2022-2023學(xué)年湖北省鄂東南省級示范高中教育教學(xué)改革聯(lián)盟學(xué)校高一（下）期中物理試卷（含解析）

2022?2023學(xué)年湖北省鄂東南省級示范高中教育教學(xué)改革聯(lián)盟

學(xué)校高一（下）期中物理試卷一、單選題（本大題共7小題，共28.0分）物理學(xué)的發(fā)展豐富了人類對物質(zhì)世界的認識，推動了科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新和革命，促進了物質(zhì)生產(chǎn)的繁榮與人類文明的進步，下列說法中正確的是（）開普勒通過分析行星的觀測數(shù)據(jù)首先提出了日心說伽利略指出物體的運動需要力來維持胡克證明了如果行星的軌道是圓形，則它受到太陽的引力大小與它到太陽距離的二次方成反比牛頓提出萬有引力定律并測出引力常量G的大小下列關(guān)于合運動與分運動的說法正確的是合運動的位移一定比其中的一個分位移大 B.合運動的速度一定比其中的一個分速度大C.合運動的位移是分運動位移的矢量和D.合運動的時間一定比分運動的時間長要使真空中的兩個點電荷間的庫侖力増大到原來的4倍，下列方法可行的是（）每個點電荷的電荷量均加倍，它們之間的距離增大到原來的2倍保持兩個點電荷的電荷量不變，使它們之間的距離增大到原來的后倍保持兩個點電荷的電荷量不變，使它們之間的距離減小為原來的?使其中一個點電荷的電荷量加倍，另一個點電荷的電荷量保持不變，同時使它們之間的距離減小為原來的?明代宋應(yīng)星在昧工開物力一書中描述了測量弓力的方法：“以足踏弦就地，秤鈞搭掛弓腰，弦滿之時，推移秤錘所壓，則知多少。”意思是：可以用腳踩弓弦兩端，線將秤鉤鉤住弓的中點往上拉，弦滿之時，推移秤錘稱平，就可知道弓力大小。如圖所示，假設(shè)弓滿時，弓弦彎曲的夾角為。，釋鉤與弦之間的摩擦不計，弓弦的拉力即弓力，滿弓時秤鉤的拉力大小為F,弓力大小等于（）A.『=盤B.r=^C.T=^D.r=翥如圖所示，一名消防隊員在模擬演習訓(xùn)練中，沿著長為12m的豎立在地面上的鋼管向下滑.己知這名消防隊員的質(zhì)量為60kg,他從鋼管頂端由靜止開始先勻加速再勻減速下滑，滑到地面時速度恰好為零.如果他加速時的加速度大小是減速時的2倍，下滑的總時間為3s,g取10m/s2,那么該消防隊員（）加速與減速過程的位移之比為1:4加速與減速過程的時間之比為1:2下滑過程中的最大速度為4m/s加速與減速過程中所受摩擦力大小之比為2:7如圖所示為地鐵站用于安全檢查的裝置，主要由水平傳送帶和X光透視系統(tǒng)兩部分組成,傳送過程傳送帶的速度始終為，物品與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為“，假設(shè)乘客把物品輕放在傳送帶上之后，物品總會先后經(jīng)歷勻加速運動和勻速運動兩個階段，不計空氣阻力，則下列說法正確的是（）

勻加速運動階段，物品對傳送帶的摩擦力對傳送帶做正功勻速運動階段，物品所受摩擦力的方向與傳送方向相同“相同時，u變?yōu)樵瓉淼囊话?，前階段物品發(fā)生的位移也減為原來的一半u不變，〃不同的等質(zhì)量物品與傳送帶摩擦產(chǎn)生的熱量相同直角坐標系xOy中，M、N兩點位于x軸上，G、〃兩點坐標如圖。M、N兩點各固定一正點電荷，一電荷量為Q的負點電荷置于。點時，G點處的電場強度恰好為零。靜電力常量用A表示，若將該負點電荷移到G點，則H點處場強的大小和方向分別為（）偵0,。）MONxG（0,p）A.器沿y軸正向 B.票,沿y軸負向C.器，沿y軸正向 D.饗，沿y軸負向二、多選題（本大題共4小題，共16.0分）小明同學(xué)學(xué)習了動能定理知識后，在回家途中乘坐電梯時，考慮到如圖所示的模型：電梯質(zhì)量為M,在它的水平地板上放置一質(zhì)量為m的物體，電梯在鋼索的拉力作用下豎直向上加速運動，當電梯的速度由％增大到％時，上升高度為重力加速度為g,不計空氣阻力,A.對物體,則關(guān)于此過程，他的想法中正確的是（）A.對物體,動能定理的表達式為W=好一譜，其中W為支持力做的功B,對物體,B,對物體,動能定理的表達式為= 其中叫?為鋼索拉力做的功C.對物體,C.對物體,動能定理的表達式為W-zngH=^mv2-2mvi?其中"為支持力做的功D,對電梯,其所受的合力做功等于扣諼-扣譜D,對電梯,其所受的合力做功等于扣諼-扣譜2022年全國乒乓球錦標賽在湖北省黃石市成功舉辦，使這座“乒乓名城”里的“乒乓熱”持續(xù)升溫。如圖所示，某同學(xué)將乒乓球發(fā)球機正對著豎直墻面水平發(fā)射，兩個完全相同的乒乓球。和b各自以不同的速度水平射岀，碰到墻面時下落的豎直高度之比為4:9。若不計空氣阻力，下列對乒乓球。和b的判斷正確的是（）碰墻前。和b的運動時間之比為4:9。和b碰墻時重力的瞬時功率之比為2:3。和b的初速度之比為2:3若將發(fā)球機后退一定距離，則。和b碰到墻而時豎直下落的高度之比仍然為4:9某行星外圍有一圈厚度為d的發(fā)光帶（發(fā)光的物質(zhì)），簡化為如圖所示模型，R為該行星除發(fā)光帶以外的半徑?，F(xiàn)不知發(fā)光帶是該行星的組成部分還是環(huán)繞該行星的衛(wèi)星群，某科學(xué)家做了精確的觀測，發(fā)現(xiàn)發(fā)光帶繞行星中心的運行速度與到行星中心的距離r的倒數(shù)之間關(guān)系如圖所示（圖線斜率A為已知量），則下列說法正確的是（）發(fā)光帶是該行星的組成部分該行星的質(zhì)量行星表面的重力加速度g=土該行星的平均密度為「=磕刼如圖所示，在傾角為0=30。的斜面上，質(zhì)量為=1kg的物體4和質(zhì)量為m2=2kg的物體B疊放在一起，4、B一起沿斜面向下運動。平行斜面向下的外力F作用在物體B上。已知原B始終保持相對靜止，4、B之間的動摩擦因數(shù)為卩B與斜面間的動摩擦因數(shù)為如=

￥，重力加速度g取10m/s 該實驗中必要且正確的操作步驟是 。A.用天平準確測出重物的質(zhì)量豎直固定打點計時器，并接上直流電源 該實驗中必要且正確的操作步驟是 。A.用天平準確測出重物的質(zhì)量豎直固定打點計時器，并接上直流電源C.將紙帶一端固定在重物上，另一端穿過打點計時器的限位孔，使重物靠近打點計時器，先接通電源，再釋放重物。.為節(jié)約紙帶和盡快完成實驗，測一組數(shù)據(jù)即可進行數(shù)據(jù)處理 打點計時器所用電源頻率為50Hz,測得重物的質(zhì)量為m=1kg.若按實驗要求正確地選出紙帶進行測量，量得三點4、B、C到打點計時器所打下的第一個點。的距離如圖2所示，則從起點。到計時點B的過程中重力勢能減少量是』斗= ,物體動能的增加量順= 。（計算結(jié)果均保留三位有效數(shù)字，重力加速度g取9.8m/s2）A.IONB.20NC.30ND.40NA.IONB.20NC.30ND.40N三、實驗題（本大題共2小題，共14.0分）某同學(xué)利用如圖1所示裝置來完成“驗證機械能守恒定律”實驗:TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"O)\AB C\o"CurrentDocument"V?? ?12.41cm*\o"CurrentDocument"18.60cm *\o"CurrentDocument"27.21cm *圖2某興趣小組的同學(xué)設(shè)計了圖甲所示的裝置測量滑塊和水平臺面間的動摩擦因數(shù)。水平轉(zhuǎn)臺能繞豎直的軸勻速轉(zhuǎn)動，裝有遮光條的小滑塊放置在轉(zhuǎn)臺上，細線一端連接小滑塊，另一端連到固定在轉(zhuǎn)軸上的力傳感器上，傳感器連接到計算機以顯示細線的拉力大小，安裝在鐵架臺上的光電門可以讀出遮光條通過光電門的遮光時間。已知滑塊上遮光條的擋光寬度為d,旋轉(zhuǎn)半徑為R。某次旋轉(zhuǎn)過程中遮光片經(jīng)過光電門時的遮光時間為公,則角速度3= (用題中所給物理量的字母表示)；控制轉(zhuǎn)臺以某一角速度勻速轉(zhuǎn)動，記錄力傳感器和光電門的示數(shù)，分別為F】和公I；依次增大轉(zhuǎn)臺的角速度，并保證每次都做勻速轉(zhuǎn)動，記錄對應(yīng)的力傳感器示數(shù)F2、「3…和光電門的示數(shù)At2.At3...o以力傳感器的示數(shù)F為縱軸，對應(yīng)的擋光時間平方倒數(shù)翥為橫軸，建立直角坐標系，描點后擬合為一條直線，如圖乙所示，圖中。、b的值已知，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度為g,則滑塊和臺面間的動摩擦因數(shù)“= o該小組同學(xué)換用相同材料的質(zhì)量更大的滑塊再次做了該實驗，作出F-濫的新圖像，將兩圖像繪制于同一坐標系中，可能是下圖中的 。

四、計算題(本大題共3小題，共42.0分)“嫦娥奔月”非神話，“破壁飛天"化玉娥。"萬戶"精魂付火箭，屈原“天問”下長河。2021年5月22日，祝融號火星車成功駛?cè)牖鹦潜砻?；天問一?021年11月8日成功實施第五次近火制動，準確進入遙感使命軌道，我國因此成為第一個首次同時實現(xiàn)火星環(huán)繞和登陸的國家。若已知祝融號質(zhì)量為Tn】，它靜止在火星表面時受到的重力大小為F。。夭問一號探測器的質(zhì)量為血2,在某時間段天問一號的軌跡可視為勻速圓周運動，圓周運動的周期為7?；鹦强山埔暈榘霃綖?、質(zhì)量均勻分布的球體，引力常量為G,求：火星的質(zhì)量M；天問一號在該時間段與火星表面的距離。轆第是我國古老的打水工具，如圖，其結(jié)構(gòu)由轆統(tǒng)頭、搖柄等部分組成，轆護頭和搖柄固定，轉(zhuǎn)動搖柄即可提水。某次打水搖柄轉(zhuǎn)動n圈將桶勻速提到井口，用時為t,已知圓柱體轆護頭直徑為d,轆轎頭(不含搖柄)質(zhì)量為M,桶和水的總質(zhì)量為m,重力加速度大小為9,圓周率為江，忽略空氣阻力。求：水桶上升過程中速度大小%;打水過程中繩索拉力對水桶做功的功率P；若某同學(xué)通過此裝置將水提到井口后，不慎將搖柄與轆伊頭分離，導(dǎo)致水桶下落(可認為下落初速度為0),從而帶動轆伊頭轉(zhuǎn)動，不考慮桶下落過程中水的撒漏，求水桶下降高度為H時，水桶速度大?。?。(答案用前面題干中所給物理量和H表示)(提示：物體轉(zhuǎn)動時也有動能，動能大小日島仲,式中丿為轉(zhuǎn)動慣量，口為角速度。轆護頭繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動慣量可以用?MR2來計算，其中M為質(zhì)量，R為半徑)如圖所示，在光滑水平臺面上，一個質(zhì)量m=0.8切的小物塊壓縮彈簧后被鎖扣K鎖住?，F(xiàn)打開鎖扣K,物塊與彈簧分離后將以一定的水平速度向右滑離平臺，并恰好從B點沿切線方向進入光滑豎直的圓弧軌道BC,圓弧BC所對的圓心角0=60。。己知4、B的高度差九=二成圓弧軌道的半徑R=lm,C點在圓弧軌道BC的圓心。的正下方，并與水平地面上長為L=4m的粗糙直軌道CD平滑連接，CD段的中點的正上方有一探測器，探測器只能探測處于其正下方的物體。小物塊若與右邊的豎直墻壁發(fā)生碰撞，會以原速率反彈，重力加速度g=10m/s2,空氣阻力忽略不計。求：彈簧被鎖扣鎖住時所儲存的彈性勢能馬；小物塊運動到圓弧軌道底端C點時對軌道壓力的大小；若以物塊剛到C點為0時刻，探測器只在t]=Os至&=2s內(nèi)工作，小物塊有且只有一次被探測器探測到，那么小物塊與軌道CD之間的動摩擦因數(shù)“應(yīng)滿足什么條件。答案和解析【答案】C【解析】A.哥白尼提出了“日心說”，開普勒通過分析其導(dǎo)師第谷的天文觀測數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)了行星運動三定律，故A錯誤；8.通過理想實驗，伽利略指出物體的運動不需要力來維持，故8錯誤；C.根據(jù)物理學(xué)史可知，胡克證明如果行星軌道是圓形，它所受的引力大小跟行星到太陽距離的二次方成反比，故C正確；。.牛頓在開普勒等前人研究基礎(chǔ)上總結(jié)出萬有引力定律，英國物理學(xué)家卡文迪什首先較準確地測定了引力常量，故。錯誤。故選Co【答案】C【解析】解：C.位移是矢量，合成遵循平行四邊形定則，合運動的位移為分運動位移的矢量和，故C正確；。?合運動與分運動具有等時性，合運動的時間等于分運動的時間，故。錯誤：AB.根據(jù)平行四邊形定則，知合速度可能比分速度大，可能比分速度小，可能與分速度相等，則合位移可能比分位移大，可能比分位移小，可能與分位移相等，故AA錯誤。故選Co3.【答案】C【解析】要使真空中的兩個點電荷間的庫侖力增大到原來的4倍，根據(jù)庫侖定律可得F=凈。A.每個點電荷的電荷量均加倍，它們之間的距離增大到原來的2倍，則庫侖力保持不變，故人錯誤；保持兩個點電荷的電荷量不變，使它們之間的距離增大到原來的V倍，則庫侖力減小到原來的故B錯誤；c.保持兩個點電荷的電荷量不變，使它們之間的距離減小為原來的!，則庫侖力增大到原來的4倍，故C正確；。.使其中一個點電荷的電荷量加倍，另一個點電荷的電荷量保持不變，同時使它們之間的距離減小為原來的3則庫侖力增大到原來的8倍，故。錯誤。故選Co4.【答案】A.F【解析】解：設(shè)弦的拉力（弓力）為T,根據(jù)平衡條件得：F=2Tcos%解得：丁=盤，故A正確，BCD錯誤。故選：A。 T T根據(jù)共點力平衡條件列式求解弓力大小。該題考查力的合成與分解的應(yīng)用，解答的關(guān)鍵是正確寫出弓力與拉力的關(guān)系?！敬鸢浮緽【解析】【分析】本題運用牛頓第二定律、運動學(xué)公式結(jié)合分析多過程問題，也可以釆用圖象法分析最大速度，根據(jù)牛頓第二定律研充摩擦力關(guān)系。設(shè)最大速度為u,然后根據(jù)平均速度公式列方程求解；對加速和減速過程分別根據(jù)牛頓第二定律列方程求解?！窘獯稹?設(shè)消防隊員加速與減速過程所用的時間分別為t】、&，加速度大小分別為向、。2,則v=a^v=a2t2f得勺：6=。2：。1=1：2，故B正確；C.設(shè)下滑過程中的最大速度為n則消防隊員下滑的總位移x=^t1+y2=lt,解得〃=與=8m/s,故C錯誤；。.由0:&=1：2,又0+聶=35,得=1s,t2=2s,Qi=f=8m/s2,a2=^=4m/s2.根據(jù)牛頓第二定律，加速過程：mg-/i=mai，fi=mg—max=2m,減速過程:f2-mg=ma2^f2=mg+ma2=14m,解得=1：7,故。錯誤；4消防隊員勻加速運動的位移為Xi=：0=4m,勻減速運動的位移為x2=^t2=8m，加速與減速過程的位移之比為1:2,故A錯誤?！敬鸢浮緿【解析】A.勻加速運動階段，物品對傳送帶的摩擦力方向與傳送帶的運行方向相反，則物品對傳送帶的摩擦力對傳送帶做負功，故A錯誤；〃.勻速運動階段，物品所受摩擦力為零，故B錯誤；物品做勻加速運動時的加速度為Q=讐=“9,物品做勻加速運動發(fā)生的位移為》］=￡=為,可知“相同時，u變?yōu)樵瓉淼囊话?，前階段物品發(fā)生的位移減為原來的孑，故C錯誤；物品做勻加速運動時，所用的時間為勺=￡=志，物品做勻加速運動時與傳送帶發(fā)生的相對位移為2“g,物品與傳送帶因摩擦產(chǎn)生的熱量為驀/mA可知口不變，〃不同的等質(zhì)量物品與傳送帶摩擦產(chǎn)生的熱量相同，故。正確。故選。。7.【答案】A【解析】因負點電荷Q在。點時，G點的場強為零，則可知M、N兩點的正點電荷在G點形成的電場的合場強與負點電荷Q在G點產(chǎn)生的場強等大反向，大小為Ei=k糸,將該負點電荷移到G點，負點電荷Q在〃點產(chǎn)生的場強大小為氐=化烏=簽，由對稱性可知，M、N兩點的正點電荷在G點形成的電場的合場強與在H點形成的電場的合場強等大反向，則H點的合場強大小為E=缶-&=礬，方向沿y軸正向。故選A。8.【答案】CD【解析｝ABC.對物體，動能定理的表達式為諺一譜，其中"為支持力做的功,故錯誤，C正確；。.對電梯，根據(jù)動能定理可知，其所受的合力做功等于W合=?M諾一諸，故。正確。故選CD?！敬鸢浮緽D【解析】A.球在豎直方向上做自由落體運動，根據(jù)h=\gt2,可得3=務(wù)A錯誤；4.Q和b碰墻時，小球的豎直方向速度vy=gt,重力的瞬時功率PG=mgvy,可得q和b碰墻時重力的瞬時功率之比孩=§8正確；卩Gb3球在水平方向勻速直線運動，水平位移相等，根據(jù)x=vt,可以求得務(wù)=務(wù)C錯誤；若將發(fā)球機后退一定距離，水平方向初速度之比不變，則球到墻的時間之比仍為島=§根據(jù)九=§貝2,可知q和力碰到墻面時豎直下落的高度之比仍然為4：9,O正確。故選BDO【答案】BC【解析】A.若發(fā)光帶是該行星的組成部分，則其角速度與行星自轉(zhuǎn)角速度相同，應(yīng)有v=ra),v與7?應(yīng)成正比，與圖像不符，因此發(fā)光帶不是該行星的組成部分，故A錯誤；&設(shè)發(fā)光帶是環(huán)繞該行星的衛(wèi)星群，由萬有引力提供向心力，則有G*=m§，得〃2=GM§,則v2--圖像的斜率為k=GM,可得M=g,故B正確；r GC.行星表面的重力等于萬有引力，有mg=G罕,得行星表面的重力加速度為。=縁=土，故C正確；。.該行星的平均密度為「=烏=轟，故。錯誤。故選BCO11.【答案】BC【解析】當外力很小時，A相對B有向下運動的趨勢，A受到的摩擦力沿斜面向上，根據(jù)牛頓第二定律，對A有niigsin30°—nlm1gcos30°=代入數(shù)據(jù)解得Qi=2.5m/s2,根據(jù)牛頓第二定律，對曲整體有Fi+（Tn】+7n2）^sin30°-“2（皿+7n2）gcos30。=（mi+m2）a1,解得F〔=15/V；當外力很大時，A相對B有向上運動的趨勢，4受到的摩擦力沿斜面向下，根據(jù)牛頓第二定律，對A有7nigsin30。+“如19海30。=血血，代入數(shù)據(jù)解得a2=7.5m/s2,根據(jù)牛頓第二定律，對価整體有F2+ +7n2）^sin30°-“2（嶼+血2）9*30。=（皿+血2）。2,解得F2=30N。所以4、B始終保持相對靜止的拉力范圍是15N<F<30N。故選BC?！敬鸢浮浚?）。；（2）1.82,1.71【解析】（1）A.由于驗證機械能守恒定律的表達式中，重物的質(zhì)量可以約去，所以不需要用夭平測出重物的質(zhì)量，故A錯誤；8.打點計時器應(yīng)使用交流電源，故8錯誤；C.將紙帶一端固定在重物上，另一端穿過打點計時器的限位孔，使重物靠近打點計時器，先接通電源，再釋放重物，故C正確；。.為了減小誤差，應(yīng)多測幾組數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)處理，故D錯誤。故選Co（2）從起點。到計時點B的過程中重力勢能減少量為ZE”=mghB=1x9.8x0.1860/?1.82/,根據(jù)勻變速直線運動中間時刻速度等于該段過程的平均速度，則有處=綣=（2721~12^X1°~2m/T*/ ^xu.uzs=1.85m/s,從起點。到計時點B的過程中物體動能的增加量為=\mvl=|xlx1.852/?1.71J°【答案】（1）爵⑵祭⑶B【解析】（1）由于遮光條通過光電門的時間極短，可以用平均速度表示瞬時速度，即〃=茶，又因v=Rco,聯(lián)立可得3=會;（2）對在轉(zhuǎn)臺上做勻速圓周運動的滑塊，由牛頓第二定律有“mg+F=m*，聯(lián)立以上可得F=Rmd21*京部。，根據(jù)圖乙知一b=-fimg,k=%=噌,聯(lián)立解得弘=黑；⑶換用質(zhì)量更大的滑塊，根據(jù)以上可得一b=一卩mg,