辽宁省2022-2023学年高一下学期5月期中物理试题含解析

辽宁省2022-2023学年高一下学期5月期中物理试题含解析2022—2023学年度下学期期中考试高一试题物理考试时间：90分钟满分：100分第I卷(选择题，共48分)一、选择题(本题共12小题，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1-8题只有一项符合题目要求，每小题4分；第9-12题有多项符合题目要求，每小题4分，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)1.下列说法中正确的是()A.开普勒第一定律告诉我们，行星绕太阳运动的轨道都是圆周轨道B.牛顿的月地检验表明地面物体所受地球引力、月球所受地球的引力，与太阳、行星间的引力遵从相同的规律C.卡文迪什利用扭秤实验提出了万有引力定律D.1971年铯原子钟的实验中发现高速运动的μ子寿命变短2.如图所示，两个皮带轮在电机的带动下顺时针转动，带动水平传送带以不变的速率运行。将质量为的物体A(可视为质点)轻轻放在传送带左端，经时间后，A的速度变为v，再经过相同时间后，到达传送带右端。则下列说法正确的是()A.物体A由传送带左端到右端的平均速度为4m/sB.传送带对物体做功为32JC.系统因摩擦而产生的热量为16JD.因传送物块，电机额外输出的能量为48J3.高中坠物十分危险，我们可以根据坠物落地时的运动状态判断坠物是从哪一楼层抛出的，假设某次实验中，垂直于竖直墙壁向外抛出一个可视为质点的物体，从监测画面中描绘出坠地物体落地速度方向与水平方向所成夹角为θ，经测量，若落地点距抛出点水平间距为10m，，则下列说法正确的是()A.坠物在空中飞行时间为20s B.坠物落地时速度与竖直方向夹角大于C.坠物抛出时的初速度为0.5m/s D.坠物可能来自于7楼4.为了美观和经济，许多桥面建成拱形，为避免车速过快，造成安全隐患，拱桥上一般都会有限速标志，若汽车对拱桥的压力是其自身重力的0.9倍时的速度为该桥的限速标志对应的速度，当拱桥圆弧对应的曲率半径为100m时，，桥上的限速标志所示速度为()A.36km/h B.60km/h C.84km/h D.108km/h5.水平面上有一固定斜面，一质量为m的可视为质点物块静止于A点，现施加一个恒定外力F。已知全程动摩擦因数为μ，物块A、C间的水平距离为L，竖直高度为h，若物块到达C点时速度为v，不计在B处的能量损失，重力加速度为g，则下列说法正确的是()A.物块的重力势能为mghB.物块的机械能增加了FLC.物块克服摩擦做功为：D.外力F做功为：6.如图所示，长为L的绳子下端连着一质量为m的小球，上端悬于天花板上。当把绳子拉直时，绳子与竖直线的夹角为，此时小球静止于光滑的水平桌面上，重力加速度为g。则()A.当小球以角速度做圆锥摆运动时，绳子的张力大小为mgB.当小球以角速度做圆锥摆运动时，桌面受到的压力大小0C.当小球以角速度做圆锥摆运动时，绳子的张力大小为5mgD.当小球以角速度做圆锥摆运动时，桌面受到的压力大小为07.如图所示，质量均为m的A、B两小物块用轻质弹簧相连，A放置在光滑水平地面上，一轻绳通过光滑的定滑轮与物块B相连(连接物块B的绳子恰好伸直但不绷紧)，弹簧的劲度系数k。现用一水平向右的拉力F作用在轻绳上，使物块B缓慢向上运动，已知重力加速度为g，当A物块恰好离开地面时，F所做功为()A. B. C. D.8.某同学观看了著名科幻电影《流浪地球》后，提出大胆假设，除了建造太空电梯外还可以建设一条如图所示穿过地心的隧道，假设地球的半径为R，质量分布均匀，根据万有引力，我们可以合理假设小球在地心隧道运行时()A.小球将一直做匀加速运动B.小球将做减速运动C.小球将做往返运动D.小球将运动到地心后减速到0，最终悬停在地心9.物块在水平桌面上受到水平恒定拉力作用下由静止开始加速运动，经过一段时间后撤去拉力，物块又滑行一段距离停下来。如果以物块的初始位置为坐标原点，沿运动方向建立x轴，则物块的动能随位置坐标x的变化图像如图所示。重力加速度为已知量，根据图像可以求出下面哪些量()A.物块质量 B.物块与桌面之间的动摩擦因数C.水平拉力大小 D.全过程物块的机械能变化量10.“太空垃圾”已经成为了航天安全的重要威胁，为了安全航天“太空垃圾”的回收清理势在必行，科学家构想向太空发射清洁卫星，通过变换轨道对“太空垃圾”进行清理，如图所示，其过程简化为清洁卫星先进入近地圆轨道，经过与其相切的绕地球椭圆轨道再转移到绕地球圆轨道，A、B分别为椭圆轨道上的近地点和远地点。清洁卫星在变轨过程中质量视为不变。则下列说法正确的是()A.清洁卫星在轨道上B点的加速度小于在轨道上B点的加速度B.清洁卫星在轨道上A点时的速率大于地球的第一宇宙速度C.清洁卫星在轨道上B点机械能大于在轨道上B点的机械能D.在轨道上，清洁卫星在A点的机械能等于在B点的机械能，从A到B，引力做负功11.如图所示，将一个小球P从A点以v0水平抛出小球恰好落在斜面底端B点，若在B点正上方与A等高的C点将一相同的小球Q以2v0速度水平抛出，小球落在斜面上的D点，已知ABCD处于同一竖直面，则下列说法正确的是()A. B.C. D.12.如图甲、乙所示，AB段为上表面动摩擦因数为，长为L的长木板，长木板右侧地面略高，恰能使右侧固定于地面的光滑圆弧或光滑斜面与长木板相切，已知光滑圆弧的半径与斜面的竖直高度均为L，现将一个可视为质点的小物块轻放在长木板的A端，且施加一个水平向右F=mg的恒力，若小滑块进入光滑斜面时无能量损失，斜面倾角为，则小滑块在甲乙两图中到达轨迹最高点时增加的机械能为()A.图甲机械能增加量为1.4mgLB.图甲的机械能增加量为2.2mgLC.图乙的机械能增加量为1.5mgLD.图乙的机械能增加量为2.5mgL第II卷(非选择题，共52分)二、实验题(本题共两小题，共16分)13.宇航员登陆某星球做了一个平抛运动实验，并用频闪照相机记录小球做平抛运动的部分轨迹，且已知平抛初速度为2.5m/s。将相片放大到实际大小后在水平方向和竖直方向建立平面直角坐标系，A、B、C为小球运动中的3个连续的记录点，A、B和C点的坐标分别为(0，0)、(0.50m，0.25m)和(1.00m，0.75m)。已知则：(1)频闪照相机的频闪频率为___________Hz；(2)该星球表面重力加速度为___________m/s2；(3)若该星球半径为R=1000km，则该星球第一宇宙速度为___________m/s；(4)该星球的质量大约是___________kg。(保留两位有效数字)14.探究向心力大小F与小球质量m、角速度ω和半径r之间关系实验装置如图所示，转动手柄，可使变速塔轮、长槽和短槽随之匀速转动。皮带分别套在塔轮的圆盘上，可使两个槽内的小球分别以不同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提供，同时，小球对挡板的弹力使弹簧测力筒下降，从而露出测力筒内的标尺，标尺上露出的红白相间的等分格数之比即为两个小球所受向心力的比值。(1)在这个实验中，利用了___________(选填“理想实验法”“等效替代法”或“控制变量法”)来探究向心力的大小与小球质量m、角速度ω和半径r之间的关系；(2)探究向心力的大小与圆周运动半径的关系时，应选择两个质量___________(选填“相同”或“不同”)的小球；(3)探究向心力大小与圆周运动的角速度的关系，左右两边塔轮的半径___________(选填“相同”或“不同”)(4)当用两个质量相等的小球做实验，调整长槽中小球的轨道半径等于短槽中小球的轨道半径，转动时发现左、右标尺上露出的红白相间的等分格数之比为4：1，则左、右两边塔轮的半径之比为___________。三、解答题(本题共三小题，共36分)15.2021年10月3日神舟十三号飞船发射成功，神舟十三号与中国空间站的天和核心舱对接后，与空间站一起绕地球做匀速圆周运动，三位宇航员在空间站驻留六个月从事各项科研工作。已知我国空间站距离地球表面的高度为h，地球质量为M，地球半径为R，地球表面的重力加速度为g。求：(1)空间站绕地球做匀速圆周运动的周期T；(2)在空间站中，宇航员长期处于失重状态，为缓解这种状态带来不适，科学家设想建造一种环形空间站，其半径为r，绕中轴匀速旋转，如图所示。宇航员(可视为质点)站在旋转舱内的侧壁上，若要感受到与他站在地球表面时相同大小的支持力，旋转舱绕其中轴匀速转动的角速度ω应为多大。16.某同学利用暑假时间到工地体验生活，工友交给他一个任务，将静置于地面质量为40kg的一袋水泥用吊机竖直提升到高为194.4m的平台，小明利用物理老师讲的机车启动知识，决定操控吊机使水泥袋先做匀加速运动，待电机功率达到额定功率后，保持额定功率不变再做变加速、匀速运动，离平台还有一小段距离时调整为匀减速上升，到达平台的速度刚好为零，通过吊机臂铭牌查阅到该吊机额定功率为4800W、最大拉力600N，减速时加速度为，，请你根据小明的思路结合实际数据，不计空气阻力，试求：(1)水泥袋做匀加速运动的最短时间；(2)满足(1)的前提下，求吊机以额定功率运行的过程中水泥袋上升所需要的时间；17.如图所示，一细圆环半径为r，环面处于竖直面内。环上穿有一质量为m的小球，可沿圆环做无摩擦的圆周运动，某时刻小球受到水平向右的恒力F=mg。小球经过A点时速度的方向恰好竖直向上。重力加速度为g，则：(1)若小球经过A点时与圆环间无力的作用，求小球经过A点时的速度大小vA；(2)要使小球能运动到与A点对称的B点，求小球在A点的速度至少为多大；(3)在保证小球恰好做圆周运动的前提下，求小球对轨道的最大压力为多大。2022—2023学年度下学期期中考试高一试题物理考试时间：90分钟满分：100分第I卷(选择题，共48分)一、选择题(本题共12小题，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1-8题只有一项符合题目要求，每小题4分；第9-12题有多项符合题目要求，每小题4分，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)1.下列说法中正确的是()A.开普勒第一定律告诉我们，行星绕太阳运动的轨道都是圆周轨道B.牛顿月地检验表明地面物体所受地球引力、月球所受地球的引力，与太阳、行星间的引力遵从相同的规律C.卡文迪什利用扭秤实验提出了万有引力定律D.1971年铯原子钟的实验中发现高速运动的μ子寿命变短【答案】B【解析】【详解】A．开普勒第一定律告诉我们，行星绕太阳运动的轨道都是椭圆轨道，故A错误；B．牛顿的月地检验表明地面物体所受地球引力、月球所受地球的引力，与太阳、行星间的引力遵从相同的规律，故B正确；C．卡文迪什利用扭秤实验测出了万有引力常量，故C错误；D．1971年铯原子钟的实验中发现高速运动的μ子寿命变长，故D错误。故选B。2.如图所示，两个皮带轮在电机的带动下顺时针转动，带动水平传送带以不变的速率运行。将质量为的物体A(可视为质点)轻轻放在传送带左端，经时间后，A的速度变为v，再经过相同时间后，到达传送带右端。则下列说法正确的是()A.物体A由传送带左端到右端的平均速度为4m/sB.传送带对物体做功为32JC.系统因摩擦而产生的热量为16JD.因传送物块，电机额外输出的能量为48J【答案】C【解析】【详解】A．物体A由传送带左端到右端通过的位移为平均速度为故A错误；B．物体从静止释放后经时间t速度变为v，对此过程，应用动能定理可得传送带对物体A做的功为故B错误；C．根据牛顿第二定律有系统因摩擦而产生的热量为解得故C正确；D．因传送物块，电机额外输出的能量为故D错误。故选C。3.高中坠物十分危险，我们可以根据坠物落地时的运动状态判断坠物是从哪一楼层抛出的，假设某次实验中，垂直于竖直墙壁向外抛出一个可视为质点的物体，从监测画面中描绘出坠地物体落地速度方向与水平方向所成夹角为θ，经测量，若落地点距抛出点水平间距为10m，，则下列说法正确的是()A.坠物在空中飞行时间为20s B.坠物落地时速度与竖直方向夹角大于C.坠物抛出时的初速度为0.5m/s D.坠物可能来自于7楼【答案】D【解析】【详解】A．设物体抛出时的初速度为，则落地时解得A错误；B．设坠物落地时速度与竖直方向夹角为α，则坠物落地时速度与竖直方向夹角小于，B错误；C．由可得坠物的初速度C错误；D．坠物下落的高度楼房每层楼的高度为2.8m，由可知坠物可能来自于7楼，D正确。故选D。4.为了美观和经济，许多桥面建成拱形，为避免车速过快，造成安全隐患，拱桥上一般都会有限速标志，若汽车对拱桥的压力是其自身重力的0.9倍时的速度为该桥的限速标志对应的速度，当拱桥圆弧对应的曲率半径为100m时，，桥上的限速标志所示速度为()A.36km/h B.60km/h C.84km/h D.108km/h【答案】A【解析】【详解】根据牛顿第二定律得解得故选A。5.水平面上有一固定斜面，一质量为m的可视为质点物块静止于A点，现施加一个恒定外力F。已知全程动摩擦因数为μ，物块A、C间的水平距离为L，竖直高度为h，若物块到达C点时速度为v，不计在B处的能量损失，重力加速度为g，则下列说法正确的是()A.物块的重力势能为mghB.物块的机械能增加了FLC.物块克服摩擦做功为：D.外力F做功为：【答案】C【解析】【详解】A．重力势能与选取的零势能面有关，零势能面不同时，重力势能不同，A错误；B．物块的机械能增加量B错误；C．根据动能定理物块克服摩擦做功为C正确；D．根据动能定理由于水平外力F的影响导致克服摩擦力做功不等于，所以外力F做的功不等于D错误。故选C。6.如图所示，长为L的绳子下端连着一质量为m的小球，上端悬于天花板上。当把绳子拉直时，绳子与竖直线的夹角为，此时小球静止于光滑的水平桌面上，重力加速度为g。则()A.当小球以角速度做圆锥摆运动时，绳子的张力大小为mgB.当小球以角速度做圆锥摆运动时，桌面受到的压力大小0C.当小球以角速度做圆锥摆运动时，绳子的张力大小为5mgD.当小球以角速度做圆锥摆运动时，桌面受到的压力大小为0【答案】D【解析】【详解】AB．对小球受力分析，作出力图如图1：根据牛顿第二定律得又解得故AB错误；CD．设小球对桌面恰好无压力时角速度为，可解得此时由于，故小球离开桌面做匀速圆周运动，则N=0此时小球的受力如图2：设绳子与竖直方向的夹角为，则有联立解得故C错误，D正确；故选D。7.如图所示，质量均为m的A、B两小物块用轻质弹簧相连，A放置在光滑水平地面上，一轻绳通过光滑的定滑轮与物块B相连(连接物块B的绳子恰好伸直但不绷紧)，弹簧的劲度系数k。现用一水平向右的拉力F作用在轻绳上，使物块B缓慢向上运动，已知重力加速度为g，当A物块恰好离开地面时，F所做功为()A. B. C. D.【答案】D【解析】【详解】开始时弹簧的压缩量此时当A物块恰好离开地面时弹簧伸长量为此时则F做功故选D。8.某同学观看了著名科幻电影《流浪地球》后，提出大胆假设，除了建造太空电梯外还可以建设一条如图所示穿过地心的隧道，假设地球的半径为R，质量分布均匀，根据万有引力，我们可以合理假设小球在地心隧道运行时()A.小球将一直做匀加速运动B.小球将做减速运动C.小球将做往返运动D.小球将运动到地心后减速到0，最终悬停在地心【答案】C【解析】【详解】A．物体在地表时重力近似等于万有引力，有以地心为位移起点，设某时刻物体的位移为x，则半径为的球的质量由于均匀球壳对壳内物体引力为零，则此时物体所受引力大小为考虑到F与x方向相反，联立可得为常数，即该物体的运动为简谐运动，故A错误；B．同理B错误；C．因该物体的运动为简谐运动，因此小球将做往返运动，C正确；D．同理D错误。故答案选C9.物块在水平桌面上受到水平恒定拉力作用下由静止开始加速运动，经过一段时间后撤去拉力，物块又滑行一段距离停下来。如果以物块的初始位置为坐标原点，沿运动方向建立x轴，则物块的动能随位置坐标x的变化图像如图所示。重力加速度为已知量，根据图像可以求出下面哪些量()A.物块的质量 B.物块与桌面之间的动摩擦因数C.水平拉力大小 D.全过程物块的机械能变化量【答案】CD【解析】详解】ABC．拉力作用下，由动能定理可得故有撤去拉力后，只有摩擦力做功，故有解得有故水平拉力大小可以确定，质量无法确定，故动摩擦因数无法确定，AB错误，C正确；D．全过程物块的机械能变化量D正确故选CD10.“太空垃圾”已经成为了航天安全的重要威胁，为了安全航天“太空垃圾”的回收清理势在必行，科学家构想向太空发射清洁卫星，通过变换轨道对“太空垃圾”进行清理，如图所示，其过程简化为清洁卫星先进入近地圆轨道，经过与其相切的绕地球椭圆轨道再转移到绕地球圆轨道，A、B分别为椭圆轨道上的近地点和远地点。清洁卫星在变轨过程中质量视为不变。则下列说法正确的是()A.清洁卫星在轨道上B点的加速度小于在轨道上B点的加速度B.清洁卫星在轨道上A点时的速率大于地球的第一宇宙速度C.清洁卫星在轨道上B点机械能大于在轨道上B点的机械能D.在轨道上，清洁卫星在A点的机械能等于在B点的机械能，从A到B，引力做负功【答案】BD【解析】【详解】A．B点到地球球心的距离r一定，由可知，清洁卫星在轨道上B点的加速度等于在轨道上B点的加速度，故A错误；B．清洁卫星在轨道上的运动轨道为椭圆，在轨道II上A点时的速率大于地球的第一宇宙速度，故B正确；C．清洁卫星在圆轨道的B点需点火减速，才能进入椭圆轨道，推力做负功，机械能减小，故清洁卫星在轨道上的机械能大于在轨道上的机械能，故C错误；D．在轨道上，只有引力做功，机械能守恒，因此清洁卫星在A点的机械能等于在B点的机械能，从A到B，远离地球与引力方向相反，因此引力做负功，故D正确。故选BD。11.如图所示，将一个小球P从A点以v0水平抛出小球恰好落在斜面底端B点，若在B点正上方与A等高的C点将一相同的小球Q以2v0速度水平抛出，小球落在斜面上的D点，已知ABCD处于同一竖直面，则下列说法正确的是()A. B.C. D.【答案】AD【解析】【详解】AB．如图

设AB之间高度差为h，CD之间高度差为h'代入数据解得斜面倾角的正切值代入数据解得所以故A正确，B错误。CD．由上述分析可知选项C错误，D正确。故选AD。12.如图甲、乙所示，AB段为上表面动摩擦因数为，长为L的长木板，长木板右侧地面略高，恰能使右侧固定于地面的光滑圆弧或光滑斜面与长木板相切，已知光滑圆弧的半径与斜面的竖直高度均为L，现将一个可视为质点的小物块轻放在长木板的A端，且施加一个水平向右F=mg的恒力，若小滑块进入光滑斜面时无能量损失，斜面倾角为，则小滑块在甲乙两图中到达轨迹最高点时增加的机械能为()A.图甲的机械能增加量为1.4mgLB.图甲的机械能增加量为2.2mgLC.图乙的机械能增加量为1.5mgLD.图乙的机械能增加量为2.5mgL【答案】AC【解析】【详解】AB．从A到B，根据功能关系有又解得小滑块在光滑圆弧运动时，受力情况如图所示根据等效重力加速度、圆周运动和几何知识可知，小滑块到达C点时的速度为v，离开C点后做竖直上抛运动，时间为水平方向做匀加速运动，加速度为水平方向位移为解得可知图甲中小滑块到达轨迹最高点时增加的机械能为故A正确，B错误；CD．小滑块在斜面运动时受力情况如图可知小滑块加速为零，做匀速运动，离开斜面后竖直方向做竖直上抛运动，时间为水平方向做匀加速运动，加速度为水平方向位移为解得可知图乙中小滑块到达轨迹最高点时增加的机械能为故C正确，D错误。故选AC。第II卷(非选择题，共52分)二、实验题(本题共两小题，共16分)13.宇航员登陆某星球做了一个平抛运动实验，并用频闪照相机记录小球做平抛运动的部分轨迹，且已知平抛初速度为2.5m/s。将相片放大到实际大小后在水平方向和竖直方向建立平面直角坐标系，A、B、C为小球运动中的3个连续的记录点，A、B和C点的坐标分别为(0，0)、(0.50m，0.25m)和(1.00m，0.75m)。已知则：(1)频闪照相机的频闪频率为___________Hz；(2)该星球表面重力加速度为___________m/s2；(3)若该星球半径为R=1000km，则该星球第一宇宙速度为___________m/s；(4)该星球的质量大约是___________kg。(保留两位有效数字)【答案】①.5②.6.25③.2500④.9.41022【解析】【详解】(1)频闪照相机的频闪频率为(2)频闪照相机的周期为根据可得(3)根据第一宇宙速度的计算公式有(4)根据万有引力与重力的关系有解得14.探究向心力大小F与小球质量m、角速度ω和半径r之间关系的实验装置如图所示，转动手柄，可使变速塔轮、长槽和短槽随之匀速转动。皮带分别套在塔轮的圆盘上，可使两个槽内的小球分别以不同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提供，同时，小球对挡板的弹力使弹簧测力筒下降，从而露出测力筒内的标尺，标尺上露出的红白相间的等分格数之比即为两个小球所受向心力的比值。(1)在这个实验中，利用了___________(选填“理想实验法”“等效替代法”或“控制变量法”)来探究向心力的大小与小球质量m、角速度ω和半径r之间的关系；(2)探究向心力的大小与圆周运动半径的关系时，应选择两个质量___________(选填“相同”或“不同”)的小球；(3)探究向心力的大小与圆周运动的角速度的关系，左右两边塔轮的半径___________(选填“相同”或“不同”)(4)当用两个质量相等的小球做实验，调整长槽中小球的轨道半径等于短槽中小球的轨道半径，转动时发现左、右标尺上露出的红白相间的等分格数之比为4：1，则左、右两边塔轮的半径之比为___________。【答案】①.控制变量法②.相同③.不同④.1：2【解析】【详解】(1)[1]在这个实验中，利用了控制变量法来探究向心力的大小与小球质量m、角速度ω和半径r之间的关系；(2)[2]探究向心力的大小与圆周运动半径的关系时，应选择两个质量相同的小球；(3)[3]探究向心力的大小与圆周运动的角速度的关系，左右两边塔轮的半径不同，根据可知此时角速度不同。(4)[4]根据由题意可知可得由可得左、右两边塔轮的半径之比是1：2。三、解答题(本题共三小题，共36分)15.2021年10月3日神舟十三号飞船发射成功，神舟十三号与中国空间站的天和核心舱对接后，与空间站一起绕地球做匀速圆周运动，三位宇航员在空间站驻留六个月从事各项科研工作。已知我国空间站距离地球表面的高度为h，地球质量为M，地球半径为R，地球表面的重力加速度为g。求：(1)空间站绕地球做匀速圆周运动的周期T；(2)在空间站中，宇航员长期处于失重状态，为缓解这种状态带来的不适，科学家设想建造一种环形空间站，其半径为r，绕中轴匀速旋转，如图所示。宇航员(可视为质点)站在旋转舱内的侧壁上，若要感受到与他站在地球表面时相同大小的支持力，旋转舱绕其中轴匀速转动的角速度ω应为多大。【答案】(1