湖北省荆州市沙市区高级中学校2022-2023高一下学期4月期中考试物理试题（含解析）

高一年级期中考试物理答案
1．D
【详解】A．牛顿发现了万有引力定律，但是不知道万有引力常量大小，没有计算出两个天体之间引力的大小，故A错误；
B．海王星的轨道是利用万有引力定律计算得出的，因此海王星被称为“笔尖下发现的行星”，B错误；
C．开普勒总结归纳了行星运动三定律，但日心说是哥白尼提出的，故C错误；
D．卡文迪什通过扭秤实验第一次测出了引力常量的值，被誉为“第一个称量地球的人”，故D正确。
2．C
【详解】AB．由于水速大于船速，无论怎么开，都无法到达正对岸，AB错误；
C．朝着正对岸划船，过河时间最短，故他要想以最短时间过河就得朝着正对岸划船，C正确。
D．当他在水中划船的速度在垂直于河岸方向上有分速度时，小船就可以过河到达河对岸，D错误。
3．D
【详解】CD．汽车在转弯时受到重力、支持力和摩擦力作用，其中摩擦力提供向心力。故C正确，与题意不符；D错误，与题意相符；
AB．汽车转弯时，径向的静摩擦力提供向心力有一个最大静摩擦力的限制，所需向心力越小，则汽车越安全。根据公式，易知，汽车以恒定的角速度转弯，选择内圈时，轨道半径较小，所需向心力较小，较为安全；汽车以恒定的线速度大小转弯，选择外圈时，轨道半径较大，所需向心力较小，较为安全。故AB正确，与题意不符。
4．C
【详解】A．根据开普勒第二定律可知，在运输轨道上A点的速度小于B点的速度，故A错误；
B．在地球轨道Ⅰ上B点与在运输轨道B点相比，受到的万有引力相同，则加速度相同，故B错误；
C．根据开普勒第三定律可知，在木星轨道Ⅱ上的周期大于在运输轨道上的周期，故C正确；
D．在运输轨道上的A点瞬间点火，机械能增加，从而进入木星轨道Ⅱ，则在木星轨道Ⅱ上的机械能大于在运输轨道上的机械能，故D错误。
5．C
【详解】悬在桌边的长的链条重心在其中点处，离桌面的高度，它的质量为，当把它缓慢拉到桌面时，增加的重力势能就是外力需要做的功，则拉力做的功为，C正确。
6．B
【详解】A．对B球受力分析，设连接B球的绳子与竖直方向夹角为 ，由牛顿第二定律有 ，，解得，则b的线速度缓慢减小时，连接B球的绳子与竖直方向夹角逐渐减小，设绳子拉力为T，则有，B球的绳子与竖直方向夹角逐渐减小时，绳子拉力减小，所以A错误；
B．滑块与斜面体看成一个整体，则竖直方向有 ，所以绳子拉力减小，斜面体对地面的压力缓慢变大，则B正确；
D．滑块与斜面体看成一个整体，则水平方向有，所以绳子拉力减小，斜面体对地面的摩擦力缓慢变小，则D错误；
C．对a受力分析，由于开始时a的摩擦力方向不知，所以斜面体对滑块a的摩擦力变化不定，可能增大，也可能减小，则C错误；
7．A
【详解】小球A恰好能垂直落在斜坡上，如图，
由几何关系可知，小球竖直方向的速度增量
水平位移，竖直位移
联立得到，由几何关系可知小球B作自由下落的高度为，联立以上各式解得，故选A。
8．BD
【详解】AB．两小球组成的系统机械能守恒，设小球B经过a点时的速度大小为，此时A球的速度大小为，则由速度关联关系有，即，故A错误，B正确；
CD．由系统机械能守恒得，联立解得
9．BD
【详解】A．由于A、B两恒星连线始终过O点，运动周期相同，均为T，A错误；
B．根据①，可知②，又由于③， ④
联立可得⑤，B正确；
C．根据⑥，②⑥联立可得，C错误；
D．由③④联立可得，D正确。
10．CD
【详解】A．对于单个物体，只有重力做功，机械能守恒，此题中弹力做正功，重力做负功，物体机械能增加，故A错误；
B．根据功能关系可知，弹簧弹力做负功等于弹性势能的增加量，故弹簧弹力对手做功和对物体做功的代数和等于-ΔEp，故B错误；
C．物体缓慢离开地面，则弹簧弹力等于物体的重力，根据胡克定律可知mg=kx，解得弹簧的伸长量x=
弹簧上端缓慢上移H，则物体离开地面的高度为h=H-，故C正确；
D．根据功能关系可知，拉力做功增加了物体的重力势能和弹簧的弹性势能，即WF=ΔEp+mg
故D正确。
11．ACD
【详解】A．汽车以恒定功率P启动，根据，可知，启动过程中，速度增大，则牵引力减小，根据牛顿第二定律有，可知，加速度减小，车做加速度减小的加速运动，A正确；
B．根据题意，可知汽车受到的阻力为，启动过程中，根据动能定理有
牵引力对车做的功为，B错误；
C．根据题意，可知汽车受到的阻力为，车速从0增至的过程中，根据动能定理有，联立解得，C正确；
D．车速为时，汽车的牵引力为，根据牛顿第二定律有，解得。
12． 0.05 不是 0.75 1.25
【详解】（1）[1]竖直方向根据可得
[2]因AB与BC竖直位移之比为3:5，不是从1开始的连续奇数比，可知A点不是平抛的起点位置；
（2）[3]初速度
（3）[4]通过B点的竖直速度
则
13． B
重锤下落过程中受到阻力作用
【详解】（1）[2]A．按照图1所示安装好实验器材并连接好电源，故A正确，不符合题意；
B．为充分利用纸带，应先接通电源开关，再打开夹子释放纸带，故B错误，符合题意；
C．测量纸带上某些点间的距离，来表示重力势能的变化，及速度来表示动能的变化量，故C正确，不符合题意；
D．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能，验证机械能是否守恒，故D正确，不符合题意。
（2）[3]重力势能减少量为
[4]C点速度为，动能增加量为
[5]重锤减小的重力势能总是大于重锤增加的动能，其原因主要是重锤下落过程中受到阻力作用。
14．（1）；（2）
【详解】（1）岩块做竖直上抛运动，则有，解得表面重力加速度为
忽略“艾奥”的自转，则有，解得
（2）行星的第一宇宙速度等于卫星在该行星表面轨道做匀速圆周运动时的线速度，某卫星在“艾奥”表面绕其做圆周运动时有，解得
15．（1）30N；（2）0.75J；（3）0.5m
【详解】（1）物块由A运动到B的过程，根据动能定理有，解得
在B点，重力和支持力的合力提供向心力有，解得，故轨道对物块的支持力大小为30N，方向竖直向上；
（2）当弹簧被压缩到最短时，弹簧的弹性势能最大，此时物块速度为零，根据能量守恒定律有，解得
（3）从M点到D点，根据能量守恒定律有，解得
故BD间的距离
16．（1）；（2）或
【详解】（1）设轻绳剪断时甲速度的大小为，对甲、乙系统，甲下滑到斜面中点过程，
根据能量守恒定律，解得
设甲到达斜面底端时的速度大小为，对甲下滑到斜面底端过程，根据动能定理，解得
重力的瞬时功率，解得
（2）设甲到达C时的速度大小为，物块甲，从B到C过程，根据动能定理，解得
当物块甲到最高点D恰脱离轨道时，轨道半径最小，设最小值为R1，甲由C到D过程，由动能定理得
，甲到达D时，根据牛顿运动定律，解得
当物块甲恰好到达与轨道圆心等高的位置时，速度为0，轨道半径最大，设最大值为，甲由C到与圆心等高位置，由动能定理得，解得
综上或沙市区高级中学校2022-2023学年高一下学期4月期中考试
物理试卷
考试时间：2023年4月13日
一、选择题（1-7为单选题，8-11为多选项，每小题4分，共44分）
1．物理学家通过艰辛的实验和理论研究，探索出自然规律，为人类的进步做出巨大贡献，值得我们敬仰，下列说法中正确的是（　　）
A．牛顿得出了万有引力定律，并能用该定律计算出两个天体之间引力的大小
B．天王星的轨道是第谷利用万有引力定律计算得出的，因此天王星被称为“笔尖下发现的行星”
C．开普勒总结归纳了行星运动三定律，从而提出了日心说
D．卡文迪什通过扭秤实验第一次测出了引力常量的值，被誉为“第一个称量地球的人”
2．小明同学想划船渡过一条宽200m的河，他在静水中划船的速度为3m/s，现在他观测到河水的流速为5m/s，对于这次划船过河，他做出以下预判，其中正确的是（　　）
A．要想到达正对岸就得使船头朝向正对岸
B．要想到达正对岸船头必须朝向上游划船
C．要想以最短时间过河就得朝着正对岸划船
D．今天这种情况，是不可能到达对岸的
3．如图所示，山崖边的公路常被称为最险公路，一辆汽车欲安全通过此弯道公路（公路水平），下列说法不正确的是（　　）
A．若汽车以恒定的角速度转弯，选择内圈较为安全
B．若汽车以恒定的线速度大小转弯，选择外圈较为安全
C．汽车在转弯时受到重力、支持力和摩擦力作用
D．汽车在转弯时受到重力、支持力、摩擦力和向心力作用
4．在电影《流浪地球》中，科学家利用固定在地面的万台超级聚变发动机瞬间点火，使地球在地球轨道Ⅰ上的B点加速，进入运输轨道，再在运输轨道上的A点瞬间点火，从而进入木星轨道Ⅱ、关于地球的运动，下列说法中正确的是（　　）
A．在运输轨道上A点的速度大于B点的速度
B．在地球轨道Ⅰ上B点的加速度小于在运输轨道上B点的加速度
C．在木星轨道Ⅱ上的周期大于在运输轨道上的周期
D．在木星轨道Ⅱ上的机械能等于在运输轨道上的机械能
5．一条长为L，质量为m的均匀链条放在光滑的水平桌面上，其中悬在桌边，如图所示，在链条的另一端用水平力缓慢地把链条全部拉到桌面上需做功为（　　）
A． B． C． D．
6．如图所示，斜面体静置于粗糙水平地面上，滑块a通过轻绳穿过固定光滑圆环与小球b相连，绳与斜面平行，b在水平面内做匀速圆周运动。由于阻力影响，b的线速度缓慢减小，滑块a始终保持静止。则下列说法中正确的是（　　）
A．绳对小球b的拉力缓慢变大 B．斜面体对地面的压力缓慢变大
C．斜面体对滑块a的摩擦力缓慢减小 D．斜面体对地面的摩擦力缓慢变大
7．如图所示是倾角为30°的斜坡，在斜坡底端P点正上方某一位置Q处以速度v0水平向左抛出一个小球A，小球恰好能垂直落在斜坡上，运动时间为t1，小球B从同一点Q处自由下落，下落至P点的时间为t2，不计空气阻力，则t1∶t2＝（　　）
A． B． C．1∶3 D．
8．如图所示。圆心在O点，半径为R的圆弧轨道竖直固定在水平桌面上，与的夹角为，轨道最低点a与桌面相切。一段不可伸长的轻绳两端系着质量分别为m和的小球A和B（均可视为质点），挂在圆弧轨道边缘c的两边，开始时B位于c点，从静止释放，设轻绳足够长，不计一切摩擦，则B球由c下滑到a的过程中（　　）
A．当小球B经过a点时，A、B速度大小之比为1∶1
B．当小球B经过a点时。A、B速度大小之比为
C．小球B经过a点时的速度大小为
D．小球B经过a点时的速度大小为
9．在银河系中，双星的数量非常多，研究双星，对于了解恒星形成和演化过程的多样性有重要的意义。如图所示为由A、B两颗恒星组成的双星系统，A、B绕连线上一点O做圆周运动，测得A、B两颗恒星间的距离为L，恒星A的周期为T，其中一颗恒星做圆周运动的向心加速度是另一颗恒星的2倍，则（　　）
A．恒星B的周期为 B．A、B两颗恒星质量之比为1∶2
C．恒星B的线速度是恒星A的2倍 D．A、B两颗恒星质量之和为
10．如图所示，质量为m的物体静止在水平地面上，物体上面连接一个轻弹簧，用手拉住弹簧上端缓慢上移H，将物体缓慢提离地面，拉力做功WF，不计弹簧质量，弹簧劲度系数为k，弹簧弹性势能增加量为ΔEp，下列说法正确的是（　　）
A．只有弹力和重力对物体做功，所以该物体机械能守恒
B．弹簧弹力对物体做功等于ΔEp
C．物体离开地面的高度为H -
D．WF=ΔEp+mg
11．“碳中和”、“低碳化”、“绿色奥运”是北京冬奥会的几个标签。本次冬奥会运行超1000辆氢能源汽车，是全球最大的一次燃料电池汽车示范。某款质量为M的氢能源汽车（如图所示）在一次测试中，沿平直公路以恒定功率P从静止启动做直线运动，行驶路程x，恰好达到最大速度。已知该车所受阻力恒定。下列说法正确的是（　　）
A．车速从0增至的过程中，该车做变加速直线运动
B．启动过程中，牵引力对车做的功为
C．车速从0增至的加速时间为
D．车速为时，车的加速度大小为
二、实验题（16分）
12．（8分）如图为一小球做平抛运动时用闪光照相的方法获得的相片的一部分，图中背景小方格的边长为1.25cm，g取，则：
（1）闪光周期T＝______s；图中A点_____平抛的起点。选填（“是”或“不是”）；
（2）小球运动的初速度______m/s；
（3）小球过B点的速度______m/s。
13．（8分）用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带通过打点计时器，打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。已知当地重力加速度为。
（1）下面列举了该实验的几个操作步骤：
A．按照图所示安装好实验器材并连接好电源
B．先打开夹子释放纸带，再接通电源开关打出一条纸带
C．测量纸带上某些点间的距离
D．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能
其中没有必要进行的或者操作不当的步骤是___________（选填步骤前的字母）；
（2）如上图所示，根据打出的纸带，选取纸带上的连续的五个点，通过测量并计算出点A距起始点的距离为，点间的距离为，点间的距离为，若相邻两点的打点时间间隔为，重锤质量为，根据这些条件计算重锤从释放到下落距离时的重力势能减少量___________，动能增加量___________；在实际计算中发现，重锤减小的重力势能总是大于重锤增加的动能，其原因主要是___________；
三、解答题（40分）
14．（9分）木星的卫星之一叫“艾奥”，它上面的珞珈火山喷出的岩块初速度为时，上升高度可达，已知“艾奥”的半径为，忽略“艾奥”的自转及岩块运动过程中受到稀薄气体的阻力，引力常量为，求：
（1）“艾奥”的质量； （2）“艾奥”的第一宇宙速度。
15．（15分）如图所示，轨道AB部分为光滑的圆弧，半径R＝0.2m，A点与圆心等高。BC部分水平但不光滑，C端固定一轻质弹簧，OC为弹簧的原长。一个可视为质点、质量m＝1kg的物块从A点由静止释放，物块将弹簧压缩至最短的M点（图中未画出），又经弹簧反弹后停在D点（不再滑上轨道AB段）。已知物块与BC之间的动摩擦因数μ＝0.1，BO间距离xBO＝1.0m， OM间距离xOM＝0.25m，重力加速度g取10m/s2，试求：
（1）物块运动到B点时，轨道对物块的支持力FN；
（2）整个过程中弹簧的最大弹性势能；
（3）BD间距离xBD。
16．（16分）如图所示，倾角为的斜面AB固定在水平桌面上，竖直面内的半圆轨道CD与桌面相切于C点。小物块甲、乙用轻质细绳连接，跨过轻质光滑的定滑轮，与乙相连的轻绳竖直，与甲相连的轻绳平行于斜面。开始将乙按在桌面上静止不动，甲位于斜面顶端；释放乙，当甲滑至斜面AB中点时剪断细绳。已知斜面AB长，水平桌面BC段长，甲的质量、乙的质量，物块甲与斜面AB和水平桌面BC间的动摩擦因数均为，圆轨道CD光滑，物块甲从斜面滑上水平桌面时速度大小不变，重力加速度，不计空气阻力。求：
（1）物块甲到斜面底端B时重力的瞬时功率P；
（2）若物块甲在圆轨道CD上运动时不脱离轨道，半圆轨道半径R的取值范围。
试卷第8页，共8页

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