浙江省湖州市吴兴区2022-2023学年高一下学期4月期中物理试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE1浙江省湖州市吴兴区2022-2023学年高一下学期4月期中物理试题一、单项选择题（本题共18小题，每小题3分，共54分。）1.下列各组物理量中，均为矢量的一组是（）A.速度、路程 B.力、位移 C.时间、加速度 D.位移、速率【答案】B【解析】矢量既有大小又有方向，遵循矢量合成法则，标量只有大小，没有方向。所以速度、力、位移、加速度属于矢量，路程、时间、速率属于标量。故选B。2.在物理学发展过程中，许多物理学家做出了贡献，他们的科学发现和所采用的科学方法推动了人类社会的进步。以下相关说法正确的是（）A.牛顿利用理想斜面实验说明力不是维持物体运动的原因B.开普勒发现行星运动的规律，并通过“月-地检验”，得出了万有引力定律C.卡文迪什利用扭秤实验的微小作用放大思想，测出了引力常量D.库仑最早通过油滴实验测量出元电荷的数值【答案】C【解析】A．伽利略利用理想斜面实验说明力不是维持物体运动的原因，故A错误；B．开普勒发现行星运动的规律，牛顿通过“月-地检验”，得出了万有引力定律，故B错误；C．卡文迪什用扭秤实验，测出了万有引力常量，他使用了微小作用放大法，故C正确；D．元电荷的数值为，最早由密立根通过油滴实验测量得出，故D错误；故选C。3.如图所示，原长为的轻质弹簧，一端固定在点，另一端与一质量为的小球相连。小球套在竖直固定、足够长的光滑杆上。杆上两点与点的距离均为点到点的距离为与杆垂直。当小球在点下方弹簧与竖直方向夹角为时恰好平衡，小球以某一初速度从点开始向上运动，到达点时速度恰好为0。整个运动过程中，弹簧始终在弹性限度内，重力加速度大小为。下列说法正确的是（）A.从点到点的运动过程中，小球受到的弹力一定先做正功后做负功B.小球在点时的动能为C.弹簧的劲度系数为D.小球从点向下运动到最低点的过程中增加的弹性势能为【答案】C【解析】A．从N点到P点的运动过程中，弹簧弹力一直做正功，故A错误；B．从N点到M点的运动过程中，弹簧做的总功为零，根据动能定理有解得N点的动能为故小球在P点时的动能小于，故B错误；C.形变量对小球受力分析得故C正确；D．小球从N点向下运动到最低点的过程中，根据能量守恒有解得故D错误。故选C。4.下列描述中最符合实际的是（）A.一条沿垂直自身长度方向运动的杆，其长度总比静止时的长度小B.作用力做负功时，反作用力一定做正功C.重力势能大小的比较中，小于D.牛顿的经典力学能够很好的解释原子核外电子的转动问题【答案】C【解析】A．一条沿垂直自身长度方向运动的杆，其长度等于静止时的长度，故A错误；B．作用力做负功时，反作用力可以不做功，也可以做负功，不一定做正功，故B错误；C．重力势能大小的比较中，小于，故C正确；D．经典力学只适用于低速宏观物体的运动，所以牛顿的经典力学不能很好的解释原子核外电子的转动问题，故D错误。故选C。5.如图所示，闹钟和手表之间的争论中，其中闹钟是用哪个物理量来分析圆周运动的()A.角速度 B.周期 C.线速度 D.转速【答案】C【解析】由图可知闹钟是用线速度来分析圆周运动，故C正确，ABD错误。故选C。考点：考查圆周运动点评：本题难度较小，注意圆周运动相关物理量的物理意义和单位即可6.如图甲所示是问天实验舱中的变重力科学实验柜，它的主要装置是如图乙所示的两套离心机。离心机旋转过程中，由于惯性作用，实验载荷会有沿着旋转半径向外飞出的趋势，可以等效为物体在圆周运动中受到一个与向心力等大反向的“离心力”，而这个“离心力”就可以用来模拟物体受到的重力。某次实验中，需要给距离圆心的实验载荷模拟的重力环境（取），则离心机的转速最接近（）A. B. C. D.【答案】B【解析】向心力为又得故选B。7.如图所示，哈雷彗星在近日点时，线速度大小为v1，加速度大小为a1；在远日点时，线速度大小为v2，加速度大小为a2，则（）A. B. C. D.【答案】A【解析】设在极短时间内，哈雷彗星在近日点与太阳中心的距离为，哈雷彗星在远日点与太阳中心的距离为，则根据开普勒第二定律有在近日点，根据牛顿第二定律有在远日点，根据牛顿第二定律有联立可得故选A。8.关于弹性势能和重力势能，下列说法正确是（）A.弹簧的弹性势能大小只与弹簧的材料有关B.在弹性限度内，弹簧的弹性势能大小与弹簧形变量有关C.重力势能变化量与参考平面的选取有关D.当重力对物体做正功时，物体的重力势能增加【答案】B【解析】AB．弹簧的弹性势能大小不仅与弹簧的材料有关，还与弹簧的形变量有关，故A错误，B正确；C．重力势能的变化量与零势能参考平面的选取无关，故C错误；D．当重力对物体做正功时，物体的重力势能一定减小，故D错误。故选B。9.北京时间2025年1月7日4时00分，我国在西昌卫星发射中心使用长征三号乙运载火箭，成功将实践二十五号卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功，该卫星主要用于卫星燃料补加与延寿服务技术验证，轨道高度略高于同步轨道，下列说法正确的是（）A.实践二十五号卫星的周期小于24hB.实践二十五号卫星速度小于静止卫星的速度C.实践二十五号卫星的加速度大于静止卫星的加速度D.实践二十五号卫星的角速度大于静止卫星的角速度【答案】B【解析】根据万有引力提供向心力可知解得，，，A．实践二十五号卫星的轨道半径大于静止卫星，周期大于24h，故A错误；B．实践二十五号卫星的轨道半径大于静止卫星，速度小于静止卫星的速度，故B正确；C．实践二十五号卫星的轨道半径大于静止卫星，加速度小于静止卫星的加速度，故C错误；D．实践二十五号卫星的轨道半径大于静止卫星，角速度小于静止卫星的角速度，故D错误。10.下列说法正确的是（）A.当物体受到摩擦力作用时，其机械能一定发生变化B.物体做圆周运动时，所受的合力不一定总是指向圆心C.物体所受的合力为恒力时，其运动必定为匀变速直线运动D.质量均为m、重心间距离为L的两人之间的万有引力大小一定为【答案】B【解析】A．除重力以外的其他力(包括摩擦力)所做的总功为零时，物体的机械能不变，故A错误；B．做匀速圆周运动的物体所受的合力指向圆心，做非匀速圆周运动的物体所受的合力不指向圆心，故B正确；C．物体所受的合力为恒力时，若物体所受合力方向与运动方向不在一条直线上，则物体做匀变速曲线运动，故C错误；D．人不一定能被视为质点，故两人之间的万有引力不一定能直接利用万有引力定律公式计算，故D错误。故选B。11.如图，在离地面高为H处的A点将皮球释放，皮球被地面反弹后上升到离地面高为h的B点的过程中（已知皮球的质量为m，当地重力加速度为g）。以下说法正确的是（）A.皮球在A点重力势能为mgHB.皮球在B点的重力势能为mghC.该过程中皮球重力势能改变了mg（h-H）D.该过程中皮球重力势能改变了mg（H-h）【答案】C【解析】AB．由于没有确定零重力势能参考平面的具体位置，所以无法确定皮球在A点和B点的重力势能，故AB错误；CD．该过程中重力对皮球做功为则该过程中皮球重力势能改变了故C正确，D错误。故选C。12.如图，游客们坐在相同的雪圈上，从倾角相同的平直雪道先后由同高度静止滑下，各雪圈与雪道间的动摩擦因数均相同，不计空气阻力。则雪道上的游客们（）A.沿雪道做匀速直线运动B.前后间的距离随时间不断增大C.所受摩擦力相同D.下滑过程中机械能均守恒【答案】B【解析】A．设平直雪道的倾角为θ，同学坐在轮胎上从静止开始沿雪道下滑，做加速运动，根据牛顿第二定律可得加速度为a=gsinθ-μgcosθ又因为μ相同，所以同学们做加速度相同的匀加速直线运动，故A错误；B．设前一个同学下滑时间t0后，另一个同学开始下滑，根据匀加速直线运动位移与时间的关系可得前后两个同学的间距可知同学们前后距离随着时间t的不断增大而增大，故B正确；C．所受摩擦力为因为质量不都相同，所以所受摩擦力不都相同，故C错误；D．下滑过程中摩擦力做负功，雪道上的同学们机械能减小，故D错误。故选B。13.如图所示，盘面上放有质量为0.4kg小物体的圆盘，在水平面内由静止开始绕过圆盘中心的轴转动，物体到圆盘中心的距离为0.5m，当圆盘的转速从1rad/s增大到2rad/s的过程中（物体与圆盘未发生相对滑动），摩擦力对小物体所做的功为（）A.0.15J B.0.3J C.0.6J D.0.75J【答案】A【解析】由动能定理有代入数据解得故选A。14.如图所示，有一可绕竖直中心轴转动的水平圆盘，上面放置一劲度系数k=68N/m的弹簧，弹簧的一端固定于轴O上，另一端连接质量m=1.0kg的小物块A。物块与圆盘间的动摩擦因数，开始时弹簧未发生形变，长度L=0.50m，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2，弹簧始终在弹性限度内且物块未脱离圆盘则（）A.圆盘转动的周期为2秒时，物块A开始滑动B.当圆盘角速度缓慢地增加到6.0rad/s时，弹簧的伸长量为0.3mC.在角速度从零缓慢地增加到2rad/s过程中，物块与盘间摩擦力为静摩擦力，其静摩擦力大小Ff与角速度ω2成正比D.当ω>2rad/s时，物块与盘间摩擦力为滑动摩擦力，其滑动摩擦力大小Ff与角速度ω2成正比【答案】C【解析】A．当物块将要产生滑动时，它与圆盘之间的静摩擦力达到最大，此时解得选项A错误；B．当圆盘角速度缓慢地增加到6.0rad/s，根据牛顿第二定律解得弹簧的伸长量为∆x=0.5m选项B错误；C．由A的分析可知，当圆盘的角速度增加到2.0rad/s时，物块与圆盘之间的摩擦力达到最大，在此过程中由牛顿第二定律可知其静摩擦力大小Ff与角速度ω2成正比，选项C正确；D．当ω>2rad/s时，物块与盘间摩擦力为滑动摩擦力，其滑动摩擦力大小与角速度ω无关，选项D错误。故选C。15.一小朋友在安全环境下练习蹦床，若小朋友离开蹦床后一直在同一竖直线上运动，且忽略空气阻力，用x、a、p、E、t分别表示小朋友竖直向上离开蹦床在空中运动的位移、加速度、动量、机械能和时间，取竖直向上为正方向，则下列图像可能正确的是（）A. B. C. D.【答案】A【解析】BD．由于小朋友只受重力，做竖直上抛运动，加速度为重力加速度，保持不变，且运动过程中只有重力做功，机械能保持不变，故BD错误；AC．根据竖直上抛运动的规律可得所以故A正确，C错误故选A。16.质量为m的汽车在平直的公路上从静止开始运动，速度v与时间t的关系图像如图所示，时间内匀加速运动；时刻速度达到，开始以额定功率加速运动；时刻后以速度做匀速运动。整个过程汽车所受阻力均为f，则（）A.时间内，汽车的牵引力为B.时间内，汽车克服阻力做功的功率不变C.时间内，汽车牵引力做的功为D.时间内，汽车牵引力做的功为【答案】C【解析】A．时间内，汽车的加速度为根据牛顿第二定律有可得，汽车的牵引力为故A错误；B．汽车克服阻力做功的功率为由于在时间内，阻力f不变，速度v逐渐增大，所以汽车克服阻力做功的功率逐渐增大，故B错误；C．时刻后汽车保持额定功率不变，时刻后牵引力等于阻力，所以时间内，汽车牵引力做功的功率等于时刻后的功率为所以牵引力做功为故C正确；D．根据动能定理可知，时间内，汽车所受合力做的功为，故D错误。故选C。17.如图所示，在一半径为R的光滑绝缘竖直半圆弧槽ABC的圆心处固定一电荷量为+Q的带电小球，现将一质量为m、电荷量为+q的光滑小球从A点由静止释放，则小球到达最低点B时对槽的压力大小为（）A.3mg B. C. D.【答案】C【解析】设小球到达B点时的速度为v，槽对小球的支持力为N，小球从A到B的过程中，库仑力与速度方向始终垂直，库仑力不做功，由机械能守恒定律得在B点，重力、支持力、库仑力三力的合力提供向心力，有解得由牛顿第三定律得小球到达最低点B时对槽的压力大小为，方向竖直向下。故选C。18.如图所示，桌面中心固定在一个弹簧上方，弹簧固定在水平面的固定木桩上，某铜柱放在桌面中央，现用力向下压铜柱，铜柱与桌面向下移动一定距离后静止释放。弹簧始终在弹性限度内，则桌面从最低点向上振动过程中且铜柱脱离桌面前（）A.桌面对铜柱做正功B.铜柱速度越来越大C.铜柱加速度越来越大D.铜柱、桌面和弹簧系统的机械能越来越小【答案】A【解析】A．桌面对铜柱作用力方向竖直向上，与铜柱位移方向相同，对铜柱做正功，A正确；C．对铜柱、桌面整体受力分析可得整体向上运动，弹簧逐渐恢复原长，弹力逐渐减小，加速度逐渐减小，当二者加速度减到0时，二者速度最大，继续向上运动弹力小于重力，加速度方向向下，由可知，当，时二者分开，故加速度先减小后增大，C错误；B．由上述分析可知，铜柱速度先增大后减小，B错误；D．铜柱、桌面和弹簧系统的机械能守恒，D错误。故选A。二、实验探究题（本题共两小题，每空2分，共16分）19.某同学在做“探究平抛运动的特点”的实验。（1）甲图实验中，用小锤以不同力度敲击弹性金属片，A球水平抛出，同时B球被松开自由下落，下列说法正确的是__________。A.可研究平抛运动竖直方向是否为自由落体运动B.可研究平抛运动水平方向是否为匀速直线运动（2）实验前，图乙斜槽末端的切线________（选填“需要”或“不需要”）调成水平；背板________（选填“需要”或“不需要”）校准到竖直方向，使背板平面与小球下落的竖直平面平行。（3）在实验中用方格纸记录了小球在运动途中经过A、B、C三个位置，如图丙所示，每个格的边长，取，则该小球做平抛运动的初速度大小为________m/s，小球在B点的竖直分速度大小为________m/s，图中O点________（选填“是”或“不是”）小球做平抛运动的抛出点。（计算结果保留3位有效数字）【答案】（1）A（2）需要需要（3）1.471.96不是【解析】【小问1解析】该实验中无论两球从多高的位置落下还是对A的打击力度多大，两球总是同时落地，可知两球在竖直方向的运动完全相同，即可研究平抛运动竖直方向是否为自由落体运动，但不可研究平抛运动水平方向是否为匀速直线运动。故选A。【小问2解析】为了研究小球平抛运动的特点，需要保证小球开始做平抛运动的初速度水平，故他们在图乙所示的装置实验前必须将轨道末端调成水平。背板需要校准到竖直方向，使背板平面与小球下落的竖直平面平行，从而保证小球在竖直方向上做自由落体运动。【小问3解析】根据图丙，可知小球在水平方向有对应竖直方向有解得该小球做平抛运动的初速度大小为竖直方向根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度，则小球在B点的竖直速度大小为假设图中O点是小球做平抛运动的抛出点，则小球从O点到B点运动的时间为小球对应在水平方向上运动的距离为而小球从O点到B点实际运动的水平距离为所以可知小球并没有经过O点，则O点不是小球做平抛运动的抛出点。20.如图为“探究向心力的大小F与质量m、角速度ω和运动半径r之间关系”的实验装置。（1）在探究向心力与半径、质量、角速度的关系时，用到的实验方法是______。A.理想实验 B.等效替代法 C.放大法 D.控制变量法（2）在探究向心力F与半径r的关系时，应将质量相同的钢球分别放在挡板C和挡板______处（选填“A”或“B”），将传动皮带套在两塔轮半径______（选填“相同”或“不同”）的轮盘上。（3）若两钢球质量和运动半径都相同，将皮带连接在左、右塔轮半径之比为2:1的轮盘上，实验中匀速转动手柄时，观察到左、右标尺露出的等分格数之比约为______。（4）若在实验中发现连接塔轮的皮带出现打滑现象，则第（3）问中求得的半径之比______（填“偏大”“偏小”“没有误差”）。【答案】（1）D（2）B相同（3）1:4（4）偏大【解析】【小问1解析】探究向心力与半径、质量、角速度的关系时，每次改变一个变量，控制其他量不变，用到的实验方法为控制变量法。故选D。【小问2解析】探究向心力与半径的关系时，应保证小球质量相等，角速度相等，半径不同，因此质量相等的小球分别放在挡板C和挡板B处，确保半径不同；将传动皮带套在两塔轮半径相同的轮盘上确保角速度相同。【小问3解析】用皮带连接的左、右塔轮线速度相同，根据可知左、右塔轮角速度之比为1:2，根据可知，两钢球受到向心力之比为1:4，即左、右标尺露出的等分格数之比为1:4。【小问4解析】若在实验中发现连接塔轮的皮带出现打滑现象，即变速塔轮1边缘点的线速度大于塔轮2边缘点的线速度，即所以第（3）问中求得的半径之比偏大。三、计算题（本题共3小题，共30分）21.质量的物体，受到与水平方向成角斜向右上方、大小为的拉力F的作用，在水平地面向右移动的距离，物体与地面间的动摩擦因数μ=，取，，求：（1）拉力对物体所做的功；（2）合外力对物体所做的功