2021-2022学年湖北省武汉市部分普通高中联合体高一（下）期中联考物理试题（解析版）

2021~2022学年度下学期湖北省部分普通高中联合体期中联考高一物理试卷一、选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。在每题给出的四个选项中，只有一个选项符合题意。选对得4分，错选得0分）1.如图所示，货物放在自动扶梯的水平台阶上，随扶梯一起向斜上方做匀速直线运动，下列说法正确的是A.重力对货物做正功B.摩擦力对货物做正功C支持力对货物做正功D.合外力对货物做正功【1题答案】【答案】C【解析】【详解】对货物受力分析，受到重力和水平台阶对货物竖直向上的支持力，由于随扶梯一起向斜上方做匀速直线运动，根据平衡条件可得水平台阶对货物没有摩擦力，合外力为零，所以重力对货物做负功，支持力对货物做正功，合外力对货物做不做功，故选项C正确，A、B、D错误．2.如图，b、c、d为三颗位于地球赤道上空的卫星，a为赤道上的某一物体，b处于地面附近的轨道上正常运动，c是地球同步卫星，d是高空探测卫星，各卫星排列位置如图，则有（）A.线速度关系B.c在4个小时内转过的圆心角是C.a的向心加速度等于重力加速度gD.d的运动周期有可能是20小时【2题答案】【答案】B【解析】【详解】A．a为赤道上的某一物体，c是地球同步卫星，则a、c的角速度相等，根据可知，线速度关系故A错误；B．由于c是地球同步卫星，则c的周期为24h，因此c在4个小时内转过的圆心角为故B正确；C．地球上的物体在南北两极时，万有引力等于重力，即可得同步卫星c受到的万有引力提供向心力有可得则a的向心加速度为故C错误；D．根据开普勒第三定律有可知，轨道半径越大，运动的周期越长，则d的运动周期应该大于24h，故D错误。故选B。3.在杯子内有质量不同的A、B两个光滑小球，它们分别在如图所示的水平面内做匀速圆周运动，则（）

A.A物体的线速度必定小于B物体的线速度B.A物体角速度必定小于B物体角速度C.A物体运动所需的向心力必定小于B物体运动的向心力D.A物体对筒壁的压力必定大于B物体对筒壁的压力【3题答案】【答案】A【解析】【分析】【详解】对小球受力分析如图：

小球在竖直方向上受力平衡：水平方向上小球做匀速圆周运动：AB．根据向心力公式有：由图可知所以可知故A正确，B错误；C．由前面分析可知：因为A的质量与B的质量关系不确定，故AB所需的向心力关系不确定，故C错误；D．因为：因为A的质量与B的质量关系不确定，故AB物体对筒壁的压力关系不能确定，故D错误。故选A。4.两个质量不同的天体构成双星系统，它们以二者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动，下列说法正确的是（）A.质量小的天体角速度较大B.质量大的天体线速度较大C.两个天体的向心力大小相等D.若在圆心处放一个质点，它受到的合力为零【4题答案】【答案】C【解析】【详解】A．双星系统的角速度相等；故A错误；C．两个星球间的万有引力提供向心力，根据牛顿第三定律可知，两个天体的向心力大小相等，故C正确；B．根据牛顿第二定律，有其中故故故质量大的星球线速度小，故B错误；D．若在圆心处放一个质点，合力为故D错误。故选C。【名师点睛】本题是双星问题，与卫星绕地球运动模型不同，两颗星都绕同一圆心做匀速圆周运动，关键抓住条件：角速度相同。5.如图所示，两个可视为质点的、相同的木块和放在水平转盘上，两者用细线连接，两木块与转盘间的动摩擦因数相同，整个装置能绕通过转盘中心的转轴转动，且木块，与转盘中心在同一条水平直线上。当圆盘转动到两木块刚好还未发生滑动时，烧断细线，关于两木块的运动情况，以下说法正确的是（）A.两木块仍随圆盘一起做圆周运动，不发生滑动B.木块发生滑动，离圆盘圆心越来越近C.两木块均沿半径方向滑动，离圆盘圆心越来越远D.木块仍随圆盘一起做匀速圆周运动【5题答案】【答案】D【解析】【分析】【详解】当圆盘转速加快到两木块刚要发生滑动时，木块靠细线的拉力与圆盘的最大静摩擦力的合力提供向心力做匀速圆周运动，所以烧断细线后，木块所受最大静摩擦力不足以提供其做圆周运动所需要的向心力，木块要与圆盘发生相对滑动，离圆盘圆心越来越远；但是木块所需要的向心力小于木块的最大静摩擦力，所以木块仍随圆盘一起做匀速圆周运动，只有选项D正确。故选D。6.如图所示为“嫦娥五号”探月过程示意图。探测器在圆形轨道Ⅰ上运动，到达轨道的A点时变轨进入椭圆轨道Ⅱ，变轨前后的速度分别为v1和v2；到达轨道Ⅱ的近月点B时再次变轨进入月球近月轨道Ⅲ绕月球作圆周运动，变轨前后的速度分别为v3和v4，则探测器（）A.在A点变轨需要加速B.在轨道Ⅱ上从A点到B点，速度变小C.在轨道Ⅱ上B点的加速度大于Ⅲ轨道上B点的加速度D.四个速度大小关系满足v3＞v4＞v1＞v2【6题答案】【答案】D【解析】【详解】A．探测器在圆形轨道Ⅰ上运动，到达轨道的A点时变轨进入椭圆轨道Ⅱ，轨道半长轴变小，近心运动，故需要在A点减速，故A错误；B．在轨道Ⅱ上从A点到B点，引力做正功，动能增大，速度增大，故B错误；C．根据牛顿第二定律可知在轨道Ⅱ上B点的加速度等于Ⅲ轨道上B点的加速度，故C错误；D．到达轨道Ⅱ的近月点B时再次变轨进入月球近月轨道Ⅲ绕月球作圆周运动，变轨前后的速度分别为v3和v4，变轨做近心运动所以需要减速，故v3＞v4，探测器在圆形轨道Ⅰ上运动，到达轨道的A点时变轨进入椭圆轨道Ⅱ，轨道半长轴变小，近心运动，故需要在A点减速，v1＞v2，根据可知圆周运动中，轨道半径大则速度小，所以v4＞v1，故v3＞v4＞v1＞v2，故D正确。故选D。7.如图所示，一根细线绕过一个小的光滑定滑轮，两端连着质量分别为、的小球，让定滑轮绕竖直轴匀速转动，稳定时，连接质量为的细线长为，与竖直方向的夹角力，连接质量为的细线长为，与竖直方向的夹角为，若，则下列关系正确的是（）A B. C. D.【7题答案】【答案】B【解析】【详解】AB．设细线上的拉力为T，则有得同理可得因此有由于因此故A错误，B正确；CD．根据力的平衡有因此故CD错误。故选B。二、选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分。在每题给出的四个选项中，有多个选项符合题意，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分。）8.关于开普勒第二定律，正确的理解是（）A.行星绕太阳运动时，一定是匀变速曲线运动B.行星绕太阳运动时，一定是变加速曲线运动C.行星绕太阳运动时，由于角速度相等，故在近日点处的线速度小于它在远日点处的线速度D.行星绕太阳运动时，由于它与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等，故它在近日点的线速度大于它在远日点的线速度【8题答案】【答案】BD【解析】【详解】根据开普勒第二定律可知，行星与太阳连线在相同时间内扫过的面积相等，故离太阳近的运动速度大，离太阳远的运动速度小，万有引力的方向一直变化，所以行星绕太阳运动时，一定是变速曲线运动。故选BD。9.一物块放在水平面上，第一次水平拉力，作用在物块上，一段时间后撤去拉力；第二次水平拉力作用在同一物块上，一段时间后也撤去拉力，两次物块运动的图像如图所示，则在整个运动过程中，下列说法正确的是（）

A.拉力做的功比拉力做的功少B.拉力小于拉力C.第一种情况下克服摩擦力做的功小于第二种情况下克服摩擦力做的功D.两种情况下合外力做的功相等【9题答案】【答案】ACD【解析】【详解】A．根据动能定理有由于物块两次受到的摩擦力f相等，但由图像的面积可知，物体第一次运动的位移较小，则拉力做的功比拉力做的功少，故A正确；B．根据牛顿第二定律有由图像的斜率可知，物体第一次加速运动的加速度较大，则拉力大于拉力，故B错误；C．由于物块两次受到的摩擦力f相等，但物体第一次运动的位移较小，则第一种情况下克服摩擦力做的功小于第二种情况下克服摩擦力做的功，故C正确；D．物体两次运动的初末速度都为零，即两次动能的变化量都为零，则根据动能定理可知，两次合外力对物体做功都为零，所以两种情况下合外力做的功相等，故D正确。故选ACD。10.质量为m的汽车在平直的路面上启动，启动过程的速度一时间图象如图所示，其中OA段为直线，AB段为曲线，B点后为平行于横轴的直线。已知从时刻开始汽车的功率保持不变，整个运动过程中汽车所受阻力的大小恒为f，以下说法正确的是（）A.时间内，汽车牵引力的功率保持不变B.时间内，汽车的功率等于C.时间内，汽车的平均速率小于D.汽车运动的最大速率【10题答案】【答案】BD【解析】【详解】A．时间内，汽车做匀变速直线运动，牵引力不变，所以牵引力的功率牵引力的功率随时间均匀增加，故A错误；B．时间内汽车的功率不变，等于t2时刻和t1的功率，t2时刻速度达到最大速度，牵引力减小到等于阻力，可得故B正确；C．时间内汽车做加速度逐渐减小的加速运动，位移大于相应匀变速直线运动的位移，所以平均速率大于，故C错误；D．时间内汽车的功率不变，等于t1时刻的功率，在t1时刻有联立可得汽车的功率为所以汽车的最大速度故D正确。故选BD。11.如图甲所示，一长为R的轻绳，一端穿在过O点的水平转轴上，另一端固定一质量未知的小球，整个装置绕O点在竖直面内转动，小球通过最高点时，绳对小球的拉力F与其速度平方v2的关系如图乙所示，图线与纵轴的交点坐标为a，下列判断正确的是（）A.利用该装置可以得出重力加速度，且B.绳长不变，用质量较大的球做实验，得到的图线斜率更大C.绳长不变，用质量较小的球做实验，得到的图线斜率更大D.绳长不变，用质量较小的球做实验，图线a点的位置不变【11题答案】【答案】CD【解析】【详解】A．当F=0时，v2=a，则有解得故A错误；BC．在最高点，根据牛顿第二定律得则图线的斜率，质量越大，斜率越小，故B错误、C正确；D．根据上式，当F=0时，v2=gR=a，可知a点的位置与质量无关，故D正确．故选CD．三、实验题（本题共2小题，共14分）12.2050年，我国宇航员登上某一未知天体，已知该天体半径为R，现要测得该天体质量，宇航员用如图甲所示装置做了如下实验：悬点O正下方P点处有水平放置的炽热电热丝，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断，小球由于惯性向前飞出做平抛运动。现对小球采用频闪数码照相机连续拍摄。在有坐标纸的背景屏前，拍下了小球在做平抛运动过程中的多张照片，经合成后，照片如图乙所示。a、b、c、d为连续四次拍下的小球位置，已知照相机连续拍照的时间间隔是，照片中坐标为物体运动的实际距离，已知万有引力常量G，则：①由以上信息，可知a点_________（选填“是”或“不是”）小球的抛出点；②由以上及图信息可以算出小球平抛的初速度是_________；（保留两位有效数字）③由以上及图信息，可以推算出该星球表面的重力加速度g为_________；（保留两位有效数字）④该星球质量为_________。（用G、R、g表示）【12题答案】【答案】①.是②.0.80③.8.0④.【解析】【详解】[1]由初速度为零的匀加速直线运动经过相邻的相同时间间隔内通过位移之比为1：3：5可知，a点是抛出点。[2]平抛运动在水平方向上的分运动为匀速直线运动，根据得水平速度为[3]由ab、bc、cd水平距离相同可知，a到b、b到c运动时间相同为平抛运动在竖直方向为匀变速直线运动，根据解得[4]该星球表面，重力等于万有引力得13.用如图所示的装置可以探究做匀速圆周运动的物体需要的向心力的大小与哪些因素有关。（1）本实验采用的科学方法是___________。A．控制变量法B．累积法C．微元法D．放大法（2）图示情景正在探究的是___________。A．向心力的大小与半径的关系B．向心力的大小与线速度大小的关系C．向心力的大小与角速度的关系D．向心力的大小与物体质量的关系（3）通过本实验可以得到的结论是___________。A．在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度的平方成正比B．在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与线速度的大小成正比C．在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比D．在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成反比【13题答案】【答案】①.A②.D③.AC【解析】【分析】【详解】（1）[1]在这两个装置中，控制半径，角速度，不变，只改变质量，来研究向心力与质量之间的关系，故采用的控制变量法。故选A。（2）[2]控制半径，角速度不变，只改变质量，来探究的是向心力的大小与物体质量的关系。故选D。（3）[3]A．由可知在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度的平方成正比，A正确B．由，在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与线速度平方的大小成正比，B错误；C．由，在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比，C正确；D．由，在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成正比，D错误；故选AC。四、解答题（本题共3小题，共42分）14.我国探月计划被称为嫦娥工程，嫦娥工程分为“无人月球探测”、“载人登月”和“建立月球基地”三个阶段，“嫦娥一号”的成功发射，为实现中华民族几千年的奔月梦想迈出了第一步，已知“嫦娥一号”绕月飞行道近似为圆周，距月球表面高度为H，飞行周期为T，月球的半径为R，试求：（1）月球的质量M；（2）月球表面的重力加速度g。【14题答案】【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）嫦娥一号绕月