2023-2024學年重慶市西北狼教育聯(lián)盟高一下學期期中考試物理試題（解析版）

高級中學名校試卷PAGEPAGE12023—2024（下）西北狼教育聯(lián)盟半期聯(lián)合測試高一物理試卷（試卷共3頁，滿分100分，考試時間90分鐘）Ⅰ（選擇題部分）一、單項選擇題（本大題共7小題，每小題3分，共21分）1.等效替代是在保證某種效果（特性和關系）相同的前提下，將實際的、復雜的物理問題和物理過程轉(zhuǎn)化為等效的簡單的易于研究的物理問題和物理過程來研究和處理的方法。請分析小強同學在蕩秋千的過程中，分別保持坐姿和站姿，使秋千板以等大的速度通過最低點時（）A.秋千對小強作用力一樣大 B.小強可能均做勻變速運動C.坐著時秋千繩更易斷 D.秋千繩越長越容易斷〖答案〗C〖解析〗AB．設小強做圓周運動重心到懸點的距離為，使秋千板以等大的速度通過最低點時，繩子長度一定時，保持坐姿和站姿的角速度相等，以小強為對象，根據(jù)牛頓第二定律可得可得由于保持坐姿和站姿，不相等，則秋千對小強的作用力不一樣大，由于小強做圓周運動，向心加速度方向時刻發(fā)生變化，所以小強不可能做勻變速運動，故AB錯誤；C．使秋千板以等大的速度通過最低點時，繩子長度一定時，小強和秋千板組成的整個系統(tǒng)角速度一定，根據(jù)牛頓第二定律可得可得由于坐著時更大，則繩子拉力更大，秋千繩更易斷，故C正確；D．使秋千板以等大的速度通過最低點時，以小強和秋千板為整體，根據(jù)牛頓第二定律可得可得秋千繩越長，則越大，繩子拉力越小，秋千繩越不容易斷，故D錯誤。故選C2.如圖所示，水平旋轉(zhuǎn)魔盤上的物塊A，當魔盤轉(zhuǎn)動的角速度時，物塊A相對轉(zhuǎn)臺靜止。關于這種情況下物塊A的情況，下列說法正確的是（）A.物塊A所受到的摩擦力越來越大B.物塊A受重力、臺面的支持力、指向圓心的摩擦力C.物塊A的向心加速度大小可能不變D.魔盤對物塊A永遠不做功〖答案〗A〖解析〗A．物塊A逐漸加速，則指向圓心的摩擦力隨角速度的增加，切向速度也逐漸增加，則摩擦力越來越大，選項A正確；B．物塊A受重力、臺面的支持力、因物塊受指向圓心和沿切線方向的摩擦力分量，則摩擦力方向不是指向圓心，選項B錯誤；C．物塊A的向心加速度大小逐漸增加，選項C錯誤；D．物塊動能增加，則魔盤對物塊A做正功，選項D錯誤。故選A。3.開普勒被譽為“天空的立法者”，關于開普勒行星運動定律，下列說法正確的是（）A.太陽系的行星繞太陽做勻速圓周運動B.同一行星在繞太陽運動，經(jīng)過近日點后做“離心運動”C.繞太陽運行的八大行星中，離太陽越近的行星公轉(zhuǎn)周期越大D.相同時間內(nèi)，地球與太陽連線掃過的面積等于木星與太陽連線掃過的面積〖答案〗B〖解析〗AB．太陽系的行星繞太陽運動的軌道是橢圓，同一行星在繞太陽運動，經(jīng)過近日點后做“離心運動”，故A錯誤，B正確；C．根據(jù)開普勒第三定律可知繞太陽運行的八大行星中，離太陽越近的行星公轉(zhuǎn)周期越小，故C錯誤；D．根據(jù)開普勒第二定律可知，相同時間內(nèi)，同一軌道行星與太陽連線掃過的面積相等，但相同時間內(nèi)，地球與太陽連線掃過的面積與木星與太陽連線掃過的面積不相等，故D錯誤。故選B。4.一架直升機沿水平方向勻速飛行，速度為36m/s，離地面高度為180m，它要將救災物資安全投放在接收場，接收場為半徑的圓形區(qū)域。則可能是在到達接收場前水平距離多遠釋放物資（）A.210m B.220m C.230m D.240m〖答案〗A〖解析〗物資做平拋運動，豎直方向有解得物資水平方向通過的位移為則釋放物資與接收場前水平距離應滿足故選A。5.一艘動力小船在寬度為300m的河流中船頭正對河對岸過河，到達河對岸。電動機正常工作時動力小船在靜水中的速度為3m/s，河水的流速（d為觀測點距河岸的距離，）則（）A.該小船全程的位移大小為450mB.該小船全程一定是勻變速運動C.該小船的最大航行速度為6m/sD.該小船在由岸邊向河中心航行的過程中軌跡一定是拋物線〖答案〗D〖解析〗AB．設河寬為L，則垂直河岸方向有解得過河的時間t=100s根據(jù)可知小船沿水流方向做勻加速運動，加速度a=0.06m/s2則到達河中間時沿水流方向的位移該小船全程的位移大小為該小船全程上半段時間和下半段時間內(nèi)加速度方向相反，則全程不是勻變曲速運動，選項AB錯誤；C．該小船的最大航行速度為選項C錯誤；D．該小船在由岸邊向河中心航行的過程中沿水流方向做勻加速運動，垂直水流方向做勻速運動，則軌跡一定是拋物線，選項D正確。故選D。6.我國航天員在“天宮課堂”中演示了多種有趣的實驗，提高了青少年科學探索的興趣。某同學設計了如下實驗：細繩一端固定，另一端系一小球，給小球一初速度使其在豎直平面內(nèi)做圓周運動。無論在“天宮”還是在地面做此實驗（）A.小球的速度大小均發(fā)生變化 B.小球的向心加速度大小均發(fā)生變化C.細繩的拉力對小球均不做功 D.細繩的拉力大小均發(fā)生變化〖答案〗C〖解析〗AC．在地面上做此實驗，忽略空氣阻力，小球受到重力和繩子拉力的作用，拉力始終和小球的速度垂直，不做功，重力會改變小球速度的大??；在“天宮”上，小球處于完全失重的狀態(tài)，小球僅在繩子拉力作用下做勻速圓周運動，繩子拉力仍然不做功，A錯誤，C正確；BD．在地面上小球運動的速度大小改變，根據(jù)和（重力不變）可知小球的向心加速度和拉力的大小發(fā)生改變，在“天宮”上小球的向心加速度和拉力的大小不發(fā)生改變，BD錯誤。故選C。7.木匠師傅用鐵錘把釘子砸進木梁，每次砸擊對鐵釘做功相同。已知釘子所受阻力與其進入木梁中的深度成正比，木匠砸擊4次，就把一枚長為的釘子全部砸進木梁，那么他第1錘將鐵釘砸進木梁的深度是（）A. B. C. D.〖答案〗B〖解析〗作出釘子所受阻力與進入深度的關系圖，可知前一半深度與后一半深度過程中，阻力做功之比為，由題意可知，每次砸錘，錘對釘做功相同，將釘全部砸進木梁需要砸4次，則第1錘將鐵釘砸進木梁的深度是。故選B。二、不定項選擇題（本大題共5小題，每小題4分，共20分）8.2021年2月，“天問一號”探測器成功實施近火制動，進入環(huán)火橢圓軌道，并于5月實施降軌，軟著陸火星表面。如圖“天問一號”在P點被火星捕獲后，假設進入大橢圓環(huán)火軌道Ⅲ，一段時間后，在近火點Q變軌至中橢圓環(huán)火軌道Ⅱ運行，再次經(jīng)過Q點變軌至近火圓軌道Ⅰ運行。下列說法正確的是（）A.“天問一號”在軌道Ⅲ上經(jīng)過Q的加速度小于在軌道Ⅱ上經(jīng)過Q的加速度B.“天問一號”在軌道Ⅲ上運行時，經(jīng)過P點的線速度小于Q點的線速度C.在地球上發(fā)射“天問一號”環(huán)火衛(wèi)星速度必須小于11.2km/sD.“天問一號”從軌道Ⅲ變軌至軌道Ⅱ需要在Q點減速〖答案〗BD〖解析〗A．根據(jù)可知，“天問一號”在軌道Ⅲ上經(jīng)過Q的加速度等于在軌道Ⅱ上經(jīng)過Q的加速度，選項A錯誤；B．根據(jù)開普勒第二定律可知，“天問一號”在軌道Ⅲ上運行時，經(jīng)過遠點P點的線速度小于經(jīng)過近點Q點的線速度，選項B正確；C．在地球上發(fā)射“天問一號”環(huán)火衛(wèi)星要脫離地球的引力，則發(fā)射速度必須大于11.2km/s，選項C錯誤；D．“天問一號”從軌道Ⅲ變軌至軌道Ⅱ需要在Q點減速做向心運動才能完成，選項D正確。故選BD。9.如圖所示，質(zhì)量為m的光滑大圓環(huán)用細輕桿固定在豎直平面內(nèi)，兩個質(zhì)量均為m的小環(huán)（可視為質(zhì)點）套在大圓環(huán)上，將兩個小環(huán)同時從大圓環(huán)的最高點a由靜止釋放，兩小環(huán)分別沿大圓環(huán)兩側(cè)下滑。已知重力加速度為g，從兩小環(huán)開始下滑到運動至大圓環(huán)最低點c的過程中，下列說法正確的是（）A.小環(huán)從a運動到b的過程中，大圓環(huán)對小環(huán)的彈力始終指向大圓環(huán)的圓心B.小圓環(huán)的重力的功率一直增大C.小環(huán)運動到b點時，大圓環(huán)與小環(huán)間的作用力一定不為零D.大圓環(huán)對輕桿作用力的最大值為11mg〖答案〗CD〖解析〗A．小環(huán)從a運動到b的過程中，運動到圖示位置P點時設大圓環(huán)半徑為R，小環(huán)與圓心的連線與豎直方向的夾角為，對小環(huán)由動能定理可得如果小環(huán)與大環(huán)恰好無彈力，重力的分力提供向心力，則解得在該點上方大圓環(huán)對小環(huán)的彈力方向背離大圓環(huán)圓心，在該點下方大圓環(huán)對小環(huán)的彈力方向指向大圓環(huán)的圓心，故A錯誤；B．根據(jù)小環(huán)從開始下滑到運動至大圓環(huán)最低點c的過程中，豎直分速度先增大后減小，則小圓環(huán)的重力的功率先增大后減小，故B錯誤；C．小環(huán)運動到b點時，大圓環(huán)對小環(huán)的彈力提供小環(huán)的向心力，大圓環(huán)與小環(huán)間的作用力一定不為零，故C正確；D．當其中一個小環(huán)到大圓環(huán)最低點時，由動能定理得由牛頓第二定律可得解得小環(huán)到大圓環(huán)最低點時，大環(huán)對小環(huán)的作用力最大；由牛頓第三定律可知小環(huán)對大環(huán)向下的作用力最大，所以大圓環(huán)對輕桿作用力的最大值為故D正確。故選CD。10.半圓弧軌道ACB與斜面體，與圓弧的直徑AB等長，與圓弧半徑等長，不同質(zhì)量兩小球分別同時由A及以相同的速度水平拋出，分別落在圓弧面和斜面上，（）A.小球可能先落在圓弧面上B.小球可能垂直于圓弧面落在圓弧上C.兩小球平拋的末速度可能相同D.在兩小球平拋的過程中，重力的瞬時功率可能始終相等〖答案〗AC〖解析〗A．如圖，假如小球拋出時的初速度較大，小球能落到圓弧BD上，此時小球一定是先落在圓弧面上，選項A正確；B．若小球垂直于圓弧面落在圓弧上，則速度的反向延長線經(jīng)過圓心，根據(jù)平拋運動的推論，其速度的反向延長線又經(jīng)過水平位移的中點，兩者相矛盾，則小球不可能垂直于圓弧面落在圓弧上，選項B錯誤；C．如圖，若兩球均能落到D點，則兩小球平拋的末速度相同，選項C正確；D．兩球同時拋出，則任意時刻小球速度的豎直分量始終相同，根據(jù)兩球重力不等，則重力的瞬時功率不可能始終相等，選項D錯誤。故選AC11.2021年5月15日“祝融號”火星車成功著陸火星表面，是我國航天事業(yè)發(fā)展中具有里程碑意義的進展。此前我國“玉兔二號”月球車首次實現(xiàn)月球背面軟著陸，若“祝融號”的質(zhì)量是“玉兔二號”的K倍，火星的質(zhì)量是月球的N倍，火星的半徑是月球的P倍，火星與月球均視為球體，則（）A.火星的平均密度是月球的倍B.火星的第一宇宙速度是月球的倍C.火星的重力加速度大小是月球表面的倍D.火星對“祝融號”引力的大小是月球?qū)Α坝裢枚枴币Φ谋丁即鸢浮紸D〖解析〗A．根據(jù)密度的定義有體積可知火星的平均密度與月球的平均密度之比為即火星的平均密度是月球的倍，故A正確；BC．由可知火星的重力加速度與月球表面的重力加速度之比為即火星的重力加速度是月球表面的重力加速度的，由可知火星的第一宇宙速度與月球的第一宇宙速度之比為故BC錯誤；D．由萬有引力定律可知火星對“祝融號”引力大小與月球?qū)Α坝裢枚枴币Υ笮≈葹榧椿鹦菍Α白Ｈ谔枴币Υ笮∈窃虑驅(qū)Α坝裢枚枴币Υ笮〉谋?，故D正確。故選AD。12.額定功率相同的甲、乙兩車在同一水平路面上從靜止啟動，其發(fā)動機的牽引力隨時間的變化曲線如圖所示。兩車分別從和時刻開始以額定功率行駛，從和時刻開始牽引力均視為不變。若兩車行駛時所受的阻力大小與重力成正比，且比例系數(shù)相同，則（）A.甲車的總重比乙車大B.甲車比乙車先開始運動C.甲車在時刻和乙車在時刻的速率相同D.甲車在時刻和乙車在時刻的速率相同〖答案〗ABC〖解析〗A．由于兩車分別從和時刻開始以額定功率行駛，從和時刻開始牽引力均視為不變，兩車額定功率P相同，則和時刻開始做勻速直線運動，勻速運動后牽引力等于阻力，因此勻速直線運動過程，甲車阻力大于乙車阻力，甲車時刻后和乙車時刻后兩車牽引力不變，甲車牽引力大于乙車可知可知甲車的總重比乙車大，故A正確；B．如圖所示甲車在A點所對應的時刻牽引力與阻力瞬間相等，所以甲車從這個時刻開始，做加速運動；乙車在B點所對應的時刻牽引力與阻力瞬間相等，乙車從這個時刻開始加速，所以甲車比乙車先開始運動，故B正確；C．兩車分別從和時刻開始以額定功率行駛，這兩個時刻，兩車的牽引力等大，由于可知，甲車在時刻和乙車在時刻的速率相同，故C正確；D．時刻甲車達到最大速度，時刻乙車達到最大速度，根據(jù)汽車的額定功率由于甲車的總重比乙車大，所以甲車在時刻的速率小于乙車在時刻的速率，故D錯誤。故選ABC。Ⅱ（非選擇題部分）三、實驗題13.一艘宇宙飛船飛近月球，并進入靠近月球表面的圓形軌道運行（運行圈數(shù)用n表示），宇宙飛船上備有以下實驗器材：A.精確秒表一只（測量時間用t表示）B.質(zhì)量為m的物體一個C.彈簧測力計一只（讀數(shù)用F表示）D.天平一架（包括砝碼一套）為了給研究月球的結(jié)構(gòu)提供參考，需要測出月球的平均密度，已知引力常量為G。（1）測量所選用的器材有_______（用該器材前的字母序號表示）；（2）測量的物理量為______________________________________；（3）用所測值求出月球的平均密度___________________________；（4）上述三個測量工具中在宇宙飛船里一定不能使用的是_______，因為__________________________?！即鸢浮剑?）A（2）運行n圈的時間t（3）（4）D飛船中物體完全失重〖解析〗【小問1詳析】根據(jù)可得則要測量月球的密度，只需知道飛船繞月球表面運動的周期，則需要的器材為秒表，故選A；【小問2詳析】測量的物理量為飛船運行n圈的時間t；則周期【小問3詳析】月球的平均密度【小問4詳析】上述三個測量工具中在宇宙飛船里一定不能使用的是天平，即D；因為飛船內(nèi)的物體都處于完全失重態(tài)。14.某同學用如圖所示裝置做“探究向心力與速度的關系”的實驗。半徑均為R的半圓軌道AB和四分之一圓弧軌道CD固定在豎直面內(nèi)，過CD部分最高點D的切線水平，A、C、B在同一水平面上，在D點固定一個力傳感器，D點在地面的投影為O，從A點正上方P點處由靜止釋放一個質(zhì)量為m的小球，小球沿軌道運動到D點并從D點水平拋出，落地點在Q點（圖中未標出）。（1）對實驗的要求，下列說法正確的是________。A．圓弧軌道越光滑越好B．應選用密度大、體積小的小球C．P點位置比D點高即可D．為了使力傳感器的示數(shù)大些，應選用質(zhì)量小些的球（2）若實驗記錄力傳感器的示數(shù)為F，小球落地點Q到O點的距離為x，改變P點位置進行多次實驗，測得多組F、x，作F—x2圖像，如果圖像是一條傾斜的直線，當圖像與縱軸的截距為________、圖像的斜率為________時（用已知量m、R、g表示），則說明向心力與速度平方成正比。〖答案〗（1）B（2）－mg〖解析〗（1）A．圓弧軌道是否光滑對實驗沒有影響，故A錯誤；B．選用密度大、體積小的小球，可以減小空氣阻力的影響，故B正確；C．根據(jù)題意，若小球恰好通過D點，由牛頓第二定律有可得由能量守恒定律可知，若P點位置比D點略高些，則小球可能到不了D點，故C錯誤；D．同樣的實驗過程，質(zhì)量小些的球通過D點時，對力傳感器壓力會小些，不利于實驗的測量，產(chǎn)生誤差較大，故D錯誤。故選B。（2）根據(jù)題意可知，在D點，小球受到的合力提供向心力，則有根據(jù)題意可知，小球離開D點做平拋運動，豎直方向上有水平方向上有聯(lián)立解得在D點，根據(jù)牛頓第二定律有聯(lián)立整理可得則當圖像與縱軸的截距為－mg，斜率為時，向心力與速度平方成正比。三、解答題15.天和核心艙環(huán)繞地球做勻速圓周運動，離地高度為h。已知地球表面的重力加速度為g，萬有引力常量為G，地球半徑為R。忽略地球自轉(zhuǎn)影響，求：（1）地球的第一宇宙速度；（2）核心艙做勻速圓周運動的周期T?！即鸢浮剑?）；（2）〖解析〗解：（1）地球的第一宇宙速度是物體在地球表面附近繞地球做勻速圓周運動的線速度，而地球表面附近萬有引力等于重力，則根據(jù)牛頓第二定律有解得（2）對核心艙，根據(jù)牛頓第二定律有在地球表面有解得16.大年初一晚上，1000架無人機從秋水廣場灘涂起飛，以一江兩岸為背景，流光溢彩點亮云端之上。通過無人機編隊的排列組合，呈現(xiàn)“天下英雄城”“南昌第一槍”“白鷺”“江豚”等多個極具江西南昌特色的造型。圖甲為某型號無人機，它的銘牌如表所示?！拘吞枴縔U﹣2【動力】電動【質(zhì)量】1200g【最大上升速度】5m/s（1）該無人機在空中懸停時受到的升力是多大？（g取10N/kg）（2）該無人機以最大速度勻速上升100m，忽略空氣阻力，升力對無人機做功的功率是多大？（3）某次飛行時，該無人機的飛行路線如圖乙所示，無人機先從A點勻速上升到B點，后水平勻速飛行到C點，從B到C的過程中，無人機受到的重力對無人機所做的功是多少？〖答案〗（1）12N；（2）60W；（3）0J〖解析〗（1）當無人機在空中懸停時，處于平衡狀態(tài)，升力為F＝G＝mg＝1200×10﹣3kg×10N/kg＝12N（2）無人機以最大速度勻速直線上升時，由于空氣阻力忽略不計，升力與重力平衡，大小相等，所以升力F＝G＝12N升力對無人機做功的功率為60W（3）重力的方向為豎直向下，從B到C的過程中，無人機水平勻速飛行，重力的方向和運動方向垂直，重力不做功，即重力做功是0J。17.激光高速特技車（以下簡稱小車）依靠強磁電機提供動力，能以很大的速度在空心圓體中運動，如圖甲所示。某同學將魚缸固定在示數(shù)已調(diào)零的臺秤上，打開小車開關，使小車在半徑為的豎直面內(nèi)做勻速圓周運動。已知魚缸的質(zhì)量，小車的質(zhì)量，不考慮空氣阻力等影響，運動模型如圖乙所示。（1）求小車恰能過最高點時速度大??；（2）若小車在最高點時，臺秤的示數(shù)為，求此時小車速度大??；（3）在（2）的前提下，求小車在最低點時臺秤的示數(shù)?！即鸢浮剑?）；（2）；（3）〖解析〗（1）小車在最高點剛好由重力提供做圓周運動所