浙江省台州市三校2022-2023学年高一下学期期中联考物理试题

2022-2023学年第二学期三校联考高一年级期中质量评估试题

物理

满分：100分：考试时间：90分钟

一、选择题I（本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题列出的四个选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）

1. 下列物理量属于矢量的是（　　）

A. 功 B. 重力势能 C. 角速度 D. 电量

【答案】C

【解析】

【详解】A．功是标量，故A错误；

B．重力势能是标量，故B错误；

C．角速度是矢量，故C正确；

D．电量是标量，故D错误。

故选C。

2. 在物理学发展历史中，许多物理学家做出了卓越的贡献。下列关于物理学家所做科学贡献的叙述中，说法不正确的是（　　）

A. 伽利略用理想斜面实验推翻了亚里士多德关于“力是维持物体运动原因”观点

B. 为了纪念牛顿，将力的国际单位命名为牛顿，并将其作为基本单位

C. 开普勒根据第谷对行星的观测数据，总结得出了开普勒三大定律

D. 元电荷e的数值最早是由美国科学家密立根用实验测得的

【答案】B

【解析】

【详解】A．伽利略用理想斜面实验推翻了亚里士多德关于“力是维持物体运动原因”的观点，力是改变运动状态的原因，故A正确；

B．为了纪念牛顿，将力的国际单位命名为牛顿，牛顿是导出单位，故B错误；

C．开普勒根据第谷对行星的观测数据，总结得出了行星运动的规律，既开普勒三大定律，故C正确；

D．元电荷e的数值最早是由美国科学家密立根用油滴实验测得的，元电荷是最小的电荷量，故D正确。

故选B。

3. 如图所示，蜡块在竖直玻璃管内水中匀速上升的同时，玻璃管由静止开始沿水平向右加速运动，则观察到蜡块的实际运动轨迹可能是（    ）

A. 曲线a B. 直线b C. 曲线c D. 曲线d

【答案】A

【解析】

【详解】当合速度的方向与合力（合加速度）的方向不在同一条直线上，物体将做曲线运动，且轨迹夹在速度与合力方向之间，轨迹的凹向大致指向合力的方向。蜡块的合速度方向竖直向上，合加速度方向水平向右，不在同一直线上，轨迹的凹向要大致指向合力的方向，故A正确，BCD错误。

故选A。

4. 大量风车驻扎太行山脉，山西民居尽显“异国风情”。如图所示，在风力推动下，风叶带动发电机发电，M、N为同一个叶片上的两点，M点靠近转轴。当风叶绕轴转动时，下列说法正确的是（　　）

A. M点的线速度等于N点的线速度

B. M点的角速度小于N点的角速度

C. M点的向心加速度小于N点的向心加速度

D. M点的周期大于N点的周期

【答案】C

【解析】

【详解】M、N为同一个叶片上的两点，可知M、N两点的角速度相同，根据

，，

由于

可得

，，

故选C。

5. 如图所示，在匀速转动圆筒内壁上，有一物体随圆筒一起转动而未滑动。当圆筒的角速度增大以后，下列说法正确的是（　　）

A. 物体所受弹力增大，摩擦力也增大了

B. 物体所受弹力增大，摩擦力减小了

C. 物体所受弹力和摩擦力都减小了

D. 物体所受弹力增大，摩擦力不变

【答案】D

【解析】

【详解】物体做匀速圆周运动，合力指向圆心，对物体受力分析，受重力、竖直向上的静摩擦力、指向圆心的支持力，如图所示

重力G与静摩擦力f平衡，即

G = f

则静摩擦力不变，且与物体的角速度无关，因为支持力N提供向心力，即

N = mrω2

所以当圆筒的角速度ω增大以后，需要的向心力变大，则物体所受弹力N增大。

故选D。

6. 如图所示，质量为m的小球从距桌面，高处的A点由静止释放，自由下落到地面上的B点，桌面离地高为。选择桌面为参考平面，则小球（　　）

A. 在A点时的重力势能为 B. 在A点时的机械能为

C. 在B点时的重力势能为 D. 在B点时的机械能为

【答案】D

【解析】

【详解】AB．若选择桌面为参考平面，点在参考平面的上方处，所以小球在A点时的重力势能为

由于小球在点时动能为零，故机械能为

故AB错误；

CD．由于点在参考平面的下方处，所以小球在点的重力势能为

在点的机械能为

故C错误，D正确。

故选D。

7. 如图所示，高速摄像机记录了一名魔术师的发牌过程，虚线是飞出的扑克牌的运动轨迹。则扑克牌在图示位置所受合力F与速度v的方向关系正确的是（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】做曲线运动的物体速度方向沿轨迹的切线方向，合力指向运动轨迹的凹侧，且牌在空中因空气阻力和重力会减速，因此合力和速度成钝角。

故选B。

8. 小明同学在空气干燥的教室里进行一个小实验，将一塑料扁带撕成细丝后，一端打结，做成“章鱼”的造型，用毛巾顺着细丝向下捋几下，同样用毛巾来回摩擦PVC（塑料）管。将“章鱼”抛向空中，然后把PVC管从下方靠近它，直到“章鱼”处于悬停状态，则（    ）

A. PVC管带电方式属于感应起电

B. 塑料扁带丝由于带上同种电荷会向四周散开

C. 用毛巾摩擦后，“章鱼”与PVC管带异种电荷

D. PVC管与“章鱼”相互靠近过程中，两者间相互作用力变小

【答案】B

【解析】

【详解】A．PVC管带电方式属于摩擦起电，A错误；

B．塑料扁带丝由于带上同种电荷相互排斥而会向四周散开，B正确；

C．用毛巾摩擦后，“章鱼”与PVC管带同种电荷，C错误；

D．PVC管与“章鱼”相互靠近过程中，距离减小，两者间相互作用力变大，D错误。

故选B。

9. 2021年6月17日，“神舟十二号”载人飞船顺利将聂海胜、刘伯明、汤洪波3名航天员送入太空，并与“天和”核心舱交会对接，这标志着中国人首次进入自己的空间站，如图所示。已知核心舱圆轨道离地面高度约为400km，地球半径约为6400km。则核心舱在圆轨道上运行时（　　）

A. 速度等于7.9km/s

B. 周期小于地球同步卫星的周期

C. 加速度小于地球同步卫星的加速度

D. 其内部航天员处于完全失重状态，不受地球引力

【答案】B

【解析】

【详解】A．第一宇宙速度是最大的环绕地球做圆周运动的速度，则核心舱在圆轨道上运行时速度小于7.9km/s，选项A错误；

B．根据万有引力提供向心力

可得

核心舱圆轨道半径小于地球同步卫星轨道半径，则周期小于地球同步卫星的周期，选项B正确；

C．根据万有引力提供向心力

解得

核心舱圆轨道半径小于地球同步卫星轨道半径，加速度大于地球同步卫星的加速度，选项C错误；

D．宇航员处于完全失重状态，但受地球引力作用，选项D错误。

故选B。

10. 如图所示，我国生产的XCA1600起重机正在吊装大型风力发电机。已知大型风力发电机的质量约为1.0×105kg，吊起的高度为90m，所用时间约为30min，取10m/s2，则（　　）

A. 发电机的重力做功约为J

B. 起重机对发电机做功约为J

C. 起重机对发电机做功的平均功率约为50kW

D. 起重机对发电机做功的平均功率约为3000kW

【答案】C

【解析】

【详解】A．发电机的重力做负功，故A错误；

B．起重机对发电机做正功，大小约为

故B错误；

CD．起重机对发电机做功的平均功率约为

故C正确，D错误。

故选C。

11. 跳伞是一项勇敢者运动，可以将跳伞运动分为加速下降和减速下降两个过程，在这两个过程中，下列说法正确的是（　　）

A. 运动员始终处于失重状态

B. 空气阻力始终对运动员做负功

C. 任意相等的时间内运动员和降落伞整体重力势能的减小量相等

D. 运动员和降落伞整体所受重力做的功始终大于其重力势能的减小量

【答案】B

【解析】

【详解】A．运动员在加速下降过程是失重，运动员在减速下降过程是超重，故A错误；

B．空气阻力始终与运动员运动方向相反，始终对运动员做负功，故B正确；

C．任意相等的时间内运动员的平均速度不相等，竖直方向上下降的高度不等，故任意相等的时间内运动员和降落伞整体重力势能的减小量不相等，故C错误；

D．运动员和降落伞整体所受重力做的功始终等于其重力势能的减小量，故D错误。

故选B。

12. 圆周运动在生活中处处可见。下面四幅图用圆周运动知识来描述，其中正确的是（　　）

A. 图甲表示荡秋千，人在竖直平面内做圆周运动，受到了重力，绳子拉力和向心力

B. 图乙表示一列拐弯的火车，火车拐弯时速度越小，对铁路路基磨损就一定越小

C. 图丙表示一座拱形桥，若有一车以一定速度安全过桥，桥受到车的压力一定小于车受到的重力

D. 图丁表示在室内自行车比赛中自行车在水平赛道上做匀速圆周运动，将运动员和自行车看作一个整体时所受的合外力不变

【答案】C

【解析】

【详解】A．荡秋千时，绳子拉力和重力在沿绳方向上分力的合力提供向心力，A错误；

B．火车转弯时，如果速度，是由重力与支持力的合力提供向心力，火车的速度小于该值时，火车拐弯时速度越小，则铁路路基磨损就越大，B错误；

C．车过拱形桥有

桥受到车的压力一定小于车的重力，C正确。

D．在室内自行车比赛中，自行车在赛道上做匀速圆周运动，将运动员和自行车看作一个整体，受重力、支持力以及摩擦力三个力作用，三个力的合力始终指向轨迹的圆心，所以合力是变化的，D错误。

故选C。

13. 某人造卫星绕地球做匀速圆周运动，设地球半径为R，地面重力加速度为g，下列说法错误的是（　　）

A. 人造卫星的最小周期为

B. 卫星在距地面高度R处的绕行速度为

C. 卫星在距地面高度为R处的重力加速度为

D. 地球同步卫星的速率比近地卫星速率小，所以发射同步卫星所需的能量较少

【答案】D

【解析】

【详解】A．人造卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，有

解得

又“黄金代换式”为

当轨道半径近似等于地球半径时，周期最小

A正确；

B．由

结合“黄金代换式”，卫星在距地面高度R处的绕行速度为

B正确；

C．由

卫星在距地面高度为R处的重力加速度为

C正确；

D．地球同步卫星的速率比近地卫星速率小，但要将卫星发射到较高的轨道，需要克服引力做较多的功，D错误。

本题选择说法错误的，故选D。

二、多选题（本题共3小题，每小题4分，共12分。每小题列出的四个备选项中至少有一个符合题目要求的，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的0分）

14. 关于静电的利用与防范，下列说法正确的是（　　）

A. 安装避雷针可使建筑物免遭雷击

B. 静电复印机的工作原理和静电现象完全无关

C. 用静电喷漆的方法给汽车喷涂油漆，既省漆又均匀

D. 油罐车在运输过程中会产生静电，车后拖一铁链，能防止静电产生危害

【答案】ACD

【解析】

【详解】A．高大建筑物顶上安放避雷针是为了防止静电危害，使建筑物免遭雷击，故A正确；

B．静电复印机是利用静电工作的，与静电现象有关，故B错误；

C．用静电喷漆的方法给汽车喷涂油漆，由于电荷间的相互作用，既省漆又均匀，故C正确；

D．油罐车拖一条与地面接触的铁链是为了将摩擦产生的静电及时导走，防止静电危害，故D正确。

故选ACD。

15. 在如图所示的物理过程示意图中，甲图为一端固定有小球的轻杆，从右偏上30°角释放后绕光滑支点摆动；乙图中A置于光滑水平面，物体B沿光滑斜面下滑；丙图为物体A将弹簧压缩的过程中；丁图为不计任何阻力和定滑轮质量时，A加速下落，B加速上升过程中。关于这几个物理过程（空气阻力忽略不计），下列判断正确的是（　　）

A. 甲图中小球机械能守恒

B. 乙图中物体B机械能守恒

C. 丙图中物体A的机械能守恒

D. 丁图中A、B组成的系统机械能守恒

【答案】AD

【解析】

【详解】A．甲图中，小球只有重力势能与动能的相互转化，则甲图中小球机械能守恒，A正确；

B．乙图中A置于光滑水平面，当物体B沿光滑斜面下滑时，B对A的弹力做正功，A的机械能增大，A对B的弹力做负功，B的机械能减小，即乙图中物体B机械能不守恒，B错误；

C．丙图为物体A将弹簧压缩的过程中，弹簧对A的弹力做负功，A的机械能减小，即丙图中物体A的机械能不守恒，C错误；

D．丁图为不计任何阻力和定滑轮质量时，A加速下落，B加速上升过程中，对A、B构成的系统，只有重力和系统内轻绳的弹力做功，由于系统内轻绳对A于对B做功的代数和为0，可知，丁图中A、B组成的系统机械能守恒，D正确。

故选AD。

16. 2022年2月5日下午，北京冬奥会跳台滑雪项目比赛在位于张家口的国家跳台滑雪中心举行，国家跳台滑雪中心是中国首座跳台滑雪场馆，主体建筑灵感来自于中国传统饰物“如意”，因此被形象地称作“雪如意”。如图所示，现有甲乙两名运动员（均视为质点）从跳台a处先后沿水平方向向左飞出，其速度大小之比为，不计空气阻力，则甲乙两名运动员从飞出至落到斜坡（可视为斜面）上的过程中，下列说法正确的是（　　）

A. 他们飞行时间之比为

B. 他们飞行的水平位移之比为

C. 他们落到坡面上的瞬时速度方向平行

D. 他们落到坡面上的瞬时速度大小之比为

【答案】ABC

【解析】

【详解】A．设斜坡倾角为，则有

解得

可知他们飞行时间之比为

A正确；

B．根据

可得他们飞行的水平位移之比为

B正确；

CD．根据平抛运动的推论：瞬时速度与水平方向夹角的正切值是位移与水平方向夹角正切值的两倍，只要是落在斜面上，位移与水平方向夹角相同，所以两人落到斜坡上的瞬时速度方向一定相同，故落在斜面上的速度大小之比等于初速度之比为，则有

C正确，D错误。

故选ABC。

三、实验题（本题共2题，共14分）

17. 在做“研究平抛物体的运动”。

①下列措施或操作符合实验规范的为___________。

A．斜槽轨道末端切线必须水平

B．斜槽轨道必须光滑

C．每次要平衡摩擦力

D．小球每次应从斜槽同一位置静止释放

②图乙是利用图甲装置拍摄小球做平抛运动的频闪照片，由照片可判断实验操作错误的是___________。

A．释放小球时初速度不为0

B．释放小球的初始位置不同

C．斜槽末端切线不水平

【答案】    ①. AD    ②. C

【解析】

【详解】[1]A．为了保证小球被水平抛出，斜槽末端必须水平，A正确；

BD．只要小球每次从同一点，由静止释放，小球就会以相同速度水平抛出，所以不需要斜面光滑，B错误，D正确；

C．不需要平衡摩擦力，小球每次要加速下滑才可以获得初速度，C错误。

故选AD。

[2]根据图片不能看出小球释放的初速度是不是零，也不能看出小球的释放点是否相同，从拍摄的照片可以看出，小球的初速度为斜向上，可知小球抛出时速度不是水平方向，即斜槽末端不是水平。

故选C。

18. 某探究小组用如图所示向心力演示器探究向心力大小的表达式。已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨迹半径之比为，请回答以下问题：

①在该实验中，主要利用了 ____________ 来探究向心力与质量、半径、角速度之间的关系；

A.理想实验法 B.微元法 C.控制变量法 D.等效替代法

②探究向心力与角速度之间的关系时，应选择半径 _________ （填“相同”或“不同”）的两个塔轮；同时应将质量相同的小球分别放在 __________ 处；

A.挡板A与挡板B   B.挡板A与挡板C    C.挡板B与挡板C

③探究向心力与角速度之间的关系时，若图中标尺上红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值为，运用圆周运动知识可以判断与皮带连接的变速塔轮对应的半径之比为 ______ 。

A.   B.    C.    D.

【答案】    ①. C    ②. 不同    ③. B    ④. D

【解析】

【详解】①[1]探究向心力、质量、半径与角速度之间的关系采用的是控制变量法，故C正确，ABD错误。

故选C。

②[2]探究向心力与角速度之间的关系时，需要两球的角速度不同，两个塔轮边缘的线速度相同，则要求塔轮的半径不同；

[3]为保证半径相同，应将质量相同的小球分别放在挡板A与挡板C，故B正确，AC错误。

故选B。

③[4]两个小球所受的向心力的比值为1：9，根据公式可得角速度之比为1：3，传动皮带线速度大小相等，由可知，塔轮的半径之比为3：1，故D正确，ABC错误。

故选D。

19. 某同学用如图甲所示的实验装置“验证机械能守恒定律”，实验所用的电源为学生电源，可以提供输出电压为8V的交变电流和直流电，交变电流的频率为50Hz。重锤从高处由静止开始下落，电磁打点计时器在纸带上打出一系列的点，对纸带上的点测量并分析，即可验证机械能守恒定律。

（1）他进行了下面几个操作步骤：

A.按照图示的装置安装器材；

B.将打点计时器接到电源的“直流输出”上；

C.用天平测出重锤的质量；

D.先接通电源，后释放纸带，打出一条纸带；

E.测量纸带上某些点间的距离；

F.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的功能

其中没有必要进行的步骤是______，操作不当的步骤是______。（均填步骤前的选项字母）

（2）这位同学进行正确测量后挑选出一条点迹清晰的纸带进行测量分析，如图乙所示，其中O点为起始点，A、B、C、D、E、F为六个计时点，根据纸带上的测量数据，可得出打B点时重锤的速度为______m/s，若重锤的质量为1.0kg，从O点下落到B的过程中重力势能的减少量为______J。O点下落到B的过程中动能增加量为______J（，计算结果均保留3位有效数字）

（3）他根据纸带上的数据算出各点的速度v，量出下落距离h，并以为纵轴、h为横轴画出的图像应是下图的______（填选项字母）。

【答案】    ①. C    ②. B    ③. 1.84    ④. 1.74    ⑤. 1.69    ⑥. C

【解析】

【详解】（1）[1]本实验中，验证机械能守恒的表达式为

等号两边可以将质量约掉，所以不需要测量物体的质量，则C不必要；

[2]打点计时器需要接在交流电上才能正常使用，则B错误；

（2）[3]B点的速度

[4]减小的重力势能

[5]O点下落到B的过程中动能增加量为

（3）[6]约掉质量后的表达式为

所以图像为一条过原点的直线。

故选C。

20. 如图所示，将一质量的带负电荷的小球用绝缘线挂起来，用带电荷量的小球靠近，当球静止时悬线与竖直方向成45°角，此时两球位于同一水平面上，相距。重力加速度。静电力常量，求：

（1）A球受到的库仑力大小；

（2）球所带电荷量；

（3）此时球在球平衡处产生的电场强度的大小。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）对球进行受力分析，如图所示，设球受到球的库仑力为，则有

（2）由库仑定律

解得

（3）球在球平衡处产生的电场强度

21. 中国的面食文化博大精深，种类繁多，其中“刀削面”堪称天下一绝。如图所示，将小面圈沿锅的某条半径方向水平削出时，距锅的高度为，与锅沿的水平距离为，锅的半径也为，小面圈在空中的运动可视为平抛运动，重力加速度g取10m/s2。

（1）求小面圈从被削离到落入锅中的时间；

（2）仅改变小面圈削离时的速度大小，求落入锅中的最大速度的大小和方向。

（3）为使面圈都落入锅中，求小面圈削离时的速度大小范围。

【答案】（1）0.3s；（2），方向与水平方向夹；（3）

【解析】

【详解】（1）小面圈竖直方向，有

解得时间

（2）设小面圈落入锅的右边缘时，对应抛出速度为

解得

入锅时竖直方向速度为

则落入锅中的最大速度的大小

设方向与水平方向夹θ，有

可知方向与水平方向夹

（3）设面团的水平位移为x，由题意可知,由

得

所以小面圈削离时的速度大小范围为

22. 清代乾隆的《冰嬉赋》用“躄躠”（可理解为低身斜体）二字揭示了滑冰的动作要领。短道速滑世界纪录由我国运动员武大靖创造并保持。在其创造纪录的比赛中，

（1）武大靖从静止出发，先沿直道加速滑行，前用时。该过程可视为匀加速直线运动，求此过程加速度大小；

（2）武大靖途中某次过弯时的运动可视为半径为的匀速圆周运动，速度大小为。已知武大靖的质量为，求此次过弯时所需的向心力大小；

（3）武大靖通过侧身来调整身体与水平冰面的夹角，使场地对其作用力指向身体重心而实现平稳过弯，如图所示。求武大靖在（2）问中过弯时身体与水平面的夹角的大小。（不计空气阻力，重力加速度大小取，、、、）

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）设武大靖运动过程的加速度大小为，根据

解得

（2）根据

解得过弯时所需的向心力大小为

（3）设场地对武大靖作用力大小为，受力如图所示

根据牛顿第二定律可得

解得

可得

23. 如图所示为某弹射游戏装置图。水平枪管中弹簧被弹射杆P用线拉着，处于压缩状态，质量为m的小钢球紧靠弹簧，枪口上边缘与半圆形光滑竖直轨道最高点A的内侧对齐。水平轨道BC在B、C两点分别与半圆轨道内侧和倾角的倾斜轨道平滑连接。扣动扳机，弹射杆P立即松开弹簧，钢球射出经轨道到达斜面上最高点D后又恰好能回到A点进入枪内，挤压弹簧后再次被弹出。已知半圆轨道半径为R，BC长，球与斜面CD、水平面BC的动摩擦因数均为，重力A加速度为g，小球受到的摩擦力视为滑动摩擦力。求：

（1）小球第二次经过A点时的速度大小vA；

（2）小球第二次经过B点时的速度大小vB；

（3）弹簧储存的最大弹性势能Ep；

（4）通过计算说明小球能否脱离轨道。

【答案】（1）；（2）；（3）；（4）不会脱离轨道

【解析】

【详解】（1）由题意，小球恰能返回A点，所以在A点

解得

（2）设第二次经过B点的速度大小为，则

代入数据得

（3）从D到B由动能定理得

代入数据得

从发射到第一次回到A点，由功能关系可得

代入数据得

（4）由机械能守恒定律知：第三次经B点与第二次经B点动能相同，设：第三次经B点能到达的最大高度为h'，由动能定理得

代入数据得

设第四次经B点后能达半圆轨道的最大高度为，则从h'到由动能定理得

代入数据得

因为

所以不会脱离轨道。