不影响小球做平抛运动的初速度是否相同，故斜槽轨道不需要光滑，故B错误；

C．为了保持小球抛出后做平抛运动，斜槽轨道末端切线须调整水平，故C正确。

故选AC。

（2）[2][3][4]

设频闪照相机的闪光周期为，竖直方向根据

解得

小球做平抛运动的初速度为

根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度，可知点的竖直分速度为

则点的竖直分速度为

可知a点不是平抛运动起点。

17. 某同学用向心力演示仪进行实验，实验情景如甲、乙、丙三图所示，其中铝球、钢球大小相等。

（1）本实验采用的主要实验方法为_______（选填“等效替代法”或“控制变量法”）。

（2）三个情境中，图_______是探究向心力大小F与质量m关系（选填“甲”、“乙”、“丙”）。在甲情境中，若两钢球所受向心力的比值为，则实验中选取两个变速塔轮的半径之比为_______。

（3）某物理兴趣小组利用传感器进行探究，实验装置原理如图丁所示。装置中水平直槽能随竖直转轴一起转动，将滑块放在水平直槽上，用细线将滑块与固定的力传感器连接。当滑块随水平光滑直槽一起匀速转动时，细线的拉力提供滑块做圆周运动需要的向心力。拉力的大小可以通过力传感器测得，滑块转动的角速度可以通过角速度传感器测得。

保持滑块质量和运动半径r不变，探究向心力F与角速度的关系，作出图线如图戊所示，若砝码运动半径，细线的质量和一切摩擦可忽略，由图线可得滑块和角速度传感器总质量_______（结果保留2位有效数字）。

【答案】    ①. 控制变量法    ②. 乙    ③.     ④. 0.44##0.45##0.46##0.47

【解析】

【详解】（1）[1]实验利用控制变量法来研究向心力的大小与小球质量、角速度和半径之间的关系。

（2）[2]根据

可知，要研究向心力大小F与质量m关系，需控制小球的角速度和半径不变，由图可知，两侧采用皮带传动，所以两侧具有相等的线速度，根据皮带传动的特点可知，应该选择两个塔轮的半径相等，而且运动半径也相同，选取不同质量的小球，故乙符合题意。

[3]由图可知，两小球质量相等，半径相同，根据牛顿第二定律

两个变速塔轮边缘的线速度相等

根据

联立可得两个变速塔轮的半径之比为

（3）[4] 根据

故图线的斜率为

解得

四、计算题（共4题，共39分。解答计算题应写出必要的文字说明、方程式和重要步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的，答案中必须明确写出数值和单位。）

18. 有一种被称为“魔力陀螺”的玩具深受小朋友们的喜爱。在强磁性引力作用下，陀螺可紧贴圆形钢圈外侧快速旋转而不脱落，好像钢圈对它施加了魔法一样，如图所示。已知陀螺受圆形钢圈的强磁性引力始终指向圆心且大小恒定。将陀螺的旋转运动视为在竖直平面内沿圆轨道做圆周运动。陀螺的质量为m，重力加速度为g，圆轨道半径为R。假设陀螺可以看成质点，强磁性引力。求：

（1）若陀螺过最高点时的速率为，此时向心力的大小。

（2）要使陀螺可以经过最低点，则过最低点速率不超过多少？

【答案】（1）；（2）

【解析】

详解】（1）由向心力公式可得

（2）陀螺恰好经过最低点时，与钢圈的压力为0。所以要使陀螺可以经过最低点，最低点的最大速度应满足

解得

19. 北京时间2022年11月30日7时33分，神舟十五号3名航天员顺利进驻中国空间站，与神舟十四号航天员乘组首次实现“太空会师”。空间站的轨道可认为距地面高度为h的匀速圆周运动轨道，周期为T，地球半径为R，引力常量G。求：

（1）空间站的线速度大小。

（2）地球的质量为多少。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）空间站在Ⅰ轨道上运行时，轨道半径为

圆周运动的线速度大小为

解得

（2）万有引力提供向心力

解得

20. 如图所示，某空军部队进行陆空军事演习。红军战机在高度为空中匀速向左飞行，发现与其水平相距的蓝军地面基地后，立即对其水平发射一枚无动力导弹。不计空气阻力，重力加速度g取，则：

（1）红军导弹将在多久之后击中蓝军基地？导弹的发射速度为多少？

（2）蓝军地面基地雷达监测到有导弹来袭击，在红军发出导弹后，位于基地同海拔前方处的拦截阵地竖直向上发射一枚动力拦截导弹。假设动力拦截导弹在空中做匀速直线运动，若想拦截成功，拦截导弹的速度为多少？

【答案】（1），；（2）

【解析】

【详解】（1）导弹离开战机后做平抛运动，由

（2）红军发出导弹后，位于基地同海拔前方处的拦截阵地竖直向上发射一枚拦截导弹。可得拦截成功时，红军发射导弹飞行时间：

红军发射导弹下落高度为

蓝军拦截导弹上升高度为

蓝军拦截导弹飞行时间

蓝军拦截导弹运行速度

21. 如图所示，水平直线轨道与在同一竖直平面内，与竖直放置的光滑圆筒的上边缘于D点相切，位于筒的下边缘，在水平直线轨道上。其中，D、、三点位于同一竖直线上。现有一可以视为质点的小球沿D点以某一水平速度滑入圆筒，在筒内旋转一周后于处离开圆筒，最终落于上的E点（未画出）。已知与相距，筒高为，间的距离为，重力加速度g取。则：

（1）分析小球在筒内竖直方向做什么运动，并求出小球从D点运动到点的时间；

（2）求小球滑入D点时的速度和圆筒的半径（结果可以用表示）；

（3）若小球滑入D点的速度大小可调节但不为零，且由于材料原因小球无法承受超过自身重力250倍的压力。则小球在直线轨道上的右侧有多少个可能的落点。

【答案】（1）自由落体运动；；（2），；（3）共有5个可能的落点

【解析】

【详解】（1）小滑块从D点滑入圆筒后紧贴内壁运动，竖直方向一直做自由落体运动，由

解得

（2）由

可得小球落至水平轨道所用时间

所以离开圆筒后的运动时间

所以小球进入D点时的速度即水平速度

在圆筒内水平方向做匀速圆周运动

所以圆筒半径

（3）若要使小球落于水平轨道上，则在圆筒内水平方向必须做完整的圆周运动，则有

即

同时小球在筒内将受到水平方向的压力

代入速度解得

所以，共有5个可能的落点