2022-2023学年辽宁省沈阳市重点高中联合体高一下学期期中检测物理试题含解析

  2022—2023学年度（下）联合体高一期中检测

物理

（满分：100分  考试时间：90分钟）

审题人：

注意事项：

1．答题时，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡规定的位置上。

2．答选择题时，必须使用2B铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦擦干净后，再选涂其他答案标号。

3．答非选择题时，必须使用黑色墨水笔或黑色签字笔，将答案书写在答题卡规定的位置上，写在试题卷、草稿纸上无效。

4．考试结束后，将试题卷和答题卡一并交回。

第Ⅰ卷（选择题，共46分）

一、选择题：本题共10小题，共46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，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

1. 关于曲线运动，下列叙述中错误的是（    ）

A. 一个物体的加速度恒定，它可能做曲线运动

B. 一个做圆周运动的物体所受合力的方向没有指向圆心，它一定不是做匀速圆周运动

C. 当一个做圆周运动的物体所受的合力不足以提供所需向心力时，它一定会沿切线方向飞出去

D. 平抛运动的速度方向与加速度方向的夹角一定越来越小

【答案】C

【解析】

【详解】A．平抛运动的加速度是重力加速度，是加速度恒定的曲线运动，A正确，不符合题意。

B．做匀速圆周运动的物体所受的合力总指向圆心，所以题中物体一定不是做匀速圆周运动，它在做变速圆周运动，B正确，不符合题意。

C．一个做圆周运动的物体，由于惯性，总有沿切线方向飞出去的倾向；当向心力突然消失时，物体将沿切线方向飞出去，而当物体所受的合力不足以提供所需向心力时，物体将逐渐远离圆心，但并不一定沿切线方向飞出去，故C错误，符合题意。

D．平抛运动的加速度的方向始终竖直向下：设平抛运动的速度方向与加速度方向的夹角为，则有

因水平方向速度不变，竖直方向的速度随着时间变化逐渐增大，故夹角逐渐减小，因此平抛运动的速度方向与加速度方向的夹角一定越来越小，D正确，不符合题意。

故选C。

2. 明明根据课堂上所学的知识做了一些笔记，其中正确的是（    ）

A. 牛顿巧妙地利用扭秤装置，第一次在实验室比较准确地测出了引力常量G的值

B. 太阳系中的所有行星绕太阳运转的轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相同

C. 选择不同的参考系，光的传播速度不同

D. 相对论时空观认为：物理过程的快慢跟物体的运动状态有关。这和牛顿力学的观点是一致的

【答案】B

【解析】

【详解】A．牛顿发现了万有引力定律，但没有给出引力常量G的值；1798年，卡文迪什利用扭秤，第一次在实验室比较准确地测出了引力常量G的值，故A错误；

B．由开普勒第三定律可知：所有行星的轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相同，用公式表达为，其中k是一个对绕同一恒星运转的行星都相同的常量，故B正确；

C．在不同的参考系中，光的传播速度都是一样的，故C错误；

D．相对论时空观认为物体的长度和物理过程的快慢都跟物体的运动状态有关，这和牛顿力学的观点是不同的，故D错误。

故选B。

3. 如图所示，某人用绳子拉水平地面上的木箱以恒定速度v向前运动，已知运动时间为t，木箱的质量为m，绳子的拉力大小为F且与水平面的夹角为，木箱与地面间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。则下列说法中正确的是（    ）

A. 人克服木箱重力所做的功为

B. 绳子拉力所做的功的功率为

C. 木箱所受摩擦力所做的功为

D. 木箱所受的摩擦力所做功的功率为

【答案】B

【解析】

【详解】A．重力的方向竖直向下，木箱位移的方向水平向右，力的方向与位移方向之间的夹角为，故人克服木箱重力所做功为零，故A错误；

B．绳子拉力所做的功为

故绳子拉力所做的功的功率为

故B正确；

CD．木箱所受摩擦力为

故木箱所受摩擦力所做的功为

木箱所受的摩擦力所做功的功率为

故CD错误。

故选B。

4. 一根轻质弹簧上端固定，下端连接一小球处于静止状态，如图所示。现将小球竖直向下拉到某一位置，弹簧弹力未超过弹性限度。在此过程中，下列说法正确的是（  ）

A. 弹簧的弹性势能减少 B. 弹簧的弹性势能不变

C. 小球的重力势能减小 D. 小球的重力势能增大

【答案】C

【解析】

【详解】AB．将小球竖直向下拉的过程中，弹簧被拉伸，在此过程中弹簧的弹力做负功，弹簧的弹性势能增加，故AB错误；

CD．将小球竖直向下拉的过程中，小球的重力做正功，小球的重力势能减小，故C正确，D错误。

故选C。

5. 2022年10月31日15时37分，梦天实验舱搭乘长征五号B遥四运载火箭，在中国文昌航天发射场发射升空，约8分钟后，梦天实验舱与火箭成功分离并准确进入预定轨道，发射任务取得成功。11月1日4时27分，梦天实验舱成功对接于天和核心舱前向端口，整个交会对接过程历时约13小时。梦天实验舱与天和核心舱的顺利对接彰显了中国独自组建空间站的航天实力。下列说法正确的是（    ）

A. 梦天实验舱的发射速度必须大于第二宇宙速度

B. 梦天实验舱从高轨向低轨完成对接，需要减速

C. 梦天实验舱在不同的绕地轨道运行时，其与地心的连线在相同时间内扫过的面积相等

D. 梦天实验舱与天和核心舱对接后（天和核心舱所在轨道不变），天和核心舱的向心加速度变大

【答案】B

【解析】

【详解】A．根据地球宇宙速度的定义，可知梦天实验舱的发射速度必须大于第一宇宙速度，小于第二宇宙速度，故A错误。

B．梦天实验舱从高轨向低轨完成对接，当它从高轨道运动到低轨道时，需要减速，故B正确。

C．由开普勒第二定律可知，当梦天实验舱在同一绕地轨道运行时，其与地心的连线在相同时间内扫过的面积相等，故C错误。

D．根据

可得

由于对接后天和核心舱的轨道半径不变，所以向心加速度不变，故D错误。

故选B。

6. 如图所示，人用轻绳通过光滑轻质定滑轮拉穿在光滑竖直杆上的物块A，人以恒定速度向左匀速拉绳，某一时刻，定滑轮右侧绳与竖直杆的夹角为，左侧绳与水平面的夹角为，此时物块A的速度为，则人拉绳的速度为（    ）

A.  B.  C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】人拉绳向左运动的速度为，由题意可知，沿绳方向的速度相等，对物块A的速度进行分解，如图所示：

则有

对人的速度进行分解，如图所示，则有

联立可得

故选D。

7. 一个质量为的物块，在竖直方向的拉力的作用下运动的v-t图像如图所示（设向上为运动的正方向），g取，下列说法错误的是（    ）

A. 前内，物块的重力势能一直增加 B. 第内，物块的动能一直增加

C. 第末物块的动能为 D. 前内，物块的重力势能的增量为

【答案】D

【解析】

【详解】A．前内，物块一直向上运动，所以重力势能一直增加，故A正确，不符合题意。

B．前内，物块向上运动，物块的速度一直增加，它的动能一直增加，故B正确，不符合题意。

C．第末物块的速度为，所以动能为

故C正确，不符合题意。

D．前内，物块上升的高度为

则前内，物块的重力势能的增量为

故D错误，符合题意。

故选D。

8. 如图所示，两根长度相同的细线、的下端分别系有两个完全相同的小球、，细线的上端都系于O点。现在两个小球均在水平面上做匀速圆周运动，且细线与水平方向的夹角为，细线与水平方向的夹角为，下列说法正确的是（    ）

A. 小球和的线速度大小之比为

B. 小球和的角速度大小之比为∶3

C. 细线和细线所受的拉力大小之比为

D. 小球和的向心力大小之比为3∶1

【答案】ACD

【解析】

【详解】设两细线的长度均为L，由题意可知两小球、做匀速圆周运动的运动半径分别为

设两个小球的质量均为m，两小球做圆周运动的向心力分别由各自绳子的拉力与其自身的重力的合力提供，可知两小球、做圆周运动的向心力分别为

细线和细线所受拉力大小分别为

A．由向心力公式可得

解得

故A正确。

B．由以上分析可知，小球和的角速度大小之比为

故B错误。

C．由以上分析可得，细线和细线所受的拉力大小之比为

故C正确。

D．由以上分析可知，小球和向心力大小之比为

故D正确。

故选ACD。

9. 如图所示，A、B为钉在光滑水平面上的两根细铁钉，将可视为质点的小球C用长为的轻绳拴在铁钉B上，轻绳能承受足够大的拉力，t=0时刻，A、B、C在同一直线上，给小球C一个垂直于轻绳的速度，使小球绕着两根铁钉在水平面上做圆周运动，每次轻绳碰到铁钉时小球的速度大小不变。在第5s末时轻绳第一次碰到铁钉A，轻绳的拉力由4N突变为5N，小球碰到铁钉时立即停止运动，下列说法正确的是（    ）

A. A、B间距离为 B. A、B间的距离为

C. 在t=13 s时轻绳第二次碰到铁钉 D. 在t=9s时轻绳第二次碰到铁钉

【答案】BD

【解析】

【详解】AB．碰到铁钉A前，轻绳的拉力为4N，根据牛顿第二定律有

碰到铁钉A后，轻绳的拉力为5N，根据牛顿第二定律有

解得A、B间的距离

故A错误，B正确；

CD．小球第一次碰到铁钉前的转动半径与第二次碰到铁钉前的转动半径之比为5：4，所以时间之比为5：4，所以小球经过4s第二次碰到铁钉时间，则小球在t=9s时轻绳第二次碰到铁钉，故C错误，D正确。

故选BD。

10. 如图所示，倾角为、质量为的斜面体置于水平地面上，质量为的物块放在斜面上，穿过光滑小环（O为接触点）的不可伸缩的轻质细线一端连接物块，另一端系着一个质量为m的小球，物块与小环间的细线与斜面平行。现将小球从位置a由静止释放（此时水平且细线刚好伸直），重力加速度为g，，则在小球从位置a摆到最低点b的过程中，下列说法正确的是（    ）（物块和斜面体始终静止，不计空气阻力）

A. 斜面对物块的摩擦力先减小后增大

B. 斜面对物块的摩擦力的最大值为

C. 地面对斜面体的支持力的最小值为

D. 地面对斜面体的支持力的最小值为

【答案】ABD

【解析】

【详解】A．当水平时，细线的拉力为零，斜面对物块的摩擦力沿斜面向上，大小为

小球从位置a摆到最低点b点，由动能定理可得

由牛顿第二定律可得

解得细线的拉力为

故此时斜面对物块的摩擦力沿斜面向下，小球从a运动到b的过程中细线的拉力逐渐增大，所以斜面对物块的摩擦力先减小后增大，故A正确。

B．斜面对物块的沿斜面向上的摩擦力最大值为

斜面对物块的沿斜面向下的摩擦力的最大值为

所以斜面对物块的摩擦力的最大值为，故B正确。

CD．对斜面体和物块整体分析，当细线的拉力最大时，地面对斜面体的支持力最小，最小值为

故C错误，D正确。

故选ABD。

第Ⅱ卷  非选择题（共54分）

二、实验题：每空2分，共14分。

11. 探究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系的向心力演示器如图甲所示，转动手柄，可使塔轮、长槽和短槽随之匀速转动。如图乙所示是演示器部分原理示意图：两转臂上黑白格的长度相等，A、B、C为三根固定在转臂上的挡板（长槽的长度为短槽的2倍，挡板A在长槽正中间），可与转臂上做圆周运动的实验球产生挤压，从而提供向心力。根据图甲中向心力演示器上标尺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。已知塔轮①和塔轮④的半径相等，塔轮②和塔轮⑤的半径之比为3∶1，塔轮①和塔轮②的半径之比为1∶2。

（1）在该实验中应用了_________（填正确答案序号）来探究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系。

A．理想实验法     B．控制变量法     C．等效替代法

（2）实验小组的同学进行了一系列实验，想要探究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系，他们的操作如下所示，其中正确的是_________（填正确答案序号）。

A．实验小组的明明想要探究F的大小与r间的关系，他将两个相同的小球分别放在挡板B处和挡板C处，并将皮带套在塔轮②和塔轮④上

B．实验小组的奇奇想要探究F的大小与间的关系，他将两个相同的小球分别放在挡板A处和挡板C处，并将皮带套在塔轮②和塔轮④上

C．实验小组的红红想要探究F的大小与m间的关系，她将两个质量不同的小球分别放在挡板A处和挡板C处，并将皮带套在塔轮①和塔轮④上

（3）实验中，婷婷用皮带将半径比为3∶1的塔轮②和塔轮⑤相连，将质量为和m的两个小球分别放在挡板B和挡板C处，转动手柄，则演示器上左边标尺和右边标尺显示的向心力之比为_________。

【答案】    ①. B    ②. BC##CB    ③. 2∶3

【解析】

【详解】（1）[1]在该实验中应用了控制变量法，故选B。

（2）[2]A．当探究F的大小与r的关系时，应保持小球质量m和角速度相同，所以应将相同的小球分别放在挡板B处和挡板C处，并将皮带套在两边半径相等的变速塔轮上，故A错误。

B．探究F的大小与的关系时，应保持小球质量m和小球做圆周运动的半径r相同，所以应将相同的小球分别放在挡板A处和挡板C处，并将皮带套在两边半径不同的变速塔轮上，故B正确。

C．当探究F的大小与m的关系时，应保持小球做圆周运动的半径r和角速度相同，所以应将质量不同的小球分别放在挡板A处和挡板C处，并将皮带套在两边半径相等的变速塔轮上，故C正确。

故选BC。

（3）[3]根据向心力的计算公式可得

所以可得演示器上左边标尺和右边标尺显示的向心力之比为

12. 某物理小组的同学用如图甲和图乙所示的装置“探究平抛运动的特点”。

（1）甲同学采用如图甲所示的装置进行实验。用小锤击打弹性金属片后，A球沿水平方向弹出，同时B球被释放，自由下落，观察到两球同时落地。他多次改变小锤击打金属片的力度，即改变A球被弹出时的速度，重复进行实验，发现每次实验中两球都同时落地，这说明_________。

（2）某同学用如图乙所示的实验装置绘制小球做平抛运动的轨迹，以下是实验过程中的一些做法，其中合理的是_________（填正确答案序号）。

A．每次小球释放的初始位置应相同

B．安装斜槽轨道时，应使其末端保持水平

C．为描出小球的运动轨迹，描绘的点应用平滑的曲线连接

D．分析数据时，应设法“确定相等的时间间隔”，再根据印迹确定相等时间内小球运动的位移，进而确定平抛运动的水平分运动的规律

（3）如图丙所示是某同学在实验中得到的轨迹图，其中O点为平抛运动的起点。已知图中的距离均为x，重力加速度为g，则可求得该小球的初速度大小为_________，小球运动到图中位置A时的速度大小为_________。

【答案】    ①. 平抛运动在竖直方向上是自由落体运动    ②. ABC    ③.     ④.

【解析】

【详解】（1）[1]B球做自由落体运动，A球做平抛运动，多次实验中两球的落地时间相同，说明平抛运动在竖直方向上是自由落体运动。

（2）[2]A．为保证小球多次运动是同一轨迹，每次小球应从同一位置由静止释放，故A正确；

B．斜槽末端水平，才能保证小球离开斜槽末端时的速度方向为水平方向，故B正确；

C．小球的运动轨迹是抛物线，故连线时应用平滑的曲线进行连接，故C正确；

D．利用如图乙所示的实验装置可以描绘出平抛运动的运动轨迹，结合（1）中结论并“确定相等的时间间隔”，再看相等时间内水平分运动的位移，进而确定水平分运动的运动规律，从而可以得到平抛运动的运动规律，而根据印迹，确定相等时间内小球的位移，无法得到平抛运动的水平分运动的规律，故D错误。

故选ABC。

（3）[3][4]由题图丙可知，小球运动到A点的时间为

则小球的初速度大小为

小球运动到图中A点的竖直速度为

小球运动到图中位置A时的速度大小为

三、计算题：本大题共3小题，13题10分，14题12分，15题18分。

13. 如图所示为排球比赛场地示意图，其长度为L，宽度为s，球网高度为h。现在一名女排队员在底线中点正上方沿水平方向发球，发球点的高度为，排球做平抛运动（排球可看作质点，忽略空气阻力），已知排球的质量为m，重力加速度为g。求：

（1）排球能过网的最小初速度；

（2）排球落在界内时的最大动能。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）排球离手后做平抛运动，设能过网的最小初速度为，此种情况下，水平位移为

竖直位移为

联立解得

（2）设排球过网而不出界的最大初速度为，此种情况下，排球落到对角线的顶点处，故水平位移为

竖直位移为

联立解得

排球做平抛运动，落地时竖直分速度为

能落在界内的最大末速度为

排球落在界内时的最大动能为：

14. 某天文爱好者在观测某行星时，测得绕该行星运行的卫星做圆周运动的半径r的三次方与运动周期T的平方满足如图所示的关系，图中a、b、R已知，且R为该行星的半径，G为万有引力常量。

（1）求该行星的第一宇宙速度；

（2）求该行星的质量M；

（3）若在该行星上高为h处水平抛出一个物体，水平位移为，求抛出的物体的初速度。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）卫星在轨运行时，根据牛顿第二定律可得

由图像可知

第一宇宙速度，根据牛顿第二定律可得

联立可解得，第一宇宙速度为

（2）由上述解析

，

联立可解得该行星的质量M为

（3）设行星表面的重力加速度为g，则有

解得

设平抛运动的初速度为，根据平抛运动规律可得

解得抛出的物体的初速度为

15. 如图所示为固定在竖直平面内的轨道，倾斜直轨道与光滑圆弧轨道相切，圆弧轨道的圆心角为，半径为，C端水平，段的动摩擦因数。竖直墙壁高，紧靠墙壁在地面上固定一个和等高、底边长的斜面。一个质量为的小物块（视为质点）在倾斜轨道上从距离B点处由静止释放，从C点水平抛出。重力加速度g取，不计空气阻力。

（1）求小物块运动到C点时的速度大小；

（2）求小物块运动到C点时，轨道对小物块的支持力大小；

（3）求小物块击中斜面时动能大小。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）根据几何关系，倾斜直轨道的倾角为。小物块由A运动到C，根据动能定理可得

解得

（2）当小物块运动到C点时，根据牛顿第二定律可得

解得小物块运动到C点时，轨道对物块的支持力为

（3）如图所示

设小物块落到斜面上时水平位移为x，竖直位移为y，根据几何关系可得

代入数据可得

由平抛运动的规律得

联立解得

则有

小物块从C点抛出到击中斜面前的速度大小为

此时小物块的动能为