青岛市2022-2023学年高一下学期期中考试物理试题（教师版）

青岛市2022-2023学年度第二学期期中学业水平检测高一物理注意事项：1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，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。写在本试卷上无效。3.考试结束后，只需要上交答题卡。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.下列说法正确的是（）A.物体在恒力作用下不可能做曲线运动B.物体在变力作用下一定做曲线运动C.物体的速度方向与合力方向不在同一条直线上时，物体一定做曲线运动D.做曲线运动的物体所受合力的方向一定是变化【答案】C【解析】【分析】【详解】A．物体在恒力作用下也可能做曲线运动，例如平抛运动，A错误；B．物体在变力作用下不一定做曲线运动，由也可能做直线运动，B错误；C．物体的速度方向与合力方向不在同一条直线上时，物体一定做曲线运动，C正确；D．做曲线运动的物体所受合力的方向不一定是变化的，例如平抛运动，D错误。故选C。2.拖着旧橡胶轮胎跑步是一种训练体能的常用方法。某运动员在体能训练时拖着轮胎在操场上沿直线以恒定的速率跑了100m，下列说法正确的是（）A.合外力对轮胎做了正功B.摩擦力对轮胎做了负功C.支持力对轮胎做了正功D.拉力对轮胎所做的功等于轮胎动能的改变【答案】B【解析】【详解】A．由于轮胎在操场上沿直线以恒定的速率运动，可知轮胎的动能不变，根据动能定理可知，合外力对轮胎做功为零，故A错误；B．摩擦力方向与轮胎的运动方向相反，摩擦力对轮胎做了负功，故B正确；C．支持力方向轮胎的运动方向垂直，支持力对轮胎不做功，故C错误；D．拉力对轮胎做正功，而轮胎动能的变化量为零，故D错误。故选B。3.如图，一固定容器的内壁是光滑半球面，在半球面水平直径的一端有一质量为m的小球。它沿容器内壁由静止下滑到最低点，设小球在最低点时的向心加速度大小为a，容器对它的支持力大小为F。已知重力加速度大小为g，下列说法正确的是（）A. B. C. D.【答案】D【解析】【详解】设光滑半球面的半径为，小球在最低点时的速度为，根据动能定理可得解得则小球在最低点时的向心加速度大小为根据牛顿第二定律可得解得故选D。4.假设摩托艇受到的阻力大小与它的速率成正比。如果摩托艇发动机的功率变为原来的3倍，则摩托艇的最大速率变为原来的（）A.倍 B.倍 C.3倍 D.6倍【答案】A【解析】【详解】摩托艇受到的阻力大小与它的速率成正比，则有当牵引力等于阻力时，摩托艇的速度达到最大，则有可得如果摩托艇发动机的功率变为原来的3倍，则摩托艇的最大速率变为原来的倍。故选A。5.如图，网球运动员训练时，在同一高度的前后两个不同位置将网球击出后，垂直击中竖直墙上的同一点。不计空气阻力，下列说法正确的是（）A.两轨迹中网球撞墙前的速度可能相等B.沿轨迹1运动的网球击出时的初速度大C.从击出到撞墙，沿轨迹2运动的网球在空中运动的时间短D.沿轨迹1运动的网球刚要撞墙时的速度小【答案】B【解析】【详解】ACD．根据逆向思维，将网球看成是从竖直墙上反向做平抛运动，则竖直方向有可得水平方向有解得由于两轨迹高度相同，则两轨迹网球在空中运动的时间相等；由于沿轨迹1运动的网球水平位移大，则有即沿轨迹1运动的网球刚要撞墙时的速度大于沿轨迹2运动的网球刚要撞墙时的速度，故ACD错误；B．根据由于可知沿轨迹1运动的网球击出时的初速度大于沿轨迹2运动的网球击出时的初速度，故B正确。故选B。6.我国“嫦娥二号”可视为在月球表面附近做圆周运动。已知引力常量，要测定月球的密度，仅仅需要（）A.测定飞船的运行周期B.测定飞船的环绕半径C.测定月球的体积D.测定飞船运行速度【答案】A【解析】【分析】【详解】A．当测定飞船在月球表面附近的运行周期T时，设月球半径为R，飞船受到月球的万有引力提供向心力，由牛顿第二定律可得月球的质量则月球的密度可见月球的密度可以测定，故A正确；B．测定飞船的环绕半径，即已知月球的半径，但月球的质量未知，故无法求出月球的密度，故B错误；C．测定月球的体积，但月球的质量未知，故无法求出月球的密度，故C错误；D．测定飞船的速度，由飞船受到月球的万有引力提供向心力，有可得月球的质量月球的密度为由于月球的半径未知，故无法求出月球的密度，故D错误。故选A。7.如图，两个质量相同的小球a、b，用长度不等的细线拴在同一点并在同一水平面内做匀速圆周运动。下列说法正确的是（）A.小球a的线速度小 B.两个小球的向心加速度大小相等C.两个小球的角速度相等 D.细线2的张力大于细线1的张力【答案】C【解析】【详解】ABC．设绳子与竖直方向的夹角为，小球所在水平面与悬点的高度为，绳子长度为，根据牛顿第二定律可得解得，，由于小球a对应的较大，可知小球a的线速度较大，小球a的向心加速度较大，两个小球的角速度相等，故AB错误，C正确；D．竖直方向根据受力平衡可得解得由于小球a对应的较大，可知细线2的张力小于细线1的张力，故D错误。故选C8.利用三颗位置适当的地球同步卫星，可使地球赤道上任意两点之间保持无线电通信，目前地球同步卫星的轨道半径为地球半径的n倍，地球的自转周期为。假设地球的自转周期变小，若仍仅用三颗同步卫星来实现上述目的，则地球自转周期的最小值为（）A. B. C. D.【答案】C【解析】【详解】设地球半径为，根据万有引力提供向心力可得假设地球的自转周期变小，若仍仅用三颗同步卫星来实现上述目的，设地球自转周期的最小值为，此时地球赤道圆刚好是三颗同步卫星构成等边三角形的内切圆，根据几何关系可知同步卫星轨道半径为根据万有引力提供向心力可得联立解得故选C。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。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。9.如图，质量为m的铁球从空中位置A处由静止释放，经过一段时间下落至位置B，A、B间高度差为H，重力加速度为g，取A位置为零重力势能点。下列说法正确的是（）A.在位置B处铁球的重力势能为B.在位置B处铁球的重力势能为C.从A到B的过程，重力势能一定减小D.选择B为零势能点，从A到B的过程中重力做功会大于【答案】BC【解析】【详解】AB．取A位置为零重力势能点，则铁球在位置B处铁球的重力势能为故A错误，B正确；C．从A到B的过程，重力做功为则重力势能一定减小，故C正确；D．选择B为零势能点，从A到B的过程中重力做功为故D错误。故选BC。10.在马戏表演中，猴子沿竖直杆向上做初速度为0、加速度为a的匀加速运动，同时人顶着直杆以速度v0水平匀速移动，经过时间t，猴子沿杆向上移动的高度为h，人顶杆沿水平地面移动的距离为x，如图所示。关于猴子的运动情况，下列说法正确的是（）A.相对地面的运动轨迹为直线B.相对地面做匀变速曲线运动C.t时刻猴子对地速度的大小为v0+atD.t时间内猴子对地的位移大小为【答案】BD【解析】【分析】【详解】A．猴子在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做初速度为0的匀加速直线运动，根据运动的合成，知合速度与合加速度不在同一条直线上，所以猴子运动的轨迹为曲线，A错误；B．猴子在水平方向上的加速度为0，在竖直方向上有恒定的加速度，根据运动的合成，知猴子做曲线运动的加速度不变，做匀变速曲线运动，B正确；C．t时刻猴子在水平方向上的速度为v0，和竖直方向上的分速度为at，所以合速度C错误；D．在t时间内猴子在水平方向和竖直方向上的位移分别为x和h，根据运动的合成，知合位移D正确。故选BD。11.A、B两物体分别在大小相同的水平恒力F的作用下由静止开始沿同一水平面运动，作用时间分别为t0和4t0，两物体运动的v­t图象如图所示，则A.A、B两物体与水平面的摩擦力大小之比为5∶12B.水平力F对A、B两物体做功的最大功率之比为2∶1C.水平力F对A、B两物体做功之比为2∶1D.在整个运动过程中，摩擦力对A、B两物体做功的平均功率之比为5∶3【答案】AB【解析】【详解】A．由v­t图象可知，A加速运动时的加速度aA1＝减速运动时的加速度大小为aA2＝由牛顿第二定律有：F－f1＝m1，f1＝m1·解两式得：f1＝B加速运动时的加速度大小为aB1＝减速运动时的加速度大小为aB2＝由牛顿第二定律有：F－f2＝m2，f2＝m2·解两式得：f2＝所以A、B两物体与水平面的摩擦力之比为5∶12，A正确；B．由v－t图象知，水平力F对A、B两物体做功的最大功率之比为（F·2v0）∶（F·v0）＝2∶1故B正确；C．由v－t图象与t轴所围的面积表示位移可知两物体有水平力F作用时的位移之比为1∶2，由W＝Fs可知，F对A、B两物体做功之比为1∶2，故C错误；D．根据动能定理可知，整个过程中，摩擦力做功和拉力做功的总功为零，故整个运动过程中，摩擦力对A做的功WA＝－F·＝－Fv0t0对B做的功WB＝－F·＝－2Fv0t0由P＝可得PA＝PB＝所以PA∶PB＝5∶6故D错误。故选AB，12.如图甲，将物块从倾角的斜面顶端由静止释放。取地面为零势能面，物块在下滑过程中的动能、重力势能，与下滑位移x间的关系如图乙所示，取，下列说法正确的是（  ）A.物块的质量是0.2kgB.物块受到的阻力是0.24NC.物块动能与势能相等时的高度为2.4mD.物块下滑9m时，动能与重力势能之差为3J【答案】ACD【解析】【详解】A．由图知，小球下滑的最大位移为x=12m，在最高点时，小球的重力势能得小球的质量故A正确；B．根据除重力以外其他力做的功可知由图知，最高点的机械能为最低点的机械能为又x=12m解得：阻力为故B错误；C．设小球动能和重力势能相等时的高度为h，此时有由动能定理有联立解得h=2.4m故C正确；D．由图可知，在物块下滑9m处，小球重力势能是3J，动能为动能与重力势能之差为6J-3J=3J故D正确。故选ACD。三、非选择题：本题共6小题，共60分。13.某同学用如图甲所示装置做探究向心力大小与角速度大小关系的实验。水平直杆随竖直转轴一起转动，滑块套在水平直杆上，用细线将滑块与固定在竖直转轴上的力传感器连接，细绳处于水平伸直状态，当滑块随水平直杆一起匀速转动时，拉力的大小可以通过力传感器测得，滑块转动的角速度可以通过角速度传感器测得。（1）滑块和角速度传感器的总质量为250g，保持滑块到竖直转轴的距离不变，多次仅改变竖直转轴转动的快慢，测得多组力传感器的示数F及角速度传感器的示数，根据实验数据得到的图像如图乙所示，图像没有过坐标原点的原因是______，滑块到竖直转轴的距离为______m；（2）若去掉细线，将滑块置于距离竖直转轴0.125m处，为保证滑块不动，转轴转动的最大角速度为______。【答案】①.水平杆不光滑②.0.5③.10【解析】【详解】（1）[1]若水平杆不光滑，则滑块转动过程中当角速度较小时只有静摩擦力提供向心力，随着角速度增大摩擦力逐渐增大，当摩擦力达到最大值时，继续增大转速绳子开始出现拉力，则有则有图像不过坐标原点。[2]根据可知图像的斜率为解得滑块到竖直转轴的距离为（2）[3]由图像可知，开始产生绳子拉力时，有若去掉细线，将滑块置于距离竖直转轴0.125m处，为保证滑块不动，设转轴转动的最大角速度为，则有联立可得解得14.某实验小组用如图甲所示的装置研究平抛运动及其特点，他的实验操作是：在小球A、B处于同一高度时，用小锤轻击弹性金属片，使A球水平飞出，同时B球被松开。（1）实验现象，小球A、B______（填“同时”或“先后”）落地；（2）现将A、B球恢复初始状态后，用比较大的力敲击弹性金属片，A球在空中运动的时间______（填“变长”“不变”或“变短”）；（3）上述现象说明平抛运动的竖直分运动是______运动；（4）然后小明用图乙所示方法记录平抛运动的轨迹，由于没有记录抛出点，如图丙所示，数据处理时选择A点为坐标原点，丙图中小方格的边长均为2cm，g取，则小球运动中水平分速度的大小为______。（结果可保留根号）【答案】①.同时②.不变③.自由落体④.【解析】【详解】（1）[1]实验现象是，小球A、B同时落地。（2）[2]现将A、B球恢复初始状态后，用比较大的力敲击弹性金属片，A球下落高度不变，A球在空中运动的时间不变。（3）[3]上述现象说明A、B两球在竖直方向有相同的运动情况，而B球做自由落体运动，则说明平抛运动的竖直分运动是自由落体运动。（4）[4]由丙图可知与过程所用时间相等，竖直方向根据可得水平方向有联立可得小球运动中水平分速度的大小为15.振奋人心！我国计划2033年载人登陆火星，“火星城市”要来了。已知火星半径为R，火星表面的重力加速度为地球表面的重力加速度的五分之二，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G。求：（1）火星的质量；（2）火星的平均密度。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）设火星的质量为，物体在火星表面受到的万有引力等于重力，则有解得火星的质量为（2）设火星的平均密度为，则有联立解得16.如图，在示数已调零的台秤上固定一个半径的光滑圆形导轨，某电动小车在电机作用下，可以沿着导轨在竖直面内做匀速圆周运动。已知导轨的质量为2kg，小车的质量为0.4kg，重力加速度，不考虑空气阻力影响。（1）求当小车以的速度运动到最高点A时台秤的示数；（2）若小车在最低点B时台秤的示数为33N，求小车的速度大小。【答案】（1）20N；（2）3m/s【解析】【详解】（1）当小车以的速度运动到最高点A时，导轨对小车的作用力为F，则解得导轨对小车的作用力所以当小车以的速度运动到最高点A时台秤的示数等于导轨的重力（2）若小车在最低点B时台秤的示数为33N，则导轨对台秤的压力大小为33N，可知小车对导轨的压力大小为由牛顿第三定律可知导轨对小车的支持力大小为对小车由牛顿第二定律可得解得小车在最低点时的速度大小17.摩博会上的特技表演惊艳全场，如图，某位摩托车手驾驶机车沿曲面冲上水平高台，接着水平离开平台，落至地面时，恰能以的速度无碰撞地沿圆弧切线从A点切入光滑竖直圆弧轨道，并沿轨道下滑，A、B为圆弧两端点，其连线水平。已知圆弧半径，圆弧对应圆心角，人和车可视为质点，特技表演的全过程中阻力忽略不计，，求：（1）高台的高度h；（2）从平台飞出到A点，人和车运动的水平距离s；（3）人和