精品解析：河南省郑州市第一中学2022-2023学年高一下学期期中考试物理试题

郑州一中2022∽2023学年下学期期中考试 25届 高一物理试题 说明： 1．本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）满分100分，考试时间90分钟。 2．将第Ⅰ卷的答案代表字母填（涂）在第Ⅱ卷的答题卡中。 第Ⅰ卷 （选择题，共48分） 一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分，其中1--8题为单选题，9--12题为多选题。 1. 在“金星凌日”的精彩天象中，观察到太阳表面上有颗小黑点缓慢走过，持续时间达六个半小时，那便是金星，如图所示。下面说法正确的是（　　） A. 地球在金星与太阳之间 B. 观测“金星凌日”时可将太阳看成质点 C. 以太阳为参考系，金星绕太阳一周位移不为零 D. 以太阳为参考系，可以认为金星是运动的 【答案】D 【解析】 【详解】A．“金星凌日”现象的成因是光的直线传播，当金星转到太阳与地球中间且三者在一条直线上时，金星挡住了沿直线传播的太阳光，人们看到太阳上的黑点实际上是金星，由此可知发生金星凌日现象时，金星位于地球和太阳之间，故A错误； B．观测“金星凌日”时，如果将太阳看成质点，无法看到“金星凌日”现象，故B错误； C．以太阳为参考系，金星绕太阳一周起点和终点重合，位移为零，故C错误； D．以太阳为参考系，可以认为金星是运动的，故D正确。 故选D。 2. 质点在三个恒力、、的共同作用下保持平衡状态，若突然撤去，而保持、不变，则质点（　　） A. 一定做匀变速运动 B. 一定做匀变速直线运动 C. 一定做非匀变速运动 D. 一定做曲线运动 【答案】A 【解析】 【详解】物体受到三个共点的恒力作用而处于平衡状态，当撤去某个恒力时，物体的合力与大小相等、方向相反，说明物体受到的合力恒定不变，加速度不变，物体做匀变速运动，若原来的与速度方向相反时，撤去后，物体的合力与速度方向相同，物体做匀加速直线运动； 若原来的与速度方向相同时，撤去后，物体的合力与速度方向相反，物体做匀减速直线运动； 若物体原来做匀速直线运动，而且原来的与速度不在同一直线上时，撤去后，物体的合力与速度方向不在同一直线上，则物体做匀变速曲线运动，故知物体可能做直线运动，也可能做曲线运动。 故选A。 3. 如图为某一皮带传动装置．主动轮的半径为r1，从动轮的半径为r2.已知主动轮做顺时针转动，转速为n1，转动过程中皮带不打滑．下列说法正确的是(　　) A. 从动轮做顺时针转动 B. 从动轮做逆时针转动 C. 从动轮边缘线速度大小为n1 D. 从动轮的转速为n1 【答案】B 【解析】 【详解】AB．主动轮沿顺时针方向转动时，传送带沿M→N方向运动，故从动轮沿逆时针方向转动，故A错误，B正确； CD．由ω＝2πn、v＝ωr可知 2πn1r1＝2πn2r2 解得 n2＝n1 从动轮边缘线速度大小 v＝2πn2r2＝2πn1r1 故CD错误． 故选B。 4. 汽车通过圆弧形拱桥顶端，当车的速度大小为10m/s时，车对桥面的压力是车重的，则当车对桥面的压力为零时，车的速度大小是（　　） A 15m/s B. 20m/s C. 25m/s D. 35m/s 【答案】B 【解析】 【详解】根据牛顿第二定律得 即 当支持力为零时有 解得 故B正确，ACD错误。 故选B。 5. 天文学家发现，三颗行星A、B、C绕着仙女座厄普西仑星做匀速圆周运动，如图所示，行星A周期为4.6170d，轨道半径为0.059AU（地球与太阳之间的距离），万有引力常数G已知，根据题中数据可得到（　　） A. 行星B的周期小于4.6170d B. 行星C的加速度大于行星A的加速度 C. 仙女座厄普西仑星的质量 D. 仙女座厄普西仑星的密度 【答案】C 【解析】 【详解】A．对行星有 整理有 由于行星B的轨道半径大于行星A的轨道半径，所以行星B的周期大于行星A的周期，即周期大于4.6170d，故A项错误； B．对行星有 整理有 由于行星C的轨道半径大于行星A的轨道半径，所以行星C的加速度大小小于行星A的加速度大小，故B项错误； C．对行星A有 整理有 由于行星A的轨道半径、引力常量G以及周期已知，所以仙女座厄普西仑星的质量可求，故C项正确； D．其仙女座厄普西仑星的密度有 由于仙女座厄普西仑星的半径未知，所以其密度无法求出，故D项错误。 故选C。 6. 质量为的物体P置于倾角为的固定光滑斜面上，轻细绳跨过光滑定滑轮分别连接着P与小车，P与滑轮间的细绳平行于斜面，小车以速率水平向右做匀速直线运动，当小车与滑轮间的细绳和水平方向成夹角时（如图所示），下列判断正确的是（重力加速度g）（　　） A. P的速率为 B. P的速率为 C. 绳的拉力大于 D. 绳的拉力小于 【答案】C 【解析】 【详解】AB．将小车速度沿绳和垂直绳方向分解为、，有 则有P的速率等于 故AB错误； CD．小车向右做匀速直线运动，随着减小，P的速率增大，则P沿斜面向上作加速运动，绳的拉力大于，故C正确，D错误。 故选C。 7. 如图所示，a、b两小球分别从半圆轨道顶端和斜面顶端以大小相等的初速度v0同时水平抛出，已知半圆轨道的半径与斜面竖直高度相等，斜面底边长是其竖直高度的2倍，若小球a能落到半圆轨道上，小球b能落到斜面上，则下列说法不正确的是 A. a球可能先落在半圆轨道上 B. b球可能先落在斜面上 C. 两球可能同时落在半圆轨道上和斜面上 D. a球可能垂直落在半圆轨道上 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】ABC．如图所示，将半圆轨道与斜面放在一起，交点为P，若抛出的速度合适小球落在P点，即两球同时落在半圆轨道和斜面上，若落在P点上方，则先落在斜面上，若落在P点下方，先落在半圆轨道上，所以ABC正确； D．小球的轨迹是抛物线，速度的反向延长线过水平位移的中点，若垂直打在半圆轨道上，速度反向延长线过圆心，而圆心不是水平位移的中点，所以a球不可能垂直打在半圆轨道上，故D错误。 本题不正确的选D。 8. 如图所示，某人从高出水平地面h的坡上水平击出一个质量为m的高尔夫球，由于受恒定的水平风力的作用，高尔夫球竖直落入距击球点水平距离为L的A穴，不计洞穴的深度，则下列说法正确的是　　 A. 球被击出后做平抛运动 B. 该球从被击出到落入A穴所用的时间为 C. 球被击出时的初速度大小为 D. 球被击出后受到的水平风力的大小为 【答案】C 【解析】 【详解】由于水平方向受到空气阻力，不是平抛运动，故A错误；竖直方向为自由落体运动，由，得到，因水平方向不是匀速直线运动，因此从被击出到落入A穴所用时间不能为，故B错误；由于球竖直地落入A穴，故水平方向为末速度为零匀减速直线运动，根据运动学公式，有；；解得，故C正确；水平方向分运动为末速度为零匀减速直线运动，由运动学公式：；；由牛顿第二定律：，由上述各式可解得，故D错误；故选C． 【点睛】本题关键将实际运动分解为水平方向的匀减速直线运动和竖直方向的自由落体运动，根据运动学公式和牛顿第二定律列式求解，注意水平方向不是匀速直线运动，与平抛运动的水平方向运动区别开来. 9. 关于行星的运动，下列说法正确的是（ ） A. 牛顿研究了第谷的行星观测记录，得出了行星运动定律 B. 所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳在椭圆的中心 C. 同一行星沿椭圆轨道绕太阳运动，靠近太阳时速度增大，远离太阳时速度减小 D. 开普勒第三定律中的常数k与行星无关，与太阳有关 【答案】CD 【解析】 【详解】A．开普勒研究了第谷的行星观测记录，得出了行星运动定律，A错误； B．所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳在椭圆的一个焦点上，B错误。 C．由开普勒行星第二定律可知，行星在靠近太阳时速度增大，远离时速度减小，故C正确； D．开普勒第三定律中的常数从与中心天体的质量有关，与环绕卫星无关，故D正确。 故选CD 10. 小河宽为，河水中各点水流速度与各点到较近河岸的距离成正比，，，x是河中各点到较近河岸的距离。小船船头始终垂直于河岸渡河，小船在静水中的速度为，则下列说法中正确的是（　　） A. 小船渡河时的轨迹是直线 B. 小船到达距河岸处时，船的速度大小为 C. 小船渡河时的轨迹是曲线 D. 小船到达距河岸处时，船的速度大小为 【答案】BC 【解析】 【详解】AC．小船的速度为沿船头指向和顺水流方向的两个分运动的分速度的矢量和，而两个分速度垂直，故当顺水流方向的分速度最大时，合速度最大，合速度的方向随顺水流方向的分速度的变化而变化，故小船到达河中心时速度最大，且运动轨迹为曲线，故A错误，C正确； B．小船到达距离河岸处时，水的速度为 则船的速度为 故B项正确； D．小船到达距离河岸处时，其距离较近的河岸的距离为，水的速度为 则船的速度为 故D项错误。 故选BC。 11. 如图，有一竖直放置在水平地面上光滑圆锥形漏斗，圆锥中轴线与母线的夹角为。可视为质点的小球、B在不同高度的水平面内沿漏斗内壁做同方向的匀速圆周运动，两个小球的质量，，若、B两球轨道平面距圆锥顶点的高度分别为和，图示时刻两球刚好在同一条母线上，下列说法正确的是（　　） A. 球A和球B的向心加速度大小分别为和 B 两球所受漏斗支持力大小之比与其所受向心力大小之比相等 C. 球A和球B的线速度大小之比为4：1 D. 从图示时刻开始，球B每旋转两周与球A在同一根母线上相遇一次 【答案】BD 【解析】 【详解】A. 小球只受重力与支持力，两个力合力提供向心力，由几何关系可知 所以球A和球B的向心加速度大小均为，故A错误； B. 由受力分析，结合几何关系可知 所以两球所受漏斗支持力大小之比等于两球的重力之比，两球所受漏斗支持力大小之比又等于其所受向心力大小之比，故B正确； C. 因为两球的向心力等于重力，所以 由图中的几何关系可知 所以球A和球B的线速度大小之比为2：1，故C错误； D. 由匀速圆周运动的角速度公式 结合两者的半径关系 可知两者的角速度关系为 小球B每转两圈，小球A转一圈，所以从图示时刻开始，球B每旋转两周会与球A在同一根母线上相遇一次，故D正确。 故选BD。 12. 如图所示，在匀速转动的水平圆盘上，沿半径方向放着用水平细线相连的质量相等的两个物体A和B，它们分居圆心两侧，质量均为，与圆心距离分别为，，与盘间的动摩擦因数相同，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时，下列说法正确的是（　　） A. 此时绳子张力为 B. 此时圆盘的角速度为 C. 此时A所受摩擦力方向沿半径指向圆外 D. 若此时烧断绳子，A仍相对盘静止，B将做离心运动 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．两物体角速度相同，所以B所受向心力比A大，当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时，B有背离圆心的离心趋势，A有指向圆心的近心趋势。设此时绳子的张力大小为，圆盘的角速度为，分别对A、B应用牛顿第二定律有 解得 ， 故A错误，B正确； C．此时A有指向圆心的近心趋势，所受摩擦力方向沿半径指向圆外，故C项正确； D．A、B以角速度做匀速圆周运动时所需的向心力大小分别为 ， 若此时烧断绳子，A、B所受最大静摩擦力均不足以提供向心力，所以A、B都将做离心运动，故D项错误。 故选BC。 第Ⅱ卷 （非选择题，共52分） 二、实验题：本题共1小题，共10分。 13. 为了探究物体做平抛运动的规律，某同学设计了下面一个实验。 （1）如图甲所示，OD为一竖直木板，小球从斜槽上挡板处由静止开始运动，离开O点后做平抛运动，右侧用一束平行光照射小球，小球在运动过程中便在木板上留下影子。如图甲是用频闪照相机拍摄的小球在运动过程中的位置以及在木板上留下的影子的位置，如图中A、B、C、D点。 现测得各点到点的距离分别为5.0cm、19.8cm、44.6cm、79.0cm。分析数据可知在误差允许范围内小球在竖直方向做______运动且加速度大小为______m/s2。（已知照相机的闪光频率为10Hz）（保留3位有效数字） （2）若将平行光改为沿竖直方向，小球在运动过程中会在地面上留下影子，如图乙所示，用频闪照相机拍摄的影子的位置如图中的O´、A´、B´、C´、D´点。现测得各点到O´点的距离分别为19.6cm、39.3cm、59.1cm、79.1cm，由影子的运动情况可知在误差允许范围内小球在水平方向做______运动，平抛初速度为______。（保留3位有效数字） 【答案】（1） ①. 匀加速直线 ②. 9.85 （2） ①. 匀速直线 ②. 1.98 【解析】 【小问1详解】 [1]依题意，可得 可知 即在误差允许范围内 小球在竖直方向做匀加速直线运动。 [2]木板上相邻影子的时间间隔为 由逐差法，可得 【小问2详解】 [1]依题意，可得 ，，， 可知在误差允许范围内 小球在水平方向做匀速直线运动。 [2]平抛初速度为 三、计算题：本题共4小题，共42分。 14. 某学校物理兴趣小组的同学学习了圆周运动知识后，想到可以使用学到的知识测量平衡车的速度并进行相关实验探究，他们带着一辆车轮半径为的平衡车和一辆车轮半径为的自行车到了学校操场上，在平衡车车轮和自行车车轮上固定可测量圈数的传感器。 （1）第一次操作，同学驾驶平衡车在操场跑道上做匀速直线运动，其他同学测出了在t的时间内平衡车车轮转过的圈数为，求平衡车车轮的角速度为多少？ （2）第二次操作，同学驾驶平衡车，B同学骑自行车，都匀速骑行，在相同时间内平衡车车轮转过的圈数是自行车车轮转过的圈数的3倍，则平衡车与自行车前进速度大小之比为多少？ （3）第三次操作，同学驾驶平衡车，B同学骑自行车，两同学从百米跑道起点出发，快到终点冲刺时并驾齐驱，求冲刺阶段平衡车与自行车车轮边缘上某点平均向心加速度大小之比为多少？ 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 该同学的转速为 由角速度与转速的关系有 【小问2详解】 由于在相同时间内平衡车车轮转过的圈数是自行车车轮转过的圈数的3倍，所以自行车的角速度 由角速度与线速度的关系有 所以速度之比为 【小问3详解】 由于快到终点冲刺时并驾齐驱，所以两者的线速度大小相等，由于 所以 15. 如图所示，长度为L=0.4m的轻绳，系一小球在竖直平面内做圆周运动，小球的质量为m=0.5kg，半径不计，g取10m/s2，已知最高点与最低点速度大小满足以下关系式：。 （1）求小球刚好通过最高点时的速度大小； （2）当小球通过最高点时的速度大小为时，求小球运动到最低点时绳的拉力大小； （3）若轻绳能承受的最大拉力为，求小球能做完整圆周运动时在最高点的最大速度。 【答案】（1）2m/s （2）36.25N （3）4m/s 【解析】 【小问1详解】 小球刚好通过最高点时，重力恰好提供向心力，有 解得 【小问2详解】 小球通过最高点时的速度大小为时，由最高点到最低点 在最低点拉力和重力的合力提供向心力，有 联立，解得 【小问3详解】 分析可知小球通过最低点时绳张力最大，在最低点由牛顿第二定律得 将代入，解得 再代入 即小球在最高点速度的最大值是。 16. 如图甲所示，汽车以的速度在水平路面上匀速行驶，汽车后壁货架上放有一货物（可视作质点），架高。由于前方事故，突然急刹车，汽车轮胎抱死，货物从架上落下、已知该型号汽车在所在路面行驶时刹车痕s（即刹车距离）与刹车前车速的关系如图乙抛物线所示，忽略货物与架子间的摩擦及空气阻力，取。求： （1）汽车刹车过程中的加速度多大； （2）货物在车厢底板上落点距车后壁的距离。 【答案】（1） （2）1.5m 【解析】 【小问1详解】 汽车以速度v刹车，匀减速到零，刹车距离为，有 结合题图，将，带入，解得 【小问2详解】 刹车后货物做平抛运动，竖直方向有 水平方向有 汽车刹车有 解得 所以货物落到车上时，汽车已经停止运动，对汽车有 则货物往前走了 货物在车厢底板上落点距车后壁的距离为1.5m。 17. 如图所示，某星球水平地面上，固定放置一个直角三角形斜面AB，斜面的倾角，顶点A高。将小球从点以速度=10m/s水平抛出，恰好落在点，已知该星球半径，万有引力常数，求： （1）小球的飞行时间； （2）该星球表面重力加速度； （3）该星球的平均密度。 【答案】（1）s （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 研究水平方向运动，有 tan= 解得 s 【小问2详解】 根据竖直方向的运动规律可知 解得 【小问3详解】 根据万有引力定律可得 星球密度 联立解得 第1页/共1页 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P速率为 B. P的速率为 C. 绳的拉力大于 D. 绳的拉力小于 7. 如图所示，a、b两小球分别从半圆轨道顶端和斜面顶端以大小相等的初速度v0同时水平抛出，已知半圆轨道的半径与斜面竖直高度相等，斜面底边长是其竖直高度的2倍，若小球a能落到半圆轨道上，小球b能落到斜面上，则下列说法不正确的是 A. a球可能先落在半圆轨道上 B. b球可能先落在斜面上 C. 两球可能同时落在半圆轨道上和斜面上 D. a球可能垂直落在半圆轨道上 8. 如图所示，某人从高出水平地面h的坡上水平击出一个质量为m的高尔夫球，由于受恒定的水平风力的作用，高尔夫球竖直落入距击球点水平距离为L的A穴，不计洞穴的深度，则下列说法正确的是　　 A. 球被击出后做平抛运动 B. 该球从被击出到落入A穴所用的时间为 C. 球被击出时的初速度大小为 D. 球被击出后受到的水平风力的大小为 9. 关于行星的运动，下列说法正确的是（ ） A. 牛顿研究了第谷的行星观测记录，得出了行星运动定律 B. 所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳在椭圆的中心 C. 同一行星沿椭圆轨道绕太阳运动，靠近太阳时速度增大，远离太阳时速度减小 D. 开普勒第三定律中的常数k与行星无关，与太阳有关 10. 小河宽为，河水中各点水流速度与各点到较近河岸的距离成正比，，，x是河中各点到较近河岸的距离。小船船头始终垂直于河岸渡河，小船在静水中的速度为，则下列说法中正确的是（　　） A. 小船渡河时的轨迹是直线 B. 小船到达距河岸处时，船的速度大小为 C. 小船渡河时的轨迹是曲线 D. 小船到达距河岸处时，船的速度大小为 11. 如图，有一竖直放置在水平地面上光滑圆锥形漏斗，圆锥中轴线与母线的夹角为。可视为质点的小球、B在不同高度的水平面内沿漏斗内壁做同方向的匀速圆周运动，两个小球的质量，，若、B两球轨道平面距圆锥顶点的高度分别为和，图示时刻两球刚好在同一条母线上，下列说法正确的是（　　） A. 球A和球B的向心加速度大小分别为和 B. 两球所受漏斗支持力大小之比与其所受向心力大小之比相等 C. 球A和球B的线速度大小之比为4：1 D. 从图示时刻开始，球B每旋转两周与球A在同一根母线上相遇一次 12. 如图所示，在匀速转动的水平圆盘上，沿半径方向放着用水平细线相连的质量相等的两个物体A和B，它们分居圆心两侧，质量均为，与圆心距离分别为，，与盘间的动摩擦因数相同，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时，下列说法正确的是（　　） A. 此时绳子张力为 B. 此时圆盘的角速度为 C. 此时A所受摩擦力方向沿半径指向圆外 D. 若此时烧断绳子，A仍相对盘静止，B将做离心运动 第Ⅱ卷 （非选择题，共52分） 二、实验题：本题共1小题，共10分。 13. 为了探究物体做平抛运动规律，某同学设计了下面一个实验。 （1）如图甲所示，OD为一竖直木板，小球从斜槽上挡板处由静止开始运动，离开O点后做平抛运动，右侧用一束平行光照射小球，小球在运动过程中便在木板上留下影子。如图甲是用频闪照相机拍摄的小球在运动过程中的位置以及在木板上留下的影子的位置，如图中A、B、C、D点。 现测得各点到点的距离分别为5.0cm、19.8cm、44.6cm、79.0cm。分析数据可知在误差允许范围内小球在竖直方向做______运动且加速度大小为______m/s2。（已知照相机的闪光频率为10Hz）（保留3位有效数字） （2）若将平行光改为沿竖直方向，小球在运动过程中会在地面上留下影子，如图乙所示，用频闪照相机拍摄的影子的位置如图中的O´、A´、B´、C´、D´点。现测得各点到O´点的距离分别为19.6cm、39.3cm、59.1cm、79.1cm，由影子的运动情况可知在误差允许范围内小球在水平方向做______运动，平抛初速度为______。（保留3位有效数字） 三、计算题：本题共4小题，共42分。 14. 某学校物理兴趣小组的同学学习了圆周运动知识后，想到可以使用学到的知识测量平衡车的速度并进行相关实验探究，他们带着一辆车轮半径为的平衡车和一辆车轮半径为的自行车到了学校操场上，在平衡车车轮和自行车车轮上固定可测量圈数的传感器。 （1）第一次操作，同学驾驶平衡车在操场跑道上做匀速直线运动，其他同学测出了在t的时间内平衡车车轮转过的圈数为，求平衡车车轮的角速度为多少？ （2）第二次操作，同学驾驶平衡车，B同学骑自行车，都匀速骑行，在相同时间内平衡车车轮转过的圈数是自行车车轮转过的圈数的3倍，则平衡车与自行车前进速度大小之比为多少？ （3）第三次操作，同学驾驶平衡车，B同学骑自行车，两同学从百米跑道起点出发，快到终点冲刺时并驾齐驱，求冲刺阶段平衡车与自行车车轮边缘上某点平均向心加速度大小之比为多少？ 15. 如图所示，长度为L=0.4m的轻绳，系一小球在竖直平面内做圆周运动，小球的质量为m=0.5kg，半径不计，g取10m/s2，已知最高点与最低点速度大小满足以下关系式：。 （1）求小球刚好通过最高点时速度大小； （2）当小球通过最高点时的速度大小为时，求小球运动到最低点时绳的拉力大小； （3）若轻绳能承受的最大拉力为，求小球能做完整圆周运动时在最高点的最大速度。 16. 如图甲所示，汽车以的速度在水平路面上匀速行驶，汽车后壁货架上放有一货物（可视作质点），架高。由于前方事故，突然急刹车，汽车轮胎抱死，货物从架上落下、已知该型号汽车在所在路面行驶时刹车痕s（即刹车距离）与刹车前车速的关系如图乙抛物线所示，忽略货物与架子间的摩擦及空气阻力，取。求： （1）汽车刹车过程中加速度多大； （2）货物在车厢底板上落点距车后壁的距离。 17. 如图所示，某星球水平地面上，固定放置一个直角三角形斜面AB，斜面的倾角，顶点A高。将小球从点以速度=10m/s水平抛出，恰好落在点，已知该星球半径，万有引力常数，求： （1）小球的飞行时间； （2）该星球表面重力加速度； （3）该星球的平均密度。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$