2022-2023學年度第二學期期中調(diào)研測試高一物理試卷滿分100分，考試時間75分鐘 2023.4一、單選題 本大題共15小題，每小題3分，共45分，每題只有一個選項最符合題意。1. 發(fā)現(xiàn)行星運動規(guī)律和萬有引力定律的科學家分別是（　?。?/span>A. 開普勒、牛頓 B. 伽利略、開普勒 C. 牛頓、卡文迪許 D. 伽利略、牛頓【答案】A【解析】【詳解】開普勒發(fā)現(xiàn)行星運動規(guī)律，牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律。故選A。2. 一個圓盤繞豎直轉軸在水平面內(nèi)勻速轉動，盤面上距轉軸一定距離的地方放置一小物塊，小物塊隨圓盤一起做勻速圓周運動，則小物塊所受力的個數(shù)為（　　）A. 1個 B. 2個 C. 3個 D. 4個【答案】C【解析】【詳解】根據(jù)題意可知，小物塊做勻速圓周運動，對小物塊受力分析可知，豎直方向受重力和圓盤的支持力，水平方向受指向圓心的靜摩擦力提供小物塊最圓周運動的向心力，則小物塊受3個力。故選C。3. 如圖所示，某衛(wèi)星繞行星沿橢圓軌道運動，其軌道的半長軸為r，公轉周期為T，圖示中、兩個面積大小相等。則（    ）A. 行星可以不在橢圓的焦點上B. 衛(wèi)星從a到b速率逐漸增大C. 衛(wèi)星從a到b的運行時間大于從c到d的時間D. 橢圓軌道半長軸立方與公轉周期平方的比值只與衛(wèi)星的質(zhì)量有關【答案】B【解析】【分析】【詳解】A．根據(jù)開普勒第一定律知，衛(wèi)星繞行星橢圓運動，行星處于橢圓的焦點上，故A錯誤；B．衛(wèi)星從a到b的過程中，萬有引力做正功，根據(jù)動能定理可知，速率增大，故B正確；C．根據(jù)開普勒第二定律可知，、兩個面積大小相等，則衛(wèi)星從a到b的運行時間等于從c到d的時間，故C錯誤；D．根據(jù)開普勒第三定律可知，橢圓軌道半長軸立方與公轉周期平方的比值是定值，只與中心天體的質(zhì)量有關，與衛(wèi)星無關，故D錯誤。故選B。4. 人造衛(wèi)星發(fā)射場一般選擇靠近赤道的地方，這是由于該處（　?。?/span>A. 自轉線速度大 B. 自轉角速度小C. 向心加速度小 D. 重力加速度大【答案】A【解析】【詳解】根據(jù)可知，地球自轉時，赤道處的軌道半徑最大，所以該處的自轉線速度大，有利于人造衛(wèi)星的發(fā)射。故選A。5. 2022年10月，我國“實踐21號”衛(wèi)星把失效的“北斗二號”衛(wèi)星從地球同步軌道拽到航天器稀少的更高軌道上，然后釋放讓其自主運行。該衛(wèi)星與在同步軌道上運行相比（　　）A. 機械能大 B. 加速度大C. 線速度大 D. 角速度大【答案】A【解析】【詳解】A．根據(jù)題意可知，拖動過程中，“實踐21號”衛(wèi)星對“北斗二號”衛(wèi)星做正功，機械能增加，故A正確；B．由萬有引力提供向下力有解得由于軌道半徑變大，則加速度變小，故B錯誤；C．由萬有引力提供向下力有解得由于軌道半徑變大，則線速度減小，故C錯誤；D．由萬有引力提供向下力有解得由于軌道半徑變大，則角速度減小，故D錯誤。故選A。6. 2022年11月30日，神舟十五號3名航天員順利進駐中國空間站，兩個航天乘組首次實現(xiàn)“勝利會師”留下一張足以載入史冊的太空合影。中國空間站距離地面約400km，其重力加速度為g。設空間站圍繞地球做勻速圓周運動，航天員在空間站受的重力為G、繞地球運動向心加速度為a，周期為T，速度為v。下列說法正確的是（　　）A.  B.  C.  D. 【答案】A【解析】【詳解】A．中國空間站距離地面約400km，其重力加速度為g。因為重力全部提供向心力，所以繞地球運動向心加速度故A正確；B．航天員在空間站受重力為全部提供向心力，故B錯誤；C．根據(jù)開普勒第三定律可知，中國空間站軌道半徑小于同步衛(wèi)星軌道半徑，所以周期小于24h，故C錯誤；D．近地衛(wèi)星環(huán)繞速度是圓軌道最大環(huán)繞速度，所以中國空間站速度小于，故D錯誤。故選A。7. 如圖所示表示物體在恒力F的作用下，在水平面上發(fā)生一段位移s，設在這四種情況下力F的大小、位移s的大小都相同，則力F對物體做功相同的是（??）A. 甲、乙 B. 甲、丙 C. 甲、丁 D. 乙、丙【答案】A【解析】【詳解】甲圖中做功乙圖做功丙圖做功丁圖做功所以甲乙兩圖做功相同故選A。8. 如圖所示是小李同學在進行“引體向上”項目體能測試。若小李在1分鐘時間內(nèi)完成了8個合格的“引體向上”，則在測試過程中他克服重力做功的平均功率約為（　　）A.  B.  C.  D. 【答案】B【解析】【分析】【詳解】體重為60kg，每次引體向上上升高度為0.5m，克服重力做功為全過程克服重力做功的平均功率為故選B。9. 復興號動車在世界上首次實現(xiàn)了速度自動駕駛功能，成為我國高鐵自主創(chuàng)新的又一重大標志性成果。一列質(zhì)量為M的動車，以恒定功率P在平直軌道上由靜止開始運動，經(jīng)時間t達到該功率下的最大速度，設動車行駛過程所受到的阻力f保持不變。動車在時間t內(nèi)（　　）A. 做勻加速直線運動，加速度大小為B. 在時間t內(nèi)通過的位移為C. 牽引力的功率D. 牽引力做功等于【答案】C【解析】【詳解】A．復興號動車以恒定功率運動，由牛頓第二定律得易知v增大，a變小，是變加速直線運動。故A錯誤；B．若復興號做勻變速直線運動，v-t圖像如圖中直線所示由圖像面積可得位移為復興號動車實際做加速度逐漸減小的變加速直線運動，v-t圖像如圖中曲線所示，其位移故B錯誤；C．當時，速度最大，故牽引力即牽引力的功率故C正確；D．由動能定理可得所以牽引力做功大于，故D錯誤。故選C。10. 一質(zhì)量為m的足球，以速度v由地面踢起，當它到達離地面高度為h的B點處（取B點處所在水平面為參考平面）時，下列說法正確的是（重力加速度為g，不計空氣阻力）（　?。?/span>A. 重力勢能為mgh B. 動能為mghC. 機械能為 D. 機械能為【答案】C【解析】【詳解】A．取重力勢能在B處為零勢能參考平面，所以在B點處重力勢能為零，A錯誤；CD．取B點處所在水平面為參考平面，離地面高度為h的B點處的機械能為C正確，D錯誤；B．從A到B過程，由機械能守恒定律得可得在B處的動能為B錯誤。故選C。11. 如圖所示，一個質(zhì)量為m，均勻的細鏈條長為L，置于光滑水平桌面上，用手按住一端，使 長部分垂在桌面下，（桌面高度大于鏈條長度），則鏈條上端剛離開桌面時的動能為      （      ）A. 0 B. mgL C. mgL D. mgL【答案】D【解析】【詳解】將鏈條分成水平部分和豎直部分兩段，水平部分的重力勢能為零，豎直部分的重心中豎直段的中間，高度為，而豎直部分的重力為，這樣豎直部分的重力勢能為，這樣鏈條總的重力勢能為，鏈條上端剛離開桌面時，鏈條總的重力勢能為，由機械能守恒得鏈條上端剛離開桌面時的動能為 ，故D正確，ABC錯誤，故選D．12. 地球赤道上有一物體隨地球的自轉而做圓周運動，向心加速度為，線速度為，角速度為；同步通信衛(wèi)星的向心加速度為，線速度為，角速度為；近地衛(wèi)星的向心加速度為，線速度為，角速度為。則（　?。?/span>A.  B. C.  D. 【答案】D【解析】【詳解】D．根據(jù)題意可知，同步衛(wèi)星和赤道上物體的周期和角速度相等，則有由萬有引力提供向心力有解得由于同步衛(wèi)星的軌道半徑大于近地衛(wèi)星的軌道半徑，則有即故D正確；AB．由公式可得由萬有引力提供向心力有解得由于同步衛(wèi)星的軌道半徑大于近地衛(wèi)星的軌道半徑，則有則故AB錯誤；C．由公式可得由萬有引力提供向心力有解得由于同步衛(wèi)星的軌道半徑大于近地衛(wèi)星的軌道半徑，則有則故C錯誤。故選D。13. 如圖所示，某風力發(fā)電機葉片轉動可形成橫截面積為S的圓面，某段時間風速為v，并保持風正面吹向葉片。若空氣密度為，風的動能轉化為電能的效率為η，則（　?。?/span>A. 單位時間內(nèi)轉化的電能為  B. 單位時間內(nèi)轉化的電能為C. 轉化為電能的功率為 D. 轉化為電能的功率為【答案】C【解析】【詳解】設t時間內(nèi)與葉片相互作用的空氣柱長度為l，則   ①空氣柱質(zhì)量為   ②由題意可知該發(fā)電機發(fā)電的功率為   ③、聯(lián)立①②③得 故選C。14. 從地面豎直向上拋出一物體，物體在運動過程中除受到重力外，還受到一大小不變、方向始終與運動方向相反的外力作用．距地面高度h在3m以內(nèi)時，物體上升、下落過程中動能Ek隨h的變化如圖所示．重力加速度取10m/s2．該物體的質(zhì)量為A. 2kg B. 1.5kg C. 1kg D. 0.5kg【答案】C【解析】【詳解】對上升過程，由動能定理，，得，即F+mg=12N；下落過程，，即N，聯(lián)立兩公式，得到m=1kg、F=2N．15. 下列有關生活中的圓周運動實例分析，其中說法正確的是（　　）A. 如圖A所示，汽車通過凹形橋的最低點時，汽車處于失重狀態(tài)B. 如圖B所示，火車轉彎超過規(guī)定速度行駛時，外軌對輪緣會有擠壓作用C. 如圖C所示，輕質(zhì)細繩長為l，一端固定一個小球，繞另一端O點在豎直面內(nèi)做圓周運動，在最高點小球的最小速度應大于D. 如圖D所示，脫水桶的脫水原理是水滴受到的離心力大于它受到的向心力，從而沿切線方向甩出【答案】B【解析】【詳解】A．如圖A所示，汽車通過凹形橋的最低點時，具有向上的加速度，則處于超重狀態(tài)，故A錯誤；B．如圖B所示，火車轉彎超過規(guī)定速度行駛時，重力和支持力的合力不夠提供向心力，外軌受到擠壓，故B正確；C．如圖C所示，在最高點，當小球的重力剛滿足向心力要求時，此時小球的速度最小為，故C錯誤；D．如圖D所示，水滴和衣服間的作用力不足以提供水滴做圓周運動的向心力，水滴做離心運動，故D錯誤。故選B。二、非選擇題：共5題，共55分。其中第17題~第20題解答時請寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分；有數(shù)值計算時，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。16. 小明同學在學習了圓周運動的知識后，設計了一個課題，名稱為：快速測量自行車的騎行速度．他的設想是：通過計算踏腳板轉動的角速度，推算自行車的騎行速度．如圖是自行車的傳動示意圖，其中Ⅰ是大齒輪，Ⅱ是小齒輪，Ⅲ是后輪．當大齒輪Ⅰ（腳踏板）的轉速通過測量為n（r/s）時，則大齒輪的角速度是____ rad/s．若要知道在這種情況下自行車前進的速度，除需要測量大齒輪Ⅰ的半徑r1，小齒輪Ⅱ的半徑r2外，還需要測量的物理量是______．用上述物理量推導出自行車前進速度的表達式為：________．【答案】    ① 2πn    ②. r3    ③. 【解析】【詳解】[1]轉速為單位時間內(nèi)轉過圈數(shù)，因為轉動一圈，對圓心轉的角度為，所以；[2]因為要測量自行車前進的速度，即車輪Ⅲ邊緣上的線速度的大小，根據(jù)公式可知需要測量的量是[3]由題意知Ⅰ輪、Ⅱ輪邊緣線速度大小相等，根據(jù)公式可知已知則Ⅱ輪得角速度為因為Ⅱ輪和Ⅲ輪共軸，所以角速度相等，所以Ⅲ輪的線速度可以表達為17. 用如圖1所示的實驗裝置驗證m1、m2組成的系統(tǒng)機械能守恒。m2從高處由靜止開始下落，m1上拖著的紙帶打出一系列的點，對紙帶上的點跡進行測量，即可驗證機械能守恒定律。如圖2給出的是實驗中獲取的一條紙帶：0是打下的第一個點，每相鄰兩計數(shù)點間還有4個點(圖中未標出)，所用電源的頻率為50Hz，計數(shù)點間的距離如圖2所示。已知m1＝50g、m2＝150g，則：（結果均保留兩位有效數(shù)字）(1)在紙帶上打下計數(shù)點5時的速度v5＝______m/s；(2)在打下第0點到打下第5點的過程中系統(tǒng)動能的增量ΔEk＝____J，系統(tǒng)重力勢能的減少量ΔEp＝______J；（取當?shù)氐闹亓铀俣?/span>g＝10m/s2）(3)若某同學作出v2－h圖象如圖3所示，則當?shù)氐闹亓铀俣?/span>g＝________m/s2。【答案】    ①. 2.4    ②. 0.58    ③. 0.60    ④. 9.7【解析】【分析】本題考查驗證機械能守恒定律的實驗，由實驗數(shù)據(jù)算出某一過程系統(tǒng)動能的增加量，和這一過程重力勢能的減少量，再結合數(shù)據(jù)及公式進行分析。【詳解】(1)[1]根據(jù)在勻變速直線運動中時間中點的瞬時速度大小等于該過程中的平均速度，可知打第5個點時的速度為(2)[2]物體的初速度為零，所以系統(tǒng)動能的增加量為[3]重力勢能的減小量等于物體重力做功，故系統(tǒng)重力勢能減少量為(3)[4]本題中根據(jù)機械能守恒可知即有所以作出的圖象中，斜率表示重力加速度，由圖可知斜率故當?shù)氐膶嶋H重力加速度18. 如圖所示，質(zhì)量為的石塊從高處以角斜向上方拋出，初速度。不計空氣阻力，取。（1）請用機械能守恒定律和動能定理分別求出石塊落地時的速度是多大？（2）石塊落地時速度的大小與哪些量有關？與哪些量無關？【答案】（1）；（2）與拋出速度和高度有關，與質(zhì)量和拋出角度無關【解析】【詳解】（1）根據(jù)題意，由機械能守恒定律有解得由動能定理有解得（2）結合（1）的分析可知，石塊落地時速度的大小與石塊初速度大小和拋出時的高度有關，與石塊的質(zhì)量和石塊拋出時的角度無關。19. 如圖所示，輕彈簧k一端與墻相連，質(zhì)量為4kg的木塊沿光滑水平面以5m/s的速度運動，并壓縮彈簧，求：(1)彈簧在被壓縮的過程中最大彈性勢能；(2)木塊速度減為3m/s時，彈簧的彈性勢能。【答案】(1)50J；(2)32J【解析】【詳解】(1)彈簧在最大彈性勢能時木塊速度為0，設此時彈簧彈性勢能為Ep。從開始壓縮至木塊速度為零過程中，根據(jù)機械能守恒解得(2)設木塊速度為3m/s時彈簧彈性勢能為。從開始壓縮彈簧至木塊速度為3m/s過程，根據(jù)機械能守恒解得20. 已知地球半徑為R，地球表面重力加速度為g，萬有引力常量為G，不考慮地球自轉的影響。（1）試求地球的質(zhì)量M；（2）試推導第一宇宙速度v的表達式；（3）若衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，運行軌道距離地面高度為h，求衛(wèi)星的運行周期T。【答案】（1）；（2）見解析；（3）【解析】【詳解】（1）在地球表面重力和萬有引力相等得（2）近地衛(wèi)星的向心力由萬有引力提供有  解得將代入得（3）距地面高度為h的衛(wèi)星，軌道半徑為，根據(jù)萬有引力提供向心力有所以衛(wèi)星的周期為T 21. 如圖1所示，游樂場的過山車可以底朝上在圓軌道上運行，游客卻不會掉下來。我們把這種情形抽象為如圖2所示的模型：弧形軌道的下端與半徑為R的豎直圓軌道相接，B、C分別為圓軌道的最低點和最高點。質(zhì)量為m的小球（可視為質(zhì)點）從弧形軌道上的A點由靜止?jié)L下，到達B點時的速度為vB=，且恰好能通過C點。已知A、B間的高度差為h=4R，重力加速度為g。求：（1）小球運動到B點時，軌道對小球支持力F的大小；（2）小球通過C點時的速率vC；（3）小球從A點運動到C點的過程中，克服摩擦阻力做的功W。【答案】（1）7mg（2）（3）1.5mgR【解析】【詳解】（1）小球在B點時，根據(jù)牛頓第二定律有解得：F=7mg（2）因為小球恰能通過C點，根據(jù)牛頓第二定律有解得：（3）在小球從A點運動到C點的過程中，根據(jù)動能定理有解得W=1.5mgR
 

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