高一物理参考答案及评分标准
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. C 2. D 3.A 4.C 5. C 6. B 7. B 8. A
二、多项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分．在每小题给出的四个选项中，有两个或以上选项正确．全选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分）
9. BD 10. AC 11. ABD 12. BD
三、实验题（本题共2小题，每空2分，共16分）
13. （1） （2） 减小挡光片的宽度d （3） （4） D
14. （1）C （2）C （3）1：3 （4）1：4
四、计算题（本大题共4小题，共44分，解答过程请写出必要的文字说明和必需的物理演算过程，只写出最终结果的不得分）
15.（9分）
解：（1）小球P做自由落体运动，有
1分
解得
Q球运动到最高点的时间为
（n=0，1，2，3，…） 2分（漏掉多解得1分）
由于
1分
t=t'
解得
（n=0，1，2，3，…） 1分（漏掉多解不得分）
（2）根据公式
1分
解得
（n=0，1，2，3，…） 3分（漏掉多解得1分）
16.(10分)（1）由万有引力等于重力 2分
解得 2分
（2）在C点有速度关系得
1分
从A到B由动能定理得
2分
在A点由牛顿第二定律得
1分
从B点做平抛运动,竖直方向 1分
水平方向 1分
17.（10分）解：（1）当电容车速度达到最大时电容车的牵引力与阻力平衡，即
1分
1分
解得 1分
（2）电容车做匀加速运动，由牛顿第二定律得 1分
解得
设电容车刚达到额定功率时的速度为，
1分
设电容车匀加速运动的时间为，则
解得 1分
（3）从静止到最大速度整个过程牵引力与阻力做功，由动能定理得
3分
解得 1分
18.解：（1）滑块运动到点过程，由能量守恒有
2分
滑块经过B点，由牛顿第二定律 2分
解得 1分
（2）设滑块恰好能过轨道最高点，则
对应可以在水平轨道上运动的距离为，由动能定理
解得
此问可以不用以上的判断，若滑块能到达点，说明肯定能通过D点，由能量守恒可知
4分
（3）设轨道的长度为，滑块从点抛出的速度为vN，由能量守恒
2分
解得 1分
则平抛的射程 1分
落点到B点的距离 1分
当时，；当时，；当时，。
综上可得 1分2022-2023学年第二学期期中考试 高一物理试题
(考试时间90 分钟，满分 100 分)
第 I 卷 (选择题部分)
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 ．山东舰是我国首艘自主建造的国产航母．如图为山东舰进行“180°回转测试” ，以较为稳 定的航行姿态，最终在海面上画了一个直径约为 1 000 米左右的浪圈．将山东舰的运 动近似看作匀速圆周运动，浪圈近似看作其运动轨迹，忽略山东舰的大小和形状，设其 航速约为20 节(1 节＝1.852 km/h).下列关于山东舰回转测
试的物理量中，根据上述信息，不能近似求得的是( )
A ．运动周期 T
B ．运动角速度ω 的大小
C ．向心力 Fn 的大小
D ．向心加速度 an 的大小
2．汽车后备厢盖一般都配有可伸缩的液压杆，如图甲所示，其示意图如图乙所示，可伸缩 液压杆上端固定于后盖上A 点，下端固定于箱内 O'点，B 也为后盖上一点。后盖可绕过 O 点的固定铰链转动。在合上后备厢盖的过程中 ( )
A．A 点相对 O'点做圆周运动
B．A 点与 B 点相对于 O 点转动的线速度大小相等
C．A 点相对于 O 点转动的周期小于 B 点相对于 O 点转动的周期
D．A 点相对于 O 点转动的向心加速度小于 B 点相 对于 O 点转动的向心加速度
3 ．北京冬奥会报道中利用“AI+8K”技术，把全新的
“时间切片”特技效果首次运用在 8K 直播中，更精准清晰地抓拍运动员比赛精彩瞬间， 给观众带来全新的视觉体验。“时间切片”是一种类似于多次“曝光”的呈现手法。如图所 示为我国运动员谷爱凌在自由式滑雪女子大跳台比赛中第三跳的“时间切片”特技图。忽 略空气阻力，将运动员看做质点，其轨迹 abc 段为抛物线。已知起跳点 a 的速度大小为 v，起跳点 a 与最高点 b 之间的高度差为h，重力加速度大小为 g，下列说法不正确的是 ( )
(
B
．运动员从
a
到
b
的时间为
)A ．“时间切片”特技每次“曝光”的时间间隔均相同
g
C ．运动员到达最高点时速度的大小为v2 2gh
D ．运动员从 a 到 b 的过程中速度变化的大小为
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4．混凝土泵车是利用压力将混凝土沿管道连续输送的机械。由泵体和输送管组成。泵体装 在汽车底盘上，再装备可伸缩或屈折的布料杆，就组成泵车。中国制造的某一型号泵车 如图所示，表中列出了其部分技术参数．已知混凝土密度为 2.4×103 kg/m3，假设泵车的 泵送系统以 150 m3/h 的输送量给 30 m 高处输送混凝土，则每小时泵送系统对混凝土做 的功至少为(g 取 10 m/s2) ( )
发动机最大输出功率(kW) 332 最大输送高度(m) 63
整车满载质量(kg) 5.4×104 最大输送量(m3/h) 180
A ．1.08×107 J B ．5.04×107 J C ．1.08×108 J D ．2.72×108 J
5 ．如图所示，一质量为 m 的质点在半径为 R 的半球形容器中 (容器固定) 由静止开始自 边缘上的A 点滑下，到达最低点 B 时，它对容器的正压力为FN 。重力加速度为 g ，则 质点自A 滑到 B 的过程中，摩擦力所做的功为( )
A. R (FN mg) B. R (2mg FN )
C. R (FN 3mg) D. R (FN 2mg)
6 ．1789 年英国物理学家卡文迪许测出引力常量 G ，因此卡文迪许被人们称为“能称出地球 质量的人”。若已知引力常量为 G，地球表面的重力加速度为 g，地球半径为 R，地球上 一个昼夜的时间为 T1 (地球自转周期)，一年的时间为 T2 (地球公转周期)，地球中心 到月球中心的距离为 L1 ，地球中心到太阳中心的距离为 L2 。下列说法正确的是 ( )
A ．地球的质量m地 = B ．太阳的质量m太 =
C ．月球的质量m月= D ．由题中数据可求太阳的密度
7．天文单位是天文学中计量天体之间距离的一种单位，其数值取地球和太阳之间的平均距 离。已知哈雷彗星近日距离大约为 5.2 个天文单位，其周期为 76 年，只考虑太阳对其 引力，而忽略其它星体对其影响，则其远日距离约为 ( ) ( ~ 4.2 )
A ．3 个天文单位 B ．30 个天文单位
C ．35 个天文单位 D ．42 个天文单位
8．某机器的齿轮系统如图所示，中间的轮叫做太阳轮，它是主动轮。从 动轮称为行星轮，主动轮、行星轮与最外面的大轮彼此密切啮合在一 起，如果太阳轮一周的齿数为 n1，行星轮一周的齿数为 n2，当太阳轮 转动的角速度为ω 时，最外面的大轮转动的角速度为 ( )
A ． O B ． O C ． O D ． O 高一物理 第 2 页 共 6 页
二、多项选择题 (本题共 4 小题，每小题 4 分，共 16 分．在每小题给出的四个选项中，有 两个或以上选项正确．全选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错或不答的得 0 分)
9．我市某公园有一种叫做“快乐飞机”的游乐项目，模型如图所示，已知模型飞机质量为 m， 固定在长为 L 的旋臂上，旋臂与竖直方向夹角为9 (小于90。)，当模型飞机以恒定角速 度O 绕中央轴在水平面内做匀速圆周运动
时，下列说法正确的是 ( )
A ．模型飞机受到重力、旋臂的作用力和 向心力
B．旋臂对模型飞机的作用力方向可能与旋 臂垂直
C ．旋臂对模型飞机的作用力可能小于mg
D ．若仅减小夹角9 ，则旋臂对模型飞机的作用力减小
10．随着交通的发展，旅游才真正变成一件赏心乐事，各种“休闲游”“享乐游”纷纷打起了 宣传的招牌。某次旅游中游客乘坐列车以恒定速率通过一段水平圆弧形弯道过程中，
游客发现车厢顶部悬挂玩具小熊的细线稳定后与车厢侧壁平行，同时观察放在桌面(与 车厢底板平行) 上水杯内的水面，已知此弯道路面的倾角为θ，
不计空气阻力，重力加速度为 g，则下列判断正确的是 ( )
A．列车转弯过程中的向心加速度为 gtanθ，方向与水平面平行
B ．水杯与桌面间摩擦力沿桌面斜向左上方
C ．水杯内水面与桌面平行
D ．在转弯过程中，悬挂小熊的细线也可能始终是竖直方向
11．在山顶仍石块，可以简化如图所示，倾角为θ的斜面固定在水平面上，从斜面顶端以速 度 v0 水平抛出一小球，经过时间t0 恰好落在斜面底端，速度是 v，不计空气阻力。下列 说法正确的是 ( )
A. 若以速度 2v0 水平抛出小球，则落地速度大小等于 v
B. 若以速度 2v0 水平抛出小球，则落地速度方向与 v 同向
C. 若以速度 0.5v0 水平抛出小球，则撞击斜面时速度方向 与 v 同向
D .. 以速度 v0 水平抛出时，距离斜面最远时所用时间一定等于t0/2
12．“离心轨道演示仪” (如图甲所示) 是演示物体在竖直平面内的圆周运动的实验仪器， 其轨道主要由主轨长道、轨道圆和辅轨长道三部分组成，主轨长道长度约为轨道圆半 径 R 的 6 倍。将主轨长道压制成水平状态后，轨道侧视示意图如图乙所示。现在主轨 长道上的一点 A 静止释放一质量为 m 的小球，小球始终受
到一水平向右大小为 3mg 的恒定拉力作用。小球沿主轨长
道向右从 B 点进入轨道圆，若不计一切摩擦，重力加速度
为 g ，则小球再次通过最低点之前 ( )
A ．小球上升到右侧与圆心等高处时，其动能最大
B ．小球上升到右侧与圆心等高处时，其机械能最大
C ．小球上升到轨道圆最高处时，其对轨道的压力最小
D ．若AB 间距离为R ，小球恰好不脱离轨道
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第 II 卷 (非选择题)
三、实验题 (本题共 2 小题，每空 2 分，共 16 分)
13．如图甲所示的装置叫阿特伍德机，是英国数学家、物理学家阿特伍德创制的一种著名 力学实验装置，用来研究匀变速直线运动的规律。某同学对该装置加以改进后用来验
证机械能守恒定律，如图乙所示。实验时，该同学进行了
如下步骤：
a、将质量均为 M的重物 A (含挡光片)、B 用轻质细绳连
接后，跨放在定滑轮上，处于静止状态，测量出 A 上挡光
片中心到光电门中心的竖直距离h。
b、在 B 的下端挂上质量为 m 的物块 C，让系统 (重物A、
B 以及物块 C) 中的物体由静止开始运动，光电门记录挡光片挡光的时间Δt。 c、测出挡光片的宽度d，计算重物A 运动的速度大小 v。
d、利用实验数据验证机械能守恒定律。
(1) 步骤 c 中，计算重物 A 的速度 v=___________ (用实验中字母表示)。
(2) 为使 v 的测量值更加接近真实值，请写出一条可采用的合理的方法：___________。
(3) 步骤d 中，如果系统 (重物 A 、B 以及物块 C) 的机械能守恒，应满足的关系式为 ___________ (已知当地重力加速度大小为 g ，用实验中字母表示)。
(4) 某次实验分析数据发现，系统重力势能减少量小于系统动能增加量，造成这个结果的 原因可能是____。
A ．细绳、滑轮并非轻质而有一定质量 B ．滑轮与细绳之间产生滑动摩擦
C ．计算重力势能时 g 的取值比实际值大
D ．挂物块 C 时不慎使 B 具有向下的初速度
14．小吴同学用如题图甲所示的实验装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小 F 与质 量 m 、角速度O和半径 r 之间的关系，塔轮自上而下有三层，每层左右半径之比由上至 下分别是 1 ：1，2 ：1 和 3 ：1 (如题图乙所示)。左右塔轮通过不打滑的传动皮带连接， 并可通过改变传动皮带所处的层来改变左右塔轮的角速度之比，实验时，将两个小球 分别放在短槽的 C 处和长槽的A (或 B) 处，A 、C 分别到左右塔轮中心的距离相等， B 到左塔轮中心的距离是 A 到左塔轮中心距离的 2 倍，转动手柄使长槽和短槽分别随 变速塔轮一起匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对球的压力提供了 向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒下降，从而露出标 尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值。请回答相关问题：
(1) 利用该装置在研究向心力的大小 F 与质量 m 、角速度和半径 r 之间的关系时，我们主 要用到了物理学中的_______方法。(填选项前的字母)
A ．理想实验法 B ．等效替代法
C ．控制变量法 D ．合理外推法 高一物理 第 4 页 共 6 页
(2) 在某次实验中，小吴同学把两个质量相等的钢球放在 B、C 位置，将传动皮带调至第 一层塔轮，转动手柄，观察左右标出的刻度，此时可研究向心力的大小与_______ 的关系(填 选项前的字母)
A ．质量 m B ．角速度O C ．半径 r
(3) 若传动皮带套在塔轮第三层，则塔轮转动时，A、C 两处的角速度之比为________；
(4) 在另一次实验中，小吴同学把两个质量相等的钢球放在A 、C 位置。传动皮带位于第 二层，转动手柄，则当塔轮匀速转动时，左右两标尺的露出的格子数之比为________。
四、计算题 (本大题共 4 小题，共 44 分，解答过程请写出必要的文字说明和必需的物理演 算过程，只写出最终结果的不得分)
15. (9 分) 平抛一小球，当抛出 1 s 后它的速度方向与水平方向的夹角为α＝45°，落地时速 度方向与水平方向成β＝60°角，取 g＝10 m/s2 ，求：
(1) 初速度大小；
(2) 落地速度大小；
(3) 抛出点离地面的高度。
16．(10 分) 假定航天员在火星表面利用如图所示的装置研究小球的运动，竖直放置的光 滑半圆形管道固定在水平面上，一直径略小于管道内径的小球 (可视为质点) 沿水平 面从管道最低点 A 进入管道，刚进入管道时对 A 点压力大小为 11.5N ，从最高点 B 脱 离管道后做平抛运动，1s 后与倾角为 37°的斜面垂直相碰于 C 点。已知火星的半径是 地球半径的倍，质量为地球质量的倍，地球表面重力加速度 g= 10m/s ，忽略星球 自转影响。小球的质量为 m=0.5kg ，sin37°=0.6 ，cos37°=0.8.求：
(1) 火星表面重力加速度的大小；
(2) 若小球从 B 点飞出后，立即撤去斜面，求小球落地点 (落地后不反弹) 到 A 点的距 离
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17．(10 分) 目前，上海有若干辆超级电容车试运行，运行中无须连接电缆，只需在乘客 上车间隙充电 30 秒到 1 分钟，就能行驶 3 到 5 千米。假设有一辆超级电容车，质量 m = 2 103 kg ，额定功率P = 60 kW ，当超级电容车在平直水平路面上行驶时，受到的 阻力Ff 是车重的 0. 1 倍，g 取10 m / s2 。
(1) 超级电容车在此路面上行驶所能达到的最大速度是多少？
(2) 若超级电容车从静止开始，保持以0.5 m/ s2 的加速度做匀加速直线运动，这一过程能 维持多长时间？
(3) 若超级电容车从静止开始，保持额定功率做加速运动，50 s 后达到最大速度，求此过 程中超级电容车的位移。
18．(15 分) 如图所示，一弹射游戏装置由安装在水平台面上的固定弹射器，光滑水平轨 道AB ，竖直光滑半圆轨道BCD 、DEF ，光滑水平轨道FM ，长度可调的粗糙水平轨 道MN 组成。游戏时滑块从A 点弹出，经过两半圆轨道和两水平轨道后，由N 点抛出， 运动中要求滑块不脱离轨道。已知BCD 半径r1 = 0.8m ，DEF 半径r2 = 0.4m ，FM 长也 为r1 ，MN 最长为3m ，滑块与MN 之间的动摩擦因数 = 0 .6 。滑块质量m = 0 .02kg 且可 视为质点，弹射时从静止释放且弹簧的弹性势能完全转化为滑块动能。忽略空气阻力， 各部分平滑连接。
(1) 若弹簧的弹性势能Ep0 = 0. 16J ，求在B 处受到半圆轨道的支持力FN 大小；
(2) 取轨道MN 长L = 2.5m ，若滑块能到达N 点，求弹簧的弹性势能Ep 最小值；
(3) 若弹簧的弹性势能Ep = 0.52J ，调节MN 长度，求滑块落到水平台面上离B 点的距离d 范围。
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