湖北省黄冈市部分高中2022-2023学年高一年级下册期中教学质量抽测物理试题（含答案解析）

湖北省黄冈市部分高中2022-2023学年高一下学期期中教学

质量抽测物理试题

学校:姓名：班级：考号：

一、单选题

1.2023年3月16日，湖北省科技创新大会如期举行，华中科技大学获奖41项，其中

“万有引力常数G的精确测量”项目获湖北省科技进步特等奖。引力常量的精确测量对于

深入研究引力相互作用规律具有重要意义，下列说法正确的是（）

A.G值随物体间距离的变化而变化

B.G是比例常量且没有单位

C.牛顿发现了万有引力定律，但没有测定出引力常量

D.万有引力定律只适用于天体之间

2.能量概念的引入是科学前辈们追寻守恒量的一个重要的事例，用守恒量来表示物理

世界变化的规律即守恒定律具有重要意义，如图，物块在力尸作用下，沿固定的斜面运

B.若物块沿斜面匀速下滑，物块的机械能守恒

C.若物块沿斜面加速上滑，物块的机械能减少

D.若物块沿斜面减速下滑，物块的机械能减少

3.圆周运动是一种常见的运动形式，在生活中有着广泛的应用，如下图所示，下列说

法正确的是（）

甲乙

丙丁

A.如图甲，火车转弯时，当转弯速度小于规定速度行驶时，外轨对轮缘有挤压作用

B.如图乙，汽车通过拱桥的最高点时受到的支持力小于重力，处于失重状态

C.如图丙，航天员在太空中相对航天器静止不动，是由于距离地球太远，受到地球

的万有引力可以忽略不计

D.如图丁，滚筒洗衣机在脱水阶段，水珠受到外界施加的离心力作用，被甩离滚筒

4.市场上的自行车有轴传动和链条传动两种，链条传动由于成本低、重量轻在生活中

更普及。下图为链条传动装置的模型图，若从动轮上两轮的半径分别为3r和r,主

动轮。2的半径为2r,A、B分别为轮胎、链轮边缘上的两点，以下说法正确的是（）

A.A、8两点的线速度大小之比以：%=3:1

B.A、B两点的角速度大小之比%：%=1：2

C.A、B两点的周期之比北：〃=2:1

D.A、8两点的加速度大小之比叫:许=3:1

5.如图所示，竖直厢式电梯空载质量为M,在它的水平地板上放置一质量为〃，的物体。

电梯向上运动的过程中，速度由刃增加到也，上升高度为H,重力加速度为g,下列说

法正确的是（）

A.电梯对物体的支持力做的功为;，〃学

B.电梯对物体的支持力做的功为;〃球~^mv；+mgH

试卷第2页，共8页

C.电动机对厢体所做的功为;(M+m)v[-g(M+〃。片

D.电梯(含物体)所受合力做的功为

6.天问一号火星探测团队问鼎2022年度“世界航天奖”。他们设计的“祝融号''火星探测

器，探测到火星的自转周期为T,火星车在赤道处的重力为G1,在极地处的重力为伍，

已知万有引力常量为G,火星可视为球体。则火星的平均密度可以表示为

21Gl2兀63iGr3兀G,

A-------R-----「------=—P)-------------------

2,2

G(G2-G1)TG(G2-GI)TG(G,-G,)TG(G,-G1)7

7.2021年2月，“天问一号”探测器成功实施近火制动，进入环火椭圆轨道，并于5月

择机实施降轨，软着陆火星表面。如图“天问一号''在尸点被火星捕获后，假设进入大椭

圆环火轨道HI,一段时间后，在近火点。变轨至中椭圆环火轨道H运行，再次经过Q

点变轨至近火圆轨道I运行。下列说法不正确的是()

A.在地球上发射“天问一号”环火卫星速度必须大于11.2km/s

B.“天问一号''在轨道山上运行时，经过尸点的线速度小于。点的线速度

c.“天问一号”在轨道in上运行至。点时，向心加速度小于加速度

D.“天问一号”从轨道III变轨至轨道H需要在Q点减速

二、多选题

8.2021年4月，我国自主研发的空间站“天和”核心舱成功发射并入轨运行。若核心舱

绕地球的运行可视为匀速圆周运动，已知引力常量，由下列哪组物理量能计算出地球的

质量()

A.核心舱的质量和绕地半径B.核心舱的角速度和线速度

C.核心舱的绕地周期和绕地半径D.核心舱的绕地角速度和绕地周期

9.一质量为50g的物体，自80m高处做自由落体运动。在其下落80m的全过程中重力

做功的平均功率P和下落2s末重力的瞬时功率P分别为(取重力加速度g=10m/s2,

不计空气阻力)()

A.P=5WB.P=10WC.P'=5WD.P,=10W

10.如图所示，轻质光滑动滑轮下方悬挂重物A,不可伸长的轻质细绳绕过两滑轮悬挂

重物B,重物A、B及定滑轮的质量均为机。开始时，托着重物B使重物A、B均处于

静止状态，悬挂滑轮的轻质细绳均竖直，现释放重物A、B。已知重力加速度为g,空

气阻力可忽略，滑轮间竖直距离足够长，定滑轮与细绳间不打滑，定滑轮的转动动能为

，R%2为定滑轮的质量，R为定滑轮的半径，。为定滑轮转动的角速度）。下列说

法正确的是（）

、渣

ALJI_IB

A.相同时间内，A、B位移大小之比为1：2

B.同一时刻，A、B加速度大小之比为2：1

C.当B下降高度〃时，A的速度大小为杵

D.当B下降高度〃时，A的速度大小为秒

11.如图所示，在水平圆盘上放有质量为3利、机和根可视为质点的三个物体A、B、C,

圆盘可绕过圆心。的中心轴00'转动，且角速度可调，三物体与圆盘的动摩擦因数均为

已知A、B、C三个物体与。点共线，且。4=O3=BC=r,现将三个物体用轻质

细线相连，保持细线伸直且无张力，然后让圆盘从静止开始绕转轴缓慢的加速转动，用

。表示圆盘转动的角速度，取重力加速度为g,最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说

法正确的是（）

A;BC

o\

B、C间的细线开始有张力

B、C间的细线开始有张力

C.当A、B连线出现拉力后，随着转盘缓慢加速，A受到的摩擦力先减小后反向

增大

试卷第4页，共8页

D.若细线承受的拉力足够大，则无论。多大，各物体都不会与桌面发生相对滑动

三、实验题

12.某同学利用如图1所示的向心力演示器“探究小球做匀速圆周运动向心力尸的大小

与小球质量，小转速〃和运动半径厂之间的关系匀速转动手柄1,可使变速塔轮2和

3以及长槽4和短槽5随之匀速转动，槽内的小球也随之做匀速圆周运动。使小球做匀

速圆周运动的向心力由横臂6的挡板对小球的弹力提供。球对挡板的反作用力，通过横

臂的杠杆作用使弹簧测力套筒7下降，从而露出标尺8.根据标尺8上露出的红白相间等

分标记，可以粗略计算出两个球所受向心力的比值。实验过程如下：

图1

（1）把两个质量相同的小球分别放在长槽和短槽上，使它们的运动半径相同，调整塔

轮上的皮带的位置，探究向心力的大小与的关系，将实验数据记录在表格中；

（2）依旧使用（1）中的两个小球，调整塔轮上皮带的位置，使与皮带相连的左、右两

轮半径r右（选填或"V"）,保证两轮转速相同，增大长槽上小球的运

动半径，探究向心力的大小与运动半径的关系，将实验数据记录在表格中；

（3）该同学用传感器测出其中一个小球做圆周运动向心力尸的大小和对应的转速〃，

获得多组数据，画出了如图2所示的图像，则图像中直线的斜率等于。（用题

中物理量的符号表示）

图2

13.某实验小组用落体法验证机械能守恒定律，实验装置如图所示，将打点计时器固定

在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始下落。

打点

A.重物应选择密度较小的木块进行实验

B.释放纸带之前，纸带必须处于竖直绷紧状态

C.实验中应先接通电源，后释放纸带

D.可以利用公式v=廊或v=求解瞬时速度

（2）实验中，选用如图所示的一条纸带进行数据处理，该纸带0点与下一个打出的点

间距接近2mm,在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C,测得它们到起始点。的距

离分别为4、%、生已知当地重力加速度为g,打点计时器的打点周期为兀设重物质

量为相。从。点到B点的过程中，重物的重力势能变化量,动能变化

量AEk（用题中物理量的符号表示）

（3）某同学用如图所示装置验证机械能守恒定律，将拉力传感器固定在天花板上，细

线一端系着小球，另一端连在拉力传感器上。将小球拉至某一位置由静止释放，使小球

在竖直平面内摆动，记录小球摆动过程中拉力传感器示数的最大值且和最小值尸…改

变小球的初始释放位置，重复上述过程。已知小球质量为〃3当地重力加速度为g。在

误差允许范围内，当满足关系式.时，可验证机械能守恒。（用题中物理量的符

试卷第6页，共8页

四、解答题

14.双星系统是宇宙中相对独立的系统。已知某双星系统由两颗彼此环绕的恒星构成，

两颗恒星的总质量为两颗恒星间的距离为L,由于L远大于两恒星自身的半径，两

恒星都可看成质点。引力常量为G。求恒星的角速度大小。

15.如图所示，为一''飞椅”玩具模型，模型水平转盘半径为r=4cm,其边缘固定长

L=10cm的轻细线，细线的另一端系着质量机=10g的小铁球。接通玩具电源，当“飞椅”

的转盘绕其中心的竖直轴以角速度。匀速转动时，细线与竖直方向的夹角为6=37。。

(取g=10m/s2,sin37。=0.6,cos37°=0.8)

(1)求小铁球做匀速圆周运动的半径及；

(2)求转盘转动的角速度。的大小；

(3)若将“飞椅”玩具放在汽车内的水平桌面上，关闭玩具的电源，车从静止开始匀加

速启动，细线与竖直方向的夹角在f时间内保持6=37。。已知车的额定功率为150kW,

质量为1500kg,车在运动时所受阻力大小恒为车重的上，求时间%(结果保留两位有

16.游乐场中的过山车惊险又刺激，为了研究过山车的原理，某兴趣小组利用废旧纸箱

制作一套过山车模型，该模型由三部分组成，①橡皮筋提供的动力部分如图/；②倾斜

轨道部分；③竖直圆周轨道部分(内侧涂有蜡油，打磨后非常光滑，如图2),整个模

型的等效示意图如图3所示，已知倾斜轨道A8长4=46m,与水平方向夹角。=60。、

通过微小圆弧与长心=6m的水平轨道BC相连，小球经过圆弧只改变速度方向，不改

变速度大小，C、。分别为竖直轨道的入口和出口。现将一小球从距A点高/?=1.8m的

水平台面上水平弹出，小球到A点时的速度方向恰沿AB方向，并沿倾斜轨道滑下。已

知小球与A&BC间的动摩擦因数均为〃=弓，重力加速度g取10m/S?。

(1)求小球水平弹出时的速度大小%;

(2)求小球滑到C点时的速度大小％;

（3）要使小球在运动过程中不脱离圆周轨道，求圆周轨道半径所满足的条件（圆周轨

道大小不受倾斜轨道限制）。

图2

试卷第8页，共8页

参考答案：

1.C

【详解】AB.G是比例常量，不随物体间距离的变化而变化，单位是N-m2/kg2,选项AB

错误；

C.牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许测定出引力常量，选项C正确；

D.万有引力定律不但适用于天体之间，也适用于自然界中任何两个物体之间的作用，选项

D错误。

故选C。

2.D

【详解】A.若物块沿斜面匀速上滑，动能不变，重力势能增大，物块的机械能增大，故A

错误；

B.若物块沿斜面匀速下滑，动能不变，重力势能减小，物块的机械能减小，故B错误；

C.若物块沿斜面加速上滑，动能增大，重力势能增大，物块的机械能增大，故C错误；

D.若物块沿斜面减速下滑，动能减小，重力势能减小，物块的机械能减小，故D正确。

故选D。

3.B

【详解】A.火车转弯时，当转弯速度小于规定速度行驶时，支持力与重力的合力大于圆周

运动所需的向心力，则内轨对轮缘由挤压作用，A错误；

B.在最高点的加速度向下，汽车处于失重状态，B正确；

C.万有引力提供圆周运动的向心力，不能忽略，C错误；

D.水珠受到的束缚力不能提供圆周运动的向心力时，被甩离滚筒，不存在离心力，D错误。

故选B。

4.A

【详解】AB.设从动轮。,边缘点的线速度大小为匕，从动轮的角速度为例，则有

匕=%，叫=%

根据

v=a)r

可得

助=2%,v4=3匕

答案第1页，共9页

A、B两点的线速度大小之比为

匕：%=3:1

A、B两点的角速度大小之比

%:你=2:1

故A正确，B错误；

C.根据

T=—

CD

可知A、B两点的周期之比为

TA-TB=a)B-.coA=\-.2

故C错误；

D.根据

a=a)2r

可知A、8两点的加速度大小之比为

%：为=•3,：璘•2r=6:1

故D错误。

故选A。

5.B

【详解】AB.电梯对物体的支持力做的功等于物体增加的重力势能和增加的动能，即

故A错误，B正确;

C.电动机对厢体所做的功转化为箱体和物体获得的动能和重力势能，即

故C错误;

D.电梯(含物体)所受合力做的功等于动能的改变量，即

吗=；（仞+m）v[

故D错误。

故选Bo

答案第2页，共9页

6.D

【详解】由题可知

八「4/R

G2~G\=〃2.2

4

M=p-一nN

3

G2=GR

联立解得

31G,

p~~2

G(G2-GI)7,

故选D。

7.C

【详解】A.“天问一号”能够摆脱地球引力的束缚到达火星且没有飞出太阳系，所以在地球

上发射“天问一号''环火卫星速度必须大于第二宇宙速度且小于第三宇宙速度，即

11.2km/s<v<16.7km/s

故A正确；

B.由开普勒第二定律可知，“天问一号”在轨道m上运行时，经过P点的线速度小于。点的

线速度，故B正确；

c.“天问一号”在轨道m上运行至Q点时，万有引力为“天问一号”受到的合力，全部用来提

供向心力，则向心加速度等于加速度，故c错误；

D.“天问一号”从轨道HI变轨至轨道H需要在。点减速，做近心运动从高轨变到低轨，故D

正确。

本题选不正确的，故选C。

8.BC

【详解】根据

_Mm4/

6-^=沉尸尸

可得

GT2

A.已知核心舱的质量，"和绕地半径r不能求解地球质量M,选项A错误;

B.已知核心舱的角速度。和线速度v可求解绕地半径r和周期T,可求解地球质量M,选

项B正确;

答案第3页，共9页

C.已知核心舱的绕地周期T和绕地半径7•可求解地球质量例，选项C正确；

D.已知核心舱的绕地角速度。和绕地周期7,不能求解绕地半径r,则不能求解地球质量

M,选项D错误。

故选BC。

9.BD

【详解】AB.由

,12

下落时间为

尸4s

重力做功的平均功率为

尸=咄=10\¥

t

A错误，B正确；

CD.下落2s末重力的瞬时功率为

P'=mg-gt'=\0W

C错误，D正确。

故选BD。

10.AC

【详解】A.根据动滑轮传动特性可知，相同时间内，A、B位移大小之比为1：2,故A正

确；

B.设动滑轮处绳子的拉力为尸A,定滑轮与重物B之间绳子的拉力为玲，在加速运动的过

程中，由于绳子与定滑轮间有摩擦力的作用，所以

由此可知

『也＜2

“B弓

故B错误；

h

CD.当B下降高度力时，A上升的高度为5。设此时A的速度大小为％,则B的速度大小

VB，定滑轮角速度的大小。分别为

答案第4页，共9页

、2V

%=2匕，3A

K

根据动能定理，有

.7l121，1r»22

mgn-mg♦3=3tnv^+—mv\+—mR^co"

解得

故C正确，D错误。

故选AC。

11.AD

【详解】AB.当C的摩擦力达到最大静摩擦力之后，B、C间的细线开始有张力，由此可

得

jLimg=mx.2rco^

解得

例=

所以当笨，B、C间的细线开始有张力，故A正确，B错误;

CD.B、A间的细线开始对B有拉力时

2〃机g=机+机衣x2r

则

此时A所需的向心力为

FK=3w<z>；r=2/jmg<3/ng

继续增大转速，绳子拉力对A和BC整体提供向心力，摩擦力不变，若细线承受的拉力足够

大，则无论。多大，各物体都不会与桌面发生相对滑动，D正确，C错误。

故选AD。

12.角速度=4%2卯

【详解】（1）［1］根据题意知控制小球的质量和运动半径相同，根据

F=marr

要研究小球向心力大小与角速度的关系。

答案第5页，共9页

（2）⑵根据

F=ma>2r

知要探究向心力的大小与运动半径的关系，需控制小球的质量和角速度相等，使与皮带相连

的左、右两轮半径相等，即

线速度相等时，角速度才相等。

（3）⑶根据

F=marr=〃?（2万〃尸r=^n'mrrr

图像中直线的斜率等于4/m小

13.BC/CBmgh,m（hc，A）-8+2£=3〃?g

8T2

【详解】重物应选择密度较大的铁块进行实验，以减小空气阻力的影响，选项A

错误；

B.释放纸带之前，纸带必须处于竖直绷紧状态，选项B正确；

C.实验中应先接通电源，后释放纸带，选项C正确；

D.不能利用公式丫=廊或丫=即求解瞬时速度，否则就是利用了机械能守恒定律，选项

D错误。

故选BCo

（2）[2][3]该纸带O点与下一个打出的点间距接近2mm,可知打0点时速度为零，则从0

点到B点的过程中，重物的重力势能变化量

ZE,=mghu

动能变化量

2

AL121h-hm(h-h)

AE.=_mv；~c~-A)x2cA

222T8T2

（3）[4]设摆球从偏离竖直位置夹角为。的位置摆下，则在最高点时

Fx=mgcos0

从最高点到最低点若机械能守恒，则

2

/ng1(1-cos^)=—mV

最低点时

答案第6页，共9页

F2-mg=m^Y

可得

F2+2£=3mg

【详解】设两恒星的轨道半径分别为4、弓，由万有引力提供向心力

明m22

G£=r\

mm

G-}-2=ni^co2

又因为

4=4+4

M=叫+肛，

解得

15.(1)10cm；(2)a>=5\/3rad/s；(3)1.6s

【详解】(1)小铁球做匀速圆周运动的半径

R=r+Lsin37°=10cm

(2)重力和拉力的合力提供向心力，有

mgtan3