兖矿第一高级中学2022-2023学年高一下学期期中考试
物理试题
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。认真核对条形码上的姓名、考生号和座号，并将条形码粘贴在指定位置上。
2．选择题答案必须使用2B铅笔(按填涂样例)正确填涂；非选择题答案必须使用0.5mm黑色签字笔书写，字体工整，笔迹清楚。
3．请按照题号在各题目的答题区域内答题，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效；保持卡面清洁，不折叠、不破损。
一、单项选择题：本题共 8 小题，每小题 3 分，共 24 分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．关于匀速圆周运动，下列说法正确的是
A．线速度越大，角速度一定越大
B．匀速圆周运动是一种变加速运动
C．任意相等时间内通过的位移相等
D．做匀速圆周运动的物体处于平衡状态
2．假设有质量相等的A、B两颗地球卫星，已知地球半径为R，卫星A距地面高度为R，卫星B距地面高度为2R，卫星B受到地球的万有引力大小为F，则卫星A受到地球的万有引力大小为
A．F B．2F C．F D．4F
3．某景区有“二月二”赶庙会习俗，该节日民族活动很丰富，其中抛绣球是男女青年最喜欢的项目。假设某一青年女子在楼上将绣球水平抛出，抛出点离地4.5m，绣球质量0.8kg，在离地2.0m处被一男青年抢到。取重力加速度g=10m/s2，从绣球被抛出至被抢到的过程中，下列说法正确的是
A．重力做功20J
B．重力势能减小36J
C．若以地面为参考平面，绣球被抢到时的重力势能为20J
D．若以抛出点为参考平面，绣球被抢到时的重力势能为－36J
4．如图为学员驾驶汽车在水平面上绕O点做匀速圆周运动的俯视示意图，已知质量为50 kg的学员在A点位置，质量为60 kg的教练员在B点位置，A点的转弯半径为6.0 m，B点的转弯半径为5.0 m，则学员和教练员（均视为质点）
运动周期之比为6:5
B. 运动线速度大小之比为1:1
C. 向心加速度大小之比为5:6
D. 受到的合力大小之比为1:1
5．如图，某火星探测器的发射过程简化如下：探测器从地球表面发射后，进入地火转移轨道，经过A点时变轨进入距离火星表面2R高的圆形轨道Ⅰ，在轨道Ⅰ上做匀速圆周运动，经过B点时再次变轨进入椭圆轨道Ⅱ，之后将变轨到近火星圆轨道Ⅲ做匀速圆周运动，经过一段时间最终在C点着陆，已知火星半径为R。下列说法正确的是
A．探测器在轨道Ⅰ、Ⅱ上的运动周期之比为
B．探测器在轨道Ⅰ、Ⅲ上的加速度大小之比为1∶9
C．探测器在地火转移轨道上经过A点时应加速实施变轨
D．探测器在轨道Ⅰ上运行速率小于在轨道Ⅱ上经过B点时的速率
6．一长为l的轻杆一端固定在水平转轴上，另一端固定一质量为m的小球，轻杆随转轴在竖直平面内做匀速圆周运动，小球在最高点A时，杆对小球的作用力恰好为零，重力加速度为g，则小球经过最低点B时，杆对小球的作用力的大小为
A．0 B．2mg C．3mg D．6mg
7．为了测量月球的各项数据，科学家设计了一装置，在月球表面用电磁铁吸住小球，启动装置后，电磁铁断电，小球自由下落，并开始计时，当小球经过光电门时停止计时。测出运动时间为t，经过光电门的速度为v0。已知月球半径为R，万有引力常量为G。则下列说法正确的是
A．月球的质量 B．月球的平均密度
C．月球表面重力加速度大小 D．月球第一宇宙速度大小
8．一物体放在水平地面上，如图1所示，已知物体所受水平拉力F随时间t的变化情况如图2所示，物体相应的速度v随时间t的变化关系如图3所示，则
A．0~4s内水平拉力做功为12J B．0~6s内合外力的做功为4J
C．t=5s时合外力做功的功率为6W D．0~8s内物体克服摩擦力所做的功为30J
二、多项选择题（本题共4个小题，每小题4分，共16分；全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分）
9．中国空间站（又称“天宫空间站”）目前已全面进入应用与发展阶段。根据任务规划，2023年将开始选拔国际航天员，同年10月份将用中国的“神舟十七号”飞船送上天宫，一起联合开展科学实验等工作，已有多个国家提出飞行需求。在“天宫空间站”一天恰好可以看到16次完整的日出日落。下列说法正确的是
A．“天宫空间站”围绕地球运动的周期为1.5小时
B．“神舟十七号”飞船的发射速度为第二宇宙速度
C．“天宫空间站”围绕地球运行的速度大于第一宇宙速度
D．“天宫空间站”的向心加速度比地球同步卫星的向心加速度大
10．如图所示，ABCD是一个固定在水平地面上的盆式容器，盆的内侧与盆底BC的连接处都是一段与BC相切的圆弧。BC水平，其长度为d=3.5m，盆边缘的高度为h=0.8m，在A处放一个质量为m的小物块并让其自由下滑，已知盆内侧壁是光滑的，而盆底BC面与小物块间的动摩擦因数μ=0.1，取重力加速度g=10m/s2，则
A．小物块第一次到达B点的速度为5m/s
B．小物块第一次到达C点的速度为3m/s
C．小物块在盆内来回滑动，最后停在BC段距B点1m处
D．小物块在盆内来回滑动，最后停在BC段距C点1.5m处
11．如图甲，一台起重机将质量m=200kg的重物由静止开始竖直向上匀加速提升，4s末达到额定功率，之后保持该功率继续提升重物，5s末重物达到最大速度vm。整个过程中重物的v-t图像如图乙所示，取重力加速度g=10m/s2。则
A．4s~5s内起重机的牵引力不变
B．起重机的额定功率W
C．重物的最大速度m/s
D．0~4s内重物克服重力做功J
12．如图（a）所示，A、B为钉在光滑水平面上的两根铁钉，质量为0.6kg的小球C（小球可视为质点）用细绳拴在铁钉B上，A、B、C在同一直线上，t＝0时，给小球一垂直于绳、大小为2m/s的速度，使小球在水平面上做圆周运动。在0≤t≤t2时间内，细绳的拉力大小随时间变化的规律如图（b）所示，若细绳能承受的最大拉力为6.4N。则下列说法正确的是
A．t2＝0.5πs
B．两钉子间的距离为0.1m
C．当t＝1.2πs时，细绳承受的拉力大小为3N
D．小球从开始运动到绳被拉断历时2.0πs
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13．（6分）如图所示是探究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系的实验装置图，转动手柄1，可使变速轮塔2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动。皮带分别套在轮塔2和3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6的挡板对小球的压力提供，球对挡板的反作用力通过横臂6的杠杆作用使弹簧测力套筒7下降，从而露出标尺8，标尺8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：
（1）该实验中为探究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系，所采用的科学方法是________。
A．放大法
B．微元法
C．累积法
D．控制变量法
（2）若皮带套在两塔轮半径相同的两个轮子上，现将小球A和B分别放在左右两边的槽内，小球A和B的质量分别为mA和mB，做圆周运动的半径分别为rA和rB。实验现象显示标尺8上左边露出的等分格子多于右边，则下列说法正确的是 。
A．若rA＞rB，mA＝mB，说明物体的质量和线速度相同时，半径越大向心力越大
B．若rA＞rB，mA＝mB，说明物体的质量和角速度相同时，半径越大向心力越大
C．若rA＝rB，mA＞mB，说明物体运动的半径和线速度相同时，质量越大向心力越大
D．若rA＝rB，mA＞mB，说明物体运动的半径和角速度相同时，质量越小向心力越大
（3）若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2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2倍，那么，左边轮塔与右边轮塔之间的角速度之比为________。
14．（8分）如图甲所示，某同学借用“探究加速度与力、质量之间的定量关系”的相关实验思想、原理及操作，进行“探究合力做功和物体动能变化关系”的实验。
（1）为达到补偿阻力的目的，取下细绳及托盘，通过调整垫块的位置改变长木板倾斜程度，根据纸带打出点的间隔判断小车是否做________运动。
（2）按图甲摆好实验装置，其中小车质量M＝0.30 kg，钩码和托盘总质量m＝0.05 kg，所用交流电源频率为50Hz；他在多次重复实验得到的纸带中取出自认为满意的一条，如图乙所示。把打下的第一点记作0，然后依次取若干个计数点，相邻计数点间还有4个点未画出，用刻度尺测得各计数点到0点距离分别为d1＝0.004 m，d2＝0.055 m，d3＝0.167 m，d4＝0.260 m，d5＝0.370 m，d6＝0.480 m，他把钩码和托盘重力作为小车所受合力，算出打下0点到打下第5点合力做功W＝________J（取重力加速度g=10m/s2），打下第5点时小车的动能Ek＝________J。（结果均保留三位有效数字）
（3）由于实验中存在误差，经多次实验发现合力做功总是要比小车动能增量大一些。这可能是下列哪个原因造成的________（填字母代号）。
A．在接通电源的同时释放了小车
B．小车释放时离打点计时器太近
C．钩码和托盘做匀加速运动，钩码和托盘的总重力大于细绳拉力
（8分）如图所示，静止在水平地面质量为4kg的物体，在与水平方向成37°角，大小为15N的拉力F作用下，以2m/s2的加速度向前运动了10m，取重力加速度g=10m/s2，求物体在这一运动过程中（sin37°=0.6，cos37°=0.8）
（1）拉力对物体所做的功；
（2）物体克服阻力做的功；
（3）第2s末拉力F对物体做功的功率。
16．（8分）我国发射的探月卫星有一类为绕月极地卫星，利用该卫星可对月球进行成像探测。如图所示，设卫星在绕月极地轨道上做圆周运动时距月球表面的高度为h，绕行周期为T1；月球半径为R1，公转轨道半径为r；地球半径为R2，地球表面重力加速度为g，万有引力常量为G。忽略地球引力、太阳引力对绕月卫星的影响。求：
（1）月球质量M1；
（2）月球绕地球公转的周期T2。
17．（14分）如图所示，装置BOO′可绕竖直轴OO′转动，可视为质点的小球A与两细线连接后分别系于B、C两点，装置静止时细线AB水平，细线AC与竖直方向的夹角为θ＝37°。已知小球的质量为m＝1 kg，细线AC长为L＝1 m，B点距C点的水平和竖直距离相等，取重力加速度g=10m/s2。(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8) 求：
（1）当细线AB水平且拉力为零时，该装置绕OO′轴转动的角速度ω1（结果可用根号表示）；
（2）当装置匀速转动的角速度为ω2＝2rad/s时，细线AB和AC上的拉力大小；
（3）当装置匀速转动的角速度为ω3＝ rad/s时，细线AB的方向和AC的拉力大小。
18．（16分）如图是由弧形轨道、圆轨道（轨道底端B略错开，图中未画出）、水平直轨道平滑连接而成的力学探究装置。水平轨道AC右端装有理想轻弹簧（右端固定），圆轨道与水平直轨道相交于B点，且B点位置可改变，现将B点置于AC中点，质量m＝2kg的滑块（可视为质点）从弧形轨道高H＝0.5m处静止释放。已知圆轨道半径R＝0.1m，水平轨道长LAC＝1.0m，滑块与AC间动摩擦因数μ＝0.2，弧形轨道和圆轨道均视为光滑，不计其他阻力与能量损耗，取重力加速度g=10m/s2。求：
（1）滑块第一次滑至圆轨道最高点时对轨道的压力大小；
（2）轻弹簧获得的最大弹性势能；
（3）若H＝0.4m，改变B点位置，使滑块在整个滑动过程中不脱离轨道，求BC长度满足的条件。2022～2023 学年度下学期期中质量检测
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
B C A D B B B D AD BC BC CD
13．（6分） D BC 1∶2 （每空 2分，漏选 1分）
14．（8分）匀速直线 0.185 0.182 C（每空 2分）
15．（8分）(1)推力对物体所做的功为
WF=Fscos37° …………………………………………………………………….……….…1分
解得：WF=120J…………………………………….……………………………………………1分
(2)由牛顿第二定律可得 Fcos37°－Ff=ma …………………………………………………1分
代入数据解得，物体所受阻力的大小为 Ff=4N
阻力对物体做功 WF=Ffscos180°…………………………….……………….………………1分
Wf=－40J
故物体克服阻力做功为 40J………………………….………………….…….………………1分
(3)第 2s末物体的速度 v=at=2×2m/s=4m/s ……………………………………………… 1分
第 2s末拉力 F对物体做功的功率 P=Fvcos37° ……………………………………………1分
解得：P=48W………………………………………………………………………………1分
16．（8分）（1）卫星环绕月球做匀速圆周运动，可得 ( +h)………2分
解得月球质量 ………………………………………………………………1分
（2）月球绕地球做匀速圆周运动，可得 ……………………………2分
在地球表面 ……………………………………………………………………2分
高一物理参考答案 第 1页（共 3 页）
解得 ……………………………………………………………………………1分
17．（14 分）解析：(1)由题意，当细线 AB水平且张力为 0 时，小球的重力和细线 AC的
张力的合力提供小球做圆周运动的向心力。
mgtan 37°＝mω12Lsin 37°………………………………………………………………………2分
5
解得ω1＝ 2rad/s……………………………………………….……….….….….….………2分
2
(2) ω 5当 2＝2rad/s<ω1＝ 2rad/s时，细线 AB水平，对小球受力分析，设 AB和 AC的拉力为
2
F1、F2，
F2cos 37°＝mg…………………………………………………………………………………1分
F2sin 37°－F1＝mω22Lsin 37°…………………………………………………………………1分
解得 F1＝5.1 N，F2＝12.5 N。
故 FAB＝5.1 N，………………………………………………………………………………1分
FAC＝12.5 N。…………………………………………………………………………………1分
(3) 50 5当ω3＝ rad/s>ω1＝ 2 rad/s时，小球向左上方摆起……………………………1分
3 2
若 AB拉力为零，设 AC与竖直方向的夹角为θ′，mgtan θ′＝mω2 2Lsin θ′…………………1分
3
解得 cos θ′＝ ，θ′＝53°………………………………………………………………………1分
5
由于 B点距 C点的水平和竖直距离相等，此时细线 AB恰好沿竖直方向，……………2分
F ′ mg 502 ＝ ＝ N。…………………………………………………………………………1分
cos 53° 3
18．解析（16分）（1）从出发到第一次滑至圆轨道最高点过程，
mgH μmgL 1由动能定理可 － AB－mg×2R= mv2－0……………………………………………1分
2
v2
在圆轨道最高点，由牛顿第二定律可得 mg＋FN＝m ……………………………………1分
R
联立解得 FN＝60N……………………………………………………………………………1分
由牛顿第三定律得：滑块对轨道的压力大小为 60N；……………………………………1分
（2）弹簧第一次被压缩到最短时，弹性势能有最大值……………………………………1分
从出发到弹簧第一次被压缩到最短过程，
有动能定理可知：mgH－μmgLAC＋W 弹＝0－0………………………………………………1分
又有 W 弹＝0－EP………………………………………………………………………………1分
解得 EP＝6J……………………………………………………………………………………1分
2
（3 v0）①若滑块恰好到达圆轨道的最高点，mg＝m ………………………………………1分
R
高一物理参考答案 第 2页（共 3 页）
1
从开始到圆轨道最高点，有动能定理可知 mg(H－2R)－μmgs1＝ mv02－0………………1分
2
解得 s1＝0.75m…………………………………………………………………………………1分
LBC＝LAC－s1
要使滑块不脱离轨道，BC之间的距离应该满足 LBC≥0.25m………………………………1分
②若滑块刚好达到圆轨道的圆心等高处，此时的速度为零
有动能定理可知 mg(H－R)－μmgs2＝0………………………………………………………1分
解得 s2＝1.5m
s2＝1.5m＝1m＋0.5m
L BC＝s2－LAC即反弹时恰好上到圆心等高处，如果反弹距离更大，则上升的高度更小，更
不容易脱离轨道，所以 L BC≥0.5m……………………………………………………………1分
考虑到 AC的总长度等于 1m，所以 L BC≤1m………………………………………………1分
结合①②两种情况
符合条件的 BC长度 L为 0.5m≤L≤1m………………………………………………………1分
高一物理参考答案 第 3页（共 3 页）
