河南省開封市五縣聯(lián)考2023-2024學年高一下學期4月期中物理試題

開封五校2023~2024學年下學期期中聯(lián)考高一物理考生注意：1.本試卷分選擇題和非選擇題兩部分。滿分100分，考試時間75分鐘。2.答題前，考生務必用直徑0.5毫米黑色墨水簽字筆將密封線內項目填寫清楚。3.考生作答時，請將答案答在答題卡上。選擇題每小題選出答案后，用2B鉛筆把答題卡上對應題目的答案標號涂黑；非選擇題請用直徑0.5毫米黑色墨水簽字筆在答題卡上各題的答題區(qū)域內作答，超出答題區(qū)域書寫的答案無效，在試題卷、草稿紙上作答無效。4.本卷命題范圍：必修第二冊第五章至第八章第2節(jié)。一、選擇題（本題共10小題，共46分.在每小題給出的四個選項中，第1~7題中只有一項符合題目要求，每小題4分，第8~10題有多項符合題目要求，全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分）1.對做功的理解，下列說法正確的是（）A.功有大小有正負，則功是矢量B.力對物體所做的功等于力和路程的乘積C.物體的位移為零，該過程中外力對物體做功一定為零D.恒力與位移的夾角為銳角，則該恒力做正功2.關于圖中物體的運動情況和受力情況，下列說法正確的是（）A.圖甲，摩托車在水平路面拐彎時，車手受到重力、支持力、向心力的作用B.圖乙，貨物相對水平傳送帶始終靜止，傳送帶速度越大，貨物拐彎時所受的靜摩擦力越大C.圖丙，空間站離地高度為400~450km，宇航員在空間站中受地球的引力比在地面上時大D.圖丁，過山車上的乘客在豎直圓軌道的最高點和最低點的向心加速度一定等大、反向、共線3.“夸父一號”衛(wèi)星運行在距地球表面約720公里的太陽同步晨昏軌道，下列關于“夸父一號”說法正確的是（）A.發(fā)射速度一定大于第二宇宙速度B.加速度小于地球同步衛(wèi)星的加速度C.運行速度可能大于第一宇宙速度D.角速度大于地球同步衛(wèi)星的角速度4.如圖所示是一只半徑為R的光滑半球形碗，現(xiàn)有一質量為m的物體由靜止從碗口滑到碗底中心.重力加速度為g，則該過程中（）A.物體受到的合外力不變B.物體支持力的瞬時功率始終為零C.物體到達碗底中心時，重力的瞬時功率大于0D.物體到達碗底中心時，重力勢能變化量為mgR5.景德鎮(zhèn)傳統(tǒng)圓器最重要的一道工序是做坯，即是依據(jù)最終的器型作出大致相應的坯體，來供后期制作印坯的時候使用.制作時將泥料放在陶車上，使其做勻速圓周運動，圖中A、B、C三點到轉軸的距離分別為3cm、1.5cm、6cm.已知陶車1min轉過90圈，則下列說法正確的是（）A.陶車每秒轉過的角度為3πB.A、B、C三點的線速度之比為1∶1∶lC.A、B、C三點的向心加速度之比為2∶1∶2D.陶車的轉速加快時，A、B兩點線速度的比值變大6.隨著“碳中和、碳達峰”的提出，新能源汽車的發(fā)展日臻成熟，某新能源汽車生產(chǎn)廠家在測試汽車的性能時，司機駕駛汽車靜止在平直的公路上，從t=0時刻開始汽車由靜止開始以恒定的加速度啟動，汽車的速度達到某值后保持該速度不變，假設汽車所受的阻力恒定.則下列能正確反映該過程汽車的輸出功率關于時間變化規(guī)律的是（）A. B. C. D.7.圖為汽車在水平路面上勻速行駛時車輪邊緣上M點的運動軌跡：已知t=0時刻M點與坐標原點O重合，車輪半徑R=0.3m，汽車的速度v=2.0m/s，則（）A.M點運動到最高點A時的速度為零B.最高點A的坐標為（0.6m，0.6m）C.M點在OA與AB的平均速度大小相同D.M點從O運動到B的時間為0.3s8.如圖所示，固定在水平面上的光滑斜面的傾角θ=30°，斜面長a=10m，寬b=8m，一小球（可視為質點）從頂端B處水平向左射入，沿圖中軌跡到達斜面底端A點，重力加速度g取10m/s2.則下列說法正確的是（）A.小球在斜面上運動的加速度大小為m/s2B.小球在B點的速度大小為4m/sC.小球從B運動到A的過程中速度、加速度不斷變化D.小球從B運動到A的過程中，速度變化量大小為10m/s9.地球、火星繞太陽運動的軌道均可看成圓軌道，軌道半徑之比為2∶3.現(xiàn)要從地球向火星發(fā)射一飛行器，其離開地球運動到火星的過程繞太陽運動的軌道為橢圓，且在該軌道的遠日點被火星俘獲，如圖所示，則該飛行器（）A.發(fā)射速度小于11.2km/sB.離開地球運動到火星的過程速度逐漸增大C.到達火星時，地球在飛行器與太陽連線下方D.繞太陽的運行周期小于火星繞太陽的運行周期10.如圖甲所示，質量均為m的兩個滑塊A、B用不可伸長的輕繩相連，放在水平轉盤上，初始狀態(tài)繩子松弛.已知兩物塊與轉盤之間的動摩擦因數(shù)均為μ，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度大小為g.現(xiàn)讓轉盤從靜止緩慢增加轉速，兩物塊所受摩擦力隨角速度平方的變化圖像如圖乙所示，取摩擦力由B指向A為正方向，下列說法正確的是（）甲 乙A.乙圖中b對應B物塊所受摩擦力隨角速度平方的變化圖像B.A、B兩物塊到轉盤圓心的距離為1∶2C.D.當時，繩子的張力大小為二、實驗題（本題共2小題，共14分）11.（6分）如圖所示的裝置為向心力演示器，可以探究向心力大小與哪些因素有關.勻速轉動手柄1，可以使變速塔輪2和3以及長槽4和短槽5隨之勻速轉動，槽內的小球也隨著做勻速圓周運動.使小球做勻速圓周運動的向心力由橫臂6的擋板對小球的支持力提供.球對擋板的反作用力，通過橫臂的杠桿作用使彈簧測力套筒7下降，從而露出標尺8.根據(jù)標尺8上露出的紅白相間等分標記，可以粗略計算出兩個球所受向心力的比值.（1）在研究向心力的大小F與質量m、角速度ω和半徑r之間的關系時，我們主要用到了物理學中.（填正確答案標號）A.理想實驗法 B.等效替代法 C.控制變量法（2）通過本實驗可以得到的結論有.（填正確答案標號）A.在質量和半徑一定的情況下，向心力的大小與角速度成反比B.在半徑和角速度一定的情況下，向心力的大小與質量成正比C.在質量和半徑一定的情況下，向心力的大小與角速度成正比D.在質量和角速度一定的情況下，向心力的大小與半徑成反比（3）在一次實驗中，一同學把兩個質量相等的小球分別放在兩個卡槽內，將皮帶連接在左、右塔輪半徑之比為2∶1的塔輪上，實驗中勻速轉動手柄1時，得到左、右標尺露出的等分格數(shù)之比約為1∶2，則左、右兩小球做圓周運動的半徑之比為.12.（8分）高中課外興趣小組在做“研究平拋物體的運動”實驗中，準備了以下實驗器材：圖釘、鉛筆、弧形斜槽、小球、薄木板、鐵架臺、重垂線.（1）實驗過程還需要下列器材中的.（填正確答案標號）A.刻度尺 B.天平 C.白紙 D.秒表（2）圖甲是“研究平拋物體的運動”的實驗裝置簡圖，關于實驗中的操作及要求，下列說法正確的是.（填正確答案標號）A.斜槽軌道末端可以不水平B.斜槽軌道不必光滑C.本實驗不需要平衡摩擦力D.小球每次不用從斜槽上同一高度釋放（3）小球離開斜槽末端后，在水平方向上做的是.（填正確答案標號）A.勻速直線運動 B.勻變速直線運動C.變加速直線運動 D.曲線運動（4）如圖乙所示，為一次實驗記錄中的一部分，圖中背景方格的邊長表示實際長度8mm.從圖像上分析，記錄間隔T=s：小球做平拋運動的水平初速度大小是m/s，小球從拋出運動到B點時，已經(jīng)在空中飛行了s.（此問g取10m/s2）三、計算題（本題共3小題，共計40分.解答時應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)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位）13.（12分）我國擁有全球領先的無人機技術，無人機具有廣泛的應用前景.當洪澇災害發(fā)生時，可以利用無人機運送救災物資.一架無人機以v1=5m/s的速度水平勻速飛行，正準備向受災人員空投急救用品，急救用品的底面離水面高度h=20m.不計空氣阻力，重力加速度大小g取10m/s2.（1）為了使投下的急救用品落在指定地點，無人機應該在離指定地點水平距離多遠的地方進行投放？（2）投放的急救用品落到水面時的速度大小為多少？14.（12分）九重之際向天問，天宮掠影驚蒼穹.“天宮”空間站中三名宇航員正環(huán)繞地球運行，與此同時，“天問”探測器在環(huán)繞火星運行，假設它們的運行軌道都是圓軌道，地球與火星的質量之比為p，“天宮”與“天問”的軌道半徑之比為q.求：（1）“天宮”空間站與“天問”探測器運行周期之比；（2）“天宮”空間站與“天問”探測器環(huán)繞速度之比；（3）“天宮”空間站與“天問”探測器加速度之比.15.（16分）游樂場中的大型娛樂設施旋轉飛椅的簡化示意圖如圖所示，圓形旋轉支架半徑為R=5m，懸掛座椅的繩子長為l=5m，游客坐在座椅上隨支架一起勻速旋轉時可將其和座椅組成的整體看成質點，旋轉飛椅以角速度ω勻速旋轉時，繩子與豎直方向的夾角為θ，不計繩子的重力，重力加速度為g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8.（1）旋轉飛椅以角速度ω勻速旋轉時，求角速度ω與夾角θ的關系；（2）當旋轉飛椅以最大角速度旋轉時，θ=37°，求游客運動的線速度大?。唬?）在（2）的前提下，使游客攜帶的物品不小心掉落時不會飛出柵欄，以支架的軸心為圓心修建圓形柵欄，圓形柵欄的半徑為r=10m，求繩子懸點到地面的垂直距離H.

開封五校2023~2024學年下學期期中聯(lián)考?高一物理參考答案、提示及評分細則1.D功是標量，只有大小沒有方向，但有正功、負功之分，選項A錯誤；由功的定義式：W=Fxcosθ可知，一個力對物體做的功等于這個力的大小、物體位移大小及力和位移夾角的余弦三者的乘積，選項B錯誤；物體在粗糙的水平面上繞行一周的過程中，物體的位移為零，摩擦力對物體做的功不等于零，選項C錯誤；恒力與位移的夾角為銳角，則該力做正功，選項D正確.2.B向心力是效果力，不是真實存在的力，選項A錯誤；貨物相對傳送帶始終靜止，貨物拐彎時所受的靜摩擦力提供向心力，傳送帶速度越大，貨物所需向心力也越大，靜摩擦力就越大，選項B正確；空間站離地高度為400~450km，宇航員受地球的引力比在地面上時小，選項C錯誤；過山車上的乘客在豎直圓軌道的最高點和最低點的向心加速度大小不一定相等，選項D錯誤.3.D“夸父一號”是地球衛(wèi)星，發(fā)射速度小于第二宇宙速度，選項A錯誤；因為“夸父一號”比地球同步衛(wèi)星的軌道半徑小，所以“夸父一號”的加速度大于同步衛(wèi)星的加速度角速度大于同步衛(wèi)星角速度，選項B錯誤，D正確；其運行半徑大于地球半徑，根據(jù)衛(wèi)星運行速度可知，運行速度小于第一宇宙速度，選項C錯誤.4.B物體受到的合外力不斷變化，選項A錯誤；支持力的瞬時功率始終為零，選項B正確；物體到達碗底中心時，重力的瞬時功率等于0，選項C錯誤；物體到達碗底中心時，重力勢能變化量為，選項D錯誤.5.A由已知陶車1min轉過90圈，陶車的轉動周期為，陶車的角速度為，陶車單位時間轉過的角度為，選項A正確；由于坯體隨陶車做勻速圓周運動，則A、B、C三點的角速度相同，由公式可知線速度與圓周運動的半徑成正比，則A、B、C三點的線速度之比，選項B錯誤；由公式可知向心加速度與圓周運動的半徑成正比，則A、B、C三點的向心加速度之比，選項C錯誤；陶車的轉速加快時，A、B兩點的角速度仍相同，則A、B兩點的線速度之比仍為，選項D錯誤.6.A汽車從靜止開始做勻加速直線運動，加速度一定，根據(jù)牛頓第二定律有，得出.汽車的功率為，故開始時P與t的圖像是一條過原點的直線；當汽車達到最大功率時，據(jù)題意汽車運動狀態(tài)立刻變?yōu)閯蛩?，此時牽引力瞬間從變成，而速度沒有突變，故汽車的功率變小且為恒定值，選項A正確，B、C、D錯誤.7.CM點運動到最高點A時的速度不為零，方向水平向右，選項A錯誤；最高點A的坐標為（0.3πm，0.6m），選項B錯誤；由運動軌跡的對稱性可知，OA段與AB段的位移大小和運動時間均相同，選項C正確；M點從O運動到B的時間為0.3πs，選項D錯誤.8.BD對小球受力分析，受到重力和斜面的支持力，根據(jù)牛頓第二定律，可得，解得，方向沿斜面向下，選項A錯誤；小球從B到A做類平拋運動，設球從B點水平射入時的速度為v0，從B運動到A所用時間為t；水平方向有，沿斜面向下方向有，聯(lián)立解得，，選項B正確；小球從B運動到A運動過程中，加速度不變，選項C錯誤；小球從B運動到A運動過程中，速度變化量為，選項D正確.9.CD該衛(wèi)星的發(fā)射速度要大于地球的第二宇宙11.2km/s才能擺脫地球引力，選項A錯誤；飛行器脫離地球運動到火星的過程，繞太陽運動，由開普勒第二定律可知，飛行器與太陽中心的連線（逐漸變長）在相同時間內掃過的面積相同，則從離開地球運動到火星的過程飛行器速度逐漸減小，選項B錯誤；設地球繞太陽運動的軌道半徑為r1，結合題圖和題述可知，飛行器的軌道半長軸，由開普勒第三定律可知飛行器與地球繞太陽運動的周期之比為，則飛行器運動半個周期時，地球逆時針轉過的角度大于180°小于360°，選項C正確；飛行器的軌道半長軸小于火星的軌道半徑，根據(jù)開普勒第三定律可知，飛行器的周期小于火星的公轉周期，選項D正確.10.ABC轉盤角速度開始從靜止加速轉動，A、B兩物塊靠靜摩擦力提供向心力，A受摩擦力向右，B受摩擦力向左，由圖乙可知b圖像為B物塊所受摩擦力隨角速度平方的變化圖像，選項A正確；當B達到最大靜摩擦力時有，此時對A物塊，有，聯(lián)立上述兩式可解得，，選項B正確；設繩子拉力為T，A做圓周運動的半徑為r，B做圓周運動的半徑為2r，當時，對B有，對A有，解得；當時，對A，，聯(lián)立以上各式可解得，，選項C正確，D錯誤11.（l）C（2分） （2）B（2分） （3）2∶1（2分）解析：（1）研究向心力與各物理量的關系，主要用到控制變量法，選項C正確.（2）根據(jù)向心力的公式可知，在質量和半徑一定的情況下，向心力的大小與角速度的平方成正比，選項A、C錯誤；根據(jù)向心力的公式，在半徑和角速度一定的情況下，向心力的大小與質量成正比，選項B正確；根據(jù)向心力的公式，在質量和角速度一定的情況下，向心力的大小與半徑成正比，選項D錯誤.（3）左右兩塔輪屬于皮帶傳動，其線速