山東省臨沂市沂水縣2023-2024學(xué)年高一下學(xué)期期中考試物理試題（解析版）

2023-2024學(xué)年第二學(xué)期高一期中質(zhì)量檢測物理注意事項(xiàng)：1．答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名，考生號等填寫在答題卡和試卷指定位置。2．回答選擇題時，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目的答案標(biāo)號涂黑。如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標(biāo)號?；卮鸱沁x擇題時，將答案寫在答題卡上。寫在本試卷上無效。3．考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回。一、單項(xiàng)選擇題：本題共8小題，每小題3分，共24分。每小題只有一個選項(xiàng)符合題目要求。1.關(guān)于下列物理學(xué)家所做科學(xué)貢獻(xiàn)的敘述，正確說法的是（）A.卡文迪什發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，并通過扭秤實(shí)驗(yàn)測量了引力常量B伽利略研究力與運(yùn)動關(guān)系時，利用了實(shí)驗(yàn)測量法C.牛頓開創(chuàng)了實(shí)驗(yàn)與邏輯推理相結(jié)合的研究方法，研究了力與運(yùn)動的關(guān)系D.開普勒在第谷的天文觀測數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，總結(jié)出了行星運(yùn)動的規(guī)律【答案】D【解析】【詳解】A．牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，卡文迪什通過扭秤實(shí)驗(yàn)測量了引力常量故A錯誤；BC．伽利略研究力與運(yùn)動關(guān)系時，利用和開創(chuàng)了實(shí)驗(yàn)與邏輯推理相結(jié)合的研究方法。故BC錯誤；D．開普勒在第谷的天文觀測數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，總結(jié)出了行星運(yùn)動的三大定律。故D正確。故選D。2.關(guān)于運(yùn)動場上的物理知識，下列描述正確的是（）A.運(yùn)動員手持啞鈴將其從空中輕放回地面的過程中，運(yùn)動員對啞鈴做負(fù)功B.運(yùn)動員在跑步加速過程中，跑道對運(yùn)動員做正功C.立定跳遠(yuǎn)時，運(yùn)動員在空中運(yùn)動過程中，速度大小不變D.足球運(yùn)動員踢出的“香蕉球”的運(yùn)動軌跡，是因?yàn)檫\(yùn)動員對足球一直有作用【答案】A【解析】【詳解】A．運(yùn)動員手持啞鈴將其從空中輕放回地面的過程中，重力做正功，運(yùn)動員對啞鈴做負(fù)功，故A項(xiàng)正確；B．運(yùn)動員在跑步過程中，跑道對運(yùn)動員豎直向上的支持力和腳與跑道的靜摩擦力，這兩個力均不做功，所以跑道對運(yùn)動員不做功，故B項(xiàng)錯誤；C．立定跳遠(yuǎn)時，向上運(yùn)動過程要克服重力做功，速度減小，故C項(xiàng)錯誤；D．當(dāng)足球與運(yùn)動員分開后，兩者之間就沒有力的作用了，故D項(xiàng)錯誤。故選A。3.為空間站補(bǔ)給物質(zhì)時，我國新一代貨運(yùn)飛船“天舟五號”實(shí)現(xiàn)了2小時與“天宮空間站”快速對接，對接后的“結(jié)合體”仍在原空間站軌道運(yùn)行，對接前“天宮空間站”與“天舟五號”的軌道如圖所示，則（）A.對接前后“天宮空間站”運(yùn)行的速度保持不變B.對接后“結(jié)合體”受到地球的引力等于“天宮空間站”受到地球的引力C.對接前“天宮空間站”的運(yùn)行速度大于“天舟五號”的運(yùn)行速度D.對接前“天宮空間站”運(yùn)行的加速度小于“天舟五號”運(yùn)行的加速度【答案】D【解析】【詳解】AC．“天宮空間站”繞地運(yùn)行時，萬有引力提供向心力，則有整理有由上式可知，“天宮空間站”的圓周運(yùn)動半徑不變時，則其運(yùn)行速度大小始終不變，但速度方向一直在變，所以速度一直在變；由于“天宮空間站”的運(yùn)動半徑大于“天舟五號”的運(yùn)動半徑，所以“天宮空間站”的運(yùn)行速度小于“天舟五號”的運(yùn)行速度，故AC錯誤；B．由公式可知，軌道半徑相同時，由于“結(jié)合體”的質(zhì)量大于對接前“天宮空間站”的質(zhì)量，則“結(jié)合體”受到地球的引力比“天宮空間站”受到地球的引力大，故B項(xiàng)錯誤；D．由于整理有可知，軌道半徑越小，向心加速度越大，即“天宮空間站”的向心加速度小于“天舟五號”的向心加速度，故D項(xiàng)正確。故選D。4.在空中同一點(diǎn)沿相反方向同時水平拋出兩個小球，它們的初速度大小分別為和。重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力，當(dāng)兩個小球速度之間的夾角為時，下落的高度為（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【詳解】當(dāng)兩個小球速度之間的夾角為時，二者速度的偏角互余，設(shè)初速度大小為的小球速度偏角為，則有解得則下落的高度為故選A。5.詩句“轆轤金井梧桐晚，幾樹驚秋”中的“轆轤”是一種取水裝置。如圖所示，井架上裝有可用手柄搖轉(zhuǎn)的圓柱體，圓柱體上纏繞長繩索，長繩索一端系水桶。搖轉(zhuǎn)手柄，使水桶上升，提取井水，A是圓柱體邊緣上的一質(zhì)點(diǎn)，B是手柄上的一質(zhì)點(diǎn)，假設(shè)人轉(zhuǎn)動手柄向上提水時，手柄繞軸轉(zhuǎn)動的角速度恒定，上升過程中長繩會纏繞在圓柱體上，繩子粗細(xì)不能忽略，則（）A.上升過程中重力對水桶做正功B.向上提水過程中A點(diǎn)的向心加速度比B點(diǎn)的小C.上升過程中水桶豎直向上做勻速直線D.向上提水過程中A點(diǎn)的線速度比B點(diǎn)的大運(yùn)動【答案】B【解析】【詳解】A．上升過程中水桶重力方向豎直向下，水桶位移方向向上，因此重力對水桶做負(fù)功，A錯誤；B．向上提水過程中A點(diǎn)和B點(diǎn)是同軸轉(zhuǎn)動，兩點(diǎn)角速度相同，A點(diǎn)的轉(zhuǎn)動半徑小于B點(diǎn)的轉(zhuǎn)動半徑，由向心加速度公式可知，A點(diǎn)的向心加速度比B點(diǎn)的小，B正確；C．上升過程中繩會纏繞在圓柱體上，在纏繞過程中長繩纏繞的半徑變大，由可知，手柄繞軸轉(zhuǎn)動的角速度恒定，半徑變大，線速度變大，因此水桶豎直向上做加速直線運(yùn)動，C錯誤；D．向上提水過程中A點(diǎn)和B點(diǎn)是同軸轉(zhuǎn)動，兩點(diǎn)的角速度相同，A點(diǎn)的轉(zhuǎn)動半徑小于B點(diǎn)的轉(zhuǎn)動半徑，由可知，A點(diǎn)的線速度比B點(diǎn)的小，D錯誤。故選B。6.質(zhì)量為m的小球用長為L的輕質(zhì)細(xì)線懸掛在O點(diǎn)，在O點(diǎn)的正下方處有一光滑小釘子P，把細(xì)線沿水平方向拉直，如圖所示，無初速度地釋放小球，當(dāng)細(xì)線碰到釘子的瞬間（瞬時速度不變），細(xì)線沒有斷裂，則下列說法正確的是（）A.小球的線速度突然增大B.小球的角速度突然減小C.小球?qū)?xì)線的拉力突然增大D.小球?qū)?xì)線的拉力保持不變【答案】C【解析】【詳解】AB．根據(jù)題意，細(xì)線碰到釘子的瞬間，小球的瞬時速度v不變，但其做圓周運(yùn)動的半徑從L突變?yōu)?，由可知小球的角速度突然增大，故AB錯誤；CD．根據(jù)可知小球其做圓周運(yùn)動的半徑減小，則向心力增大，則小球受到的拉力增大，由牛頓第三定律知，小球?qū)?xì)線的拉力增大，故C正確，D錯誤。故選C。7.如圖為場地自行車比賽的圓形賽道。某運(yùn)動員騎自行車在賽道上做勻速圓周運(yùn)動，圓周的半徑為R，路面與水平面的夾角為，不計(jì)空氣阻力，重力加速度大小為g。下列說法正確的是（）A.當(dāng)自行車的速度大小為時，自行車受側(cè)向摩擦力作用B.當(dāng)自行車的速度大小為時，自行車不受側(cè)向摩擦力作用C.當(dāng)自行車的速度大于時，自行車所受側(cè)向摩擦力的方向沿傾斜路面向下D.當(dāng)自行車的速度大于時，自行車所受側(cè)向摩擦力的方向沿傾斜路面向上【答案】C【解析】【詳解】AB．設(shè)人和自行車的總質(zhì)量為m，若不受摩擦力作用，由重力與支持力的合力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律有解得故AB錯誤；CD．當(dāng)自行車的速度大于時，重力與支持力的合力不足以提供所需向心力，所以自行車有沿傾斜路面向上運(yùn)動的趨勢，此時受到自行車所受側(cè)向摩擦力的方向沿傾斜路面向下，故C正確，D錯誤。故選C。8.衛(wèi)星是人類的“千里眼”、“順風(fēng)耳”，如圖所示三顆靜止衛(wèi)星就能實(shí)現(xiàn)全球通信，已知衛(wèi)星之間的距離均為L，地球自轉(zhuǎn)的角速度為ω，地球的半徑為R，引力常量為G，下列說法正確的是（）A.地球的質(zhì)量為B.三顆靜止衛(wèi)星的軌道可以經(jīng)過南極點(diǎn)上空C.三顆靜止衛(wèi)星受到的萬有引力的大小均相等D.地球的第一宇宙速度與靜止衛(wèi)星的線速度之比為【答案】A【解析】【詳解】A．根據(jù)萬有引力提供向心力有由幾何關(guān)系有聯(lián)立解得故A正確；B．三顆靜止衛(wèi)星為地球同步衛(wèi)星，只能定點(diǎn)在赤道上空，不經(jīng)過南極點(diǎn)上空，故B錯誤；C．根據(jù)由于三顆衛(wèi)星的質(zhì)量不一定相等，所以其受到的萬有引力不一定大小相等，故C錯誤；D．地球的第一宇宙速度有對于衛(wèi)星有所以有故D錯誤。故選A。二、多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，每小題4分，共16分。每小題有多個選項(xiàng)符合題目要求，全部選對得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。9.質(zhì)點(diǎn)在n個恒力作用下做勻速運(yùn)動，突然撤去其中的一個力F，其余的力大小和方向都不變，則質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動情況可能是()A.勻速圓周運(yùn)動 B.勻變速直線運(yùn)動C.勻變速曲線運(yùn)動 D.變加速曲線運(yùn)動【答案】BC【解析】【詳解】突然撤去其中的一個力F，其余的力大小和方向都不變，則質(zhì)點(diǎn)所受合力大小為F，方向與速度方向關(guān)系未知，當(dāng)二者共線時，質(zhì)點(diǎn)做勻變速直線運(yùn)動，當(dāng)二者不共線時，質(zhì)點(diǎn)做勻變速曲線運(yùn)動。故選BC。10.質(zhì)量為1.5噸的長城汽車，啟動后沿平直路面行駛過程中發(fā)動機(jī)的功率恒定，受到恒定的阻力1000N，汽車速度能夠達(dá)到的最大值為36m/s，那么當(dāng)汽車的速度為9m/s時（）A.汽車的牽引力大小為2000NB.汽車的牽引力大小為4000NC.汽車的瞬時加速度大小為1.5m/s2D.汽車的瞬時加速度大小為2m/s2【答案】BD【解析】【詳解】AB．當(dāng)汽車的牽引力大小與阻力大小相等時，其汽車達(dá)到了最大速度，有當(dāng)汽車的速度為9m/s時，有解得故A錯誤，B正確；CD．對此時汽車受力分析有解得故C錯誤，D正確。故選BD。11.如圖所示，在勻速轉(zhuǎn)動的水平盤上，沿半徑方向放著用細(xì)線相連的質(zhì)量相等的兩個物體A和B，質(zhì)量都為1kg，它們分居圓心兩側(cè)，與圓心距離分別為，兩物體與盤間的動摩擦因數(shù)均為0.4，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)速緩慢加快到兩物體剛好將要發(fā)生滑動時，。下列說法正確的是（）A.此過程細(xì)線拉力最大為12NB.圓盤的最大角速度為C.當(dāng)轉(zhuǎn)速最大時A所受摩擦力方向沿半徑指向圓內(nèi)D.當(dāng)轉(zhuǎn)速最大時剪斷細(xì)線，A和B都將沿做離心運(yùn)動【答案】AD【解析】【詳解】ABC．兩物塊A和B隨著圓盤轉(zhuǎn)動，角速度相同，有可知B的半徑比A的半徑大，所以B所需向心力大，繩子拉力相等，所以當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)速加快到兩物體剛好還未發(fā)生滑動時，B的最大靜摩擦力方向指向圓心，A的最大靜摩擦力方向指向圓外，根據(jù)牛頓第二定律，對A有對B有解得，故A正確，BC錯誤；D．若此時剪斷繩子，B的摩擦力不足以提供所需的向心力，B將會做離心運(yùn)動，此時A所需要的向心力將角速度代入可求得由此可知A的摩擦力也不足以提供所需的向心力，A也將會做離心運(yùn)動，故D項(xiàng)正確。故選AD。12.如圖所示，在光滑水平桌面上有一個質(zhì)量1kg的質(zhì)點(diǎn)，在沿平行于桌面方向的恒定外力F作用下，以初速度v0=10m/s從A點(diǎn)開始做曲線運(yùn)動，圖中曲線是質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動軌跡。已知在4s末質(zhì)點(diǎn)的速度達(dá)到最小值v=6m/s，到達(dá)B點(diǎn)時的速度方向與初速度v0的方向垂直，則（）A.外力F的方向與初速度的反方向成θ，且sinθ=0.6B.質(zhì)點(diǎn)所受外力F的大小為2NC.質(zhì)點(diǎn)的速度先增大后減小，加速度保持不變D.質(zhì)點(diǎn)到達(dá)B點(diǎn)時的速度大小為7.5m/s【答案】ABD【解析】【詳解】AB．到達(dá)B點(diǎn)時的速度方向與初速度v0的方向垂直，恒力F的方向與初速度的反方向成θ角指向曲線內(nèi)側(cè)，如圖所示在x′方向上在y′方向根據(jù)牛頓第二定律有解得故AB正確；C．A點(diǎn)到B點(diǎn)運(yùn)動過程中，恒定外力F方向與方向夾角從大于然后減小到B點(diǎn)等于，質(zhì)點(diǎn)的速度減小，外力F大小恒定由牛頓第二定律得加速度大小恒定不變，方向變化，故C錯誤；D．設(shè)在v0方向上的加速度大小為a1，在垂直v0方向上的加速度大小為a2，根據(jù)牛頓第二定律可得根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式可得解得質(zhì)點(diǎn)到達(dá)B點(diǎn)時的速度大小為故D錯誤。故選ABD。三、非選擇題：本題共6小題，共60分。13.（1）在用描點(diǎn)法做“研究平拋運(yùn)動”的實(shí)驗(yàn)時，如下圖讓小球多次沿同一軌道運(yùn)動，通過描點(diǎn)畫出小球做平拋運(yùn)動的軌跡，為了能較準(zhǔn)確的描繪運(yùn)動軌跡，下面列出了一些操作要求，你認(rèn)為正確的選項(xiàng)有。A.通過調(diào)節(jié)，使斜槽的末端保持水平B.每次必須從同一位置由靜止釋放小球C.記錄小球經(jīng)過不同高度的位置時，每次必須嚴(yán)格地等距離下降D.將球經(jīng)過不同高度的位置記錄在紙上后取下紙，用直尺將點(diǎn)連成折線（2）某次實(shí)驗(yàn)畫出小球運(yùn)動的軌跡如下圖中曲線，A、B、C是曲線上的三個點(diǎn)的位置，A點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，得到如圖所示坐標(biāo)。取，A到B的時間______s，小球經(jīng)過B點(diǎn)時的速度v=______（結(jié)果可以用根號表示）。【答案】（1）AB（2）①.0.1②.【解析】【小問1詳解】A．斜槽的末端保持水平，使得小球有水平初速度。故A正確；B．每次必須由靜止從同一高度下落，使得小球離開時具有相同的速度。故B正；C．記錄小球經(jīng)過不同高度的位置時，不需等距離下降。故C錯誤；D．小球的運(yùn)行軌跡是平滑曲線，不能畫成折線、故D錯誤。故選AB?！拘?詳解】在豎直方向有則有[2]水平方向速度為小球經(jīng)過B點(diǎn)時的豎直速度為則小球經(jīng)過B點(diǎn)時的速度14.某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置完成了“向心力與線速度關(guān)系”的探究，將小球用質(zhì)量不計(jì)的細(xì)線系于固定在鐵架臺上的力傳感器上，小球的下端有一寬度為d的很短的遮光片，測得小球的直徑為D、線長為L，重力加速度用g表示。請回答下列問題：（1）游標(biāo)卡尺測量遮光片的寬度為d，如果遮光片經(jīng)過光電門時的遮光時間為t，則小球通過光電門時的速度為v=___________，向心加速度______。（2）小球通過光電門時力傳感器示數(shù)為，改變小球釋放點(diǎn)的高度，多次操作，記錄多組、的數(shù)據(jù)，作出的圖像，如果圖線的斜率為，則小球（含擋光片）的質(zhì)量為______。（用已知物理量的符號表示）。（3）如上操作，結(jié)果發(fā)現(xiàn)向心力的理論值總大于F，則主要原因是。（填選項(xiàng)前字母）A.小球的質(zhì)量偏大 B.小球不是由靜止釋放的C.測量的速度大于小球?qū)嶋H速度 D.小球運(yùn)動過程中受阻力的作用【答案】（1）①.②.（2）（3）C【解析】【小問1詳解】[1]遮光片的寬度為d，遮光片經(jīng)過光電門時的遮光時間為t，由于d和t都很小，因此用平均速度近似等于小球通過光電門時的速度，則為[2]由向心加速度公式可得【小問2詳解】由牛頓第二定律可得整理可得如果圖線的斜率為，則有解得【小問3詳解】AB．由牛頓第二定律可得向心力理論值總大于F，可知不是由于小球質(zhì)量大，也與小球是不是由靜止釋放無關(guān)，AB錯誤；C．由實(shí)驗(yàn)裝置可知，由于遮光片在小球的下方，可知遮光片的速度大于小球的速度，小球的速度用遮光片的速度代替，由可知理論值總大于F，說明小球測量的速度大于小球?qū)嶋H速度，C正確；D．小球經(jīng)最低點(diǎn)的速度由遮光片的遮光速度代替，測得的速度大小與運(yùn)動過程中是否受阻力無關(guān)，則產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)誤差與運(yùn)動過程中是否受阻力無關(guān)，D錯誤。故選C。15.2020年12月19日，中國“嫦娥五號”任務(wù)月球樣品正式交接。一位勤于思考的同學(xué)，為未來探月宇航員設(shè)計(jì)了如下的實(shí)驗(yàn)：在月球表面以初速度v0豎直向上拋出一個物體，上升的最大高度為h（遠(yuǎn)小于月球半徑）。通過查閱資料知道月球的半徑為R，引力常量為G，若物體只受月球引力的作用，請你求出：（1）月球的平均密度；（2）宇宙飛船環(huán)繞月球表面運(yùn)行時的第一宇宙速度?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】【詳解】（1）根據(jù)豎直上拋運(yùn)動規(guī)律有物體在月球的表面，根據(jù)萬有引力等于重力有又而月球的體積為聯(lián)立解得，月球的平均密度為（2）宇宙飛船環(huán)繞月球表面運(yùn)行時，根據(jù)萬有引力提供向心力有聯(lián)立可得宇宙飛船環(huán)繞月球表面運(yùn)行時的第一宇宙速度為16.年月日，歲的中國選手蘇翊鳴奪得北京冬奧會單板滑雪男子大跳臺金牌，為國家爭得榮譽(yù)?，F(xiàn)將比賽某段過程簡化成如圖所示的運(yùn)動，蘇翊鳴從傾角為α=37°的斜面頂端點(diǎn)以v0=15m/s的速度飛出，且與斜面夾角為θ=53°。圖中虛線為蘇翊鳴在空中的運(yùn)動軌跡，且A為軌跡上離斜面最遠(yuǎn)的點(diǎn)，為在斜面上的落點(diǎn)，已知蘇翊鳴的質(zhì)量為（含裝備）。重力加速度取，不計(jì)空氣阻力。（sin37°=0.6cos37°=0.8）求：（1）從運(yùn)動到A點(diǎn)所用時間；（2）之間的距離.【答案】（1）1.5s；（2）54m【解析】【詳解】（1）由題意可知，在O點(diǎn)將運(yùn)動情況分解，如圖所示，從點(diǎn)到A點(diǎn)過程中，運(yùn)動員在垂直斜面方向上有聯(lián)立代入數(shù)據(jù)可得t=1.5s（2）由對稱性可知，從到B點(diǎn)的時間為，則從到B過程有代入數(shù)據(jù)解得x=54m17.小華站在水平地面上，手握不可伸長的輕繩一端，繩的另一端系有質(zhì)量為m=0.4kg的小球，甩動手腕，使球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動。當(dāng)球某次運(yùn)動到最低點(diǎn)時，繩恰好受到所能承受的最大拉力被拉斷，球以繩斷時的速度水平飛出，球飛行水平距離x＝1.2m后落地，如圖所示，已知握繩的手離地面高度h＝1.4m，手與球之間的繩長l＝0.6m，重力加速度g取10m/s2。忽略手的運(yùn)動半徑和空氣阻力。（1）求繩斷時球的速度大??；（2）問繩能承受的最大拉力多大；（3）保持h不變，改變繩長，使球重復(fù)上述運(yùn)動，若繩仍在球運(yùn)動到最低點(diǎn)時斷掉，要使球拋出的水平距離最大，繩長應(yīng)為多少？最大水平距離為多少？【答案】（1）3m/s；（2）10N；（3）0.7m，【解析】【詳解】（1）設(shè)繩斷后球飛行時間為t，由平拋運(yùn)動規(guī)律，有豎直方向水平方向x=vt解得拋出時小球