2022-2023学年海南省三沙市高一（下）期中物理试卷（含解析）

2022-2023学年三沙市高一（下）期中物理试卷
第I卷（选择题）
一、单选题（本大题共8小题，共32分）
1. 如图所示，一块橡皮用细线悬挂于点，用铅笔靠着线的左侧水平向右匀速移动，运动中始终保持悬线竖直。则在铅笔匀速运动的过程中，橡皮运动的速度( )
A. 大小和方向均不断改变
B. 大小和方向均始终不变
C. 大小始终不变，方向不断改变
D. 大小不断改变，方向始终不变
2. 地下车库为了限制车辆高度，现已采用如图所示曲杆道闸。道闸总长，由相同长度的转动杆与横杆组成。，为横杆的两个端点，道闸工作期间，横杆始终保持水平，转动杆绕点匀速转动过程中，下列说法正确的是( )
A. 点加速度大小一直在变 B. 点的加速度不变
C. 点的运动轨迹为一条直线 D. 杆上各点的角速度均相等
3. 如图是一次卫星发射过程，先将卫星发射进入绕地球的较低圆形轨道Ⅰ，然后在点使卫星进入椭圆形的转移轨道Ⅱ，再在椭圆轨道的远地点使卫星进入同步轨道Ⅲ，则下列说法正确的是( )
A. 卫星在轨道Ⅰ的速率小于卫星在轨道Ⅲ的速率
B. 卫星运动到轨道Ⅱ的点时，需加速才可进入轨道Ⅲ
C. 卫星运动到轨道Ⅰ的点时，需减速才可进入轨道Ⅱ
D. 卫星在轨道Ⅰ的周期大于卫星在轨道Ⅲ的周期
4. 如图所示，平面直角坐标系与水平面平行，在光滑水平面上一做匀速直线运动的质点以速度通过坐标原点，与此同时给质点加上沿轴正方向的恒力和沿轴正方向的恒力，则此后( )
A. 质点一定做直线运动 B. 质点一定做曲线运动
C. 质点可能做直线运动，也可能做曲线运动 D. 质点的速度可能不变
5. 年月，中国航天员翟志刚、王亚平、叶光富在离地球表面约的“天宫二号”空间站上通过天地连线，为同学们上了一堂精彩的科学课。通过直播画面可以看到，在近地圆轨道上飞行的“天宫二号”中，航天员可以自由地漂浮，这表明他们( )
A. 所受地球引力的大小近似为零
B. 所受地球引力与飞船对其作用力两者的合力近似为零
C. 所受地球引力的大小与其随飞船运动所需向心力的大小近似相等
D. 在地球表面上所受引力的大小小于其随飞船运动所需向心力的大小
6. 如图所示，轴在水平地面上，轴在竖直方向图中画出了从轴上沿轴正方向水平抛出的三个小球、和的运动轨迹不计空气阻力，下列说法正确的是( )
A. 和的初速度大小之比为 B. 和在空中运动的时间之比为
C. 和在空中运动的时间之比为 D. 和的初速度大小之比为
7. 体育课上，身材、体重完全相同的甲、乙两位同学比赛跳高，甲同学采用跨越式，乙同学采用背越式，如图所示。两同学的成绩相同，若不计空气阻力，下列说法正确的是( )
A. 甲同学跳高过程中克服重力做的功较多 B. 离地这一瞬间，地面对甲同学做功较多
C. 乙同学腾空过程经历的时间比甲的长 D. 乙同学上升过程重力的平均功率比甲的大
8. 如图所示，甲、乙两船在同一河岸边、两处，两船船头方向与河岸均成角，且恰好对准对岸边点。若两船同时开始渡河，经过一段时间，同时到达对岸，乙船恰好到达正对岸的点．若河宽、河水流速均恒定，两船在静水中的划行速率恒定，不影响各自的航行，下列判断正确的是( )
A. 两船在静水中的划行速率不同
B. 甲船渡河的路程有可能比乙船渡河的路程小
C. 两船同时到达点
D. 河水流速为
二、多选题（本大题共4小题，共20分）
9. 汽车在弯道转弯时，需减速慢行，否则会有发生侧翻的危险，这是汽车发生离心运动导致的关于离心运动，下列说法正确的是( )
A. 离心运动对人的生活生产都是有害的
B. 物体发生离心运动时，其所受合力一定为零
C. 物体发生离心运动，是由于所受合外力不足以提供向心力导致的
D. 若物体所能提供的最大向心力、运动半径不变，则角速度越大，越可能发生离心运动
10. 在一光滑水平面内建立平面直角坐标系，一物体从时刻起，由坐标原点开始运动，其沿轴和轴方向运动的速度时间图像如图甲、乙所示，下列说法中正确的是( )
A. 内物体沿轴做匀变速直线运动
B. 末物体速度为
C. 末物体坐标为
D. 内物体继续做匀加速直线运动，但加速度沿轴方向
11. 如图所示，物体，的质量相等，与地面的动摩擦因数也相等，在大小相等的力和的作用下，在水平面上移动相等的距离，则( )
A. 、所做的功相等 B. 两物体受到的摩擦力做的功相等
C. 支持力对物体做的功相等 D. 合外力对物体做的功相等
12. 如图所示，在水平地面上点的正上方高处，将球以初速度水平向右抛出，同时在地面上点处将球以初速度竖直向上抛出，在球上升到最高点时恰与球相遇，不计空气阻力，则两球在这段过程中( )
A. 都做变加速运动 B. 速度变化量的大小相等
C. 相遇点在点上方处 D. 相遇点在点上方处
第II卷（非选择题）
三、实验题（本大题共2小题，共16分）
13. 在做“研究平抛运动”的实验时，
让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画出小球做平抛运动的轨迹，为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，将你认为正确的选项前面的字母填在横线上______ ．
A.通过调节使斜槽的末端保持水平
B.每次释放小球的位置必须不同
C.每次必须由静止释放小球
D.将小球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将各点连接成折线
实验时，已备有下列器材：白纸、图钉、平板、铅笔、弧形斜槽、小球、刻度尺、铁架台，还需要下列器材中的______ 请填写器材前的字母．
A.秒表 重锤线 天平 测力计
甲乙两位同学在实验中，让小球多次从斜槽上滚下，在白纸上依次记下小球的位置，得到的记录纸分别如图所示，从图中可知甲的错误是______ ；乙的错误是______ ．
14. 如图所示，是探究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系的实验装置图，转动手柄，可使变速轮塔和以及长槽和短槽随之匀速转动．皮带分别套在轮塔和上的不同圆盘上，可使两个槽内的小球、分别以不同的角速度做匀速圆周运动．小球做圆周运动的向心力由横臂的挡板对小球的压力提供，球对挡板的反作用力，通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上露出的红白相间的等分格显示出两个球所受向心力的比值．那么：
现将两小球分别放在两边的槽内，为了探究小球受到的向心力大小和角速度的关系，下列说法中正确的是______．
A.在小球运动半径相等的情况下，用质量相同的小球做实验
B.在小球运动半径相等的情况下，用质量不同的小球做实验
C.在小球运动半径不等的情况下，用质量不同的小球做实验
D.在小球运动半径不等的情况下，用质量相同的小球做实验
在该实验中应用了______选填“理想实验法”、“控制变量法”、“等效替代法”来探究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系．
当用两个质量相等的小球做实验，且左边小球的轨道半径为右边小球的倍时，转动时发现右边标尺上露出的红白相间的等分格数为左边的倍，那么，左边轮塔与右边轮塔之间的角速度之比为______．
五、计算题（本大题共3小题，共32分）
15. 如图所示，在动摩擦因数为的粗糙水平面上放着一个质量为的木箱，拉力与水平方向成角，木箱从静止开始运动，，取求：
在此过程中拉力所做的功
在此过程中摩擦所做的功
在此过程中拉合外力所做的功
16. 一列高速动车总质量为，列车所有电机的总额定功率为。假设列车在水平轨道上行驶时，列车受到的阻力是车重的倍且保持不变，取，求：
若列车从静止开始，保持的加速度做匀加速运动，则该过程最多保持到多大速度？
若接下来列车保持额定功率继续加速，当行驶速度达到时，列车的瞬时加速度是多少？
最终列车的最大速度是多少？
17. 如图所示，在距地面高为处，有一小球以初速度水平抛出，与此同时，在的正下方有一物块由静止开始在水平恒力的作用下同方向滑出，已知物体的质量为，，、均可看成质点，假设水平面光滑、空气阻力不计，，求：
球从抛出到落地的时间；
球从抛出到落地这段时间内的水平位移；
球落地时，、之间的距离。
答案和解析
1.【答案】
【解析】解：橡皮在水平方向匀速运动，由于橡皮向右运动的位移一定等于橡皮向上的位移，故在竖直方向以相等的速度匀速运动，根据平行四边形定则，可知合速度也是一定的，故合运动是匀速直线运动；故ACD错误，B正确
故选：。
橡皮参加了两个分运动，水平向右匀速移动，同时，竖直向上匀速运动，实际运动是这两个运动的合运动，根据平行四边形定则可以求出合速度。
本题关键是先确定水平方向和竖直方向的分运动，然后根据合运动与分运动的等效性，由平行四边形定则求出合速度。
2.【答案】
【解析】解：、转动杆绕点匀速转动过程中，横杆始终保持水平，两个端点相对静止，因此端点做匀速圆周运动，加速度大小不变，故A错误；
B、点做匀速圆周运动，加速度大小不变，方向指向圆心，时刻改变，故B错误；
C、根据前面选项分析，点做匀速圆周运动。故C错误；
D、根据前面选项分析，转动杆上各点属于共轴传动，角速度相等，故D正确。
故选：。
匀速圆周运动的向心加速度大小不变，方向改变；杆属于共轴传动，角速度相等。
本题考查匀速圆周运动的基础知识，解题关键是合理建立模型。属于基础简单题目。
3.【答案】
【解析】
【分析】
在圆轨道上运动，根据万有引力提供向心力，得出线速度与轨道半径的关系，从而比较出速度的大小。在近地圆轨道加速，做离心运动而做椭圆运动，在远地点，需再次加速，使得万有引力等于向心力，进入同步轨道。根据变轨的原理比较速度的大小。
解决本题的关键知道变轨的原理，以及掌握万有引力提供向心力，并能灵活运用，同时理解离心运动的条件，及开普勒定律的内容。
【解答】
A、根据得知同步轨道的半径大于近地轨道的半径，则卫星在轨道Ⅰ的速率大于卫星在轨道Ⅲ的速率。故A错误；
B、卫星从轨道Ⅱ上的点需加速，使得万有引力等于需要的向心力，进入轨道Ⅲ，故B正确；
C、卫星从近地圆轨道上的点需加速，使得万有引力小于需要的向心力，进入椭圆转移轨道Ⅱ，故C错误；
D、根据开普勒第三定律，可知，轨道半径或椭圆的半长轴越大的，周期越大，因此卫星在轨道Ⅰ的周期小于卫星在轨道Ⅲ的周期，故D错误；
故选B。
4.【答案】
【解析】解：
若，则合力方向与速度方向在同一条直线上，物体做直线运动；
若，则合力方向与速度方向不在同一条直线上，合力偏向于速度方向下侧，则质点向轴一侧做曲线运动；
若，则合力方向与速度方向不在同一条直线上，合力偏向于速度方向上侧，质点向轴一侧做曲线运动．故C正确，、、D错误．
故选：．
5.【答案】
【解析】解：航天员在空间站中所受万有引力完全提供做圆周运动的向心力，飞船对其作用力等于零，故C正确，AB错误；
D.根据万有引力公式
可知在地球表面上所受引力的大小大于在飞船所受的万有引力大小，因此地球表面引力大于其随飞船运动所需向心力的大小，故D错误。
故选：。
空间站在轨道上绕地球做匀速圆周运动，宇航员在空间站中随空间站一起做绕地圆周运动，万有引力完全提供做圆周运动的向心力；根据万有引力公式分析在飞船轨道上向心力和地球表面的引力大小。
本题以“天宫二号”空间站直播授课为背景考查人造卫星运行问题，解题关键要分析清楚空间站的运动，知道航天器在轨道上绕地球做匀速圆周运动时万有引力提供向心力。
6.【答案】
【解析】解：、根据可知和在空中运动的时间之比为：；根据可知和的初速度大小之比为：，故AB错误；
、根据可知和在空中运动的时间之比为：；根据可知和的初速度大小之比为：，故C正确，D错误；
故选：。
平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，根据水平位移和竖直位移的大小求出运动的时间以及初速度之比。
解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，知道平抛运动的时间由高度决定，初速度和时间共同决定水平位移。
7.【答案】
【解析】
【分析】
根据重力做功分析重力做功；甲同学重心上升的位移较大，所以甲同学腾空过程用时较长；根据平均功率公式分析解答。
本题主要考查重力做功公式、平均功率等知识点。
【解答】
两同学的质量相等，甲同学是跨越式，重心上升的位移较大，所以甲同学克服重力做功较多，离地速度较大，腾空过程经历的时间较长，故A正确、C错误；
B.离地瞬间，地面对人不做功，故B错误；
D.设甲同学的起跳速度为，在上升过程中，重力的平均功率，而乙同学的起跳速度较小，故乙同学上升过程重力的平均功率较小，故D错误。
故选A。
8.【答案】
【解析】
【分析】
小船过河的速度为船在静水中的速度垂直河岸方向的分速度，故要求过河时间需要将船速分解为沿河岸的速度和垂直河岸的速度；要求两船相遇的地点，需要求出两船之间的相对速度，即它们各自沿河岸的速度的和。
本题考查了运动的合成与分解，相对速度，小船过河问题，注意过河时间由垂直河岸的速度与河宽决定。
【解答】
A.由题意可知，两船渡河的时间相等，两船沿垂直河岸方向的分速度相等，由知两船在静水中的划行速率相等，选项A错误；
B.乙船沿到达点，可见河水流速方向沿方向，可见甲船不可能到达到正对岸，甲船渡河的路程较大，选项B错误；
D.根据速度的合成与分解，，而，得，选项D错误；
C.由于甲船沿方向的位移大小，可见两船同时到达点，选项C正确。
故选：。
9.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查的是离心现象的应用及生活中汽车发生离心运动的现象
物体做圆周运动时就需要外界提供向心力，当外界所提供的向心力消失或不够时，物体将做离心运动．根据离心运动的定义及本质，分析采取的措施是为了应用离心运动即可．
【解答】
A、离心运动对人的生活生产有害有利，如离心机对人有利，选项A错误
、物体发生离心运动，是由于所受合外力不足以提供向心力，但合外力不一定为零，选项B错误，C正确
D、若物体所能提供的最大向心力、运动半径不变，由知，角速度越大，越可能发生离心运动，选项D正确．

10.【答案】
【解析】解：内，物体在轴方向速度为零，在轴方向做匀加速直线运动，内物体沿轴做匀变速直线运动，故A正确；
B、末物体速度为，，所以，故B正确；
C、内，物体沿轴的分位移，物体沿轴的分位移，所以末物体坐标为，故C正确；
D.在后内，物体在轴方向做匀速直线运动，轴方向做匀加速直线运动，根据运动的合成得知，物体做匀变速曲线运动，加速度沿轴方向，故D错误。
故选：。
前内物体在轴方向没有速度，只有轴方向有速度，由图看出，物体在轴方向做匀加速直线运动，后内物体在和两个方向都有速度，方向做匀速直线运动，方向做匀加速直线运动，根据运动的合成分析物体的运动情况，然后再根据运动学公式分别求出内物体两个方向的坐标即可。
本题首先采用分解法来分析物体的运动情况，然后根据运动的合成法求解物体的速度和位移。
11.【答案】
【解析】
【分析】
根据受力分析比较各个力的大小，再通过，比较做功的大小，注意支持力不做功，结合合力做功的含义结合前面的分析即可判断。
本题考查恒力做功及合力做功的计算，要注意正确进行受力分析，根据功的公式分析力做功情况即可。
【解答】
A、由题意可知，两个力的大小相等，且与位移间的夹角相等，故两力做功一定相等，故A正确；
B、由于对物体有向下压的效果，而是向上提的效果，，可见地面对的支持力大于地面对的支持力，由于的摩擦因数相同，可知物体受到的摩擦力要大于受到的摩擦力；则克服摩擦力做功要多，故B错误；
C、支持力的方向与位移方向垂直，都不做功，所以支持力做功相等，故C正确；
D、由于重力与位移方向垂直，则重力对两个物体都不做功，可见合外力做功等于外力做功与摩擦力做功的代数和，由分析知，合外力对做功较少，故D错误。
12.【答案】
【解析】解：由于两个球都只受到重力的作用，都做匀变速运动，故A错误；
B.由可知，在相同时间内，它们速度变化量的大小相等，方向都竖直向下，故B正确；
球做平抛运动，竖直方向有
球竖直上抛，到最高点速度为零，则有
根据位移时间公式有：
由题意得
解得
所以相遇点在点上方处，故C正确，D错误。
故选：。
球做的是平抛运动，解决平抛运动的方法是把平抛运动分解到水平方向和竖直方向去研究，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动。球做的是竖直上抛运动，都只受重力，加速度均为，根据分析速度变化量的关系。由相遇时位移关系列式求得相遇的时间，再求相遇时球的位移。
平抛运动在水平方向是匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动。竖直上抛运动是一种匀减速直线运动，两者的加速度是一样的，都是重力加速度，要掌握它们的运动规律，并能熟练运用。
13.【答案】；
；
斜槽末端不水平；每次静止释放小球的位置不同
【解析】
【分析】
保证小球做平抛运动必须通过调节使斜槽的末端保持水平，因为要画同一运动的轨迹，必须每次释放小球的位置相同，且由静止释放，以保证获得相同的初速度，实验要求小球滚下时不能碰到木板平面，避免因摩擦而使运动轨迹改变，最后轨迹应连成平滑的曲线．根据实验的原理确定所需测量的物理量，从而确定所需的器材．
解决平抛实验问题时，要特别注意实验的注意事项．在平抛运动的规律探究活动中，不一定局限于课本实验的原理，要注重学生对探究原理的理解．
【解答】
解：、为了保证小球的初速度水平，斜槽的末端需水平．故A正确．
、为了保证小球做平抛运动的初速度相同，则每次从同一位置由静止释放小球．故B错误，C正确．
D、将球的位置记录在纸上后，取下纸，用平滑曲线相连．故D错误．
故选：．
在“研究平抛物体的运动”实验时，不需要小球的质量以及小球运动的时间，所以不需要秒表、天平和测力计，为了保证木板所在的平面竖直，需要重锤线．故选：．
甲图中，可以看出小球的初速度方向斜向上，实验错误是斜槽末端不水平；乙图中，小球运动的轨迹不重合，可知每次静止释放小球的位置不同．
故答案为：；；斜槽末端不水平，每次静止释放小球的位置不同．
14.【答案】；控制变量法； ：
【解析】解：根据知，要研究小球受到的向心力大小与角速度的关系，需控制小球的质量和半径不变．
故A正确，BCD错误．
由前面分析可知该实验采用的是控制变量法．
由知，故可知左边轮塔与右边轮塔之间的角速度之比为
故答案为：；控制变量法；：．
要探究小球受到的向心力大小与角速度的关系，需控制一些变量，即保持小球的质量、转动的半径不变．
该实验是采用的控制变量法．
由求解左边轮塔与右边轮塔之间的角速度之比。
本实验采用控制变量法，即要研究一个量与另外一个量的关系，需要控制其它量不变．
15.【答案】解：根据恒力做功的定义式得出在此过程中拉力所做的功
；
根据受力分析得出：，
，
；
合力做功为：。
【解析】本题是恒力做功的定义式和合力做功的求解，基础题目。
根据恒力做功的定义式得出在此过程中拉力所做的功；
根据受力分析先求出摩擦力大小，再根据恒力做功的定义式得出摩擦力做的功；
根据拉力做功和摩擦力做功之和等于合力做功。
16.【答案】高速动车总质量，总额定功率，
列车受到的阻力，
设列车的牵引力为，根据牛顿第二定律得，
解得，
列车做匀加速运动的最大速度：；
行驶速度达到时，
列车的牵引力，
根据牛顿第二定律得，列车的瞬时加速度；
当牵引力等于阻力时，列车的速度最大，则最终列车的最大速度：
。
【解析】当列车以恒定的加速度启动时，列车的速度在不断增大，同时列车的功率也在不断增大，当功率增加到额定功率时，发动机的牵引力开始减小，此时的速度为匀加速运动的最大速度；
发动机的功率不变，根据可以求得不同速度时的牵引力的大小，再根据牛顿第二定律可以求得此时列车的加速度的大小；
以恒定的功率行驶时，当牵引力和阻力大小相等时，列车的速度达到最大值。
本题考查的是汽车的启动方式，对于机车的两种启动方式：恒定加速度启动和恒定功率启动，同学们对于每种启动方式的运动过程一定要熟悉。
17.【答案】解：小球抛出后做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，则有
解得
小球在水平方向做匀速直线运动，则有
设物体的加速度为，根据牛顿第二定律可得
解得
小球与物体的运动具有同时性，球落地时，物体走的位移大小为
故A、之间的距离为
答：球从抛出到落地的时间为；
球从抛出到落地这段时间内的水平位移为；
球落地时，、之间的距离为。
【解析】根据平抛运动规律求出球从抛出到落地的时间和水平位移；
计算小球在落地过程中的水平位移，间距离即为在水平方向的位移差．
熟练掌握平抛运动的规律，是正确解题本题的前提，能根据牛顿运动定律求小球在水平面上的运动情况是正确解题的关键．
第15页，共16页