嘉祥一中 2022-2023 学年第二学期期中考试高一物理试题及答案

嘉祥一中 2022-2023 学年第二学期期中考试
高一物理试题
满分100 分；考试时间：90分钟；考试范围：必修二第六、七章、第八章前三节；
2023年4月
第I卷（选择题 40分）
一、单项选择题：（本题共8小题，每小题3分，共24 分。

每小题只有一个选项符合题目要求。

）1．在力学理论建立的过程中，有许多伟大的科学家做出了贡献，关于科学家和科学史，下列说法中正确的是（）
A．牛顿总结出了万有引力定律并用实验测出了引力常量
B．笛卡尔通过扭秤实验测量出了万有引力常量
C．开普勒观测出了行星的轨道数据，并总结出了行星运动三大定律
D．月地检验是为了验证地面上物体受到的重力与天体之间的引力是同一种性质的力
2．一个地球仪绕与其“赤道面”垂直的“地轴”匀速转动的示意图如图所示。

P点和Q点位于同一条“经线”上、Q点和M点位于“赤道”上，O为球心。

下列说法正确的是（）
A．P、M的角速度大小相等B．P、Q的线速度大小相等
C．P、Q的向心加速度大小相等D．P、M的向心加速度方向均指向O
3．两根长度不同的细线下面分别悬挂着小球，细线上端固定在同一点，若两个小球以相同的角速度，绕共同的竖直轴在水平面内做匀速圆周运动，则两个小球在运动过程中的相对位置关系示意图正确的是（）
A．B．C．D．
4．纳米材料的抗拉强度几乎是钢材的100倍，使人们设想的太空电梯成为可能．其工作原理是从同步卫星高度的太空站竖直放下由纳米材料做成的太空电梯，固定在赤道上，这样太空电梯随地球一起旋转，如图
所示．关于太空电梯仓停在太空电梯中点P 时，下列对于太空电梯仓说法正确的是( )
A ．处于平衡状态
B ．速度比第一宇宙速度大
C ．向心加速度比同高度卫星的小
D ．角速度比近地卫星大
5．根据国家标准规定，电动自行车的最高速度不得超过25 km/h ，一个高中生骑电动自行车按规定的最高速度匀速行驶时，电动车所受的阻力是总重力的0.1倍．已知人和车的总质量约为90 kg ，则此时电动车电机的牵引力功率约为( ) A ．180 W
B ．630 W
C ． 900 W
D ．2250 W
6．如图所示，质量为m 的物块，沿着半径为R 的半球形金属壳内壁滑下，半球形金属壳竖直固定放置，开口向上，滑到最低点时速度大小为v ，若物体与球壳之间的动摩擦因数为µ，则物体在最低点时，下列说法正确的是（ ）
A ．向心力为2
mv mg R
+ B ．受到的摩擦力为
2
mv R
µ
C ．受到的摩擦力为2mv mg R µ
+
D ．受到的合力方向斜向右上方
7．如图所示，轻弹簧水平固定在墙上，一小球以初速度0v 沿光滑水平面向左运动。

在小球向左压缩弹簧的过程中（ ）
A ．小球做匀减速运动
B ．小球动能先增大后减小
C ．克服弹簧弹力做功等于小球动能减少量
D ．小球和弹簧刚接触时速度最大，加速度最大
8．如图所示，一个长为L ，质量为M 的木板，静止在光滑水平面上，一个质量为m 的物块（可视为质点），以水平初速度0v ，从木板的左端滑向另一端，设物块与木板间的动摩擦因数为µ，当物块与木板相对静止
时，物块仍在长木板上，物块相对木板的位移为d，木板相对地面的位移为s，重力加速度为g。

则在此过程中（）
µ−B．摩擦力对木板做功为
A．摩擦力对物块做功为mgd
µD．物块动能的减少量为
C．木板动能的增量为mgd
二、多项选择题：（本题共4小题，每小题4分，共16分。

每小题有多个选项符合题目要求。

全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

）
9．如图所示，细绳的一端悬于O点，另一端系一小球，在O点正下方有一钉子，现在使得小球由高处摆下，当绳摆到竖直位置时与钉子相碰，则绳碰钉子前、后瞬间相比（不计空气阻力）（）
A．小球的线速度变大B．小球的角速度变大
C．小球的向心加速度减小D．绳子的拉力变大
10．如图，A、B、C三个物体放在匀速旋转的平台上，最大静摩擦因数均为μ，已知A的质量为2m，B、C 的质量均为m，A、B离轴距离均为R，C距离轴为2R，则（）
A．物体与平台保持相对静止时，物体A和B的向心加速度大小相等
B．物体与平台保持相对静止时，物体B的摩擦力最小
C．若平台转速缓慢增加，B比A先滑动
D．若平台转速缓慢增加，C和A同时开始滑动
11．新一代载人运载火箭的研制将使我国具备在2030年前载人登陆月球的能力，若在将来某次登月过程中，先将一个载人飞船送入环月球圆轨道Ⅲ，飞船绕月球运行多圈后，然后经点火使其沿椭圆轨道Ⅱ运行，最后再次点火将飞船送入圆轨道Ⅰ，轨道Ⅰ、Ⅱ相切于Q 点，轨道Ⅱ、Ⅲ相切于P 点，下列说法正确的是（ ）
A ．飞船在P 点应点火加速使飞船从轨道Ⅲ进入轨道Ⅱ
B ．飞船在Q 点的加速度大于在P 点的加速度
C ．飞船在轨道Ⅰ上的角速度大于在轨道Ⅲ上的角速度
D ．飞船从轨道Ⅱ上的P 点运动到Q 点的过程中，速度逐渐减小
12．如图甲所示，轻弹簧左端固定在竖直墙上，初始时处于自然状态，右端在P 点，某时刻一质量为3kg 的物块A 沿粗糙的水平面以一定初速度向左滑向轻弹簧，从开始运动到弹簧压缩至最短的过程中，物块速度的平方随位移的变化规律如图乙所示。

已知弹簧的弹性势能表达式2P 1
()2
E k l =
∆，其中l ∆为弹簧形变量，取重力加速210m/s =g .下列说法正确的是（ ）
A ．物块A 与地面间的动摩擦因数为0.5
B ．此过程中弹簧的最大弹性势能为22.5J
C ．弹簧的劲度系数45N/m k =
D ．物块A 被弹簧弹回至P 点时的动能为15J
第II 卷（非选择题 60分）
三、实验题(每空 3 分，共 18 分)
13．某同学利用如图所示的向心力演示器探究小球做匀速圆周运动向心力F n 的大小与小球质量m 、角速度ω和运动半径r 之间的关系。

如图此时连接皮带的两轮半径2A B R R =，图中两球距立柱转轴中心的距离
A B r r =，球1的质量和球2的质量相等。

（1）本实验采用的科学方法是_____________。

A ．理想实验法
B ．放大法
C ．等效替代法
D ．控制变量法 （2）在图示情景下转动手柄，要探究的是_____________。

A ．向心力的大小与半径的关系 B ．向心力的大小与角速度的关系 C ．向心力的大小与质量的关系
（3）在图示情景下转动手柄，则12:F F =_____________。

14．一艘宇宙飞船飞近某一新发现的行星，并进入靠近该行星表面的圆形轨道绕行数圈后，着陆在行星上。

宇宙飞船上备有以下实验仪器：
A ．物体一个
B ．天平一台（附砝码一套）
C ．精确秒表一只
D ．弹簧测力计一个 已知引力常量为G ，为测定该行星的质量M ，宇航员在绕行及着陆后各进行了一次测量。

（1）绕行时测量所用的仪器为______（用仪器的字母序号表示），绕行n 圈用时为t ，则绕行周期为______。

（2）着陆后测量所用的仪器为A 、B 、D ，所测物理量为物体质量m 、重力F 。

则该行星的质量表达式为 M ＝___________。

（用G 、F 、m 、t 、n 表示）
四、解答题(共 4 小题,共 42 分。

要求写出必要的文字说明和条理规范的步骤。

)
15．（9分）如图，一质量为0.1kg 的小球，用40cm 长的细绳拴住在竖直面内做圆周运动，（210m /s g =）
求：
（1）小球恰能通过圆周最高点时的速度多大？
（2）小球以3m/s 的速度通过圆周最高点时，绳对小球的拉力多大？ （3）当小球在圆周最低点时，绳的拉力为10N ，求此时小球的速度大小？
16．（9分）“MarsOne”研究所推出了2025年让志愿者登陆火星、建立人类聚居地的计划。

如果让小球从火星表面一定高度自由下落，测得它在第2s内的位移是6m，已知火星的半径约为地球半径的一半，地球表面10m/s，求：
的重力加速度g取2
（1）火星质量M火和地球质量M之比；
（2）火星的第一宇宙速度v火和地球第一宇宙速度v之比。

17．（10分）如图甲质量m=10kg的物体在拉力F作用下由静止开始沿着水平路面加速运动，5s后撤去拉力，物体运动的v-t图像如图乙所示，不计空气阻力，g=10m/s2，求：
（1）4s末物体所受合力的功率？
（2）撤去拉力后的运动过程中，摩擦力对物体做的功？
（3）加速过程中物体所受拉力的平均功率？
18．（14分）由相同材料的木板搭成的轨道如图所示，其中木板AB、BC、CD、DE、EF长均为L＝1.5 m，木板OA和其他木板与水平地面的夹角都为θ＝37°（sin37°＝0.6，cos37°＝0.8），一个可看成质点的物体质量为m，在木板OA上从图中离地高度h＝5.4m处由静止释放，物体与木板的动摩擦因数都为μ＝0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，在两木板交接处都用小曲面相连，使物体能顺利地经过，既不损失动能，也不会脱离轨道。

在运动过程中，重力加速度g取10m/s2，问：
（1）物体从O运动到A所用时间是多少？
（2）物体运动的总路程是多少？
（3）通过计算说明物体最终停在何处？
嘉祥一中2022-2023学年度第二学期期中考试
高一物理·参考答案及评分标准
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 D
A
C
C
B
C
C
B
BD
AB
BC
BCD
13. （1）D （3分） ；（2）B （3分） ；（3）1:4 （3分） 14. （1）C （3分）；tt
nn （3分） ； （2）
tt 4FF 3
16ππ4nn 4mm 3GG
（3分） ；
15. （1）当细线拉力为零时，有 2mv mg R = （2分）
解得2m/s v = （1分）
（2）小球在最高点时，根据牛顿第二定律得 20
v T mg m R
+= （2分）
解得 1.25N T = （1分）
（3）小球在最低点时，根据牛顿第二定律得 2
v T mg m R ′−= （2分）
代入数据解得6m/s v ′
= （1分）
16. （1）小球在火星上第2s 内的位移是6m ，则有2
22
1
116m 22
g t g t −=火
火 （1分） 解得
2
4m /s g =火 （1分）
物体在火星表面受到的重力近似等于万有引力，则有2
GMm
mg R =
（1分） 可得G
gR M 2
= （1分） 则火星质量M 火和地球质量M 之比为2
2
22
14121010g R R M G gR M R G
×
===火火火 （1分） （2）星球第一宇宙速度等于表面轨道卫星的运行速度，则有 （1分）
可得星球第一宇宙速度为v =（1分） 则火星与地球第一宇宙速度之比为v v
=火（2分）
17.（1）由图像可知前5s 内的加速度为212m/s a = 第4s 末的速度为118m /s v a t
′== （1分） 根据牛顿第二定律FF 合=mmaa 1=20NN （1分）
4s 末合力的功率为PP =FF 合vv =160WW （1分）
（2）撤去拉力后轮胎的加速度由图像可知加速度大小为2
25m/s a =
根据牛顿第二定律有ff =mmaa 2=50NN （1分） 5s 至7s 内位移为
2221
10m 2
x v t == （1分） 摩擦力做的功为WW =−ffxx 2=−500JJ （1分） （3）根据牛顿第二定律有1F f ma −=
代入数据得：F=70N （1分） 拉力F 作用的位移
1max 11
25m 2
x v t == （1分） 拉力F 做的功WW FF =FFxx 1=1750JJ （1分） 全过程中拉力的平均功率为PP =
WW FF tt 1
=350WW （1分）
18.（1）物体下滑的加速度为 aa =
mmmmmmmm nn θθ−μμmmmmmmmmmmθθ
mm
（1分）
设物体从静止运动到A 所用的时间为t ，由sin 37h °
＝12at 2
（2分） 代入数据得tt =3ss （1分）
（2）从物体开始运动到最终停下的过程中，设总路程为s ，由动能定理得
mgh －μmgs cos 37°＝0－0 （2分）
代入数据解得 s ＝ 13.5m （1分） （3）假设物体能到达B 点由动能定理
mmmm (ℎ−LL ssss ss 37°)−μμmmmm ccccss 37°(ℎ
mmmm nn 37°+L)=1
2mmvv BB
2
−0（2分） 得vv BB =√6>0，说明物体能通过B 点；
（1分） 假设物体能到达D 点由动能定理
mmmm (ℎ−LL ssss ss 37°)−μμmmmm ccccss 37°�
ℎssss ss 37°
+3LL�=12mmvv DD 2
−0（2分）
发现无解，说明物体到不了D 点；（1分）
又因为mg sin θ＞μmg cos θ说明物体不能静止在斜面上，故最终停在C 点。

（1分）。