2023-2024學(xué)年河南省開(kāi)封市五縣聯(lián)考高一下學(xué)期4月期中物理試題（解析版）

高級(jí)中學(xué)名校試卷PAGEPAGE1開(kāi)封五校2023~2024學(xué)年下學(xué)期期中聯(lián)考高一物理考生注意：1.本試卷分選擇題和非選擇題兩部分。滿分100分，考試時(shí)間75分鐘。2.答題前，考生務(wù)必用直徑0.5毫米黑色墨水簽字筆將密封線內(nèi)項(xiàng)目填寫(xiě)清楚。3.考生作答時(shí)，請(qǐng)將〖答案〗答在答題卡上。選擇題每小題選出〖答案〗后，用2B鉛筆把答題卡上對(duì)應(yīng)題目的〖答案〗標(biāo)號(hào)涂黑；非選擇題請(qǐng)用直徑0.5毫米黑色墨水簽字筆在答題卡上各題的答題區(qū)域內(nèi)作答，超出答題區(qū)域書(shū)寫(xiě)的〖答案〗無(wú)效，在試題卷、草稿紙上作答無(wú)效。4.本卷命題范圍：必修第二冊(cè)第五章至第八章第2節(jié)。一、選擇題（本題共10小題，共46分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1~7題中只有一項(xiàng)符合題目要求，每小題4分，第8~10題有多項(xiàng)符合題目要求，全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分）1.對(duì)做功的理解，下列說(shuō)法正確的是（）A.功有大小有正負(fù)，則功是矢量B.力對(duì)物體所做的功等于力和路程的乘積C.物體的位移為零，該過(guò)程中外力對(duì)物體做功一定為零D.恒力與位移的夾角為銳角，則該恒力做正功〖答案〗D〖解析〗A．功是標(biāo)量，只有大小沒(méi)有方向，但有正功、負(fù)功之分，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．由功的定義式：可知，一個(gè)力對(duì)物體做的功等于這個(gè)力的大小、物體位移大小及力和位移夾角的余弦三者的乘積，選項(xiàng)B錯(cuò)誤：C．物體在粗糙的水平面上繞行一周的過(guò)程中，物體的位移是零，摩擦力對(duì)物體做的功不等于零，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．恒力與位移的夾角為銳角，由力對(duì)物體做功公式可知，則該恒力做正功，選項(xiàng)D正確。故選D。2.關(guān)于圖中物體的運(yùn)動(dòng)情況和受力情況，下列說(shuō)法正確的是（）A.圖甲，摩托車在水平路面拐彎時(shí)，車手受到重力、支持力、向心力的作用B.圖乙，貨物相對(duì)水平傳送帶始終靜止，傳送帶速度越大，貨物拐彎時(shí)所受的靜摩擦力越大C.圖丙，空間站離地高度為400~450km，宇航員在空間站中受地球的引力比在地面上時(shí)大D.圖丁，過(guò)山車上的乘客在豎直圓軌道的最高點(diǎn)和最低點(diǎn)的向心加速度一定等大、反向、共線〖答案〗B〖解析〗A．向心力是效果力，不是真實(shí)存在的力，圖甲，摩托車在水平路面拐彎時(shí)，車手受到重力、支持力作用，選項(xiàng)A錯(cuò)誤：B．圖乙，貨物相對(duì)傳送帶始終靜止，貨物拐彎時(shí)所受的靜摩擦力提供向心力，由向心力公式可知，傳送帶速度越大，貨物所需向心力也越大，靜摩擦力就越大，選項(xiàng)B正確：C．圖丙，空間站離地高度為400~450km，由萬(wàn)有引力定律可得R是地球半徑，因此宇航員在空間站中受地球的引力比在地面上時(shí)小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．圖丁，過(guò)山車上的乘客在豎直圓軌道的最高點(diǎn)和最低點(diǎn)時(shí)的速度大小一般不同，由向心加速度公式可知，速度越大，加速度越大，因此向心加速度大小不一定相等，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選Ｂ。3.“夸父一號(hào)”衛(wèi)星運(yùn)行在距地球表面約720公里的太陽(yáng)同步晨昏軌道，下列關(guān)于“夸父一號(hào)”說(shuō)法正確的是（）A.發(fā)射速度一定大于第二宇宙速度B.加速度小于地球同步衛(wèi)星的加速度C.運(yùn)行速度可能大于第一宇宙速度D.角速度大于地球同步衛(wèi)星的角速度〖答案〗D〖解析〗A．“夸父一號(hào)”是地球衛(wèi)星，發(fā)射速度小于第二宇宙速度，故A錯(cuò)誤；BD．根據(jù)可知因?yàn)椤翱涓敢惶?hào)”比地球同步衛(wèi)星的軌道半徑小，所以“夸父一號(hào)”的加速度大于同步衛(wèi)星的加速度，角速度大于同步衛(wèi)星角速度，故B錯(cuò)誤，D正確；C．“夸父一號(hào)”其運(yùn)行半徑大于地球半徑，根據(jù)衛(wèi)星運(yùn)行速度可知，運(yùn)行速度小于第一宇宙速度，故C錯(cuò)誤。故選D。4.如圖所示是一只半徑為R的光滑半球形碗，現(xiàn)有一質(zhì)量為m的物體由靜止從碗口滑到碗底中心。重力加速度為g，則該過(guò)程中A.物體受到的合外力不變B.物體支持力的瞬時(shí)功率始終為零C.物體到達(dá)碗底中心時(shí)，重力的瞬時(shí)功率大于0D.物體到達(dá)碗底中心時(shí)，重力勢(shì)能變化量為〖答案〗B〖解析〗A．碗的內(nèi)壁對(duì)物體的支持力方向不斷變化，則物體受到的合外力不斷變化，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．支持力始終與速度垂直，則支持力的瞬時(shí)功率始終為零，選項(xiàng)B正確；C．物體到達(dá)碗底中心時(shí)，重力的瞬時(shí)功率等于0，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．物體到達(dá)碗底中心時(shí)，重力勢(shì)能變化量為，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選B。5.景德鎮(zhèn)傳統(tǒng)圓器最重要的一道工序是做坯，即是依據(jù)最終的器型作出大致相應(yīng)的坯體，來(lái)供后期制作印坯的時(shí)候使用。制作時(shí)將泥料放在陶車上，使其做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，圖中A、B、C三點(diǎn)到轉(zhuǎn)軸的距離分別為3cm、1.5cm、6cm。已知陶車1min轉(zhuǎn)過(guò)90圈，則下列說(shuō)法正確的是（）A.陶車每秒轉(zhuǎn)過(guò)的角度為B.A、B、C三點(diǎn)的線速度之比為1：1：1C.A、B、C三點(diǎn)的向心加速度之比為2：1：2D.陶車轉(zhuǎn)速加快時(shí)，A、B兩點(diǎn)線速度的比值變大〖答案〗A〖解析〗A．由已知陶車1min轉(zhuǎn)過(guò)90圈，可知陶車的轉(zhuǎn)動(dòng)周期為陶車的角速度為陶車單位時(shí)間轉(zhuǎn)過(guò)的角度為故A正確；B．由于坯體隨陶車做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則A、B、C三點(diǎn)的角速度相同，由公式可知線速度與圓周運(yùn)動(dòng)的半徑成正比，則A、B、C三點(diǎn)的線速度之比故B錯(cuò)誤；C．由公式可知，在角速度相同的情況下，向心加速度與圓周運(yùn)動(dòng)的半徑成正比，則A、B、C三點(diǎn)的向心加速度之比故C錯(cuò)誤；D．陶車的轉(zhuǎn)速加快時(shí)，A、B兩點(diǎn)的角速度仍相同，則A、B兩點(diǎn)的線速度之比仍為故D錯(cuò)誤。故選A6.隨著“碳中和、碳達(dá)峰”的提出，新能源汽車的發(fā)展日臻成熟，某新能源汽車生產(chǎn)廠家在測(cè)試汽車的性能時(shí)，司機(jī)駕駛汽車靜止在平直的公路上，從t=0時(shí)刻開(kāi)始汽車由靜止開(kāi)始以恒定的加速度啟動(dòng)，汽車的速度達(dá)到某值后保持該速度不變，假設(shè)汽車所受的阻力恒定。則下列能正確反映該過(guò)程汽車的輸出功率關(guān)于時(shí)間變化規(guī)律的是（）A. B.C. D.〖答案〗A〖解析〗汽車從靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度一定，根據(jù)牛頓第二定律有得出汽車的功率為故開(kāi)始時(shí)P與t的圖像是一條過(guò)原點(diǎn)的直線；當(dāng)汽車達(dá)到最大功率時(shí)，據(jù)題意汽車運(yùn)動(dòng)狀態(tài)立刻變?yōu)閯蛩伲藭r(shí)牽引力瞬間從變成，而速度沒(méi)有突變，故汽車的功率變小且為恒定值，選項(xiàng)A正確，BCD錯(cuò)誤。故選A。7.圖為汽車在水平路面上勻速行駛時(shí)車輪邊緣上M點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡。已知時(shí)刻M點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)O重合，車輪半徑，汽車的速度，則（）A.M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)A時(shí)的速度為零 B.M點(diǎn)在OA與AB的平均速度大小相同C.最高點(diǎn)A坐標(biāo)為 D.M點(diǎn)從O運(yùn)動(dòng)到B的時(shí)間為0.3s〖答案〗B〖解析〗A．M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)A時(shí)的速度不為零，方向水平向右，故A錯(cuò)誤；B．由運(yùn)動(dòng)軌跡的對(duì)稱性可知，OA段與AB段的位移大小和運(yùn)動(dòng)時(shí)間均相同，則M點(diǎn)在OA與AB的平均速度大小相同，故B正確；C．M點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)可看成勻速圓周運(yùn)動(dòng)與勻速直線運(yùn)動(dòng)的合成，則最高點(diǎn)A的縱坐標(biāo)為勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至A點(diǎn)的時(shí)間為最高點(diǎn)A的橫坐標(biāo)為最高點(diǎn)A的坐標(biāo)為，故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)對(duì)稱性，M點(diǎn)從O運(yùn)動(dòng)到B的時(shí)間為故D錯(cuò)誤。故選B。8.如圖所示，固定在水平面上光滑斜面的傾角，斜面長(zhǎng)，寬，一小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）從頂端B處水平向左射入，沿圖中軌跡到達(dá)斜面底端A點(diǎn)，重力加速度g取，則下列說(shuō)法正確的是（）A.小球在斜面上運(yùn)動(dòng)的加速度大小為B.小球在B點(diǎn)的速度大小為4m/sC.小球從B運(yùn)動(dòng)到A的過(guò)程中速度、加速度不斷變化D.小球從B運(yùn)動(dòng)到A的過(guò)程中，速度變化量大小為10m/s〖答案〗BD〖解析〗A．對(duì)小球受力分析，受到重力和斜面的支持力，根據(jù)牛頓第二定律，可得解得方向沿斜面向下，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．小球從B到A做類平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)球從B點(diǎn)水平射入時(shí)的速度為，從B運(yùn)動(dòng)到A所用時(shí)間為t；水平方向有沿斜面向下方向有聯(lián)立解得選項(xiàng)B正確；C．小球從B運(yùn)動(dòng)到A的過(guò)程中，速度不斷變化，加速度不變，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．小球從B運(yùn)動(dòng)到A的過(guò)程中，速度變化量為選項(xiàng)D正確。故選BD。9.地球、火星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道均可看成圓軌道，軌道半徑之比為?，F(xiàn)要從地球向火星發(fā)射一飛行器，其離開(kāi)地球運(yùn)動(dòng)到火星的過(guò)程繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道為橢圓，且在該軌道的遠(yuǎn)日點(diǎn)被火星俘獲，如圖所示，則該飛行器（）A.發(fā)射速度小于11.2km/sB.離開(kāi)地球運(yùn)動(dòng)到火星的過(guò)程速度逐漸增大C.到達(dá)火星時(shí)，地球在飛行器與太陽(yáng)連線下方D.繞太陽(yáng)的運(yùn)行周期小于火星繞太陽(yáng)的運(yùn)行周期〖答案〗CD〖解析〗A．該衛(wèi)星的發(fā)射速度要大于地球的第二宇宙速度11.2km/s才能擺脫地球引力，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．飛行器脫離地球運(yùn)動(dòng)到火星的過(guò)程，繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)，由開(kāi)普勒第二定律可知，飛行器與太陽(yáng)中心的連線（逐漸變長(zhǎng)）在相同時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積相同，則從離開(kāi)地球運(yùn)動(dòng)到火星的過(guò)程飛行器速度逐漸減小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．設(shè)地球繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為，結(jié)合題圖和題述可知，飛行器的軌道半長(zhǎng)軸由開(kāi)普勒第三定律可知飛行器與地球繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的周期之比為則飛行器運(yùn)動(dòng)半個(gè)周期時(shí)，地球逆時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)的角度大于小于，由題圖可知，飛行器到達(dá)火星時(shí)，地球在飛行器與太陽(yáng)連線下方，選項(xiàng)C正確；D．飛行器的軌道半長(zhǎng)軸小于火星的軌道半徑，根據(jù)開(kāi)普勒第三定律可知，飛行器的周期小于火星的公轉(zhuǎn)周期，選項(xiàng)D正確。故選CD。10.如圖甲所示，質(zhì)量均為m的兩個(gè)滑塊A、B用不可伸長(zhǎng)的輕繩相連，放在水平轉(zhuǎn)盤(pán)上，初始狀態(tài)繩子松弛。已知兩物塊與轉(zhuǎn)盤(pán)之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度大小為g。現(xiàn)讓轉(zhuǎn)盤(pán)從靜止緩慢增加轉(zhuǎn)速。兩物塊所受摩擦力隨角速度平方的變化圖像如圖乙所示，取摩擦力由B指向A為正方向，下列說(shuō)法正確的是（）A.乙圖中b對(duì)應(yīng)B物塊所受摩擦力隨角速度平方的變化圖像B.A、B兩物塊到轉(zhuǎn)盤(pán)圓心的距離為C.D.當(dāng)時(shí)，繩子的張力大小為〖答案〗ABC〖解析〗A．轉(zhuǎn)盤(pán)角速度開(kāi)始從靜止加速轉(zhuǎn)動(dòng)，A、B兩物塊靠靜摩擦力提供向心力，A受摩擦力向右，B受摩擦力向左，由圖乙可知b圖像為B物塊所受摩擦力隨角速度平方的變化圖像，故A正確；B．當(dāng)B達(dá)到最大靜摩擦力時(shí)有此時(shí)對(duì)A物塊，有聯(lián)立上述兩式可解得，故B正確；CD．設(shè)繩子拉力為T(mén)，A做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r，B做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為2r，當(dāng)時(shí)，對(duì)B有對(duì)A有解得當(dāng)時(shí)，對(duì)A有聯(lián)立以上各式可解得，可得故C正確，D錯(cuò)誤。故選ABC。二、實(shí)驗(yàn)題（本題共2小題，共14分）11.如圖所示的裝置為向心力演示器，可以探究向心力大小與哪些因素有關(guān)。勻速轉(zhuǎn)動(dòng)手柄1，可以使變速塔輪2和3以及長(zhǎng)槽4和短槽5隨之勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，槽內(nèi)的小球也隨著做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。使小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由橫臂6的擋板對(duì)小球的支持力提供。球?qū)醢宓姆醋饔昧?，通過(guò)橫臂的杠桿作用使彈簧測(cè)力套筒7下降，從而露出標(biāo)尺8。根據(jù)標(biāo)尺8上露出的紅白相間等分標(biāo)記，可以粗略計(jì)算出兩個(gè)球所受向心力的比值。（1）在研究向心力的大小F與質(zhì)量m、角速度ω和半徑r之間的關(guān)系時(shí)，我們主要用到了物理學(xué)中______。（填正確〖答案〗標(biāo)號(hào)）A.理想實(shí)驗(yàn)法 B.等效替代法 C.控制變量法（2）通過(guò)本實(shí)驗(yàn)可以得到的結(jié)論有______。（填正確〖答案〗標(biāo)號(hào)）A.在質(zhì)量和半徑一定的情況下，向心力的大小與角速度成反比B.在半徑和角速度一定的情況下，向心力的大小與質(zhì)量成正比C.在質(zhì)量和半徑一定的情況下，向心力的大小與角速度成正比D.在質(zhì)量和角速度一定的情況下，向心力的大小與半徑成反比（3）在一次實(shí)驗(yàn)中，一同學(xué)把兩個(gè)質(zhì)量相等的小球分別放在兩個(gè)卡槽內(nèi)，將皮帶連接在左、右塔輪半徑之比為2:1的塔輪上，實(shí)驗(yàn)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)手柄1時(shí)，得到左、右標(biāo)尺露出的等分格數(shù)之比約為1:2，則左、右兩小球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑之比為_(kāi)_____?！即鸢浮剑?）C（2）B（3）2:1〖解析〗【小問(wèn)1詳析】研究向心力的大小F與質(zhì)量m、角速度ω和半徑r之間的關(guān)系時(shí)，在研究某兩個(gè)物理量時(shí)，需要確保其它物理量一定，可知，實(shí)驗(yàn)采用了控制變量法。故選C?！拘?wèn)2詳析】AC．根據(jù)向心力的公式可知，在質(zhì)量和半徑一定的情況下，向心力的大小與角速度的平方成正比，故AC錯(cuò)誤；B．根據(jù)向心力的公式在半徑和角速度一定的情況下，向心力的大小與質(zhì)量成正比，故B正確；D．根據(jù)向心力的公式在質(zhì)量和角速度一定的情況下，向心力的大小與半徑成正比，故D錯(cuò)誤。故選B。【小問(wèn)3詳析】左右兩塔輪屬于皮帶傳動(dòng)，其線速度大小相同，而半徑之比為2:1，根據(jù)線速度與角速度之間的關(guān)系有可得兩個(gè)塔輪轉(zhuǎn)動(dòng)角速度之比為而根據(jù)題意可知?jiǎng)t可得12.高中課外興趣小組在做“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)中，準(zhǔn)備了以下實(shí)驗(yàn)器材：圖釘、鉛筆、弧形斜槽、小球、薄木板、鐵架臺(tái)、重垂線。（1）實(shí)驗(yàn)過(guò)程還需要下列器材中的______。（填正確〖答案〗標(biāo)號(hào)）A.刻度尺 B.天平 C.白紙 D.秒表（2）圖甲是“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)圖，關(guān)于實(shí)驗(yàn)中的操作及要求，下列說(shuō)法正確的是______。（填正確〖答案〗標(biāo)號(hào)）A.斜槽軌道末端可以不水平 B.斜槽軌道不必光滑C.本實(shí)驗(yàn)不需要平衡摩擦力 D.小球每次不用從斜槽上同一高度釋放（3）小球離開(kāi)斜槽末端后，在水平方向上做的是______。（填正確〖答案〗標(biāo)號(hào)）A.勻速直線運(yùn)動(dòng) B.勻變速直線運(yùn)動(dòng)C.變加速直線運(yùn)動(dòng) D.曲線運(yùn)動(dòng)（4）如圖乙所示，為一次實(shí)驗(yàn)記錄中的一部分，圖中背景方格的邊長(zhǎng)表示實(shí)際長(zhǎng)度。從圖像上分析，記錄間隔______：小球做平拋運(yùn)動(dòng)的水平初速度大小是______，小球從拋出運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)時(shí)，已經(jīng)在空中飛行了______s。（此問(wèn)?。即鸢浮剑?）AC（2）BC（3）A（4）0.040.60.08〖解析〗【小問(wèn)1詳析】除所給器材外，還需要白紙，并且需要刻度尺測(cè)量距離。由于實(shí)驗(yàn)不需要測(cè)量小球的質(zhì)量以及運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，所以不需要天平、秒表。故選AC?！拘?wèn)2詳析】A．為了保證小球離開(kāi)斜槽軌道后做平拋運(yùn)動(dòng)，需調(diào)節(jié)使斜槽軌道的末端水平，故A錯(cuò)誤；BD．為了保證小球每次平拋的初速度大小相等，應(yīng)使小球每次均從斜槽的同一位置由靜止開(kāi)始下滑，以保證每次克服阻力做功相同，斜槽不需要光滑，故B正確D錯(cuò)誤；C．本實(shí)驗(yàn)中不需要平衡摩擦力，故C正確。故選BC?！拘?wèn)3詳析】小球離開(kāi)斜槽末端后，在水平方向上不受力的作用，做的是勻速直線運(yùn)動(dòng)。故選A?！拘?wèn)4詳析】（4）豎直方向上有解得小球做平拋運(yùn)動(dòng)的水平初速度大小是小球到點(diǎn)時(shí)，豎直方向上的速度為飛鏢到點(diǎn)時(shí)，已經(jīng)在空中飛行了的時(shí)間為三、計(jì)算題（本題共3小題，共計(jì)40分。解答時(shí)應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要的演算步驟。只寫(xiě)出最后〖答案〗的不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題，〖答案〗中必須明確寫(xiě)出數(shù)值和單位）13.我國(guó)擁有全球領(lǐng)先的無(wú)人機(jī)技術(shù)，無(wú)人機(jī)具有廣泛的應(yīng)用前景。當(dāng)洪澇災(zāi)害發(fā)生時(shí)，可以利用無(wú)人機(jī)運(yùn)送救災(zāi)物資。一架無(wú)人機(jī)以的速度水平勻速飛行，正準(zhǔn)備向受災(zāi)人員空投急救用品，急救用品的底面離水面高度。不計(jì)空氣阻力，重力加速度大小取。（1）為了使投下的急救用品落在指定地點(diǎn)，無(wú)人機(jī)應(yīng)該在離指定地點(diǎn)水平距離多遠(yuǎn)的地方進(jìn)行投放？（2）投放的急救用品落到水面時(shí)的速度大小為多少？〖答案〗（1）；（2）〖解析〗（1）設(shè)無(wú)人機(jī)投放點(diǎn)到指定地點(diǎn)的距離為，由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律有，解得（2）急救用品落到水面上時(shí)，豎直方向上速度大小解得14.九重之際向天問(wèn)，天宮掠影驚蒼穹。“天宮”空間站中三名宇航員正環(huán)繞地球運(yùn)行，與此同時(shí)，“天問(wèn)”探測(cè)器在環(huán)繞火星運(yùn)行，假設(shè)它們的運(yùn)行軌道都是圓軌道，地球與火星的質(zhì)量之比為p，“天宮”與“天問(wèn)”的軌道半徑之比為q。求：（1）“天宮”空間站與“天問(wèn)”探測(cè)器運(yùn)行周期之比；（2）“天宮”空間站與“天問(wèn)”探測(cè)器環(huán)繞速度之比；（3）“天宮”空間站與“天問(wèn)”探測(cè)器加速度之比?！即鸢浮剑?）；（2）；（3）〖解析〗（1）由萬(wàn)有引力提供向心力可得得則有（2）由萬(wàn)有引力提供向心力可得解得則有（3）根據(jù)牛頓第二定律可得解得則有15.游樂(lè)場(chǎng)中的大型娛樂(lè)設(shè)施旋轉(zhuǎn)飛椅的簡(jiǎn)化示意圖如圖所示，圓形旋轉(zhuǎn)支架半徑為，懸掛座椅的繩子長(zhǎng)為，游客坐在座椅上隨支架一起勻速旋轉(zhuǎn)時(shí)可將其和座椅組成的整體看成質(zhì)點(diǎn)，旋轉(zhuǎn)飛椅以角速度勻速旋轉(zhuǎn)時(shí)，繩子與豎直方向的夾角為，不計(jì)繩子的重力，重力加速度為。（1）旋轉(zhuǎn)飛椅以角速度勻速旋轉(zhuǎn)時(shí)，分析角速度與夾角的關(guān)系（關(guān)系式用、g、R、l、等符號(hào)表示）；（2）當(dāng)旋轉(zhuǎn)飛椅以最大角速度旋轉(zhuǎn)時(shí)，繩子與豎直方向的夾角，求圓形旋轉(zhuǎn)支架邊緣游客運(yùn)動(dòng)的線速度大?。?，計(jì)算結(jié)果可用根式表示）；（3）為防止游客攜帶的物品掉落傷人，需以支架的軸心為圓心修建圓形柵欄，圓形柵欄的半徑為，求旋轉(zhuǎn)飛椅角速度最大時(shí)，繩子懸點(diǎn)到地面的垂直距離H?！即鸢浮剑?）；（2）；（3）〖解析〗（1）游客和座椅組成的整體受到繩子拉力和重力作用做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律可得解得（2）當(dāng)旋轉(zhuǎn)飛椅以最大角速度旋轉(zhuǎn)時(shí)，繩子與豎直方向的夾角，根據(jù)牛頓第二定律可得解得（3）游客攜帶的物品掉落后做平拋運(yùn)動(dòng)，物品的落點(diǎn)在以軸心為圓心的一個(gè)圓周上，豎直方向有平拋運(yùn)動(dòng)的水平距離為由數(shù)學(xué)知識(shí)有聯(lián)立解得開(kāi)封五校2023~2024學(xué)年下學(xué)期期中聯(lián)考高一物理考生注意：1.本試卷分選擇題和非選擇題兩部分。滿分100分，考試時(shí)間75分鐘。2.答題前，考生務(wù)必用直徑0.5毫米黑色墨水簽字筆將密封線內(nèi)項(xiàng)目填寫(xiě)清楚。3.考生作答時(shí)，請(qǐng)將〖答案〗答在答題卡上。選擇題每小題選出〖答案〗后，用2B鉛筆把答題卡上對(duì)應(yīng)題目的〖答案〗標(biāo)號(hào)涂黑；非選擇題請(qǐng)用直徑0.5毫米黑色墨水簽字筆在答題卡上各題的答題區(qū)域內(nèi)作答，超出答題區(qū)域書(shū)寫(xiě)的〖答案〗無(wú)效，在試題卷、草稿紙上作答無(wú)效。4.本卷命題范圍：必修第二冊(cè)第五章至第八章第2節(jié)。一、選擇題（本題共10小題，共46分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1~7題中只有一項(xiàng)符合題目要求，每小題4分，第8~10題有多項(xiàng)符合題目要求，全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分）1.對(duì)做功的理解，下列說(shuō)法正確的是（）A.功有大小有正負(fù)，則功是矢量B.力對(duì)物體所做的功等于力和路程的乘積C.物體的位移為零，該過(guò)程中外力對(duì)物體做功一定為零D.恒力與位移的夾角為銳角，則該恒力做正功〖答案〗D〖解析〗A．功是標(biāo)量，只有大小沒(méi)有方向，但有正功、負(fù)功之分，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．由功的定義式：可知，一個(gè)力對(duì)物體做的功等于這個(gè)力的大小、物體位移大小及力和位移夾角的余弦三者的乘積，選項(xiàng)B錯(cuò)誤：C．物體在粗糙的水平面上繞行一周的過(guò)程中，物體的位移是零，摩擦力對(duì)物體做的功不等于零，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．恒力與位移的夾角為銳角，由力對(duì)物體做功公式可知，則該恒力做正功，選項(xiàng)D正確。故選D。2.關(guān)于圖中物體的運(yùn)動(dòng)情況和受力情況，下列說(shuō)法正確的是（）A.圖甲，摩托車在水平路面拐彎時(shí)，車手受到重力、支持力、向心力的作用B.圖乙，貨物相對(duì)水平傳送帶始終靜止，傳送帶速度越大，貨物拐彎時(shí)所受的靜摩擦力越大C.圖丙，空間站離地高度為400~450km，宇航員在空間站中受地球的引力比在地面上時(shí)大D.圖丁，過(guò)山車上的乘客在豎直圓軌道的最高點(diǎn)和最低點(diǎn)的向心加速度一定等大、反向、共線〖答案〗B〖解析〗A．向心力是效果力，不是真實(shí)存在的力，圖甲，摩托車在水平路面拐彎時(shí)，車手受到重力、支持力作用，選項(xiàng)A錯(cuò)誤：B．圖乙，貨物相對(duì)傳送帶始終靜止，貨物拐彎時(shí)所受的靜摩擦力提供向心力，由向心力公式可知，傳送帶速度越大，貨物所需向心力也越大，靜摩擦力就越大，選項(xiàng)B正確：C．圖丙，空間站離地高度為400~450km，由萬(wàn)有引力定律可得R是地球半徑，因此宇航員在空間站中受地球的引力比在地面上時(shí)小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．圖丁，過(guò)山車上的乘客在豎直圓軌道的最高點(diǎn)和最低點(diǎn)時(shí)的速度大小一般不同，由向心加速度公式可知，速度越大，加速度越大，因此向心加速度大小不一定相等，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選Ｂ。3.“夸父一號(hào)”衛(wèi)星運(yùn)行在距地球表面約720公里的太陽(yáng)同步晨昏軌道，下列關(guān)于“夸父一號(hào)”說(shuō)法正確的是（）A.發(fā)射速度一定大于第二宇宙速度B.加速度小于地球同步衛(wèi)星的加速度C.運(yùn)行速度可能大于第一宇宙速度D.角速度大于地球同步衛(wèi)星的角速度〖答案〗D〖解析〗A．“夸父一號(hào)”是地球衛(wèi)星，發(fā)射速度小于第二宇宙速度，故A錯(cuò)誤；BD．根據(jù)可知因?yàn)椤翱涓敢惶?hào)”比地球同步衛(wèi)星的軌道半徑小，所以“夸父一號(hào)”的加速度大于同步衛(wèi)星的加速度，角速度大于同步衛(wèi)星角速度，故B錯(cuò)誤，D正確；C．“夸父一號(hào)”其運(yùn)行半徑大于地球半徑，根據(jù)衛(wèi)星運(yùn)行速度可知，運(yùn)行速度小于第一宇宙速度，故C錯(cuò)誤。故選D。4.如圖所示是一只半徑為R的光滑半球形碗，現(xiàn)有一質(zhì)量為m的物體由靜止從碗口滑到碗底中心。重力加速度為g，則該過(guò)程中A.物體受到的合外力不變B.物體支持力的瞬時(shí)功率始終為零C.物體到達(dá)碗底中心時(shí)，重力的瞬時(shí)功率大于0D.物體到達(dá)碗底中心時(shí)，重力勢(shì)能變化量為〖答案〗B〖解析〗A．碗的內(nèi)壁對(duì)物體的支持力方向不斷變化，則物體受到的合外力不斷變化，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．支持力始終與速度垂直，則支持力的瞬時(shí)功率始終為零，選項(xiàng)B正確；C．物體到達(dá)碗底中心時(shí)，重力的瞬時(shí)功率等于0，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．物體到達(dá)碗底中心時(shí)，重力勢(shì)能變化量為，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選B。5.景德鎮(zhèn)傳統(tǒng)圓器最重要的一道工序是做坯，即是依據(jù)最終的器型作出大致相應(yīng)的坯體，來(lái)供后期制作印坯的時(shí)候使用。制作時(shí)將泥料放在陶車上，使其做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，圖中A、B、C三點(diǎn)到轉(zhuǎn)軸的距離分別為3cm、1.5cm、6cm。已知陶車1min轉(zhuǎn)過(guò)90圈，則下列說(shuō)法正確的是（）A.陶車每秒轉(zhuǎn)過(guò)的角度為B.A、B、C三點(diǎn)的線速度之比為1：1：1C.A、B、C三點(diǎn)的向心加速度之比為2：1：2D.陶車轉(zhuǎn)速加快時(shí)，A、B兩點(diǎn)線速度的比值變大〖答案〗A〖解析〗A．由已知陶車1min轉(zhuǎn)過(guò)90圈，可知陶車的轉(zhuǎn)動(dòng)周期為陶車的角速度為陶車單位時(shí)間轉(zhuǎn)過(guò)的角度為故A正確；B．由于坯體隨陶車做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則A、B、C三點(diǎn)的角速度相同，由公式可知線速度與圓周運(yùn)動(dòng)的半徑成正比，則A、B、C三點(diǎn)的線速度之比故B錯(cuò)誤；C．由公式可知，在角速度相同的情況下，向心加速度與圓周運(yùn)動(dòng)的半徑成正比，則A、B、C三點(diǎn)的向心加速度之比故C錯(cuò)誤；D．陶車的轉(zhuǎn)速加快時(shí)，A、B兩點(diǎn)的角速度仍相同，則A、B兩點(diǎn)的線速度之比仍為故D錯(cuò)誤。故選A6.隨著“碳中和、碳達(dá)峰”的提出，新能源汽車的發(fā)展日臻成熟，某新能源汽車生產(chǎn)廠家在測(cè)試汽車的性能時(shí)，司機(jī)駕駛汽車靜止在平直的公路上，從t=0時(shí)刻開(kāi)始汽車由靜止開(kāi)始以恒定的加速度啟動(dòng)，汽車的速度達(dá)到某值后保持該速度不變，假設(shè)汽車所受的阻力恒定。則下列能正確反映該過(guò)程汽車的輸出功率關(guān)于時(shí)間變化規(guī)律的是（）A. B.C. D.〖答案〗A〖解析〗汽車從靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度一定，根據(jù)牛頓第二定律有得出汽車的功率為故開(kāi)始時(shí)P與t的圖像是一條過(guò)原點(diǎn)的直線；當(dāng)汽車達(dá)到最大功率時(shí)，據(jù)題意汽車運(yùn)動(dòng)狀態(tài)立刻變?yōu)閯蛩?，此時(shí)牽引力瞬間從變成，而速度沒(méi)有突變，故汽車的功率變小且為恒定值，選項(xiàng)A正確，BCD錯(cuò)誤。故選A。7.圖為汽車在水平路面上勻速行駛時(shí)車輪邊緣上M點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡。已知時(shí)刻M點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)O重合，車輪半徑，汽車的速度，則（）A.M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)A時(shí)的速度為零 B.M點(diǎn)在OA與AB的平均速度大小相同C.最高點(diǎn)A坐標(biāo)為 D.M點(diǎn)從O運(yùn)動(dòng)到B的時(shí)間為0.3s〖答案〗B〖解析〗A．M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)A時(shí)的速度不為零，方向水平向右，故A錯(cuò)誤；B．由運(yùn)動(dòng)軌跡的對(duì)稱性可知，OA段與AB段的位移大小和運(yùn)動(dòng)時(shí)間均相同，則M點(diǎn)在OA與AB的平均速度大小相同，故B正確；C．M點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)可看成勻速圓周運(yùn)動(dòng)與勻速直線運(yùn)動(dòng)的合成，則最高點(diǎn)A的縱坐標(biāo)為勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至A點(diǎn)的時(shí)間為最高點(diǎn)A的橫坐標(biāo)為最高點(diǎn)A的坐標(biāo)為，故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)對(duì)稱性，M點(diǎn)從O運(yùn)動(dòng)到B的時(shí)間為故D錯(cuò)誤。故選B。8.如圖所示，固定在水平面上光滑斜面的傾角，斜面長(zhǎng)，寬，一小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）從頂端B處水平向左射入，沿圖中軌跡到達(dá)斜面底端A點(diǎn)，重力加速度g取，則下列說(shuō)法正確的是（）A.小球在斜面上運(yùn)動(dòng)的加速度大小為B.小球在B點(diǎn)的速度大小為4m/sC.小球從B運(yùn)動(dòng)到A的過(guò)程中速度、加速度不斷變化D.小球從B運(yùn)動(dòng)到A的過(guò)程中，速度變化量大小為10m/s〖答案〗BD〖解析〗A．對(duì)小球受力分析，受到重力和斜面的支持力，根據(jù)牛頓第二定律，可得解得方向沿斜面向下，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．小球從B到A做類平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)球從B點(diǎn)水平射入時(shí)的速度為，從B運(yùn)動(dòng)到A所用時(shí)間為t；水平方向有沿斜面向下方向有聯(lián)立解得選項(xiàng)B正確；C．小球從B運(yùn)動(dòng)到A的過(guò)程中，速度不斷變化，加速度不變，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．小球從B運(yùn)動(dòng)到A的過(guò)程中，速度變化量為選項(xiàng)D正確。故選BD。9.地球、火星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道均可看成圓軌道，軌道半徑之比為?，F(xiàn)要從地球向火星發(fā)射一飛行器，其離開(kāi)地球運(yùn)動(dòng)到火星的過(guò)程繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道為橢圓，且在該軌道的遠(yuǎn)日點(diǎn)被火星俘獲，如圖所示，則該飛行器（）A.發(fā)射速度小于11.2km/sB.離開(kāi)地球運(yùn)動(dòng)到火星的過(guò)程速度逐漸增大C.到達(dá)火星時(shí)，地球在飛行器與太陽(yáng)連線下方D.繞太陽(yáng)的運(yùn)行周期小于火星繞太陽(yáng)的運(yùn)行周期〖答案〗CD〖解析〗A．該衛(wèi)星的發(fā)射速度要大于地球的第二宇宙速度11.2km/s才能擺脫地球引力，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．飛行器脫離地球運(yùn)動(dòng)到火星的過(guò)程，繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)，由開(kāi)普勒第二定律可知，飛行器與太陽(yáng)中心的連線（逐漸變長(zhǎng)）在相同時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積相同，則從離開(kāi)地球運(yùn)動(dòng)到火星的過(guò)程飛行器速度逐漸減小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．設(shè)地球繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為，結(jié)合題圖和題述可知，飛行器的軌道半長(zhǎng)軸由開(kāi)普勒第三定律可知飛行器與地球繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的周期之比為則飛行器運(yùn)動(dòng)半個(gè)周期時(shí)，地球逆時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)的角度大于小于，由題圖可知，飛行器到達(dá)火星時(shí)，地球在飛行器與太陽(yáng)連線下方，選項(xiàng)C正確；D．飛行器的軌道半長(zhǎng)軸小于火星的軌道半徑，根據(jù)開(kāi)普勒第三定律可知，飛行器的周期小于火星的公轉(zhuǎn)周期，選項(xiàng)D正確。故選CD。10.如圖甲所示，質(zhì)量均為m的兩個(gè)滑塊A、B用不可伸長(zhǎng)的輕繩相連，放在水平轉(zhuǎn)盤(pán)上，初始狀態(tài)繩子松弛。已知兩物塊與轉(zhuǎn)盤(pán)之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度大小為g?，F(xiàn)讓轉(zhuǎn)盤(pán)從靜止緩慢增加轉(zhuǎn)速。兩物塊所受摩擦力隨角速度平方的變化圖像如圖乙所示，取摩擦力由B指向A為正方向，下列說(shuō)法正確的是（）A.乙圖中b對(duì)應(yīng)B物塊所受摩擦力隨角速度平方的變化圖像B.A、B兩物塊到轉(zhuǎn)盤(pán)圓心的距離為C.D.當(dāng)時(shí)，繩子的張力大小為〖答案〗ABC〖解析〗A．轉(zhuǎn)盤(pán)角速度開(kāi)始從靜止加速轉(zhuǎn)動(dòng)，A、B兩物塊靠靜摩擦力提供向心力，A受摩擦力向右，B受摩擦力向左，由圖乙可知b圖像為B物塊所受摩擦力隨角速度平方的變化圖像，故A正確；B．當(dāng)B達(dá)到最大靜摩擦力時(shí)有此時(shí)對(duì)A物塊，有聯(lián)立上述兩式可解得，故B正確；CD．設(shè)繩子拉力為T(mén)，A做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r，B做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為2r，當(dāng)時(shí)，對(duì)B有對(duì)A有解得當(dāng)時(shí)，對(duì)A有聯(lián)立以上各式可解得，可得故C正確，D錯(cuò)誤。故選ABC。二、實(shí)驗(yàn)題（本題共2小題，共14分）11.如圖所示的裝置為向心力演示器，可以探究向心力大小與哪些因素有關(guān)。勻速轉(zhuǎn)動(dòng)手柄1，可以使變速塔輪2和3以及長(zhǎng)槽4和短槽5隨之勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，槽內(nèi)的小球也隨著做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。使小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由橫臂6的擋板對(duì)小球的支持力提供。球?qū)醢宓姆醋饔昧?，通過(guò)橫臂的杠桿作用使彈簧測(cè)力套筒7下降，從而露出標(biāo)尺8。根據(jù)標(biāo)尺8上露出的紅白相間等分標(biāo)記，可以粗略計(jì)算出兩個(gè)球所受向心力的比值。（1）在研究向心力的大小F與質(zhì)量m、角速度ω和半徑r之間的關(guān)系時(shí)，我們主要用到了物理學(xué)中______。（填正確〖答案〗標(biāo)號(hào)）A.理想實(shí)驗(yàn)法 B.等效替代法 C.控制變量法（2）通過(guò)本實(shí)驗(yàn)可以得到的結(jié)論有______。（填正確〖答案〗標(biāo)號(hào)）A.在質(zhì)量和半徑一定的情況下，向心力的大小與角速度成反比B.在半徑和角速度一定的情況下，向心力的大小與質(zhì)量成正比C.在質(zhì)量和半徑一定的情況下，向心力的大小與角速度成正比D.在質(zhì)量和角速度一定的情況下，向心力的大小與半徑成反比（3）在一次實(shí)驗(yàn)中，一同學(xué)把兩個(gè)質(zhì)量相等的小球分別放在兩個(gè)卡槽內(nèi)，將皮帶連接在左、右塔輪半徑之比為2:1的塔輪上，實(shí)驗(yàn)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)手柄1時(shí)，得到左、右標(biāo)尺露出的等分格數(shù)之比約為1:2，則左、右兩小球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑之比為_(kāi)_____?！即鸢浮剑?）C（2）B（3）2:1〖解析〗【小問(wèn)1詳析】研究向心力的大小F與質(zhì)量m、角速度ω和半徑r之間的關(guān)系時(shí)，在研究某兩個(gè)物理量時(shí)，需要確保其它物理量一定，可知，實(shí)驗(yàn)采用了控制變量法。故選C?！拘?wèn)2詳析】AC．根據(jù)向心力的公式可知，在質(zhì)量和半徑一定的情況下，向心力的大小與角速度的平方成正比，故AC錯(cuò)誤；B．根據(jù)向心力的公式在半徑和角速度一定的情況下，向心力的大小與質(zhì)量成正比，故B正確；D．根據(jù)向心力的公式在質(zhì)量和角速度一定的情況下，向心力的大小與半徑成正比，故D錯(cuò)誤。故選B?！拘?wèn)3詳析】左右兩塔輪屬于皮帶傳動(dòng)，其線速度大小相同，而半徑之比為2:1，根據(jù)線速度與角速度之間的關(guān)系有可得兩個(gè)塔輪轉(zhuǎn)動(dòng)角速度之比為而根據(jù)題意可知?jiǎng)t可得12.高中課外興趣小組在做“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)中，準(zhǔn)備了以下實(shí)驗(yàn)器材：圖釘、鉛筆、弧形斜槽、小球、薄木板、鐵架臺(tái)、重垂線。（1）實(shí)驗(yàn)過(guò)程還需要下列器材中的______。（填正確〖答案〗標(biāo)號(hào)）A.刻度尺 B.天平 C.白紙 D.秒表（2）圖甲是“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)圖，關(guān)于實(shí)驗(yàn)中的操作及要求，下列說(shuō)法正確的是______。（填正確〖答案〗標(biāo)號(hào)）A.斜槽軌道末端可以不水平 B.斜槽軌道不必光滑C.本實(shí)驗(yàn)不需要平衡摩擦力 D.小球每次不用從斜槽上同一高度釋放（3）小球離開(kāi)斜槽末端后，在水平方向上做的是______。（填正確〖答案〗標(biāo)號(hào)）A.勻速直線運(yùn)動(dòng) B.勻變速直線運(yùn)動(dòng)C.變加速直線運(yùn)動(dòng) D.曲線運(yùn)動(dòng)（4）如圖乙所示，為一次實(shí)驗(yàn)記錄中的一部分，圖中背景方格的邊長(zhǎng)表示實(shí)際長(zhǎng)度。從圖像上分析，記錄間隔______：小球做平拋運(yùn)動(dòng)的水平初速度大小是______，小球從拋出運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)時(shí)，已經(jīng)在空中飛行了______s。（此問(wèn)?。即鸢浮剑?）AC（2）BC（3）A（4）0.040.60.08〖解析〗【小問(wèn)1詳析】除所給器材外