2022-2023学年浙江省东北联盟高一（下）期中物理试卷（含解析）

2022-2023学年浙江省东北联盟高一（下）期中物理试卷
一、单选题（本大题共15小题，共45.0分）
1. 下列现象中属于防止离心现象带来危害的是( )
A. 旋转雨伞甩掉雨伞上的水滴
B. 列车转弯处铁轨的外轨道比内轨道高些
C. 拖把桶通过旋转使拖把脱水
D. 洗衣机脱水简高速旋转甩掉附着在衣服上的水
2. 如图所示，“嫦娥五号”探月卫星在由地球飞向月球时，沿曲线从点向点飞行的过程中，速度逐渐减小．在此过程中探月卫星所受合力方向可能是下列图中的( )
A. B. C. D.
3. 在年的东京夏季奥运会上，我国跳水运动员获得多枚奖牌，为祖国赢得荣誉。高台跳水比赛时，运动员起跳后在空中做出各种动作，最后沿竖直方向进入水中。若此过程中运动员头部连续的运动轨迹示意图如图中虚线所示，、、、为运动轨迹上的四个点。关于运动员头部经过这四个点时的速度方向，下列说法中正确的是( )
A. 经过、、、四个点的速度方向均可能竖直向下
B. 只有经过、两个点的速度方向可能竖直向下
C. 只有经过、两个点的速度方向可能竖直向下
D. 只有经过点的速度方向可能竖直向下
4. 对于开普勒第三定律的公式，下列说法正确的是( )
A. 公式只适用于轨道是椭圆的运动
B. 公式中的为天体的自转周期
C. 公式中的值，只与中心天体有关，与绕中心天体公转的行星或卫星无关
D. 若已知月球与地球之间的距离，则可以根据开普勒第三定律公式求出地球与太阳之间的距离
5. 自行车的大齿轮、小齿轮、后轮三个轮子的边缘上有、、三点，向心加速度随半径变化图像如图所示，则( )
A. 、两点加速度关系满足甲图线 B. 、两点加速度关系满足乙图线
C. 、两点加速度关系满足甲图线 D. 、两点加速度关系满足乙图线
6. 如图所示，、两物体叠放在一起，被不可伸长的水平细绳系于左墙上，在拉力作用下，向右匀速运动，在此过程中，、间的摩擦力做功情况是( )
A. 对、都做负功 B. 对、都不做功
C. 对不做功，对做负功 D. 对做正功，对做负功
7. 我国以“一箭双星”方式发射颗中轨道北斗卫星和颗静止轨道北斗卫星，构成“”的北斗全球导航星座基本构型，为全世界提供北斗导航信号．中轨道是位于低地球轨道千米和地球静止轨道千米之间的人造卫星运行轨道．静止轨道是指垂直于地球赤道上方的地球同步轨道．下列说法正确的是
A. 卫星的周期小于卫星的周期
B. 卫星的加速度小于卫星的加速度
C. 卫星的角速度小于地球自转的角速度
D. 卫星的动能小于卫星的动能
8. 如图所示，长为的不可伸长轻绳一端固定在点，另一端拴接一可视为质点的质量为的小球，开始小球静止在最低点现给小球一水平速度使小球在竖直面内做圆周运动，为圆周运动的最高点，为水平直径，重力加速度为，不计空气阻力则下列说法正确的是( )
A. 小球到点的最小速度可能为
B. 若小球恰好能运动到点时轻绳被剪断，此后小球能经过点
C. 若改用水平外力将小球从点缓慢拉动角度，力做功为
D. 若改用水平恒力将小球从点拉动角度，力做功为
9. 如图所示的四幅图表示的是有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是

A. 如图，汽车通过拱桥的最高点时处于超重状态
B. 图所示是一圆锥摆，增大，但保持圆锥的高度不变，则圆锥摆的角速度不变
C. 如图，同一小球在光滑而固定的竖直圆锥筒内的、位置先后做匀速圆周运动，则在、两位置小球的角速度及所受筒壁的支持力大小均相等
D. 如图，火车转弯超过规定速度行驶时，内轨对内轮缘会有挤压作用
10. 空间站中完全失重状态下的有趣现象有时也会给航天员带来麻烦．在一些科幻作品中将空间站设计成如图所示的环形连接体，通过绕中心旋转来制造“人造重力”效果，航天员可以正常站立，就好像有“重力”使他与接触面相互挤压。下列关于这个环形空间站的说法正确的是( )
A. “人造重力”的方向指向环的中心
B. 空间站的环半径越大，要制造与地表一样的重力转动的角速度越大
C. 环形空间站转动越快，相邻舱体间的拉力越大
D. 空间站中沿半径方向越往外，“人造重力加速度”越小
11. 美国通过了“美台军舰互访协议”，我驻美大使说美舰停台之时就是武力收复台湾之时。我拥有自主知识产权的登陆艇已经开始装备海军部队。气垫登陆艇，主要用于投送登陆部队，为滩头部队提供火力支援，另外也可以执行布雷任务，拥有强悍的运力。某重型气垫船，自重达，最高时速为，装有额定输出功率为的燃气轮机。假设该重型气垫船在海面航行过程所受的阻力与速度满足，下列说法正确的是( )
A. 该重型气垫船的最大牵引力为
B. 从题中给出的数据，可算出
C. 以最高时速一半的速度匀速航行时，气垫船所受的阻力为
D. 以最高时速一半的速度匀速航行时，气垫船发动机的输出功率为
12. 如图所示，质量为的小车在水平恒力推动下，从山坡底部处由静止起运动至高为的坡顶，获得速度为，的水平距离为。下列说法正确的是( )
A. 小车重力所做的功是 B. 合力对小车做的功是
C. 推力对小车做的功是 D. 阻力对小车做的功是
13. 年月日，在我国文昌航天发射场，长征五号遥四运载火箭成功将“天问一号”火星探测器送入预定轨道，预计本次探测活动，我国将实现“环绕、着陆、巡视”三大目标。如图是探测器飞向火星过程的简略图，探测器分别在、两点实现变轨，在转移轨道，探测器绕火星做椭圆运动，下列说法正确的是( )
A. “天问一号”在绕地轨道上点的速度小于在转移轨道上点的速度
B. “天问一号”在沿绕火轨道运行时的速度大于火星的第一宇宙速度
C. “天问一号”在绕火轨道上点的加速度大于在转移轨道上点的加速度
D. “天问一号”在转移轨道运行的周期小于绕火轨道周期
14. 如图所示，倾角为的足够长倾斜传送带沿逆时针方向以恒定速率运行。一物块无初速度地放在传送带上端，传送带与物块间的动摩擦因数，则物块的位移与时间及重力势能、动能、机械能与位移的关系图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
15. 年北京冬季奥运会，于年月日举行。这是我国历史上第一次举办冬季奥运会。其中“跳台滑雪”的滑道由助滑道、起跳区、着陆坡、停止区组成。如图所示为某滑雪爱好者从助滑道上滑下，在起跳区末端点正上方高处，第一次以速度水平飞出，经过时间，落在着陆坡的中点处。已知长为，滑雪者飞行中离着陆坡的最远距离为，若第二次该滑雪者在起跳区末端以的速度水平飞出不计空气阻力，则( )
A. 滑雪者在空中飞行时间变为
B. 滑雪者在着陆时的速度方向与第一次是平行的
C. 滑雪者着陆点离点的距离仍为
D. 滑雪者飞行中离着陆坡的最远距离大于
二、实验题（本大题共2小题，共15.0分）
16. “验证机械能守恒定律”的实验装置如图甲所示，图乙为实验所得的一条纸带。选取纸带上打出的连续五个点、、、、，测出点距起点的距离为，点、间的距离为，点、间的距离为，测得重物的质量为，所用交流电源的频率为，当地重力加速度大小为。
回答下列问题
以下实验操作和数据处理正确的是___________选填选项前的字母。
A.图中两限位孔必须在同一竖直线上
B.实验前，手应提住纸带上端，使纸带竖直
C.实验时，先放开纸带，再接通打点计时器的电源
D.数据处理时，应选择纸带上距离较近的两点作为初、末位置
选取、两点为初、末位置验证机械能守恒定律，重物减少的重力势能是___________，打下点时重物的速度大小是___________。结果均保留三位有效数字
根据纸带算出打下各点时重物的速度，量出距起点下落距离，则以为纵坐标、以为横坐标，给出的图像应是下面的___________。
A. ． ． ．
17. 向心力演示器如图所示，用来探究小球做圆周运动所需向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系两个变速塔轮通过皮带连接，匀速转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮和变速塔轮匀速转动，槽内的钢球就做匀速圆周运动横臂的挡板对钢球的压力提供向心力，钢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钢球所受向心力的比值如图是探究过程中某次实验时装置的状态。
在研究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系时主要用到了物理学中的________。
A.理想实验法 等效替代法 控制变量法 演绎法
若两个钢球质量和运动半径相等，则该同学探究的是( )
A.向心力的大小与质量的关系 向心力的大小与线速度大小的关系
C.向心力的大小与角速度大小的关系 向心力的大小与半径的关系
若两个钢球质量和运动半径相等，标尺上红白相间的等分格显示出钢球和钢球所受向心力的比值为，则与皮带连接的变速塔轮和变速塔轮的半径之比为______．
A.
三、计算题（本大题共4小题，共40.0分）
18. 高空遥感探测卫星在距地球表面高为处绕地球做匀速圆周运动，已知该卫星的质量为，地球半径为，地球表面重力加速度大小为，万有引力常量为。求：
这颗卫星的运行速度大小；
这颗卫星绕地球做圆周运动的周期；
19. 如图，在高的光滑平台上有一个光滑圆弧槽，槽的半径，槽口水平。一个质量的小球从槽上高度处无初速度释放，求：
小球从槽口飞离时的速度大小；
小球在槽口处对圆弧槽的压力；
落地点与槽口的水平距离。
20. 某汽车发动机的额定功率为，质量，当汽车在路面上行驶时受到的阻力为车对路面压力的倍若汽车从静止开始以的加速度在水平路面上匀加速启动，时，达到额定功率此后汽车以额定功率运动，时速度达到最大值，汽车的图象如图甲所示，取，求：
汽车匀加速阶段的牵引力和汽车的额定功率；
汽车在至期间的位移；
在答题卡中图乙中作出内牵引力的功率随时间变化的图像，并计算内牵引力所做的功。变力做功可用面积求法
21. 图甲是某游乐场的一种“双环过山车”设施的一部分，其运行原理可以简化成图乙的“小球轨道”模型。其中段和圆轨道不计阻力，、、、段平直轨道与小球的动摩擦因数为，段的倾角，、为两竖直圆轨道、的最低点，，，，半径。质量为的小球视为质点，从轨道的右侧点由静止开始下滑，设小球不脱离所有轨道以及两环有所错开不会触碰到，且不考虑、点的能量损失，已知，，重力加速度取试求：
如果小球恰能通过第一个圆轨道，点的高度应是多少；
在满足前一问的条件下要使小球不脱离第二个圆轨道，半径应满足的条件；
试分析要使小球最终停在段，点的高度的取值范围。
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查离心运动。物体改变原来圆周运动轨道，半径增大的现象，就是离心运动，离心运动的原因是提供的向心力小于需要的向心力或向心力突然消失。
【解答】
旋转雨伞甩掉雨伞上的水滴，拖把桶通过旋转使拖把脱水和洗衣机脱水简高速旋转甩掉附着在衣服上的水，都是利用的离心运动；在修建铁路时，列车转弯处铁轨的外轨道比内轨道高些，目的是由重力的分力提供一部分向心力，弥补向心力不足，防止车速过大，火车产生离心运动而发生侧翻，所以该现象属于防止离心现象带来危害。故选B。

2.【答案】
【解析】
【分析】
解决此题关键是要沿半径方向上和切线方向分析“嫦娥五号”探月卫星的受力情况，“嫦娥五号”探月卫星受到指向圆心的力的合力使“嫦娥五号”探月卫星做曲线运动，在切线方向的分力使“嫦娥五号”探月卫星减速，知道了这两个分力的方向，也就可以判断合力的方向了。
“嫦娥五号”探月卫星做的运动为曲线运动，故在半径方向上合力不为零且是指向圆心；又因为卫星是做减速运动，合力与速度夹角为钝角，即可看出哪个图象是正确的。
【解答】
“嫦娥五号”探月卫星从点运动到点，做曲线运动，必有力提供向心力，向心力是指向圆心的；“嫦娥五号”探月卫星同时减速，所以沿切向方向有与速度相反的分力；向心力和切线分力的合力与速度方向的夹角要大于，故ABD错误，C正确。
3.【答案】
【解析】略
4.【答案】
【解析】
【分析】
此题需要掌握：开普勒运动定律不仅适用于椭圆运动，也适用于圆周运动，不仅适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫星绕行星的运动．式中的是与中心星体的质量有关的．开普勒运动定律不仅适用于椭圆运动，也适用于圆周运动，不仅适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫星绕行星的运动．式中的是与中心星体的质量有关的．
【解答】
A、开普勒第三定律不仅适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫星绕行星的运动．所以也适用于轨道是圆的运动，故A错误
、为公转周期，式中的是与中心星体的质量有关，与绕中心天体旋转的行星或卫星无关．故B错误，C正确
D、式中的是与中心星体的质量有关，已知月球与地球之间的距离，无法求出地球与太阳之间的距离，故D错误
故选：．
5.【答案】
【解析】
【分析】。
本题考查灵活选择物理公式进行推理的能力，对于圆周运动，公式较多，要根据不同的条件灵活选择公式。
【解答】
由于轮和轮是链条传动，链条传动的特点是两轮与链条接触点的线速度大小相等，则，由知，、两点加速度与半径关系满足甲图线，故A正确，B错误；
C.根据，、两点的线速度大小不相等，加速度与半径不成反比，加速度关系不满足甲图线，故C错误；
D.根据 ，、两点的角速度不相等，加速度与半径不成正比，加速度关系不满足乙图线，D错误。
故选A。

6.【答案】
【解析】
【分析】
通过摩擦力方向和位移方向关系判断摩擦力是否做功及做正功还是负功．判断做正功还是负功．当力的方向与运动方向相同，做正功，当力的方向与运动方向相反，做负功，当力的方向与运动方向垂直，不做功．
【解答】
向右匀速运动，对的摩擦力向右，由于没有发生位移，所以摩擦力对不做功，对的摩擦力方向向左，的位移向右，两者方向相反，所以摩擦力对做负功，故C正确，ABD错误。
故选C。

7.【答案】
【解析】
【分析】
根据万有引力提供向心力 所以由，分别求得周期、加速度、角速度与轨道半径的关系，进行各选项的分析；赤道上随地球自转的物体与同步卫星具有相同的角速度，由表达式 可判断两处的向心加速度的大小，卫星的动能应用公式进行比较即可。
解题的关键是要知道卫星围绕地球做圆周运动的向心力由万有引力提供，同步卫星与地球自转具有相同的角速度，要比较动能还要知道两者的质量关系。
【解答】
A.由万有引力提供向心力，得： 故半径大的周期大，所以卫星的周期小于卫星的周期，故A正确；
B.万有引力产生加速度，由得：，则半径大的加速度小，所以卫星的加速度大于卫星的加速度，故B错误；
C.万有引力提供向心力，由得：，则半径大的角速度小，所以卫星的角速度大于卫星的角速度，而卫星的角速度与地球自转的角速度相等，所以卫星的角速度大于地球自转的角速度，故C错误；
D.由动能的定义可知。由于不知道卫星的与卫星的质量关系，故无法比较两者的动能的大小，故D错误。
故选A。
8.【答案】
【解析】
【分析】
小球在最高点速度最小时，重力恰好提供向心力。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。
求力做功可以使用动能定理合外力做功等于物体的动能变化。如果是恒力，则使用为沿力方向的位移求力做功。
【解答】
根据可得小球在最高点的最小速度为，绳断后，小球做平抛运动有，故不能经点，、B错误
用水平力缓慢拉动，由动能定理有，则力做功，C正确
用水平恒力，则做功为，D错误．

9.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查圆周运动常见模型，注意受力分析找到做圆周运动的向心力。
依据加速度的方向判断超失重；根据合力提供向心力得出角速度的表达式，从而进行判断；抓住重力不变，受力分析结合向心力表达式做出判断；根据供求平衡来判断轨道所受的力。
【解答】
A.汽车通过拱桥的最高点时，加速度方向向下，处于失重状态，故A错误；
B.图是圆锥摆，重力和绳子的拉力充当向心力，故有，设圆锥的高度为，则运动半径为，故有，解得，角速度大小与角度无关，故B正确；
C.在两个位置上小球的重力相同，支持力方向相同，所以合力相同，即向心力相同，根据公式可得半径越大，角速度越小，故角速度不同，所受筒壁的支持力大小相等，故C错误；
D.当火车在规定的速度转弯时，由支持力与重力的合力提供火车转弯所需的向心力，当速度大于规定的速度时，火车的支持力与重力的合力不足以提供火车所需的向心力，外轨对轮缘有挤压作用，火车轮缘挤压外轨，故D错误。
故选B。
10.【答案】
【解析】
【分析】
人造重力不是一种真实存在的力，是根据匀速圆周运动模拟出的与重力相当的效果，根据圆周运动知识分析即可。
解答
A、环形空间站内的宇航员随空间站一起做圆周运动，其需要指向圆心的向心力，由外侧底面提供指向圆心的支持力，这个支持力给航天员一种地面支持力的感觉，所以“人造重力”与这个支持力方向相反，指向环的外侧，故A错误。
B、由得航天员处在空间站外侧，越大，角速度越小，故B错误
C、空间站转动过程中单独舱室圆周运动的向心力由两边对其的拉力来提供，且两个力夹角不变，所以转动越快向心力要越大，拉力越大，故C正确
D、，所以离圆心越远人造加速度越大，故 D错误。
11.【答案】
【解析】
【分析】
气垫船以额定功率启动，当阻力等于牵引力时，速度最大，根据求出此时牵引力，从而分析气垫船的最大牵引力，再根据求解值，当速度为最高速的一半时，根据和平衡条件求此时的牵引力，再根据公式求此时的输出功率。
解决本题时要明确气垫船匀速运动时牵引力与阻力相等，速度最大，发动机的输出功率等于牵引力乘以速率。要注意阻力与速率是成正比，不是恒定的。
【解答】
A、气垫船的最高速度为。在额定输出功率下以最高时速航行时，根据得气垫船的牵引力为：，此时匀速运动，由知，在速度达到最大前，，则，即气垫船的最大牵引力大于，故A错误；
B、气垫船以最高时速匀速运动时，气垫船所受的阻力为：，根据得：，故B错误；
、以最高时速一半的速度匀速航行时，气垫船所受的阻力为：，此时气垫船发动机的输出功率为：，故C错误，D正确。
故选：。
12.【答案】
【解析】
【分析】
本题主要考查了求力做功的几种方法，恒力做功可根据做功公式直接计算，变力和合外力对物体做的功可根据动能定理求解，该题难度不大，属于基础题。小车受四个力作用，根据功的计算公式可计算恒力的功，由动能定理计算变力的功。
重力做功只与物体的初末位移的高度差有关，与其它因素没有关系，；
合外力对物体所做的功可根据动能定理求解；
推力是恒力，可以根据求解；
摩擦阻力所做的功我们不好直接求解，但可以通过动能定理求得合外力所做的功，总共有三个力对物体做功，即推力和摩擦阻力还有重力对小车做功，这样就可以求得推力和摩擦阻力对小车做的功。
【解答】
A.，故小车重力所做的功是，故A错误；
B、对小车从运动到的过程中运用动能定理得合力对小车做的功：，故B正确；
C、因为为恒力，由恒力做功表达式可知推力对小车做功为，故C错误；
D、由于推力为恒力，故，由动能定理得阻力对小车做的功是：，故D错误。
13.【答案】
【解析】略
14.【答案】
【解析】略
15.【答案】
【解析】略
16.【答案】；--；；；、；；
【解析】略
17.【答案】；；
【解析】略
18.【答案】



【解析】解决本题的关键知道人造卫星绕地球运行靠万有引力提供向心力，能灵活运用。
质量为的高空遥感探测卫星在距地球表面高为处绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力列出等式表示出线速度、周期和加速度。
19.【答案】 ；；
【解析】

由牛顿第三定律可得：压力
方向：竖直向下


20.【答案】；；；
【解析】





汽车在至期间，根据动能定理
内，与成正比关系，，根据 得，与成正比关系；
内，功率保持额定功率不变。
内牵引力所做的功在数值上和图像上图线所围成梯形面积相等，则

21.【答案】 ；或；
【解析】
要保证小球不脱离轨道，可分两种情况进行讨论：
I.轨道半径较小时，小球恰能通过第二个圆轨道，设在最高点的速度为 ，应满足
同时满足，小球能通过第一轨道，根据动能定理有
或者
联立解得
轨道半径较大时，小球上升的最大高度为，根据动能定理
或者
联立解得
故或
如果小球停止在点，从出发到点，根据动能定理得
解得
说明小球刚好到点就过不了竖直圆轨道，如果小球停止在点，从出发到点根据动能定理得：
解得
综上可得
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