2022-2023学年山东省聊城第一中学高一下学期期中物理试题（解析版）

聊城第一中学2022-2023学年高一下学期期中物理试题一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。1.如图所示，一位老爷爷在一片平坦的草地上遛狗，拉狗的绳子与水平地面的夹角为，设绳的拉力始终是，在向前移动的过程中，小狗的拉力对老爷爷做的功为（）A B. C. D.【答案】B【解析】【详解】根据代入数据可得小狗的拉力对老爷爷做的功故选B。2.做匀速圆周运动的物体，下列哪组物理量是不变的（）A.向心力、向心加速度 B.合外力、周期C.角速度、向心加速度 D.角速度、转速【答案】D【解析】分析】【详解】做匀速圆周运动的物体，周期、角速度和转速是不变的；合外力、向心力、向心加速度的大小不变，方向不断变化。故选D。3.如图所示，汽车上坡的时候，司机一般会换低挡，其目的是（）A.减小功率，得到较小的牵引力B.增大功率，得到较小的牵引力C.减小速度，得到较大的牵引力D.增大速度，得到较大的牵引力【答案】C【解析】【详解】根据公式，P不变的情况下，减小速度可得到较大的牵引力，故汽车上坡的时候，司机一般会换低挡，其目的就是通过减小速度，得到较大的牵引力，故C正确。故选C。4.如图所示，撑开的雨伞上两点到伞轴的距离分别为、，且。当转动雨伞使两点绕伞轴做匀速圆周运动时，两点的（）A.周期之比为B.角速度之比为C.向心加速度之比为D.线速度之比为【答案】C【解析】【详解】AB．根据题意可知，雨伞上A、B两点同轴转动，角速度相等，由公式可得，周期相等，故AB错误；C．根据题意，由公式可得，向心加速度之比为故C正确；D．根据题意，由公式可得，线速度之比为故D错误。故选C。5.火星的质量和半径分别约为地球的和，地球表面的重力加速度为g，则火星表面的重力加速度约为()A.0.2g B.0.4g C.2.5g D.5g【答案】B【解析】【详解】试题分析：根据星球表面的万有引力等于重力列出等式表示出重力加速度．通过火星的质量和半径与地球的关系找出重力加速度的关系．根据星球表面的万有引力等于重力知道得出：火星的质量和半径分别约为地球的和所以火星表面的重力加速度，故选B．考点：万有引力定律及其应用．点评：求一个物理量之比，我们应该把这个物理量先根据物理规律用已知的物理量表示出来，再进行之比．6.汽车在平直公路上由静止开始做匀加速直线运动，当汽车速度达到时关闭发动机，汽车继续运动一段时间后停止，其速度图像如图所示，若汽车加速行驶时其牵引力做功为，汽车在整个运动过程中克服阻力做功，则与的比值为（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【详解】汽车由静止开始到最终停止整个过程，根据动能定理可得可得故选A。7.洗衣机脱水时有一件湿衣物附在竖直筒壁上并与筒壁保持相对静止，如图所示。在衣服上的水分不断甩出的过程中，下列说法正确的是（）A.筒在转动脱水过程中，筒壁对衣物的摩擦力减小B.衣物受到重力、筒壁对它的弹力、摩擦力及向心力共四个力的作用C.衣物随筒壁做圆周运动的向心力由衣物对筒壁的压力提供D.筒的转速增大时，筒壁对衣物的弹力大小始终不变【答案】A【解析】【详解】A．筒在转动脱水过程中，衣物的重力与静摩擦力平衡，衣物上的水甩出去，重力减小，筒壁对衣物的摩擦力减小，A正确；B．衣物受到重力、筒壁对它的弹力、摩擦力共三个力的作用，其合力提供向心力，B错误；C．衣物随筒壁做圆周运动的向心力由筒壁对衣物的弹力提供，C错误；D．心力由筒壁对衣物的弹力提供筒的转速增大时，湿衣服的质量减小，所需向心力的变化不确定，则筒壁对衣物的弹力变化不确定，D错误。故选A。8.在印度尼西亚的坤甸有一座著名的建筑，它正好建在赤道上，若某人造地球卫星在赤道上空飞行，卫星的轨道平面与地球赤道重合，且该卫星的轨道半径小于地球同步卫星的轨道半径，已知卫星轨道半径为飞行方向与地球的自转方向相同，地球的自转角速度为，地球半径为R，地球表面重力加速度为，卫星在某时刻通过这一建筑物的正上方，则该卫星再次经过这个位置需要的最短时间为（）A. B. C. D.【答案】D【解析】【详解】该卫星在赤道平面运行其轨道半径小于同步卫星，可知该卫星运行的角速度大于同步卫星的角速度也大于地球自转的角速度，卫星某时刻通过该建筑物的正上方，说明卫星比该建筑物多转了一圈（不考虑周期性），设卫星的质量为设地面上物体的质量为解得故选D。二、多项选择题：本题共4小题；每小题4分，共16分。每小题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。9.如图所示，搭载着“嫦娥二号”卫星的长征三号丙运载火箭在西昌卫星发射中心点火发射，卫星由地面发射后，进入地月转移轨道，经多次变轨最终进入距离月球表面100km、周期为118min的工作轨道，开始对月球进行探测，则（）A.卫星在轨道Ⅲ上的运动速度比月球的第一宇宙速度小B.卫星在轨道Ⅲ上经过P点的速度比在轨道Ⅰ上经过P点时的大C.卫星在轨道Ⅲ上运行周期比在轨道Ⅰ上短D.卫星在轨道Ⅲ上的运行周期比在轨道Ⅰ上长【答案】AC【解析】【详解】A．根据解得月球的第一宇宙速度等于近月圆轨道上的卫星的环绕速度，由于卫星在轨道Ⅲ的轨道半径大于月球半径，可知，卫星在轨道Ⅲ上的运动速度比月球的第一宇宙速度小，A正确；B．从轨道Ⅰ到轨道Ⅲ是由高轨道变轨到低轨道，需要向前喷气减速，即卫星在轨道Ⅲ上经过P点的速度比在轨道Ⅰ上经过P点时的小，B错误；CD．根据开普勒第三定律有卫星在轨道Ⅲ的轨道半径比轨道Ⅰ的半长轴短，则卫星在轨道Ⅲ上运行周期比在轨道Ⅰ上短，C正确，D错误。故选AC。10.如图所示，质量相等的物体A和物体B与地面的动摩擦因数相等，在恒力F的作用下，一起沿水平地面向右移动x，则（）A.摩擦力对A、B做功相等B.A对B做的功与B对A做的功的代数和为零C.F对A做功与F对B做的功相等D.合外力对A做的功与合外力对B做的功相等【答案】BD【解析】【分析】【详解】A．A、B在竖直方向上平衡，可得A、B受到的支持力分别为滑动摩擦力做的功为故摩擦力对A、B做功不相等，A错误；B．A、B间相互作用力等大、反向，两者位移又相同，故A对B做的功与B对A做的功的代数和为零，B正确；C．F对A做的功为F没有作用在B上，没有对B做功，C错误；D．A、B运动状态相同，动能变化量相等，由动能定理可知，合外力对A做的功与合外力对B做的功相等，D正确。故选BD。11.如图所示，转盘甲、乙具有同一转轴，转盘丙的转轴为，用一皮带按如图的方式将转盘乙和转盘丙连接，A、B、C分别为转盘甲，乙、丙边缘的点，且，。现让转盘丙绕转轴做匀速圆周运动，皮带不打滑。则下列说法正确的是（）A.A、B、C的线速度大小之比为B.A、B、C的角速度之比为C.A、B、C的向心加速度大小之比为D.如果转盘丙沿顺时针方向转动，则转盘乙沿逆时针方向转动【答案】AD【解析】【详解】AB．B、C两点为皮带传动，线速度大小相等，即根据可得A、B两点为同轴转动，角速度大小相等，即联立可得故A正确，B错误；C．根据可得故C错误；D．如果转盘丙沿顺时针方向转动，则转盘丙所受的摩擦力为逆时针，皮带所受转盘丙的摩擦力为顺时针，对皮带根据平衡条件可知，转盘乙对皮带的摩擦力为逆时针，则皮带对转盘乙的摩擦力为顺时针，可知转盘乙逆时针转动，故D正确。故选AD。12.为减少机动车尾气排放，很多汽车公司推出新型节能环保电动车。在检测某款电动车性能的实验中，质量为的电动车由静止开始沿平直公路行驶，利用传感器测得此过程中不同时刻电动车的牵引力F与对应的速度v，并描绘出如图所示的图像（图中AB、BO均为直线），假设电动车行驶中所受阻力恒定，最终匀速运动，取重力加速度，则（）A.该车做匀加速运动的时间是B.电动车匀加速运动过程中的最大速度为C.该车启动后，先做匀加速运动，然后匀速运动D.该车加速度大小为时，动能为【答案】AD【解析】【详解】AB．由图像可知，汽车运动时受到的阻力匀加速运动时牵引力匀加速运动阶段的最大速度由解得故A正确，B错误；D．汽车的最大功率为当加速度为时，牵引力为由可得

则有故D正确；C．汽车达到最大功率后，功率不变，速度增大，牵引力减小，汽车做加速度减小的加速运动，故C错误。故选AD三。非选择题，共6小题，共60分。13.如图所示是探究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系的实验装置。转动手柄，可使两侧变速塔轮以及长槽和短槽随之匀速转动。皮带分别套在左右两塔轮上的不同圆盘上，可使两个槽内的小球分别以各自的角速度做匀速圆周运动，其向心力由挡板对小球的弹力提供，球对挡板的反作用力，通过杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上露出的红白相间的等分格显示出两个球所受向心力的比值。那么：（1）下列实验的实验方法与本实验相同的是________（填写正确选项前的字母）。A.验证牛顿第二定律B.验证力的平行四边形定则C.伽利略对自由落体的研究（2）若长槽上的挡板B到转轴的距离是挡板A到转轴距离的2倍，长槽上的挡板A和短槽上的挡板C到各自转轴的距离相等。探究向心力和角速度的关系时，若将传动皮带套在两半径之比等于的轮盘上，将质量相同的小球分别放在挡板________（均选填“A”或“B”）和挡板C处，则标尺露出红白相间的等分格数的比值约为________。【答案】①.A②.A③.【解析】【详解】（1）[1]本实验采用的控制变量法探究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系，验证牛顿第二定律也是采用控制变量法探究加速度与合力、质量的关系，验证力的平行四边形定则采用的是等效性，伽利略对自由落体的研究采用的是理想斜面的方法，所以和本实验方法相同的是验证牛顿第二定律，A正确，BC错误；故选A。（2）[2]探究向心力和角速度的关系时，需要控制质量和半径不变，所以将质量相同的小球分别放在挡板A和挡板C处；[3]根据传动皮带套在两半径之比等于的轮盘上，所以角速度之比为1：2，标尺露出红白相间的等分格数的比值约为1：4。14.小王利用如图甲所示的装置探究弹簧的弹性势能。在粗糙水平桌面上固定好轻质弹簧和光电门，将光电门与数字计时器（图甲中未画出）连接。实验开始时，弹簧在光电门的左侧，且处于原长状态。小滑块与弹簧不拴接，不计空气阻力。（1）用外力将滑块向左缓慢推至滑块上的遮光条（宽度为d）距离光电门为x处，撤去外力，数字计时器记录的遮光条通过光电门的时间为t。滑块通过光电门时的速度大小为_________。（2）多次改变滑块的质量m，重复（1）中操作，得出多组m与t的值，以为横坐标、为纵坐标作出的图像如图乙所示（图中的a、b均为已知量），则撤去外力瞬间弹簧的弹性势能_________；已知当地的重力加速度大小为g，则滑块与桌面间的动摩擦因数_________。【答案】①.②.③.【解析】【详解】（1）[1]由于通过光电门的时间极短，可以将通过光电门的平均速度看做瞬时速度，为（2）[2][3]根据动能定理得代入速度得整理得则结合图像得图像的斜率解得15.已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g，不考虑地球自转影响。（1）推导第一宇宙速度v1的表达式；（2）若卫星绕地球做匀速圆周运动，运行轨道距离地面高度为h，求卫星的运行周期T。【答案】（1）；（2）【解析】【分析】【详解】（1）根据题给条件由可得（2）由公式可得16.如图所示，一轻质细绳与小球相连，一起在竖直平面内做圆周运动，小球质量，球心到转轴的距离，取重力加速度，不计空气阻力。（1）若小球在最高点不掉下来，求其在最高点的最小速率；（2）若小球在最高点的速率，求绳子的拉力大小。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）以小球为研究对象，在最高点恰好不掉下来，重力提供其做圆周运动所需的向心力则所求的最小速率为（2）设小球运动到最高点对绳的拉力为F，则重力和拉力共同提供向心力，根据牛顿第二定律解得17.一列高速动车总质量为500吨，列车所有电机的总额定功率为。假设列车在水平直轨道上行驶时，列车受到的阻力大小恒为，取重力加速度，求：（1）若列车从静止开始，保持的加速度做匀加速运动，则该过程最多保持到多大速度？（2）列车保持额定功率加速行驶，当行驶速度达到时，列车的瞬时加速度是多少？（3）列车能达到的最大速度是多少？【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）设列车的牵引力为，匀加速的最大速度为，根据牛顿第二定律可得又联立解得（2）行驶速度达到设牵引力为，加速度，则有联立可得（3）当牵引力等于阻力时，列车的速度最大，设列车的最大速度为，则有解得18.如图所示，斜面ABC下端与光滑的圆弧轨道CDE相切于C，整个装置竖直固定，D是最低点，圆心角，与圆心O等高，圆弧轨道半径，斜面长，AB部分光滑，BC部分粗糙。现有一个质量的小物块P从斜面上端A点无初速下滑，物块P与斜面BC部分之间的动摩擦因数，取，，重力加速度，忽略空气阻