2022-2023学年湖北省武汉市部分重点中学高一（下）期中物理试卷-普通用卷

第=page11页，共=sectionpages11页2022-2023学年湖北省武汉市部分重点中学高一（下）期中物理试卷1.关于做功，下列说法正确的是(

)A.人由下蹲状态竖直起跳的过程中，支持力对人做正功

B.若一个物体的速度发生变化，则物体所受合力一定对该物体做功

C.物体所受静摩擦力一定不对物体做功

D.作用力和反作用力对两个物体做功的代数和可能为正、负或者零2.滚筒洗衣机里衣物随着滚筒转动能达到脱水的效果，滚筒沿竖直方向的截面如图所示。下列说法正确的是(

)A.衣物在A、B两点时的加速度相同

B.衣物在最高点A时处于失重状态

C.衣物上的小水滴因受到离心力的作用而脱离衣物

D.衣物在A、B两点时所受筒壁的弹力大小相等

3.2022年11月12日，天舟五号货运飞船在文昌航天发射场发射升空，短短2小时后，便与“天宫”空间站成功交会对接。已知空间站在距地球表面高度约为400km的圆形轨道运动，下列判断正确的是(

)A.空间站绕地运行的速率等于地球自转速率

B.航天员在空间站内完全失重，所受重力为0N

C.空间站的运行角速度大于地面赤道上物体随地球自转的角速度

D.4.2021年5月15日我国成为世界上第一个首次探测火星就实现“绕、落、巡”三项任务的国家，“天问一号”探测器成功在火星软着陆，“祝融号”火星车开始开展巡视探测等工作.以下说法正确的是(

)A.火星探测卫星的发射速度一定大于11.2km/s

B.在地面表面发射一颗绕月卫星，发射速度必须大于11.2km/s5.如图所示，在长为1m的轻绳下端拴一个质量为0.6kg的小球，捏住绳子的上端，使小球在水平面内做圆周运动，细绳就沿圆锥面旋转，形成一个圆锥摆。开始时使绳子跟竖直方向的夹角为α=37°，之后对小球做功，再次稳定后，使绳子跟竖直方向的夹角为β=53°，保持悬点和轻绳长度不变。已知sinA.3.05J

B.1.85J

C.1.25J6.质量为m的小球由轻绳a系于轻质木架上一凸起的小钉子A上，可自由转动。轻绳b系于木架上的C点，如图所示，当轻杆绕轴BC以角速度ω匀速转动时，小球在水平面内做匀速圆周运动，绳a在竖直方向，绳b在水平方向。当小球运动到图示位置时，将绳b烧断的同时轻杆停止转动，不考虑摩擦和空气阻力，则(

)A.此后小球可能在竖直平面内做匀速圆周运动

B.此后小球可能在水平平面内做匀速圆周运动

C.在绳b被烧断的前后，绳a中张力大小可能不变

D.在绳b被烧断的前后，绳a中张力大小一定变大7.地震引起的海啸会给人们带来巨大的损失。某中学的部分学生组成了一个课题小组，对海啸的威力进行了模拟研究，他们设计了如下的模型：如图甲所示，在水平地面上放置一个质量为m=4kg的物体，让其在随位移均匀减小的水平推力(模拟海啸)作用下运动，推力F随位移x变化的图像如图乙所示，已知物体与地面之间的动摩擦因数为μ=0.5，重力加速度gA.运动过程中物体的最大加速度为15m/s2

B.物体在水平地面上运动的最大位移是50m

C.整个过程中摩擦力对物体做功18.某卫星在赤道上空圆轨道Ⅰ上绕地球运行，周期为T，运动方向与地球自转方向相同，赤道上某城市的人每两天恰好三次看到卫星掠过其正上方。一段时间后，卫星在A点变轨由轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ，B为椭圆轨道的近地点。不计空气阻力，则(

)A.T为9小时36分钟

B.卫星沿轨道Ⅱ从A点到B点的时间超过12h

C.卫星由轨道Ⅱ进入轨道Ⅰ过程中，机械能增大

D.卫星沿轨道Ⅰ和轨道Ⅱ运行时，卫星与地球的连线在单位时间内扫过的面积相同9.如图所示，质量为M、长度为L的小车静止在光滑水平面上，质量为m的小物块(可视为质点)放在小车的最左端，现用一大小为F的水平恒力作用在小物块上，使小物块从静止开始做直线运动，当小物块滑到小车的最右端时，小车运动的距离为x，小物块和小车之间的滑动摩擦力大小为f，在此过程中(小物块从小车最左端滑到最右端)，不计空气阻力，下列结论正确的是(

)A.小物块动能增加(F−f)(L+x)

B.小物块克服摩擦力做功为10.如图为某型号电动平衡车，其体积小，操控新颖方便，深受年轻人的喜爱.当人站在平衡车上沿水平直轨道由静止开始运动，其v−t图像如图所示(除3～10s时间段图像为曲线外，其余时间段图像均为直线)。已知人与平衡车质量之和为60kg，A.3～10s时间内，小车的平均速度大小是3m/s

B.0～3s时间内，牵引力做功570J

C.3～1011.如图所示，质量均为m的物块A、B用轻弹簧连接并竖直放置，轻绳绕过固定于O点的光滑定滑轮，一端与物块A相连，另一端与质量为m2的小球C相连，小球C套在粗细均匀的光滑固定竖直杆上。开始时，小球C锁定在杆的P点，连接小球的轻绳与竖直方向的夹角为θ=53°，物块B对地面的压力恰好为零。某时刻解除对小球C的锁定，同时对小球C施加一个竖直向上、大小为F的恒力，小球C运动到Q点时的速度达到最大，OQ与竖直方向的夹角也为θ，D点为P、Q两点的中点，且与O点在同一水平面，P、Q两点间的距离为L，小球C运动过程中轻绳始终处于拉直状态，弹簧始终在弹性限度内。忽略两定滑轮的大小，不计空气阻力，已知重力加速度大小为g，sinA.小球C从P点运动到D点的过程中，合外力对物块A做的功为零

B.小球C从P点运动到D点的过程中，物块A重力的功率增加

C.小球C运动到Q点时物块A的速度大小为50L(2F−mg)5912.为探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系，某实验小组A通过如图甲所示装置进行实验.滑块套在水平杆上，随水平杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动，力传感器通过一细绳连接滑块，用来测量向心力F的大小。滑块上固定一遮光片，宽度为d，滑块和挡光片总质量为m，光电门可以记录遮光片通过的时间，测得旋转半径为r。滑块随杆匀速圆周运动，每经过光电门一次，通过力传感器和光电门就同时获得一组向心力F和角速度ω的数据。

(1)本次探究采用的实验方法是______。

(2)以F为纵坐标，以1Δt2为横坐标，可在坐标纸中描出数据点作一条如图乙所示直线，图线斜率的表达式为______(用m、r、d13.某实验小组设计了如图甲所示的实验装置来验证机械能守恒定律。绳和滑轮的质量忽略不计，轮与轴之间的摩擦忽略不计。

(1)实验时，该同学进行了如下操作：

①用天平分别测出物块A、B的质量4m0和3m0(A的质量含遮光片)：

②用游标卡尺测量遮光片的挡光宽度d；

③将重物A、B用轻绳按图甲示连接，跨放在轻质定滑轮上，一个同学用手托住重物B，另一个同学测量出挡光片中心到光电门中心的竖直距离h，之后释放重物B使其由静止开始下落。测得遮光片经过光电门的时间为Δt，则重物A速度的大小为______，重物B速度的大小为______。

(2)要验证系统(重物A、B)的机械能守恒，应满足的关系式为：______(用重力加速度g，Δ14.科学家计划在2025年将首批宇航员送往火星进行考察。一质量为m的物体，假设在火星两极宇航员用弹簧测力计测得的读数为F1，在火星赤道上宇航员用同一个弹簧测力计测得的读数为F2，通过天文观测测得火星的自转角速度为ω，引力常量为G，将火星看成是质量分布均匀的球体，求：

(1)火星的半径R；

(2)火星的密度ρ；

15.一滑雪项目如图所示，可视为质点的总质量(包括装备)为m=60kg的滑板运动员，从高为H=30m的斜面AB的顶端A点由静止开始沿斜面下滑，在B点进入光滑的四分之一圆弧BC，圆弧BC半径为R=5m，运动员经C点沿竖直轨道冲出向上运动，经时间t=1s后到达C点正上方的最高点D(图中未标出)。若运动员经C点后在空中运动时只受重力，轨道AB段粗糙、BC段光滑.g=10m/s2。(不计过B点时机械能的损耗和空气阻力)16.如图所示，半径为2r的水平圆盘距地面的高度为h=8r5μ，质量mA=4m与mB=m的A、B两个物块，均可看成质点，用一根不可伸长的轻绳连在一起，轻绳经过圆盘圆心，长3r。A和B一起随圆盘绕竖直中心轴OO′转动(O′为转盘圆心在地面沿竖直方向的投影)，转动角速度ω从零开始缓慢增大，直到有物块相对圆盘运动为止。A、B两物块的转动半径rA=r，rB=2r(B在转盘边缘答案和解析1.【答案】D

【解析】解：A、人由下蹲状态竖直起跳的过程中，受到的支持力竖直向上，支持力的作用点在脚底，此过程中，脚的位移为零，所以支持力对人做功为零，故A错误；

B、力与速度垂直时，力对物体不做功，但是此时力改变速度的方向，所以一个物体的速度发生变化，合力对该物体做功为零，比如匀速圆周运动，当力与速度不垂直时，速度的大小一定会变化，这种情况下力对物体做功不等于零，故B错误；

C、判断力是否做功，要根据力以及物体沿着力的方向发生的位移两个因素来判断，物体所受静摩擦力可能对物体做功，也可能不做功，比如手握玻璃瓶子在竖直方向上运动时，瓶子受到的静摩擦力沿竖直方向，这个过程中，静摩擦力对瓶子做功，当水平移动时，静摩擦力对瓶子不做功，故C错误；

D、作用力和反作用力对两个物体做功情况要看两个物体沿着在力的方向上的位移是否相等，当两个相互作用的物体没有发生相对位移时，两力做功代数和为零，当位移不相等时，两个力做功代数和可能为正也可能为负，故D正确。

故选：D。

根据力做功的两个条件逐项分析即可。

本题考查了做功的两个条件，解决本题的关键是理解做功需要两个条件：一是物体受到作用力，二是物体沿着作用力的方向发生位移。

2.【答案】B

【解析】解：A.衣物在A、B两点时加速度的方向都指向圆心位置，所以加速度方向不同，故A错误；

B.衣物在最高点A时，加速度指向圆心，方向竖直向下，则衣物此时处于失重状态，故B正确；

C.衣物上的小水滴是因为所需向心力得不到满足，才脱离衣物的，不是因为受到离心力作用，故C错误；

D.衣物在A处，重力和向下的支持力提供向心力，则有：mg+FA=mv2R

则可得：FA=mv2R−mg

在B处，重力和向上的支持力提供向心力，则有：FB−mg=mv2R

则可得：FB=mg+m3.【答案】C

【解析】解：A.空间站在距地球表面高度约为400km，根据“低轨高速”可知空间站的运行速率高于同步卫星，又因为同步卫星与地球赤道表面的物体属于共轴转动，具有相同的角速度，根据线速度的计算公式v=ωr可知，同步卫星的线速度大于地球表面物体的线速度，因此空间站绕地运行的速率大于地球的自转速率，故A错误；

B.航天员在空间站内完全失重，航天员受到的万有引力提供向心力，而航天员所受到的万有引力并不为零，所以受到的重力也不为零，故B错误；

C.空间站的运行角速度等于同步卫星的角速度，因为同步卫星的角速度于地面赤道上物体随地球自转的角速度相同，而根据“高轨低速长周期”可知空间站的角速度大于同步卫星的角速度，所以空间站的运行角速度大于地面赤道上物体随地球自转的角速度，故C正确；

D.空间站内的所有物体都处于完全失重，所以使用弹簧测力计不能测出物体的重力，故D错误。

故选：C。

根据“高轨低速长周期”分析出空间站的速率与地球自转速度的关系；

4.【答案】A

【解析】解：A.火星探测器是围绕火星运动的，所以在地球上发生探测器的速度需要大于第二宇宙速度，使其脱离地球的束缚，即火星探测卫星的发射速度大于11.2km/s，故A正确；

B.月球围绕地球运动，所以在地面表面发射一颗绕月卫星只需要大于第一宇宙速度7.9km/s，小于第二宇宙速度11.2km/s，即在地面表面发射一颗绕月卫星，发射速度大于7.9km/s，小于11.2km/s，故B错误；

C.7.9km/s是人造地球卫星脱离地球束缚的最小发射速度，16.7km/s是脱离太阳系束缚的最小发射速度，故C错误；

D.7.9k5.【答案】A

【解析】解：设细绳与竖直方向夹角为θ，小球做圆周运动，对小球进行受力分析如图所示：

根据牛顿第二定律可得：

mgtanθ=mv2Lsinθ

解得当夹角θ分别为α与β时的线速度为：

v1=gLsin2αcosα

代入数据解得：v1=326.【答案】D

【解析】解：AB.初始状态时，小球受到自身重力、轻绳a对小球竖直向上的拉力，轻绳b对小球水平向右的拉力，将绳b烧断的同时，轻杆停止转动，小球速度方向垂直于两根绳子方向，小球会在竖直面内运动，但是又由于重力做功，所以小球不可能在竖直面内做匀速圆周运动，小球也不会在水平面内做圆周运动，故AB错误；

CD.在绳b被烧断之前，小球在竖直方向上受力平衡，则绳a中张力与重力等大反向，绳b被烧断之后，绳b的拉力突变为0，则小球在竖直面内做圆周运动，且剪断瞬间，小球处于超重状态，绳子a中张力大于重力，故C错误，D正确。

故选：D。

小球受到重力、轻绳a对小球竖直向上的拉力、轻绳b对小球水平向右的拉力，将绳b烧断的同时轻杆停止转动，小球速度方向垂直于两根绳子方向，小球会在竖直面内运动，又由于重力做功，所以小球不可能在竖直面内做匀速圆周运动，小球不会在水平面内做圆周运动；

在绳b被烧断之前，绳a中张力与重力等大反向，绳b被烧断之后，小球在竖直面内做圆周运动，剪断瞬间，小球处于超重状态，绳子a中张力大于重力。

解题关键是明白绳子会突变，绳子b烧断的瞬间，绳子b7.【答案】B

【解析】解：A.对物体进行受力分析，根据牛顿第二定律可得：

F−μmg=ma

根据图像中力的变化特点可知，当F=200N时，物体加速度最大，此时加速度为45m/s2，故A错误；

BC.由F−x图像中图线与坐标轴所围的“面积”表示功可知，推力对物体做功为：

WF=12Fx0=12×200×10J=1000J

由动能定理有WF−μmgxm=0

解得：xm=508.【答案】AC【解析】解：A.设地球自转周期为T0，根据题意可知每两天恰好三次看到卫星掠过其正上方，可知两天内卫星转了5圈，即：2T0=5T

解得：T=0.4T0=9.6h=9h+36min，故A正确；

B.根据开普勒第三定律，可知：r3T2=k

即卫星沿轨道Ⅱ的运动周期小于沿轨道Ⅰ的周期，所以卫星沿轨道Ⅱ从A点到B点的时间小于4.8h，故B错误；

C.卫星由轨道Ⅱ进入轨道Ⅰ过程中，需要加速，动能增加，且高度增加，故其机械能增大，故C正确；

D.9.【答案】AC【解析】解：A.小物块的对地位移为L+x，对于小物块根据动能定理可得Ekm=(F−f)(L+x)，故A正确；

B.小物块克服摩擦力做的功为W=f(L+x)，故B错误；

C.物块到达小车最右端时，小车的对地距离为x，对小车根据动能定理得EkM=fx10.【答案】BC【解析】解：A.在3～10

s时间内，是加速度逐渐减小的加速运动，v−t图像中图线与时间轴围成的面积表示位移，可知在3～10

s时间内的平均速度v−>v1+vm2=3m/s，故A错误；

B.小车最终匀速运动时，牵引力与阻力相等，根据P=Fv=fvm

解得：f=150N

在0～3s时间内，小车的做匀加速运动，图像的斜率表示小车的加速度，则

a=ΔvΔt=23m/s2

根据牛顿第二定律F−f=ma

可解得：F=190N

在0～3s时间的位移为：

11.【答案】AD【解析】解：A、小球C从P点时物块A的速度为零；小球C运动到D点时DO间绳子长度最短，物块A运动到了最低点，此时物块A速度的也为零，根据动能定理，可知该过程中，合外力对物块A做的功为零，故A正确；

B、小球C从P点运动到D点的过程中，物块A先加速向上运动，再减速向上运动，物块A重力的功率先增大后减小，故B错误；

C、小球C运动到Q点时，物块A回到原来的位置，则弹簧弹性势能不变，设小球C的速度为v，在此位置进行速度的合成与分解，如图所示：

所以物块A的速度为vA=vcosθ，由能量守恒定律有：FL=12mgL+12×12mv2+12m(vcosθ)2

解得：v=100FL−50mgL43m

则物块A的速度大小为：v12.【答案】控制变量法

md2r【解析】解：(1)因为影响向心力的因素有三个，所以本实验要采用控制变量法，探究向心力与角速度的关系，即需要控制滑块质量和旋转半径不变。

(2)根据光电门的测速原理

v=dΔt

又v=ωr

联立解得：ω=drΔt

当杆转动时，由牛顿第二定律得：

F+f=mω2r

解得：F=md2rΔt2−f

13.【答案】dΔt

2dΔt【解析】解：(1)由光电门测速原理，重物A通过光电门的速率为vA=dΔt

根据滑轮组的连接方式，可知重物B的速率为重物A的2倍，则

vB=2vA=2dΔt

(2)如果系统(重物A、B)的机械能守恒，应满足的关系式为：

3m0g×14.【答案】解：(1)物体在火星两极处，万有引力提供重力，则

GMmR2=F1

在火星赤道上，万有引力提供重力和向心力，则

GMmR2=F2+mω2R

联立得：R=F1−F2mω2

(2)根据密度公式得，火星得密度为

ρ=