湖北省孝感市2022-2023高一下学期期中考试物理试题（答案）

2023年湖北省孝感市高一期中考试
高一物理参考答案
选择题（单选题每题 4 分；多选题全部选对的得 4分，选对但不全的得 2分，有选错的得 0分。）
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
答案 A C D C D A D ABD BC AB AB
1.【答案】A
【解析】开普勒发现了行星运动规律，故 A正确；牛顿进行了“月—地检验”故 B错误；卡文迪什测出了
万有引力常量，故 C错误；r→0 时，两物体不能看成质点，公式不再适用，故 D错误。
2.【答案】C
【解析】分针与时针的周期之比为 1：12，则角速度之比为 12：1，线速度之比为 78：5，C正确。
3. 【答案】D
【解析】因双星的角速度、周期相等，据 v＝ωr 知轨道半径大则线速度大，A正确；由于双星的向心力都
2
是由双星间相互作用的万有引力提供的，因此大小必然相等，由 F＝mω r 可得轨道半径与质量成反比，B
2π 2
m1m2 m1m2
正确；设双星质量分别为 m1、m2，对质量为 m1的中子星有 G ＝m1 T r1，对质量为 m2的中子星有 G ＝
L2 L2
2π 2
L3
m2 T r2，又因 r1＋r2＝L，m1＋m2＝M，解得 T＝2π ，由此式可知，L 一定，M 越大，T越小；M 一定，
GM
L 越大，T 越大，选项 C 正确，D 错误。
4.【答案】C
【解析】飞船在轨道 III上运动到 P点时与飞船在轨道 I上运动到 P点时受到的万有引力大小相等，可知
加速度必定相等，故 A错误；飞船在轨道Ⅱ上运动时，经过 P点时的速度大于经过 Q点时的速度，故 B错
I R F G 4π
2 4π2 3 4π 3
误；若轨道 贴近火星，设火星的半径为 ，由 ＝ 2 ＝m 2 R，于是 M＝ 2 ，又因为 V＝ ，所以ρ 3
3π
＝ 2，C正确；D．虽然轨道半径相等，但是由于地球和火星的质量不等，所以周期 T不相等，故 D错误。
5. 【答案】D
【解析】旅行包跟随摩天轮做匀速圆周运动，其所受合力提供向心力，大小不变，方向时刻在变化，AC
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错误；旅行包在最高点与最低点只受到重力和支持力的作用，不受摩擦力，B错误；在最高点有：mg－FN
V2 V2m V
2
＝ ，解得m ＝3N，当旅行包运动到圆心等高处时，由摩擦力提供向心力，则有 Ff＝m ＝3N，
R R R
故 D正确。
6.【答案】A
【解析】设连接 A、B两球的绳子与竖直方向的夹角分别为θ1、θ2，绳子拉力为 T，对 A小球水平方向有
l m 1
Tsinθ1=m1ω2l1sinθ1对 B小球水平方向有 Tsinθ2=m2ω2l2sinθ
1 2
2联立得 l 2 m1 3
7. 【答案】D
【解析】物体所受摩擦力方向沿斜面向上，与运动方向的夹角为钝角，故做负功，A 错误；物体所受支持
力方向垂直斜面斜向左上方，与运动方向的夹角为锐角，故做正功，BC 错误；斜面体对物体作用力的合力
方向与重力等大反向，即竖直向上，与运动方向垂直，则斜面体对物体的作用力做功为零，D正确。
8.【答案】ABD
v 2 (R h)
v2
【解析】 探测器绕月球运行的周期 T 可求出，A 正确；加速度 a ，B 正确；吸引力T R h
F GMm Mm
, 2 2
, v1 G Mm m v
(R h)2 探测器的质量未知，故 C 错误；月球表面G 2 m 又 联立解得R R R h 2 R h
v v R h1 ，故 D正确。R
9.【答案】BC
a a c cR
【解析】v2 a时，mg m 解得 g ，又 c=mg，得m 故 A 错误 C 正确；g a v
2 b时，F c mg，
R R
小球所受的弹力方向向下，故 B 正确 D 错误。
10.【答案】AB
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P 120000
【解析】当汽车以最大速度 vm行驶时，其牵引力与阻力大小相等，则 vm 3 m/s=30m/sf 4 10
故 A 正确；汽车上坡时低速行驶，是为了使汽车获得较大的牵引力，故 B 正确；汽车以 2m/s2的加速度匀
加速启动，设牵引力大小为 F，根据牛顿第二定律有 F f ma解得 F＝6.4×103 N 故 C 错误；里程 120～320
m 过程中克服阻力所做的功为 Wf=fs=8×105J 故 D 错误。
11.【答案】AB
【解析】设细线弹力为 T，对 B有 kmBg T mB
2
1 rB 当 T=0 时，圆盘角速度为 2rad/s，A正确；增大圆
盘的角速度，B先达到最大静摩擦力，所以 A达到最大静摩擦力时，B受到的摩擦力大小为 4N，B 正确；
设 A 达 到 最 大 静 摩 擦 力 时 ， 圆 盘 角 速 度 为 2 ， 则 对 A 、 B 分 别 有 kmAg T m
2
A 2 rA
kmBg T m
2
B 2 rB 解得 2 5rad/s，C错误；D．剪断细线，绳子张力 T消失，分析可知 A随圆盘做
圆周运动，B将做离心运动，D错误。
实验题
d
12.【答案】（1） （3 分）
r t
kr
（2）
d 2
（4 分）
滑块受到摩擦力（或滑块受到静摩擦力）的作用（3 分）
【解析】
d d
（1 v）物体转动的线速度为 v 又 解得
t r r t
2 d
2 d 2 kr
（ ）根据向心力公式可知 F m 2r联立解得 F m 2 由于 k m 可得滑块的质量为m r t r d 2
1
由图线可知，当 F 0而 2 0可知图线不过坐标原点的原因是滑块受到摩擦力（静摩擦力）的作用。 t
13.【答案】0.1（3 分） 10 （3 分）
【解析】
1 2
小球从开始下落到完全穿过纸筒用时 t1 gt1 h 2R得 t1 0.5s2
1 2
小球从开始下落到刚接触纸筒用时 t2 gt2 h得 t2 =0.4s2
则小球在纸筒中运动的时间 t为 0.1s；
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在 0.1s 的时间里，纸筒转过的最小角度 ，则最小角速度 10 rad / s
t
计算题
14.（共 10 分）【答案】（1）0.4（4分）（2）240w （6 分）
v 8 2 2
（1）由图像可知，减速过程加速度为 a m / s 4m / s …………… 2分
t 6 4
由牛顿第二定律得 mg ma…………… 1 分
解得 0.4……………1分
v
2 2（ ）由图像可知，加速时加速度为 a 2m/s ……………2分
t
由牛顿第二定律得 F mg ma，……………1 分
代入数据解得 F = 60N……………1 分
在 2s 时，物体的速度 v2 a t 4m/s……………1分
拉力的瞬时功率 p Fv2 240w……………1分
4π2r 3πr3
15. （共 12 分）【答案】（1） （4 分）（2） （8 分）
T 2 GT 2R3
2
2π
【解析】（1）设卫星的质量和向心加速度分别为 m、 a向，有m r ma ………2分
T 向
4π2r
卫星的向心加速度大小 a ……………2 分
向 T 2
M M m 4
2
（2）设地球质量为 地 ，由万有引力提供向心力可得G 地 mr ……………2 分r 2 T 2
4 2M r
3
得
地 ……………2分GT 2
4 3
又地球体积V R ……………2分
3
M 3 r 3
则地球的密度 地 ……………2 分
V GT 2R3
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16. （共 18 分）
【答案】（1）k=200N/m（3 分）（2） （6 分）（3）大于 （9分）
（1）静止时对小球受力分析，由平衡条件得mg sin F弹 ……………1分
根据胡克定律得F弹 k L 0.6L 0.4kL……………1分
解得 k=200N/m……………1 分
（2）弹簧为原长时，小球只受到重力和杆的支持力，由它们的合力提供向心力，则
……………2分
m 20 L cos mg tan ……………2 分
可得 ……………2 分
(3)当弹簧长度为 1.8L 时，小球恰好在 B端，设此时弹簧的弹力为 F ，对小球受力分析可得，
竖直方向 FN cos mg F sin ……………2 分
水平方向 FN sin F cos m
2 1.8L cos ……………2 分
根据胡克定律得F k 1.8L L 0.8kL……………2分
解得 ……………2 分
所以，当杆的角速度大于 时，小球会从 B端飞走。………1分
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高一物理试卷
考试时间：2023年 4月 14日上午 10:30-11:45 试卷满分：100分
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考号等填写在答题卡和试卷指定的位置。
2.回答选择题时，选出每题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需要改动，先用
橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在试卷上无效。
第 I 卷 选择题
一、单项选择题（每小题 4分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。）
1. 下列说法中符合物理学史实的是
A．开普勒通过研究第谷观测的天文数据发现了行星运动规律
B．卡文迪什进行了“月—地检验”，将天体间的力和地球上物体的重力统一起来
C．牛顿发现了万有引力定律并测出万有引力常量
mm
D．由万有引力定律的公式 F＝G 1 22 可知，当 r→0时，引力 F→∞r
2. 某个走时准确的时钟，分针与时针由转动轴到针尖的长度之比是 1.3∶1，分针针尖与时针针尖
的线速度之比为
A．60：1 B．12：1
C．78：5 D．78：1
3. 科学家威廉·赫歇尔首次提出了“双星”这个名词。现有由两颗中子星 A、B组成的双星系统，可
抽象为如图所示绕 O点做匀速圆周运动的模型，已知 A的轨道半径小于 B的轨道半径，若 A、
B的总质量为 M，A、B间的距离为 L，A、B运动周期为 T，则下列说法错．误．的是
A．B的线速度一定大于 A的线速度
B．B的质量一定小于 A的质量
C．L一定，M越大，T越小
D．M一定，L越大，T越小
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4. 中国志愿者王跃参与人类历史上第一次全过程模拟从地球往返火星的试验“火星－500”，假设考
察完毕后，乘坐一艘宇宙飞船从火星返回地球时，经历了如图所示的变轨过程，则有关这艘飞
船的下列说法，正确的是
A．飞船在轨道 III上运动到 P点时的加速度大于飞船在轨道 I上运动到 P点时的加速度
B．飞船在轨道 II上运动时，经过 P点时的速度等于经过 Q点时的速度
C．若轨道 I贴近火星表面，测出飞船在轨道 I上运动的周期，就可以推知火星的密度
D．飞船绕火星在轨道 I上运动的周期跟飞船返回地面的过程中绕地球以轨道 I同样的轨道半径
运动的周期相同
5. 摩天轮是一种大型转轮状的游乐设施，在匀速转动时，其每个载客轮舱能始终保持竖直直立状
(如图)，一质量为 1kg的旅行包放置在该摩天轮轮舱水平板上。已知旅行包在最高点对水平板的
压力为 7N，g取 10m/s2,下列说法正确的是
A．旅行包随摩天轮运动的过程中向心加速度不变
B．旅行包随摩天轮在运动过程中始终受到轮舱水平板的摩擦力作用
C．摩天轮转动过程中，旅行包所受合力不变
D．旅行包随摩天轮运动到圆心等高处时受到的摩擦力为 3N
6. 如图所示，天花板上有一可自由转动的光滑小环 Q，一轻绳穿过 Q，两端分别连接质量为 m1、
m
m2的 A、B小球，且 1 =3，两小球分别在各自的水平面内做圆周运动，它们周期相等。则 A、
m2
l
B小球到 Q的距离 l1、l 12的比值 为
l 2
A．1:3 B．3:1
C．1:9 D．9:1
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7. 如图所示，质量为 m的物体静止在倾角为θ的斜面体上，现使斜面体水平向左匀速移动距离（l 物
体与斜面体相对静止）。以下说法正确的是
A．摩擦力对物体做正功 B．支持力对物体做功为 0
C．支持力对物体做负功 D．斜面体对物体做功为 0
二、多项选择题（每小题 4分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求。全部选
对的得 4分，选对但不全的得 2分，有选错的得 0分。）
8. 中国的探月工程，叫做“嫦娥工程”，“嫦娥五号”是我国首个实施无人月面取样且返回的探测器。
若“嫦娥五号” 探测器环月工作轨道为圆形，其离月球表面高度为 h、运行线速度为 v，月球半
径为 R。由以上数据可求出的物理量有
A．“嫦娥五号”探测器绕月球运行的周期 B．“嫦娥五号”探测器绕月球运行的加速度
C．月球对“嫦娥五号”探测器的吸引力 D．月球的第一宇宙速度
9. 如图所示，竖直面内的圆形管道半径 R远大于横截面的半径。有一小球的直径比管横截面直径
略小，在管道内做圆周运动。小球过最高点时，小球对管壁的弹力大小用 F表示、速度大小用
v表示，当小球以不同速度经过管道最高点时，其F v2 图像如图所示。则
aR
A．小球的质量为
c
B． v2 b时，管壁对小球的弹力方向竖直向下
a
C．当地的重力加速度大小为
R
D． v2 b时，小球受到的弹力大小是重力的两倍
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10. 电动汽车(BEV)是指以车载电源为动力，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。由于对环境
影响相对传统汽车较小，其前景被广泛看好。某品牌纯电动车型部分参数：整备质量 1200kg，
驱动电机最大功率 120kW，该电动汽车在公路上行驶受到阻力大小恒为 4×103N，则下列说法正
确的是
A．汽车的最大速度为 30m/s
B．汽车上坡时低速行驶，是为了使汽车获得较大的牵引力
C．汽车以 2m/s2的加速度匀加速启动时，牵引力为 F＝6.0×103N
D．里程 120～320m过程中克服阻力所做的功约为 8×104J
11. 如图所示，匀速转动的水平圆盘上放有质量均为 1kg的物体 A、B，A、B间用细线沿半径方向
相连。它们到转轴的距离分别为 0.6m和 1.0m，A、B与盘面间的最大静摩擦力均为其重力的 0.4
倍，g取 10m/s2。现缓慢增大圆盘的角速度，则下列说法正确的是
A．当细线上开始有弹力时，圆盘的角速度为 2rad/s
B．当 A达到最大静摩擦力时，B受到的摩擦力大小为 4N
C．当 A恰好达到最大静摩擦力时，圆盘的角速度为 5rad/s
D．在细线上有弹力后的某时刻剪断细线，A将做向心运动，B将做离心
运动
第 II卷 非选择题
三、实验题（2小题，共 16分。把答案填写在答题卡中的横线上。）
12. （10分）为探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系，某实验小组通过如图甲所示装置进
行实验。滑块套在水平杆上，随水平杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动，力传感器通过一细绳连
接滑块，用来测量向心力 F的大小。滑块上固定一遮光片，宽度为 d，光电门可以记录遮光片
通过的时间，测得旋转半径为 r。滑块随杆匀速圆周运动，每经过光电门一次，通过力传感器
和光电门就同时获得一组向心力 F和角速度 的数据。
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（1）为了探究向心力与角速度的关系，需要控制滑块质量和旋转半径保持不变。某次旋转过程中遮
光片经过光电门时的遮光时间为 t，则角速度 __________；
1
（2）以 F 为纵坐标，以 2 为横坐标，可在坐标纸中描出数据点作一条如图乙所示直线，图线斜率 t
为 k，则滑块的质量为__________（用 k、r、d 表示）；图线不过坐标原点的原因是__________。
13.（6分）某次实验中，纸筒绕水平轴匀速转动（如图所示），小球自空中自由下
落从转动的圆形纸筒中穿过。开始下落时小球离纸筒顶点的高度 h=0.8m，纸筒
半径 R为 0.225米，g取 10m/s2。若小球穿筒壁时能量损失不计，撞破纸的时
间也可不计，且小球穿过后纸筒上只留下一个孔，则小球在纸筒中运动的时间
t=______s；纸筒绕水平轴匀速转动的最小角速度 =__________rad/（s 用含 的
表达式）。
四、计算题（3小题，共 40分。解答时要写出必要的文字说明和重要的演算步骤。）
14. （10 分）质量为 m=10kg 的物体置于粗糙的水平面上，现对物体施加平行于水平面的恒定拉
力 F，作用时间 4s时撤去力 F。物体运动的 v-t图像如图所示，g=10m/s2,
求：
（1）物体与水平面间的动摩擦因数μ；
（2）在 2s时，拉力 F的瞬时功率。
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15. （12分）假设某卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为 r，运动周期为 T，地球半径为 R，
引力常量为 G，不考虑地球自转，求：
（1）卫星的向心加速度大小；
（2）地球的平均密度。
16. （18分）如图所示，一根原长为 L=0.1m的轻弹簧套在一长为 1.8L的光滑直杆 AB上，其下端
固定在杆的 A端，质量为 m=1kg 的小球也套在杆上且与弹簧的上端相连。小球和杆一起绕经过
杆 A端的竖直轴OO 匀速转动，且杆与水平面间始终保持 53 角。已知杆处于静止状态时
弹簧长度为 0.6L，重力加速度为 g ， sin53 0.8， cos53 0.6，g=10m/s2，求：
（1）弹簧的劲度系数 k；
（2）弹簧为原长时，小球的角速度 0；(结果可含根号)
（3）当杆的角速度满足什么条件时小球会从 B端飞走。(结果可含根号)
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