2023年湖北省荊州市沙市區(qū)沙市中學(xué)物理高一第二學(xué)期期中考試模擬試題含解析

2023年湖北省荊州市沙市區(qū)沙市中學(xué)物理高一第二學(xué)期期中考試模擬試題注意事項(xiàng)1．考生要認(rèn)真填寫考場(chǎng)號(hào)和座位序號(hào)。2．試題所有答案必須填涂或書寫在答題卡上，在試卷上作答無(wú)效。第一部分必須用2B鉛筆作答；第二部分必須用黑色字跡的簽字筆作答。3．考試結(jié)束后，考生須將試卷和答題卡放在桌面上，待監(jiān)考員收回。一、選擇題：（1-6題為單選題7-12為多選，每題4分，漏選得2分，錯(cuò)選和不選得零分）1、如圖所示,半徑為R的圓筒繞豎直中心軸OO′轉(zhuǎn)動(dòng),小物塊A靠在圓筒的內(nèi)壁上,它與圓筒的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ認(rèn)為最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,現(xiàn)要使A不下落,則圓筒轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω至少為()A． B． C． D．2、天狼星是除太陽(yáng)外全天最亮的恒星，它是由一顆藍(lán)矮星和一顆白矮星組成的雙星系統(tǒng)，它們互相繞轉(zhuǎn)的周期約為50年，間距約為30億公里，若它們繞轉(zhuǎn)的軌道近似為圓軌道，由這些數(shù)據(jù)和萬(wàn)有引力常量并利用牛頓力學(xué)知識(shí)，可以估算出藍(lán)矮星和白矮星的（）A．質(zhì)量之比 B．質(zhì)量之差 C．總質(zhì)量之和 D．總質(zhì)量之積3、如圖所示，電梯質(zhì)量為M，在它的水平地板上放置一個(gè)質(zhì)量為m的物體．電梯在鋼索的拉力作用下由靜止開始豎直向上加速運(yùn)動(dòng)，在上升h高度過程中，下列說(shuō)法正確的是A．物體的重力勢(shì)能增加了mghB．電梯的重力勢(shì)能增加了C．電梯地板對(duì)物體做功為mghD．鋼索的拉力對(duì)電梯做功為4、關(guān)于地球的第一宇宙速度，下列說(shuō)法正確的是（）A．其數(shù)值為11.2m/sB．它是地球衛(wèi)星的最小發(fā)射速度C．它是衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的最小速度D．以該速度運(yùn)行的衛(wèi)星，其周期等于地球的自轉(zhuǎn)周期5、隨著航天技術(shù)的發(fā)展，在地球周圍有很多人造飛行器，其中有一些已超過其設(shè)計(jì)壽命且能量耗盡．每到太陽(yáng)活動(dòng)期，地球的大氣層會(huì)變厚，這時(shí)有些飛行器在大氣阻力的作用下，運(yùn)行的軌道高度將逐漸降低（在其繞地球運(yùn)動(dòng)的每一周過程中，軌道高度變化很小均可近似視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)）．為了避免飛行器墜入大氣層后對(duì)地面設(shè)施及人員造成安全威脅，人們?cè)O(shè)想發(fā)射導(dǎo)彈將其在運(yùn)行軌道上擊碎．具體設(shè)想是：在導(dǎo)彈的彈頭脫離推進(jìn)裝置后，經(jīng)過一段無(wú)動(dòng)力飛行，從飛行器后下方逐漸接近目標(biāo)，在進(jìn)入有效命中距離后引爆彈頭并將該飛行器擊碎．對(duì)于這一過程中的飛行器及彈頭，下列說(shuō)法中正確的是（）A．飛行器軌道高度降低后，它做圓周運(yùn)動(dòng)的速率變大B．飛行器軌道高度降低后，它做圓周運(yùn)動(dòng)的周期變大C．彈頭在脫離推進(jìn)裝置之前，始終處于失重狀態(tài)D．彈頭引爆前瞬間，彈頭的加速度一定小于此時(shí)飛行器的加速度6、如圖所示，長(zhǎng)為r的細(xì)桿一端固定一個(gè)質(zhì)量為m的小球，使之繞另一光滑端點(diǎn)O在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)的速度v，則下列說(shuō)法不正確的是（）A．小球在最高點(diǎn)時(shí)對(duì)細(xì)桿的壓力是B．小球在最高點(diǎn)時(shí)對(duì)細(xì)桿的拉力是C．若小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)速度為，小球?qū)?xì)桿的彈力是零D．若小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)速度為2，小球?qū)?xì)桿的拉力是3mg7、質(zhì)量為1kg的物體，自由下落2s，則在這2s內(nèi):(取g=10m/s2)A．重力做正功200J B．重力做正功100JC．重力做功的平均功率為50W D．重力做功的平均功率為100W8、以下案例中可能出現(xiàn)失重現(xiàn)象的是()A．勻速率騎行在凹型橋上B．車在拱形橋上行駛C．繞地球運(yùn)行的空間站D．人在運(yùn)行的電梯里9、如圖所示，在一次救災(zāi)工作中，一架沿水平直線飛行的直升機(jī)A，用懸索（重力可忽略不計(jì)）救護(hù)困在湖水中的傷員B.在直升機(jī)A和傷員B以相同的水平速度勻速運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，懸索將傷員吊起，在某一段時(shí)間內(nèi)，A、B之間的距離以l=H﹣t2（式中H為直升機(jī)A離地面的高度，各物理量的單位均為國(guó)際單位制單位）規(guī)律變化，則在這段時(shí)間內(nèi)（）A．懸索的拉力等于傷員的重力B．傷員處于超重狀態(tài)C．從地面看，傷員做加速度大小、方向均不變的曲線運(yùn)動(dòng)D．從地面看，傷員做速度大小增加的直線運(yùn)動(dòng)10、關(guān)于平拋運(yùn)動(dòng)，下面的幾種說(shuō)法不正確的是()A．平拋運(yùn)動(dòng)是一種不受任何外力作用的運(yùn)動(dòng)B．平拋運(yùn)動(dòng)是曲線運(yùn)動(dòng)，它的速度方向不斷改變，不可能是勻變速運(yùn)動(dòng)C．平拋運(yùn)動(dòng)可以分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)D．平拋運(yùn)動(dòng)物體只受重力作用11、一個(gè)內(nèi)壁光滑的圓錐形筒的軸線垂直水平面，圓錐筒固定，有質(zhì)量相同的小球A和B沿著筒的內(nèi)壁在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如圖所示，A的運(yùn)動(dòng)半徑較大，則（）A．A球的角速度必小于B球的角速度B．A球的線速度必小于B球的線速度C．A球的運(yùn)動(dòng)周期必大于B球的運(yùn)動(dòng)周期D．A球?qū)ν脖诘膲毫Ρ卮笥贐球?qū)ν脖诘膲毫?2、兩顆人造地球衛(wèi)星運(yùn)行的軌道如圖，關(guān)于兩顆衛(wèi)星，以下判斷正確的有（）A．A衛(wèi)星的速度一定比B快B．A衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)周期一定比B長(zhǎng)C．A衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)加速度一定比B大D．A衛(wèi)星受到地球的引力一定比B的大二、實(shí)驗(yàn)題（本題共16分，答案寫在題中橫線上）13、（6分）利用單擺驗(yàn)證小球平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，設(shè)計(jì)方案如圖所示，在懸點(diǎn)O正下方有水平放置的熾熱的電熱絲P，當(dāng)懸線擺至電熱絲處時(shí)能輕易被燒斷；MN為水平木板，已知懸線長(zhǎng)為L(zhǎng)，懸點(diǎn)到木板的距離OO′=h(h＞L)。(1)電熱絲P必須放在懸點(diǎn)正下方的理由是：_______；(2)將小球向左拉起后自由釋放，最后小球落到木板上的C點(diǎn)，O′C=x，則小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為v0為_____。14、（10分）在“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)中：（1）將斜槽放在實(shí)驗(yàn)桌面上，實(shí)驗(yàn)前要檢查斜槽的末端是否水平，這是為了________________；（2）在記錄小球軌跡的白紙上，記錄了豎直向下的y軸方向和水平x軸方向以及軌跡上三個(gè)點(diǎn)A，B，C的位置，如圖所示，測(cè)量出：A、B和B、C間水平距離xAB=xBC=15cm，豎直方向的距離yAB=15cm，yBC=25cm，由此可以計(jì)算出小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度大小v0=______，小球通過B點(diǎn)的瞬時(shí)速度的大小vB=______，方向______．（取g=10m/s2）三、計(jì)算題要求解題步驟，和必要的文字說(shuō)明（本題共36分）15、（12分）如圖所示，AB為半徑R=5m的14光滑圓弧軌道，軌道的最低點(diǎn)B通過一段光滑平面BC與一粗糙斜面CD平滑連接，斜面的傾角θ=37°，斜面的髙度與A點(diǎn)等高，質(zhì)量為m的小物塊從A點(diǎn)由靜止滑下，滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.1．（g=10m/s2（1）滑塊滑到B點(diǎn)的速度大小v；（2）滑塊在斜面上滑行的總路程s。16、（12分）如圖，水平地面上有三個(gè)靜止的小物塊A、B、C，質(zhì)量均為m＝2kg，相距均為l＝5m，物塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ＝0.1．現(xiàn)對(duì)A施加一水平向右的恒力F＝10N，此后每次碰撞后物體都粘在一起運(yùn)動(dòng)．設(shè)碰撞時(shí)間極短，重力加速度為g＝10m/s2．求：(1)物體A與B碰撞后瞬間的速度；(2)物體AB與C碰撞后摩擦產(chǎn)生的熱量．17、（12分）如圖在繞豎直軸OO’做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的水平圓盤上，沿同一半徑方向放著可視為質(zhì)點(diǎn)的A、B兩物體，同時(shí)用長(zhǎng)為l的細(xì)線將這兩物連接起來(lái)，一起隨盤勻速轉(zhuǎn)動(dòng)．已知A、B兩物體質(zhì)量分別為mA=0.3kg和mB=0.1kg，繩長(zhǎng)l=0.1m，A到轉(zhuǎn)軸的距離r=0.1m,A、B兩物體與盤面之間的最大靜摩擦力均為其重力的0.4倍，g取10m/s1．⑴若使A、B兩物體相對(duì)于圓盤不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，求圓盤的角速度．⑵當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)速增加到A、B兩物體即將開始滑動(dòng)時(shí)燒斷細(xì)線，則A、B兩物體的運(yùn)動(dòng)情況如何？A物體所受摩擦力是多大？

參考答案一、選擇題：（1-6題為單選題7-12為多選，每題4分，漏選得2分，錯(cuò)選和不選得零分）1、D【解析】

要使A不下落，則小物塊在豎直方向上受力平衡，有：f=mg．當(dāng)摩擦力正好等于最大靜摩擦力時(shí)，圓筒轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω取最小值，筒壁對(duì)物體的支持力提供向心力，根據(jù)向心力公式得：N=mω2R，而f=μN(yùn)，解得圓筒轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度最小值，故選D．【點(diǎn)睛】物體在圓筒內(nèi)壁做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，向心力是由筒壁對(duì)物體的支持力提供的．而物體放在水平圓盤上隨著圓盤做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，此時(shí)的向心力是由圓盤的靜摩擦力提供的．2、C【解析】

A．設(shè)兩顆星的質(zhì)量分別為m1、m2，軌道半徑分別為r1、r2，相距L，根據(jù)題意有整理可得解得即可估算出總質(zhì)量之和，故ABD錯(cuò)誤，C正確。故選C。3、A【解析】物體上升h，克服重力做功mgh，則物體的重力勢(shì)能增加了mgh，選項(xiàng)A正確；電梯的重力勢(shì)能增加了Mgh，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；若設(shè)電梯此時(shí)的速度為v，則電梯地板對(duì)物體做功為mgh+mv2，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；鋼索的拉力對(duì)電梯做功為(M+m)gh+(M+m)v2，故D錯(cuò)誤．故選A．4、B【解析】

由萬(wàn)有引力提供向心力，得：v＝；因其軌道半徑即為地球半徑，依據(jù)黃金代換公式GM＝gR2，它的大小是7.9km/s，故A錯(cuò)誤；第一宇宙速度是人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的最大運(yùn)行速度，最小的發(fā)射速度，故B正確，C錯(cuò)誤；依據(jù)同步衛(wèi)星周期與地球的自轉(zhuǎn)周期相同，同步衛(wèi)星的軌道半徑大于第一宇宙速度對(duì)應(yīng)的半徑，因此以該速度運(yùn)行的衛(wèi)星，其周期小于地球的自轉(zhuǎn)周期，故D錯(cuò)誤；故選B。5、A【解析】試題分析：飛行器做圓周運(yùn)動(dòng)，萬(wàn)有引力充當(dāng)向心力，，解得v=，T=2，a=，隨高度降低，v增大，T減小，a增大，故選項(xiàng)A正確B錯(cuò)誤，因彈頭引爆前比飛行器高度要低，故加速度大，選項(xiàng)D也錯(cuò)誤；彈頭脫離推進(jìn)裝置前，在推力作用下具有向上的加速度，故處于超重狀態(tài)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤．考點(diǎn)：萬(wàn)有引力定律牛頓第二定律超失重6、B【解析】

AB．在最高點(diǎn)，根據(jù)牛頓第二定律得解得根據(jù)牛頓第三定律知，小球在最高點(diǎn)對(duì)細(xì)桿的壓力為，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；C．在最高點(diǎn)，若細(xì)桿彈力為零，根據(jù)牛頓第二定律得解得選項(xiàng)C正確；D．若在最高點(diǎn)速度為，根據(jù)牛頓第二定律得解得選項(xiàng)D正確。本題選不正確的，故選B。7、AD【解析】

AB.下落2s的位移為則重力做功W=mgh=1×10×20=200J.故選項(xiàng)A符合題意，選項(xiàng)B不符合題意.CD.重力做功的平均功率為故選項(xiàng)C不符合題意，選項(xiàng)D符合題意.8、BCD【解析】

騎自行車勻速率騎行在凹型橋上，加速度向上，則出現(xiàn)超重，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；車在拱形橋上行駛，加速度向下，會(huì)出現(xiàn)失重，選項(xiàng)B正確；繞地球運(yùn)行的空間站，萬(wàn)有引力充當(dāng)向心力，會(huì)出現(xiàn)失重，選項(xiàng)C正確；人在減速向上或者加速向下運(yùn)行的電梯里，加速度向下，會(huì)出現(xiàn)失重，選項(xiàng)D正確.9、BC【解析】AB、由l=H﹣t2可知傷員在豎直方向的運(yùn)動(dòng)是加速度為2m/s2的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，豎直方向只受兩個(gè)力的作用，所以懸索的拉力大于傷員的重力，故A錯(cuò)誤，B正確；CD、傷員在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，豎直方向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，故C正確，D錯(cuò)誤；故選BC．10、AB【解析】

平拋運(yùn)動(dòng)的物體只受重力的作用，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，D正確；平拋運(yùn)動(dòng)是曲線運(yùn)動(dòng)，它的速度方向不斷改變，但是加速度是恒定的，則它是勻變速運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；平拋運(yùn)動(dòng)可以分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)C正確；此題選擇不正確的選項(xiàng)，故選AB.11、AC【解析】

如圖所示向心力得：，A、由于球A運(yùn)動(dòng)的半徑大于B球的半徑，A球的角速度必小于B球的角速度，A球的線速度必大于B球的線速度，故A正確，B錯(cuò)誤；C、由周期公式，所以球A的運(yùn)動(dòng)周期大于球B的運(yùn)動(dòng)周期，故C正確；D、球A對(duì)筒壁的壓力等于球B對(duì)筒壁的壓力，所以D錯(cuò)誤．故選AC．12、AC【解析】試題分析：根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力得：G=m=mr=ma得v=，T=2π，a=G，則知衛(wèi)星的軌道半徑越大，線速度越小、加速度越小、周期越大，所以A衛(wèi)星的線速度、加速度較大，但是周期較小．故AC正確，B錯(cuò)誤．D、由于A、B的質(zhì)量未知，故無(wú)法比較萬(wàn)有引力的大?。蔇錯(cuò)誤．故選AC二、實(shí)驗(yàn)題（本題共16分，答案寫在題中橫線上）13、保證小球沿水平方向拋出【解析】

（1）[1]由于在燒斷細(xì)線前小球做圓周運(yùn)動(dòng)，故速度方向沿切線方向，所以只有在懸點(diǎn)正下方物體的速度沿水平方向，要小球做平拋運(yùn)動(dòng)，則小球平拋的初速度只能沿水平方向，故只有保證小球沿水平方向拋出才能保證物體做平拋運(yùn)動(dòng)；（2）[2]由于小球做平拋運(yùn)動(dòng)故在水平方向有在豎直方向有解得14、保證小球做平拋運(yùn)動(dòng)1.5m/s2.5m/s與水平方向成53°夾角【解析】

（1）斜槽末端如果不水平則拋出速度不是水平方向，物體不做平拋運(yùn)動(dòng)，所以斜槽的末端水平是為了保證初速度沿水平方向，物體做平拋運(yùn)動(dòng)（2）豎直方向勻加速：計(jì)算可得：，水平方向勻速，所以水平速度，豎直方向，B點(diǎn)的速度，與水平夾角，所以三、計(jì)算題要求解題步驟，和必要的文字說(shuō)明（本題共36分）15、（1）10m/s（2）s=1m【解析】（1）滑塊由A到B的過程，由機(jī)械能守恒定律，有：mgR=1解得滑塊滑到B點(diǎn)的速度v=10m/s；（2）設(shè)滑塊在斜面上滑行的總路程為s．由于μmgcos37°<mgsin37°，所以滑塊不能停在斜面上，由于滑塊在斜面上滑行時(shí)機(jī)械能不斷減少，所以滑塊最終停在C點(diǎn)，對(duì)整個(gè)過程，由動(dòng)能定理得mgR-μmg16、(1)(2)【解析】

物體A與B碰撞前做勻加速運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律求得加速度，由速度位移公式求出物體A與B碰撞前瞬間的速度．A、B碰撞過程，由于時(shí)間極短，外力沖量不計(jì)