浙江省浙東北（ZDB）聯(lián)盟2023-2024學(xué)年高一下學(xué)期期中聯(lián)考物理試卷

2023學(xué)年第二學(xué)期浙東北（ZDB）聯(lián)盟期中聯(lián)考高一年級(jí)物理學(xué)科試題考生須知：1．本卷共6頁，滿分100分，考試時(shí)間90分鐘；2．答題前，請(qǐng)?jiān)诖痤}卷指定區(qū)域填寫班級(jí)、姓名、考場(chǎng)號(hào)、座位號(hào)及準(zhǔn)考證號(hào)并填涂相應(yīng)數(shù)字；3．所有答案必須寫在答題紙上，寫在試卷上無效；4．考試結(jié)束后，只需上交答題紙。選擇題部分一、選擇題Ⅰ（本題共13小題，每小題3分，共39分。每小題列出的四個(gè)備選項(xiàng)中只有一個(gè)是符合題目要求的，不選、多選、錯(cuò)選均不得分）1.下列選項(xiàng)中物理量全是矢量的是（）A.功、向心力 B.線速度、萬有引力C.周期、重力勢(shì)能 D.向心加速度、動(dòng)能【答案】B【解析】【詳解】功、周期、重力勢(shì)能、動(dòng)能只有大小沒有方向，屬于標(biāo)量；向心力、線速度、萬有引力、向心加速度既有大小也有方向，屬于矢量。故選B。2.以下敘述中符合物理史實(shí)的是（）A.伽利略通過觀測(cè)、分析和計(jì)算發(fā)現(xiàn)了行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的規(guī)律B.第谷經(jīng)過多年的天文觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道是橢圓C.開普勒利用扭秤實(shí)驗(yàn)測(cè)出了引力常量，成為第一個(gè)計(jì)算出地球質(zhì)量的人D.牛頓通過月地檢驗(yàn)證明了地球?qū)υ虑虻囊εc地球吸引蘋果的力是同一種力【答案】D【解析】【詳解】AB．伽利略通過研究第谷多年的天文觀測(cè)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)了行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，故AB錯(cuò)誤；C．卡文迪許利用扭秤實(shí)驗(yàn)測(cè)出了引力常量，成為第一個(gè)計(jì)算出地球質(zhì)量的人，故C錯(cuò)誤；D．牛頓通過月地檢驗(yàn)證明了地球?qū)υ虑蛞εc地球吸引蘋果的力是同一種力，故D正確。故選D。3.如圖所示，小明同學(xué)乘坐的摩天輪正在豎直面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，則他的（）A.動(dòng)能不變 B.重力勢(shì)能不變 C.線速度不變 D.向心加速度不變【答案】A【解析】【詳解】AB．小明同學(xué)乘坐的摩天輪正在豎直面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，則他的動(dòng)能不變，重力勢(shì)能時(shí)刻發(fā)生變化，故A正確，B錯(cuò)誤；CD．小明做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，線速度和向心加速度大小均不變，方向均時(shí)刻發(fā)生變化，故CD錯(cuò)誤。故選A。4.如圖所示，用的拉力將物體沿水平面拉動(dòng)的距離，已知，，下列說法正確的是（）A.水平面粗糙時(shí)拉力做的功大于水平面光滑時(shí)拉力做的功B.勻速拉動(dòng)時(shí)拉力做的功小于加速拉動(dòng)時(shí)拉力做的功C.水平面粗糙時(shí)拉力做的功為D.物體速度為時(shí)拉力的功率為【答案】D【解析】【詳解】ABC．根據(jù)可知不管水平面粗糙還是光滑，勻速拉動(dòng)還是加速拉動(dòng)，拉力做的功均為，故ABC錯(cuò)誤；D．物體速度為時(shí)拉力的功率為故D正確。故選D。5.如圖所示，一個(gè)圓盤在水平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度是。盤面上距圓盤中心的位置有一個(gè)質(zhì)量為的小物體在隨圓盤一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則（）A.圓盤的轉(zhuǎn)速是 B.小物體的線速度為C.小物體的向心加速為 D.小物體受到的向心力為【答案】C【解析】【詳解】A．圓盤的轉(zhuǎn)速為故A錯(cuò)誤；BCD．小物體線速度為小物體的向心加速為小物體受到的向心力為故BD錯(cuò)誤，C正確。故選C。6.有一質(zhì)量為m、半徑為R、密度均勻的球體，在距離球心O為2R的地方有一質(zhì)量為m′的質(zhì)點(diǎn)?，F(xiàn)從m球中挖去半徑為的球體，如圖所示，則剩余部分對(duì)m′的萬有引力為（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【詳解】利用“割補(bǔ)法”可知，剩余部分對(duì)m′的萬有引力為聯(lián)立可得故選A。7.引體向上是中學(xué)生體育測(cè)試的項(xiàng)目之一。某高中生訓(xùn)練時(shí)在20秒內(nèi)完成10次引體向上，該學(xué)生此過程中克服重力做功的平均功率最接近于（）A. B. C. D.【答案】B【解析】【詳解】學(xué)生的質(zhì)量估計(jì)為，每次重心向上的位移約為0.5m，則每次克服重力做功為則該學(xué)生此過程中克服重力做功的平均功率最接近于故選B。8.用傳感器測(cè)量一個(gè)質(zhì)量為m的物體的重力時(shí)，在赤道測(cè)得的讀數(shù)為G1，在北極測(cè)得的讀數(shù)為G2。如果認(rèn)為地球是一個(gè)半徑為R、質(zhì)量分布均勻的球體，下列說法正確的是（）A.在赤道時(shí)物體的向心力大小為B.在北極時(shí)物體的向心力大小為C.地球自轉(zhuǎn)角速度為D.地球自轉(zhuǎn)周期為【答案】C【解析】【詳解】AB．赤道時(shí)，有在兩極，有所以在赤道時(shí)物體的向心力大小為在兩極時(shí)物體的向心力大小為0，故AB錯(cuò)誤；CD．根據(jù)以上分析可知所以，故C正確，D錯(cuò)誤。故選C。9.如圖所示是“嫦娥五號(hào)”月球探測(cè)器奔月過程的軌跡示意圖，探測(cè)器在A點(diǎn)進(jìn)行多次變軌，繞地球運(yùn)行幾圈后進(jìn)入奔月軌道，到達(dá)月球附近的B點(diǎn)時(shí)通過速度控制進(jìn)入繞月軌道，并經(jīng)過多次變軌，最終落于月球表面。假設(shè)探測(cè)器質(zhì)量保持不變，軌道6為近月圓軌道，則該探測(cè)器（）A.在軌道5上運(yùn)行過程中速度大小保持不變B.在軌道3上運(yùn)行的周期大于它在軌道1上的運(yùn)行周期C.在軌道4上運(yùn)行到B點(diǎn)時(shí)的加速度大于它在軌道5上運(yùn)行到B點(diǎn)時(shí)的加速度D.沿奔月軌道飛行到達(dá)B點(diǎn)時(shí)必須點(diǎn)火加速才能被月球捕獲從而進(jìn)入繞月軌道【答案】B【解析】【詳解】A．該探測(cè)器在橢圓軌道5上運(yùn)行過程中，根據(jù)開普勒第二定律可知，速度大小時(shí)刻發(fā)生變化，故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)開普勒第三定律由于軌道3的半長(zhǎng)軸大于軌道1的半長(zhǎng)軸大，則探測(cè)器在軌道3上運(yùn)行的周期大于它在軌道1上的運(yùn)行周期，故B正確；C．根據(jù)牛頓第二定律可得可得可知探測(cè)器在軌道4上運(yùn)行到B點(diǎn)時(shí)的加速度等于它在軌道5上運(yùn)行到B點(diǎn)時(shí)的加速度，故C錯(cuò)誤；D．衛(wèi)星從高軌道變軌到低軌道需要在變軌處點(diǎn)火減速，可知沿奔月軌道飛行到達(dá)B點(diǎn)時(shí)必須點(diǎn)火減速才能被月球捕獲從而進(jìn)入繞月軌道，故D錯(cuò)誤。故選B。10.如圖所示，一塔式起重機(jī)正在從地面豎直吊起質(zhì)量為m的貨物，貨物先勻加速上升至h高度，然后勻速運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間再勻減速至停下。則（）A.勻速上升過程中起重機(jī)對(duì)貨物做正功B.勻減速上升過程中起重機(jī)對(duì)貨物做負(fù)功C.勻加速上升過程中起重機(jī)對(duì)貨物做功為mghD.在整個(gè)上升過程中合力對(duì)貨物做的功為mgh【答案】A【解析】【詳解】A．勻速上升過程中起重機(jī)對(duì)貨物的拉力等于貨物的重力，但拉力的方向與位移方向相同，所以拉力對(duì)貨物做正功，故A正確；B．勻減速上升過程中，起重機(jī)對(duì)貨物的拉力小于重力，但拉力的方向與位移方向相同，拉力做正功，故B錯(cuò)誤；C．勻加速上升過程中拉力大于重力，所以起重機(jī)對(duì)貨物做功大于mgh，故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)動(dòng)能定理可知，在整個(gè)上升過程中合力對(duì)貨物做的功為0，故D錯(cuò)誤。故選A。11.2023年10月26日11時(shí)14分，神舟十七號(hào)載人飛船在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空，17時(shí)46分與“天宮”空間站組合體完成自主快速交會(huì)對(duì)接，19時(shí)34分神舟十七號(hào)航天員乘組順利入駐空間站。已知空間站繞地球運(yùn)行的軌道可視為圓軌道，離地高度為400km，地球半徑為6400km，地球表面重力加速度為g=10m/s2，則（）A.空間站繞地球運(yùn)行的速率約為9km/sB.空間站繞地球運(yùn)行的周期約為1小時(shí)C.空間站里的航天員一天內(nèi)可以看到16次日出D.空間站里的航天員處于完全失重狀態(tài)，不受地球引力【答案】C【解析】【詳解】A．空間站繞地球運(yùn)行的速度小于7.9km/s，故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)萬有引力提供向心力解得故B錯(cuò)誤；C．空間站里的航天員一天內(nèi)可以看到日出的次數(shù)為故C正確；D．空間站里的航天員處于完全失重狀態(tài)，但仍受地球引力，故D錯(cuò)誤。故選C。12.短道速滑運(yùn)動(dòng)員在水平冰面上彎道轉(zhuǎn)彎的過程可看成勻速圓周運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)彎時(shí)冰刀嵌入冰內(nèi)從而使冰刀受到與冰面夾角為（蹬冰角）的支持力，如圖所示。已知彎道半徑為，不計(jì)一切摩擦，重力加速度為。以下說法正確的是（）A.運(yùn)動(dòng)員轉(zhuǎn)彎時(shí)速度的大小為B.運(yùn)動(dòng)員轉(zhuǎn)彎時(shí)角速度的大小為C.運(yùn)動(dòng)員轉(zhuǎn)彎時(shí)向心加速度的大小為D.若運(yùn)動(dòng)員轉(zhuǎn)彎速度變大，則需要增大蹬冰角【答案】A【解析】【詳解】ABC．根據(jù)牛頓第二定律可得解得，，故A正確，BC錯(cuò)誤；D．根據(jù)若運(yùn)動(dòng)員轉(zhuǎn)彎速度變大則需要減小蹬冰角，故D錯(cuò)誤。故選A。13.如圖所示為某消防車噴水救火的場(chǎng)面。已知消防車的噴水口離水箱的豎直高度，噴水口的橫截面積，噴水速度，水的密度，當(dāng)?shù)刂亓铀俣龋挥?jì)水的阻力，則（）A.單位時(shí)間內(nèi)出水口噴出水的質(zhì)量為B.單位時(shí)間內(nèi)出水口噴出水的動(dòng)能為C.消防車的水泵在時(shí)間內(nèi)做的功為D.消防車的水泵輸出功率為【答案】D【解析】【詳解】AB．單位時(shí)間內(nèi)出水口噴出水的質(zhì)量為單位時(shí)間內(nèi)出水口噴出水的動(dòng)能為故AB錯(cuò)誤；CD．根據(jù)能量守恒可知，消防車的水泵在時(shí)間內(nèi)做的功為消防車的水泵輸出功率為故C錯(cuò)誤，D正確。故選D。二、選擇題Ⅱ（本題共2小題，每小題3分，共6分。每小題列出的四個(gè)備選項(xiàng)中至少有一個(gè)是符合題目要求的。全部選對(duì)的得3分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分）14.“飛車走壁”是一項(xiàng)驚險(xiǎn)刺激的雜技表演，表演者騎著摩托車沿桶壁行駛，可以在一定高度的水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)（如圖甲所示）。某一次表演中，表演者先在較低的水平面N內(nèi)勻速運(yùn)動(dòng)幾圈，后又在較高的水平面M內(nèi)勻速運(yùn)動(dòng)幾圈（示意圖如圖乙所示），若不計(jì)摩擦及空氣阻力，以下說法正確的是（）A.表演者（含車）在M平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)線速度較大B.表演者（含車）在N平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)角速度較小C.表演者（含車）的向心力由支持力的水平分力提供D.表演者（含車）的向心力由重力與支持力的合力提供【答案】ACD【解析】【詳解】CD．對(duì)M、N兩處演員和摩托車進(jìn)行受力分析，如圖所示表演者（含車）的向心力由重力與支持力的合力提供，也是支持力的水平分力提供，故CD正確；AB．由于兩個(gè)支持力與豎直方向的夾角相等，設(shè)夾角為θ，則所以，由此可知，半徑越大，線速度越大，角速度越小，故A正確，B錯(cuò)誤。故選ACD。15.如圖所示，有四顆衛(wèi)星：還未發(fā)射，在地球赤道上隨地球一起轉(zhuǎn)動(dòng)；在地面附近近地軌道上正常運(yùn)行；是地球同步衛(wèi)星；是高空探測(cè)衛(wèi)星。設(shè)地球半徑為，自轉(zhuǎn)周期為24小時(shí)，地球表面重力加速度為，所有衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)均視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則下列說法正確的是（）A.的線速度小于的運(yùn)行速度B.在4小時(shí)內(nèi)轉(zhuǎn)過的圓心角為C.在相同的時(shí)間內(nèi)，與地心的連線掃過的面積等于與地心的連線掃過的面積D.運(yùn)動(dòng)周期的平方與其軌道半徑的三次方的比值為【答案】AD【解析】【詳解】A．衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由萬有引力提供向心力得可得可知的運(yùn)行速度大于的運(yùn)行速度；對(duì)于同步衛(wèi)星和未發(fā)射的衛(wèi)星，兩者角速度相等，根據(jù)可知同步衛(wèi)星的運(yùn)行速度大于衛(wèi)星的運(yùn)行速度，則的線速度小于的運(yùn)行速度，故A正確；B．同步衛(wèi)星的周期等于地球自轉(zhuǎn)周期，為，可知在4小時(shí)內(nèi)轉(zhuǎn)過的圓心角為，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)開普勒第二定律可知，同一軌道上的衛(wèi)星在相同的時(shí)間內(nèi)，衛(wèi)星與地心的連線掃過的面積相等，但與處于不同軌道，所以在相同的時(shí)間內(nèi)，與地心的連線掃過的面積不等于與地心的連線掃過的面積，故C錯(cuò)誤；D．衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由萬有引力提供向心力得在地球表面有可得運(yùn)動(dòng)周期的平方與其軌道半徑的三次方的比值為故D正確。故選AD。非選擇題部分三、非選擇題（本題共5小題，共55分）16.某同學(xué)用向心力演示器來探究物體做圓周運(yùn)動(dòng)所需向心力的大小與質(zhì)量、角速度和半徑之間的關(guān)系。（1）該同學(xué)應(yīng)采用的實(shí)驗(yàn)方法是（）A.理想實(shí)驗(yàn)法 B.控制變量法 C.等效替代法 D.理想模型法（2）若要探究與之間的關(guān)系，應(yīng)采用下列三圖中的____________圖；（3）某次實(shí)驗(yàn)時(shí)，左右兩標(biāo)尺顯示如圖丁所示，此時(shí)左右兩處小球所受向心力大小之比約為（）A. B. C. D.（4）在探究與之間的關(guān)系時(shí)，若左右兩標(biāo)尺顯示如圖丁所示，則左右變速塔輪半徑之比為（）A. B. C. D.（5）通過本實(shí)驗(yàn)可以得到的結(jié)論是（）A.在與一定的情況下，與成正比B.在與一定的情況下，與成反比C.在與一定的情況下，與成反比D.在與一定的情況下，與成正比【答案】（1）B（2）乙（3）C（4）B（5）AD【解析】【小問1詳解】探究物體做圓周運(yùn)動(dòng)所需向心力的大小與質(zhì)量、角速度和半徑之間的關(guān)系，采用的實(shí)驗(yàn)方法是控制變量法。故選B?！拘?詳解】若要探究與之間的關(guān)系，應(yīng)使兩小球質(zhì)量不相等，兩小球做圓周運(yùn)動(dòng)半徑和角速度相等，則應(yīng)采用乙圖?！拘?詳解】某次實(shí)驗(yàn)時(shí)，左右兩標(biāo)尺顯示如圖丁所示，此時(shí)左右兩處小球所受向心力大小之比約為。故選C?！拘?詳解】在探究與之間的關(guān)系時(shí)，應(yīng)控制兩球質(zhì)量和做圓周運(yùn)動(dòng)半徑相同，根據(jù)若左右兩標(biāo)尺顯示如圖丁所示，則有根據(jù)由于左右變速塔輪邊緣線速度大小相等，則左右變速塔輪半徑之比為故選B。【小問5詳解】根據(jù)A．在與一定的情況下，與成正比，故A正確；BD．在與一定的情況下，與成正比，故B錯(cuò)誤，D正確；C．在與一定的情況下，與成正比，故C錯(cuò)誤。故選AD。17.某地需要用高級(jí)泑青鋪設(shè)一條高速公路的水平彎道，對(duì)汽車的設(shè)計(jì)限速是。已知汽車在這種路面上行駛時(shí)，它的輪胎與地面的最大靜摩擦力等于車重的0.5倍。（可能用到的數(shù)據(jù)：，，，，，，。）（1）如果將彎道路面設(shè)計(jì)為水平（內(nèi)、外側(cè)一樣高）的，則彎道的最小半徑是多少？（2）如果將彎道的路面設(shè)計(jì)為傾斜（外側(cè)高內(nèi)側(cè)低）的，且彎道半徑為，要使汽車以最大限速通過此彎道時(shí)不產(chǎn)生側(cè)向摩擦力，則彎道路面的傾斜角度是多少？【答案】（1）；（2）【解析】【詳解】（1）根據(jù)牛頓第二定律可得其中可得彎道的最小半徑為（2）使汽車以最大限速通過此彎道時(shí)不產(chǎn)生側(cè)向摩擦力，則重力和支持力的合力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律可得可得可得18.2021年5月15日，“天問一號(hào)”火星探測(cè)器所攜帶的祝融號(hào)火星車及其著陸組合體成功降落在火星表面，這標(biāo)志著我國(guó)首次火星探測(cè)任務(wù)取得圓滿成功。已知火星探測(cè)器在半徑為的圓形軌道上環(huán)繞火星運(yùn)行時(shí)周期為，假設(shè)火星是半徑為、質(zhì)量分布均勻的球體，求：（1）火星的質(zhì)量和密度；（2）火星表面的重力加速度；（3）火星的第一宇宙速度。【答案】（1），；（2）；（3）【解析】【詳解】（1）火星探測(cè)器在半徑為圓形軌道上環(huán)繞火星運(yùn)行時(shí)周期為，則有可得火星的質(zhì)量為根據(jù)可得火星的密度為（2）在火星表面有解得火星的重力加速度為；（3）根據(jù)可得火星的第一宇宙速度為19.如圖所示，某“復(fù)興號(hào)”動(dòng)車組在平直的軌道上行駛，它的總質(zhì)量為，共有8節(jié)車廂（4節(jié)動(dòng)力車廂和4節(jié)無動(dòng)力車廂），每節(jié)動(dòng)力車廂的牽引電機(jī)額定輸出功率均為。若動(dòng)車組所受的總阻力與其速率成正比（，為已知常量）求：該動(dòng)車組（1）能達(dá)到的最大速度為；（2）以額定功率行駛，速度達(dá)到最大速度一半時(shí)的加速度；（3）以加速度從靜止開始勻加速出站過程中電機(jī)的總輸出功率隨時(shí)間變化的關(guān)系式?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3）（）【解析】【詳解】（1）當(dāng)牽引力等于阻力時(shí)，動(dòng)車組的速度最大，則有又聯(lián)立解得該動(dòng)車組能達(dá)到的最大速度為（2）以額定功率行駛，速度達(dá)到最大速度一半時(shí)，此時(shí)有，根據(jù)牛頓第二定律可得解得加速度大小為（3）該動(dòng)車組以加速度從靜止開始勻加速出站過程中，根據(jù)牛頓第二定律可得其中，聯(lián)立可得當(dāng)時(shí)，可得則勻加速過程，電機(jī)的總輸出功率隨時(shí)間變化的關(guān)