安徽省合肥市庐巢八校2022-2023学年高一下学期期中物理试题（Word版附解析）

这是一份安徽省合肥市庐巢八校2022-2023学年高一下学期期中物理试题（Word版附解析），共17页。试卷主要包含了选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
满分：100分 考试时间：75分钟
一、选择题（本题共10题，每小题4分，共40分。第1-6题中只有一个选项符合题意；第7-10题中有多项符合题目要求，全对得4分，选对但不全得2分，有错选的得0分）
1. 关于曲线运动，下列说法正确是（ ）
A. 某同学在操场上进行1000米长跑时，若保持速度大小不变，则该同学做匀变速曲线运动
B. 某同学将铅球向斜上方推出，不计空气阻力，铅球在空中做匀变速曲线运动
C. 某同学使用细线悬挂的小球在水平面内做匀速圆周运动，小球做匀变速曲线运动
D. 某同学将小球竖直向上抛出后，小球做匀变速曲线运动
【答案】B
【解析】
【详解】A．跑步的同学有时做匀速直线运动，有时做匀速圆周运动，均不是匀变速曲线运动，故A错误；
B．铅球推出后在空中运动的过程中，只受重力作用，铅球做匀变速曲线运动，故B正确；
C．匀速圆周运动的加速度始终指向圆心，方向不断发生变化，因此匀速圆周运动不是匀变速曲线运动，故C错误；
D．小球竖直向上抛出后做直线运动，不是曲线运动，故D错误。
故选B。
2. 如图所示，某同学将一玻璃球放入半球形的碗中，为球心，先后让玻璃球在碗中两个不同高度的水平面内做速圆周运动，其中玻璃球与半球形碗的中心连线与竖直方向的夹角为，BO与竖直方向的夹角为，则在、两个位置上玻璃球所受的向心力大小之比为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】受力分析可知，玻璃球所受的合力提供其做圆周运动的向心力，有
所以在A、B两个位置上玻璃球所受的向心力大小之比为。
故选A。
3. 如图，质量为1kg的物体从倾角为37°的光滑斜面顶端由静止释放，斜面足够长，，，下列说法正确的是（ ）
A. 第1s内重力做功的平均功率为18WB. 第1s内重力做功的平均功率为9W
C. 第1s末重力做功的瞬时功率为60WD. 第1s末重力做功的瞬时功率为30W
【答案】A
【解析】
【详解】物体沿斜面匀加速下滑，根据牛顿第二定律
代入数据可得加速度
第1s内的位移
第1s末的速度
AB．第1s内重力做功的平均功率
A正确，B错误；
CD．第1s末重力做功的瞬时功率
CD错误。
故选A。
4. 如图所示的皮带传动装置，主动轮O1上两轮的半径分别为3r和r，从动轮O2上轮的半径为2r，A、B、C分别为轮缘上的三点，设皮带不打滑，则下列比例关系错误的是（ ）
A. A、B、C三点的加速度大小之比为aA∶aB∶aC=6∶2∶1
B. A、B、C三点的线速度大小之比为vA∶vB∶vC=3∶1∶1
C. A、B、C三点的角速度之比为ωA∶ωB∶ωC=2∶2∶1
D. A、B、C三点的加速度大小之比为aA∶aB∶aC=3∶2∶1
【答案】D
【解析】
【详解】B、C两点线速度大小相同，由v=ωr可知B、C两点的角速度与半径成反比，由可知B、C两点的向心加速度与半径成反比，则有
vB=vC
ωB∶ωC=2∶1
aB∶aC=2∶1
A、B两点角速度相同，由v=ωr可知A、B两点的线速度与半径成正比，由a=ω2r可知A、B两点的向心加速度与半径成正比，则有
ωA=ωB
vA∶vB=3∶1
aA∶aB=3∶1
因此
vA∶vB∶vC=3∶1∶1
ωA∶ωB∶ωC=2∶2∶1
aA∶aB∶aC=6∶2∶1
故ABC正确，不符合题意，D错误，符合题意。
故选D。
5. 发射地球同步卫星，可简化为如下过程：先将卫星发射到近地圆轨道1，然后点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3。轨道1、2相切于P点，轨道2、3相切于Q点，如图所示。则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，下列说法正确的是（ ）
A. 卫星在轨道2上的Q点加速度小于在P点的加速度
B. 卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率
C. 卫星在轨道2上从P点向Q点运动的过程中机械能逐渐增大
D. 卫星在轨道2上的速率始终大于第一宇宙速度
【答案】A
【解析】
【详解】A．根据牛顿第二定律和万有引力定律
得
卫星在轨道2上P为近地点，Q为远地点，卫星在轨道2上的Q点加速度小于在P点的加速度，故A正确；
B．根据
可得
因此卫星在轨道3上的速率小于在轨道1上的速率，故B错误；
C．卫星在轨道2上从P点向Q点运动过程中，只有万有引力做功，因此机械能守恒，故C错误；
D．卫星从轨道1到轨道2要在P点加速，则此时卫星在轨道2上P的速率大于第一宇宙速度；在轨道2的Q点时要加速才能进入轨道3，则轨道2上Q点的速度小于轨道3的速度，而轨道3的速度小于第一宇宙速度，可知卫星在轨道2上Q的速率小于第一宇宙速度；故D错误。
故选A。
6. 金星和地球可近似看做在同一平面内绕太阳做匀速圆周运动，已知金星绕太阳公转半径约为地球绕太阳公转半径的，金星半径与地球半径几乎相等，质量约为地球质量的，不计星球的自转，则下列说法中不正确的是（ ）
A. 金星公转的向心加速度约为地球公转的向心加速度的倍
B. 金星公转的速度约为地球公转的速度的倍
C. 金星的第一宇宙速度约为地球的第一宇宙速度的
D. 金星表面重力加速度约为地球表面重力加速度的
【答案】B
【解析】
【详解】A．由
太阳质量M一定，知a∝，所以金星公转的向心加速度约为地球公转的向心加速度的倍，故A正确，不符合题意；
B．由
M一定，知，所以金星公转的速度约为地球公转的速度的倍，故B错误，符合题意；
C．由第一宇宙速度
知，在R相等时，即金星的第一宇宙速度约为地球的第一宇宙速度的，故C正确，不符合题意；
D．由
知，在R相等时g∝M＇，即金星表面重力加速度约为地球表面重力加速度的，故D正确，不符合题意；
故选B。
7. 在如图所示的水平转盘上，沿半径方向放着质量分别为、的两物块A和B(均视为质点)，它们用不可伸长的轻质细线相连与圆心的距离分别为2r、3r，A、B两物块与转盘之间的动摩擦因数分别、，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为。现缓慢加快转盘的转速，当两物块相对转盘将要发生滑动时，保持转盘的转速不变，下列说法正确的是（ ）
A. 此时转盘的角速度大为
B. 此时烧断细线后的瞬间，B的加速度大小为
C. 此时细线中的张力大少为
D. 此时烧断细线后瞬间，A、B两物块都做离心运动
【答案】AC
【解析】
【详解】AC．A、B两物体相比，根据向心力公式
可知B物体所需要的向心力较大，当转速增大时，B所受的静摩擦力沿半径指向圆心，A所受的静摩擦力沿半径背离圆心；当刚要发生相对滑动时，以B为研究对象，有
以A为研究对象，有
由以上两式得
故AC正确；
BD．此时烧断细线后的瞬间，A、B都相对圆盘滑动的临界角速度为
，
解得
A不会做离心运动， B做离心运动，BD错误。
故选AC。
8. 如图甲所示，轻杆一端固定在O点，另一端固定一小球，现让小球在竖直平面内做半径为R的圆周运动。小球运动到最高点时，杆与小球间弹力大小为F，小球在最高点的速度大小为v，其图像如图乙所示。则（ ）
A. 当地的重力加速度大小为
B. 当地的重力加速度大小为
C. 时，杆的弹力大小为
D. 时，杆的弹力大小为
【答案】AC
【解析】
【详解】AB．小球在最高点，当时，有
当时，有
解得
A正确，B错误；
C．由题图可知，当时，杆对小球弹力方向向上，当时，杆对小球弹力方向向下，所以当时，杆对小球弹力方向向下，则有
联立得
故C正确，D错误。
故选AC。
9. 我们赖以生存的银河系的恒星中大约有是双星，“双星系统”由两颗相距较近的恒星组成，每个恒星的线度远小于两个星体之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体。如图所示，1、2两颗星球组成的双星，在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的O点做匀速圆周运动，且它们在运动中距离保持不变。已知双星1、2的质量之比，下列说法中正确的是（ ）
A. 双星轨道半径之比
B. 双星线速度之比
C. 双星角速度之比
D. 双星周期之比
【答案】AD
【解析】
【详解】A．“双星系统”在相等时间内转过的角度相等，即角速度相等，根据
解得
A正确；
B．根据
解得
B错误；
C．根据上述可知
C错误；
D．“双星系统”在相等时间内转过的角度相等，即角速度相等，根据
可知
D正确。
故选AD。
10. 如图所示，固定光滑竖直杆上套着一个滑块，滑块用轻绳系着绕过光滑的定滑轮O（滑轮大小可忽略）。现以大小不变的拉力F拉绳，使滑块从A点起由静止开始上升。滑块运动到C点时速度最大。已知滑块质量为m，滑轮O到竖直杆的距离为d，，，重力加速度为g。下列说法不正确的是（ ）
A. 拉力F的大小为
B. 滑块由A到C做匀加速运动
C. 滑块由A到C过程中拉力F做的功为
D. 滑块在C点的动能为
【答案】ABC
【解析】
【详解】A．滑块运动到C点时速度最大，此时加速度为零，则有
解得，拉力为
故A错误；
B．滑块运动过程中，设绳与竖直杆在竖直方向的夹角为，则根据牛顿第二定律有
可知，滑块在向上运动过程中，逐渐增大，则加速度a逐渐变化，所以滑块做非匀变速运动，故B错误；
C．滑块由A到C过程中拉力F做的功为
故C错误；
D．滑块由A到C过程，根据动能定理有
根据几何知识可得
解得，滑块在C点的动能为
故D正确。
本题选不正确的，故选ABC。
二、实验题（本大题16分，每个空2分）
11. 如图所示为一小球做平抛运动的闪光照相照片的一部分，图中背景方格的边长均为5cm，g取10m/s2。
（1）照相机的闪光频率是________Hz；
（2）小球运动中水平分速度的大小是________m/s；
（3）小球经过B点时的速度大小是________m/s。
【答案】 ①. 10 ②. 1.5 ③. 2.5
【解析】
【详解】（1）[1]从图知，A、B、C三点在水平方向上相邻两点间的距离均为3L，所用时间相等，设为t，而t可根据竖直方向的自由落体运动求得

（2） [2]小球运动中水平分速度的大小是
（3）[3]竖直方向上经过B点的瞬时速度等于AC的平均速度，即有
小球经过B点时速度大小是
12. 在学习完《圆周运动》这章后，深圳中学某物理学习小组在实验室设计图示的实验装置，探究圆锥摆周期的有关因素，该小组准备了铁架台、拴有细绳的小球、毫米刻度尺和秒表，实验操作步骤如下：
（1）最适合完成本实验的小球是______（选填选项前的字母)；
A．小钢球 B．大钢球 C．小塑料球 D．大塑料球
（2）该小组同学从刻度尺上读出铁架台上绳子结点到圆平面的竖直高度h=______cm；
（3）小组猜测绳子长度L、绳子结点到圆平面的高度h对小球的周期T有影响，于是他们控制变量L和h，进行多次实验，得到数据并作图如图a、b,根据图像可知，影响圆锥摆周期的因素是______；
（4）本实验中，测量时间时小球转过的圈数不能过多，原因是______；
（5）若图b中图像的斜率为k,请根据理论知识推算，则当地的重力加速度为______(用题目所给出的符号表示)。
【答案】 ①. A ②. 23.54 ③. 绳子结点到圆平面的高度h ④. 空气阻力 ⑤.
【解析】
【详解】（1）[1]本实验中由于受到空气阻力的影响，所以应选用密度大、体积小的物体进行实验。
故选A。
（2）[2]刻度尺的分度值为1mm，读数时要估读到毫米下一位，即
（3）[3]由图2中的图a可知，控制绳子结点到圆平面的高度h一定时，绳子长度L变化时，圆锥摆周期并不随之发生变化；而由图2中的图b可知，控制绳子长度L一定时，圆锥摆周期随绳子结点到圆平面的高度h的变化而发生变化，故影响圆锥摆周期的因素是绳子结点到圆平面的高度h；
（4）[4]本实验中，测量时间时小球转过的圈数不能过多，原因是由于受到空气阻力影响；
（5）[5]对小钢球受力分析如图所示
小钢球的重力与细绳拉力的合力提供向心力，由牛顿第二定律得
解得
由题意图像斜率为k，则有
解得
三、计算题（本大题共3小题，共44分。解答时应写出必要的文字说明、根据、题设、单位）
13. 一质量的赛车在平直的赛道上从静止开始以做匀加速运动，后发动机达到额定输出功率，此后保持输出功率不变又运动了后赛车达到最大速度，假设赛车在运动过程中受到的阻力恒定不变。求：
（1）赛车运动过程中受到的阻力大小；
（2）赛车从开始加速到达最大速度时发生的位移大小。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）运动后，汽车的速度由匀加速直线运动规律
此时
由牛顿第二定律有
联立解得
（2）匀加速过程中，汽车发生的位移
赛车的最大速度
发动机达额定输出功率后，由动能定理有
则发生的总位移大小
解得
14. 宇航员到了某星球后做了如下实验：如图所示，在光滑的圆锥顶用长为L的细线悬挂一质量为m的小球，圆锥顶角为2θ，当圆锥和球一起以周期T匀速转动时，球恰好对锥面无压力。已知星球的半径为R，万有引力常量为G求：
（1）线的拉力；
（2）该星球表面的重力加速度；
（3）若在该星球表面上水平抛出一个物体，使该物体不再落回该星球表面，则物体需要的最小初速度。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）由题可知小球做圆周运动的半径为
设线的拉力为F，根据牛顿第二定律有
联立解得
（2）线的拉力在竖直方向的分力与重力平衡，即
解得该星球表面的重力加速度为
（3）星球的第一宇宙速度即为该星球的近“地”卫星的环绕速度，设近“地”卫星的质量为，根据向心力公式有
解得
15. 为了研究滑板运动中的滑道设计，如图所示，将滑道的竖直截面简化为直轨道与圆弧轨道，半径与垂直，两点的高度差，两点的高度差，段动摩擦因数，段摩擦不计，圆弧半径，运动过程空气阻力不计，与水平方向的夹角，将运动员及滑板简化为一质量的质点，经过前一滑道的滑行，到达图示的A点时速度恰好水平向右做平抛运动，到达B点时速度恰好与斜面平行进入斜面，经过后竖直上抛再从E点落回滑道，取，求：
（1）运动员到达B点时的速度大小；
（2）运动员第一次到达D点时滑板对D点的压力大小；
（3）运动员第二次向上冲出E点时的速度大小。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）由平抛运动可得
运动员经过B点时，由运动的分解可得
联立求解得
（2）运动员从B运动到D，由动能定理有
运动员在D点，受力分析根据牛顿第二定律可得
解得
根据牛顿第三定律可知
方向竖直向下；
（3）沿斜面下滑时，由牛顿第二定律有
解得
根据运动学公式，有
解得
返回时，有
解得
由运动学公式，有
有几何关系可知
可知，运动员未离开斜面，再次返回C点时，有
根据动能定理
解得