2021-2022學(xué)年湖北省石首市高一（下）期中考試物理試題（解析版）

石首市2021—2022學(xué)年度下學(xué)期期中考試高中一年級(jí)物理試題一、選擇題：本題共11個(gè)小題，每小題4分，共44分。1-7題在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一個(gè)選項(xiàng)是正確的，8-11題每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多項(xiàng)符合題目要求，全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分。1.自古以來(lái)，人類就開(kāi)始孜孜不息地探索自然界的基本運(yùn)動(dòng)規(guī)律，以下符合史實(shí)的是（）A.波蘭天文學(xué)家哥白尼提出“地心說(shuō)”B.牛頓最早提出“日心說(shuō)”C.丹麥天文學(xué)家第谷提出了太陽(yáng)系行星運(yùn)動(dòng)的三大定律D.愛(ài)因斯坦提出假說(shuō)：在一切慣性參考系中，測(cè)量到的真空中的光速c都一樣【1題答案】【答案】D【解析】【分析】【詳解】AB．古希臘科學(xué)家托勒密提出了“地心說(shuō)”，波蘭天文學(xué)家哥白尼提出“日心說(shuō)”，故AB錯(cuò)誤；C．德國(guó)天文學(xué)家開(kāi)普勒提出開(kāi)普勒三大定律，故C錯(cuò)誤；D．愛(ài)因斯坦認(rèn)為在真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的，故D正確。故選D。2.有關(guān)開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律的描述，下列說(shuō)法中正確的是（）A.所有的行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，太陽(yáng)處在橢圓的中心上B.所有的行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道都是圓，太陽(yáng)處在圓心上C.所有的行星軌道的半長(zhǎng)軸的二次方跟公轉(zhuǎn)周期的三次方的比值都相等D.同一行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)時(shí)，行星與太陽(yáng)的連線在相同時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積相等【2題答案】【答案】D【解析】【詳解】AB．所有的行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，太陽(yáng)處在橢圓的焦點(diǎn)上，故AB錯(cuò)誤；C．所有的行星軌道的半長(zhǎng)軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等，故C錯(cuò)誤；D．同一行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)時(shí)，行星與太陽(yáng)的連線在相同時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積相等，故D正確。故選D。3.鬧鐘是帶有鬧時(shí)裝置的鐘。既能指示時(shí)間，又能按人們預(yù)定的時(shí)刻發(fā)出音響信號(hào)或其他信號(hào)。如圖所示，機(jī)械式鬧鐘中的三個(gè)齒輪的半徑之比為1：3：5，當(dāng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候，小齒輪邊緣的M點(diǎn)和大齒輪邊緣的N點(diǎn)的線速度大小之比和角速度之比分別為（）A.1:11:5 B.1:15:1 C.5:11:5 D.5:15:1【3題答案】【答案】B【解析】【詳解】根據(jù)題意可知，M點(diǎn)和N點(diǎn)屬于同緣傳動(dòng)，邊緣點(diǎn)的線速度相等，則線速度之比為，根據(jù)可知?jiǎng)t故ACD錯(cuò)誤B正確。故選B。4.如圖所示，一內(nèi)外半徑差不計(jì)的光滑圓環(huán)軌道位于豎直平面內(nèi)。一質(zhì)量為m可視為質(zhì)點(diǎn)的金屬小球從圓環(huán)軌道最低點(diǎn)以速度v1開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)對(duì)內(nèi)側(cè)軌道的壓力大小為mg；當(dāng)金屬小球從圓環(huán)軌道最低點(diǎn)以速度v2開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)，到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)對(duì)外側(cè)軌道的壓力大小也為mg。則v1與v2的比值為（）

A.2∶5 B.1∶2 C. D.2∶3【4題答案】【答案】C【解析】分析】【詳解】小球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)對(duì)內(nèi)側(cè)軌道的壓力大小為mg時(shí)，則小球在最高點(diǎn)合力為0，則速度為0，設(shè)圓環(huán)軌道半徑為R，小球從最低點(diǎn)到最高點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，由動(dòng)能定理可得解得當(dāng)小球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)對(duì)外側(cè)軌道的壓力大小也為mg時(shí)，在最高點(diǎn)由牛頓第二定律可得小球從最低點(diǎn)到最高點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，由動(dòng)能定理可得聯(lián)立解得則有故選C。5.質(zhì)量為m的物塊，由靜止開(kāi)始分別沿Ⅰ、Ⅱ光滑固定斜面頂端下滑，物塊從頂端滑至底端過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（）A.沿路徑Ⅰ重力做功多B.沿路徑II到達(dá)底端的動(dòng)能大C.重力做功的平均功率一樣大D.沿路徑II到達(dá)底端時(shí)重力的瞬時(shí)功率大【5題答案】【答案】D【解析】【分析】【詳解】A．由公式可得，重力做功為與路徑無(wú)關(guān)，而兩路徑的高度差h相同，則重力做功相等；A錯(cuò)誤；B．兩斜面光滑，而都只有重力做功，由動(dòng)能定理則兩路徑到達(dá)斜面底端的速度大小相等，到達(dá)斜面底端的動(dòng)能相等；B錯(cuò)誤；C．設(shè)斜面傾角為，則物體沿斜面的位移為沿斜面運(yùn)動(dòng)的加速度為由可知路徑Ⅰ的傾角小則運(yùn)動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)，根據(jù)平均功率的定義式可得沿路徑I的重力做功平均功率??；C錯(cuò)誤；D．根據(jù)瞬時(shí)功率的定義式因路徑Ⅰ的傾角小而瞬時(shí)速度大小相等，則沿路徑I到達(dá)底端時(shí)重力的瞬時(shí)功率??；D正確。故選D。6.游樂(lè)場(chǎng)的過(guò)山車可以底朝上在圓軌道上運(yùn)行，游客卻不會(huì)掉下來(lái)，如圖甲所示。我們把這種情形抽象為圖乙的模型：弧形軌道的下端與豎直圓軌道平滑相接，將質(zhì)量為m的小球從弧形軌道上端距水平地面高度為h處?kù)o止釋放，小球進(jìn)入半徑為R的圓軌道下端后沿圓軌道運(yùn)動(dòng)，不計(jì)空氣阻力與摩擦，重力加速度為g。關(guān)于小球的運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是（）A.若，小球會(huì)脫離軌道B.若，小球恰好能通過(guò)圓軌道最高點(diǎn)C.若，小球在圓軌道最低點(diǎn)對(duì)軌道的壓力為4mgD.若，小球在圓軌道最高點(diǎn)對(duì)軌道的壓力為mg【6題答案】【答案】D【解析】【分析】【詳解】A．當(dāng)h=R時(shí)，根據(jù)機(jī)械能守恒，小球在豎直圓軌道最大高度為R，因此不會(huì)脫離軌道，故A錯(cuò)誤；B．若小球能通過(guò)最高點(diǎn)，則速度最小時(shí)，重力提供向心力，因此可得解得根據(jù)機(jī)械能守恒定律可得解得h=2.5R故B錯(cuò)誤；C．當(dāng)h=2R時(shí)，小球由靜止運(yùn)動(dòng)到圓軌道最低點(diǎn)的過(guò)程中，由機(jī)械能守恒定律有小球在最低點(diǎn)，在重力和軌道的壓力作用下做圓周運(yùn)動(dòng)，由牛頓運(yùn)動(dòng)定律有解得N1=5mg故C錯(cuò)誤；D．當(dāng)h=3R時(shí)，小球由靜止運(yùn)動(dòng)到圓軌道最高點(diǎn)的過(guò)程中，由機(jī)械能守恒定律有小球在最低點(diǎn)，在重力和軌道的壓力作用下做圓周運(yùn)動(dòng)，由牛頓運(yùn)動(dòng)定律有解得N2=mg故D正確。故選D。7.如圖1為某體校的鉛球訓(xùn)練裝置，圖2是示意圖。假設(shè)運(yùn)動(dòng)員以5m/s速度將鉛球從傾角為30°的軌道底端推出，當(dāng)鉛球向上滑到某一位置時(shí)，其動(dòng)能減少60J，機(jī)械能減少了12J，已知鉛球（包括其中的上掛設(shè)備）質(zhì)量為12kg，滑動(dòng)過(guò)程中阻力大小恒定，則下列判斷正確的是（）A.運(yùn)動(dòng)員每推一次消耗的能量至少為60JB.鉛球上滑過(guò)程中克服摩擦力做功為24JC.鉛球上滑到最高點(diǎn)時(shí)重力勢(shì)能增加了150JD.鉛球返回底端時(shí)的動(dòng)能為90J【7題答案】【答案】D【解析】【詳解】A．鉛球的初動(dòng)能為根據(jù)動(dòng)能定理可知，運(yùn)動(dòng)員每推一次消耗的能量至少為150J，A錯(cuò)誤；BC．令鉛球從開(kāi)始到經(jīng)過(guò)斜面上某一位置時(shí)的位移為l，鉛球受重力、支持力和阻力，根據(jù)動(dòng)能定理有機(jī)械能的減小量等于克服摩擦力做的功聯(lián)立可解的l=0.8m，f=15N設(shè)鉛球能到達(dá)的最高高度為h，根據(jù)動(dòng)能定理可知求得h=1m所以最高點(diǎn)時(shí)重力勢(shì)能增加了上滑過(guò)程中克服摩擦力做功為B錯(cuò)誤，C錯(cuò)誤；D．鉛球返回的過(guò)程中，克服摩擦力做功還是30J，所以從最高點(diǎn)到返回底端時(shí)機(jī)械能減少30J，在頂端時(shí)動(dòng)能為0，總機(jī)械能為重力勢(shì)能即120J，返回底端時(shí)勢(shì)能為0，所以動(dòng)能為D正確。故選D。8.如圖所示，輕質(zhì)彈簧豎直放置，下端固定。小球從彈簧的正上方某一高度處由靜止下落，不計(jì)空氣阻力，則從小球接觸彈簧到彈簧被壓縮至最短的過(guò)程中（）A.小球的動(dòng)能一直減小 B.小球的機(jī)械能守恒C.小球重力勢(shì)能一直減小 D.彈簧的彈性勢(shì)能一直增加【8題答案】【答案】CD【解析】【分析】【詳解】A．在剛接觸彈簧的時(shí)候這個(gè)時(shí)候小球的加速度等于重力加速度，在壓縮的過(guò)程中，彈簧的彈力越來(lái)越大，小球所受到的加速度越來(lái)越小，直到彈簧的彈力等于小球所受到的重力，這個(gè)時(shí)候小球的加速度為0，要注意在小球剛接觸彈簧到加速度變0的過(guò)程中，小球一直處于加速狀態(tài)，由于慣性的原因，小球還是繼續(xù)壓縮彈簧，這個(gè)時(shí)候彈簧的彈力大于小球受到的重力，小球減速，直到小球的速度為0，這個(gè)時(shí)候彈簧壓縮的最短。所以小球的動(dòng)能先增大后減小，故A錯(cuò)誤；B．壓縮彈簧的過(guò)程中，彈簧的彈力對(duì)小球做負(fù)功，小球的機(jī)械能減小，所以小球的機(jī)械能不守恒，故B錯(cuò)誤；C．小球從接觸彈簧到將彈簧壓縮到最短的過(guò)程中，小球的高度不斷減小，重力做正功，重力勢(shì)能不斷減小，故C正確；D．從小球接觸彈簧到彈簧被壓縮至最短的過(guò)程，彈簧的形變量一直增大，則彈簧的彈性勢(shì)能是不斷增加的，故D正確。故選CD。9.贛深高速鐵路正線由贛州西站至深圳西麗站，將于2021年底通車，最高速度為350km/h。將成為我國(guó)“八縱八橫”高速鐵路主通道之一，一列質(zhì)量為m的動(dòng)車，以恒定功率P在平直軌道上由靜止啟動(dòng)，經(jīng)時(shí)間t達(dá)到最大速度vm，設(shè)動(dòng)車行駛過(guò)程所受到的阻力保持不變，則動(dòng)車在時(shí)間t內(nèi)（）A做勻加速直線運(yùn)動(dòng)B.加速度逐漸減小C.受到的阻力D.牽引力做的功W=mvm2【9題答案】【答案】BC【解析】【詳解】AB．根據(jù)可知?jiǎng)榆囎黾铀龠\(yùn)動(dòng)，速度在增大，加速度在減小，故A錯(cuò)誤，B正確；C．當(dāng)動(dòng)車達(dá)到最大速度時(shí)牽引力等于阻力，則故C正確；D．根據(jù)動(dòng)能定理故D錯(cuò)誤。故選BC。10.北斗導(dǎo)航系統(tǒng)又被稱為“雙星定位系統(tǒng)”，具有導(dǎo)航、定位等功能。如圖所示，北斗導(dǎo)航系統(tǒng)中的兩顆工作衛(wèi)星均繞地心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，且軌道半徑均為r，某時(shí)刻工作衛(wèi)星1、2分別位于軌道上的A、B兩個(gè)位置，若兩衛(wèi)星均沿順時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)行，地球表面的重力加速度為g，地球半徑為R，不計(jì)衛(wèi)星間的相互作用力，下列判斷正確的是（）

A.這兩顆衛(wèi)星的加速度大小相等，均為B.衛(wèi)星1由A位置運(yùn)動(dòng)到B位置所需的時(shí)間是C.衛(wèi)星1由A位置運(yùn)動(dòng)到B位置的過(guò)程中萬(wàn)有引力不做功D.衛(wèi)星1向后噴氣就一定能夠追上衛(wèi)星2【10題答案】【答案】ABC【解析】【分析】【詳解】A．對(duì)衛(wèi)星有地面質(zhì)量為的物體所受重力等于萬(wàn)有引力，可得聯(lián)立解得A正確；B．根據(jù)從A到B軌跡對(duì)應(yīng)圓心角為60°，故所用時(shí)間為t=T聯(lián)立可解得B正確；C．衛(wèi)星1由位置A運(yùn)動(dòng)到位置B的過(guò)程中，由于萬(wàn)有引力方向始終與速度方向垂直，故萬(wàn)有引力不做功，C正確；D．若衛(wèi)星1向后噴氣，則其速度會(huì)增大，衛(wèi)星1將做離心運(yùn)動(dòng)，所以衛(wèi)星1不可能追上衛(wèi)星2，D錯(cuò)誤。故選ABC。11.如圖所示長(zhǎng)木板A靜止放在光滑的水平地面上，物體B以水平速度沖上A后，由于摩擦力作用，最后停止在木板A上，則從B沖到木板A上到相對(duì)板A靜止的過(guò)程中，下述說(shuō)法中正確是（）A.物體B動(dòng)能的減少量大于系統(tǒng)損失的機(jī)械能B.物體B克服摩擦力做的功等于系統(tǒng)內(nèi)能的增加量C.物體B損失的機(jī)械能等于木板A獲得機(jī)械能D.物體B克服摩擦力做的功等于木板A增加的機(jī)械能與系統(tǒng)增加的內(nèi)能之和【11題答案】【答案】AD【解析】【分析】【詳解】A．物體B以水平速度沖上A后，由于摩擦力作用，B做勻減速運(yùn)動(dòng)，A做勻加速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)能量守恒定律，物體B動(dòng)能的減少量等于A增加的動(dòng)能和系統(tǒng)損失的機(jī)械能之和，故A正確；BD．對(duì)B根據(jù)動(dòng)能定理物體B克服摩擦力做的功等于B動(dòng)能的減少量，再由能量守恒定律知，物體B克服摩擦力做的功等于木板A增加的機(jī)械能與系統(tǒng)增加的內(nèi)能之和。故B錯(cuò)誤，D正確；C．物體B損失的機(jī)械能等于木板A獲得的機(jī)械能與系統(tǒng)損失的機(jī)械能之和，故C錯(cuò)誤。故選AD。二、非選擇題：本題共5小題，共56分12.為了驗(yàn)證小球在豎直平面內(nèi)擺動(dòng)過(guò)程的機(jī)械能是否守恒，利用如圖（a）裝置，不可伸長(zhǎng)的輕繩一端系住一小球，另一端連接力傳感器，小球質(zhì)量為m，球心到懸掛點(diǎn)的距離為L(zhǎng)，小球釋放的位置到最低點(diǎn)的高度差為h，實(shí)驗(yàn)記錄輕繩拉力大小隨時(shí)間的變化如圖（b），其中Fm是實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的最大拉力值，重力加速度為g，請(qǐng)回答以下問(wèn)題：（1）小球第一次運(yùn)動(dòng)至最低點(diǎn)的過(guò)程，重力勢(shì)能的減少量△Ep=________，動(dòng)能的增加量△Ek=___________。（均用題中所給字母表示）（2）觀察圖（b）中拉力峰值隨時(shí)間變化規(guī)律，試分析造成這一結(jié)果的主要原因：________?！?2題答案】【答案】①.mgh②.③.有空氣阻力（做負(fù)功）【解析】【分析】【詳解】（1）[1]小球第一次運(yùn)動(dòng)至最低點(diǎn)的過(guò)程，重力勢(shì)能的減少量△Ep=mgh[2]根據(jù)動(dòng)能的增加量（2）[3]觀察圖（b）中拉力峰值隨時(shí)間變化規(guī)律，造成這一結(jié)果的主要原因是有空氣阻力（做負(fù)功）。13.在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，質(zhì)量的重錘拖著紙帶下落，在此過(guò)程中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出一系列的點(diǎn)。在紙帶上選取五個(gè)連續(xù)的點(diǎn)A、B、C、D和E，如圖所示。其中為重錘開(kāi)始下落時(shí)記錄的點(diǎn)，各點(diǎn)到點(diǎn)的距離分別是、、、、。當(dāng)?shù)刂亓铀俣?，本?shí)驗(yàn)所用電源的頻率。（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）（1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下點(diǎn)B時(shí)，重錘下落的速度________。（2）從打下點(diǎn)B到打下點(diǎn)D的過(guò)程中，重錘重力勢(shì)能的減少量________，重錘動(dòng)能的增加量________。（3）在誤差允許范圍內(nèi)，通過(guò)比較______________________就可以驗(yàn)證重錘下落過(guò)程中機(jī)械能守恒了。【13題答案】【答案】①.0.978②.0.230③.0.223④.重力勢(shì)能的減小量和動(dòng)能的增加量【解析】【分析】【詳解】(1)[1]根據(jù)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度求出B點(diǎn)的速度為(2)[2]從打下點(diǎn)B到打下點(diǎn)D的過(guò)程中，重錘重力勢(shì)能的減小量[3]根據(jù)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度求出D點(diǎn)的速度為從打下點(diǎn)B到打下點(diǎn)D的過(guò)程中，重錘動(dòng)能的增加量(3)[4]在誤差允許范圍內(nèi)，通過(guò)比較重力勢(shì)能的減小量和動(dòng)能的增加量就可以驗(yàn)證重錘下落過(guò)程中機(jī)械能守恒了。14.已知“天宮二號(hào)”空間站在低于同步衛(wèi)星的軌道上繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)時(shí)間t（t小于其運(yùn)行周期T）運(yùn)動(dòng)的弧長(zhǎng)為s，對(duì)應(yīng)的圓心角為弧度。已知萬(wàn)有引力常量為G，地球表面重力加速度為g，求：（1）“天宮二號(hào)”空間站環(huán)繞周期；（2）地球質(zhì)量?！?4題答案】【答案】（1）；（2）【解析】【詳解】（1）“天宮二號(hào)”空間站的角速度為所以“天宮二號(hào)”空間站的環(huán)繞周期為（2）“天宮二號(hào)”空間站的角線速度為“天宮二號(hào)”空間站的軌道半徑為根據(jù)公式解得15.一條輕繩跨過(guò)定滑輪，繩的兩端各系一個(gè)球A和B，A球的質(zhì)量為m，B球的質(zhì)量是A球的3倍，用手托住B球，當(dāng)輕繩剛好被拉緊時(shí)，B球離地面的高度是h。A球靜止于地面，如