黑龙江省哈尔滨市第三中学2022-2023学年高一物理下学期期中试题（Word版附解析）

哈三中2022-2023学年度下学期

高一学年期中考试物理试卷

一、选择题：本题共14小题，每小题4分，共56分。在每小题给出的四个选项中，第1-9题只有一项符合题目要求，第10-14题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

1. 下列说法正确的是（　　）

A. 物体在恒力作用下一定做直线运动

B. 物体在变力作用下一定做曲线运动

C. 两个不共线匀变速直线运动的合运动一定是匀变速运动

D. 两个不共线的直线运动的合运动一定是曲线运动

【答案】C

【解析】

【详解】A B．物体做直线运动条件是合外力与速度共线，但是合外力可以是恒力也可以是变力；物体做曲线运动的条件是合外力与速度不共线，但是合外力可以是恒力也可以是变力，故AB错误；

C．两个个不共线的匀变速直线运动的合成，合成后的加速度仍恒定，所以合运动一定是匀变速运动，故C正确；

D．两个不共线的直线运动的合运动，如果合成后的速度和加速度共线，物体的合运动是直线运动；如果合成后的速度和加速度不共线，物体的合运动是曲线运动，故D错误。

故选C。

2. 地球的两颗同步卫星，他们一定具有相同的（　　）

A. 质量 B. 向心力的大小 C. 速度 D. 周期

【答案】D

【解析】

【详解】AB．两颗卫星的质量不一定相同，因此向心力大小也不一定相等，A错误，B错误；

C．因为速度方向是矢量，两个卫星的方向不同，C错误；

D．同步卫星周期相同，均为地球自转周期，D正确。

故选D。

3. 一个物体以初速度v0水平抛出，落地时速度为v，则运动时间为（不计空气阻力，重力加速度为g）（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】根据速度的矢量关系可以求出落地时物体竖直方向上的速度

物体在竖直方向上做自由落体运动，所以运动时间为

故选C。

4. 做圆周运动的人造地球卫星的轨道半径越大，则卫星（　　）

A. 线速度越小，周期越小

B. 线速度越小，加速度越小

C. 加速度越大，周期越大

D. 角速度越小，加速度越大

【答案】B

【解析】

【详解】人造卫星绕地球做圆周运动，根据万有引力提供向心力列出等式

得

， ， ，

可知，轨道半径越大，速度越小，角速度越小，加速度越小，周期越大。所以B正确，ACD错误。

故选B。

5. 如图所示，倾角为的斜面连接水平面，在水平面上安装半径为R的半圆竖直挡板，质量为m的小球从斜面上高为R处静止释放，到达水平面时恰能贴着挡板内侧运动。小球可视为质点，不计一切摩擦且碰撞前后速率不变。则小球沿挡板运动时对挡板的压力是（　　）

A. 0.5mg B. mg C. 1.5mg D. 2mg

【答案】D

【解析】

【详解】设小球滑到底端速度为v，对挡板压力为F，由动能定理和向心力方程可得

解得

故D正确。

故选D

6. 有一星球的密度跟地球密度相同，但它表面处的重力加速度是地球表面处重力加速度的5倍，则该星球的质量将是地球质量的（忽略星球自转影响）（　　）

A. 倍 B. 5倍 C. 25倍 D. 125倍

【答案】D

【解析】

【详解】设某星球的质量为M，半径为R，表面重力加速度为g，由星球表面的物体重力等于万有引力，可得

设该星球和地球的质量分别为M1和M2，表面的重力加速度分别为g1和g2，密度为ρ，则有

由于

由于该星球的密度跟地球密度相同，则有

联立解得     

可得

ABC错误，D正确。

故选D。

7. 如图所示，甲、乙两颗卫星绕地球做圆周运动，已知甲卫星的周期为N小时，每过4N小时，甲卫星都要运动到与乙卫星位于地球同一侧且三者共线的位置上，则甲、乙两颗卫星的角速度之比为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】天体运动中由牛顿第二定律

可得

因为，所以，由题意可得

又

可解得

所以甲、乙两颗卫星的角速度之比为

故C正确。

故选C。

8. 如图所示为电动车在水平路面上启动过程中的速度图像，段为过原点的倾斜直线，段表示以额定功率行驶时的加速阶段，段是与段相切的水平直线，电动车受到的阻力大小恒定，则下列说法中正确的是（　　）

A. 时间内电动车做匀加速运动且功率恒定

B. 时间内电动车牵引力做功

C. 时间内电动车的平均速度为

D. 在全过程中，时刻的牵引力及其功率都是最大值，时间内牵引力最小

【答案】D

【解析】

【详解】A．时间内为倾斜的直线，故汽车做匀加速运动，由牛顿第二定律

得牵引力恒定，由可知，汽车的牵引力的功率均匀增大，故A错误；

B．时间内动能的变化量为

而在运动中受牵引力及阻力，由动能定理

故牵引力做功一定大于，B错误；

C．时间内，若图像为直线时，平均速度为

而现在图像为曲线，故图像的面积大于直线时的面积，即位移大于直线时的位移，故平均速度大于，故C错误；

D．时间内牵引力恒定但大于阻力，功率从0增大到额定功率，时间内牵引力减小，时间内牵引力等于阻力，时间内功率均等于额定功率，故在全过程中时刻汽车的牵引力及其功率都是最大值，时间内牵引力最小，D正确。

故选D。

9. 一物体静止在粗糙的水平地面上，物体与水平地面间动摩擦因数恒定。现用一大小为的水平拉力拉动物体，经过一段时间后其速度变为v。若将水平拉力的大小改为，物体从静止开始经过同样的时间后速度变为3v。对于上述两个过程，用、分别表示拉力、所做的功，、分别表示前后两次克服摩擦力所做的功，则（　　）

A. ，

B. ，

C. ，

D. ，

【答案】B

【解析】

【详解】由题意可知，两次物体均做匀加速运动，则在同样的时间内，它们的位移之比为

两次物体所受的摩擦力不变，根据力做功表达式，则克服滑动摩擦力做功之比为

由动能定理，则有

联立可得

WF2=9WF1 -6Wf1

故选B。

10. 8.公路急转弯处通常是交通事故多发地带．如图所示，某公路急转弯处是一圆弧，当汽车行驶的速率为vc时，汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势，则在该弯道处

A. 路面外侧高内侧低

B. 车速只要低于vc，车辆便会向内侧滑动

C. 车速虽然高于vc，但只要不超出某一最高限度，车辆便不会向外侧滑动

D. 当路面结冰时，与未结冰时相比，vc的值变小

【答案】AC

【解析】

【详解】试题分析：路面应建成外高内低，此时重力和支持力的合力指向内侧，可以提供圆周运动向心力，故A正确．车速低于v0，所需的向心力减小，此时摩擦力可以指向外侧，减小提供的力，车辆不会向内侧滑动．故B错误．当速度为v0时，静摩擦力为零，靠重力和支持力的合力提供向心力，速度高于v0时，摩擦力指向内侧，只有速度不超出最高限度，车辆不会侧滑．故C正确．当路面结冰时，与未结冰时相比，由于支持力和重力不变，则v0的值不变．故D错误．故选AC．

考点：圆周运动的实例分析

【名师点睛】此题是圆周运动的实例分析问题；解决本题的关键搞清向心力的来源，运用牛顿第二定律进行求解，难度不大，属于基础题．

11. 如图是“嫦娥三号”飞行轨道示意图。假设“嫦娥三号”运行经过P点第一次通过近月制动使“嫦娥三号”在距离月面高度为100km的圆轨道I上运动，再次经过P点时第二次通过近月制动使“嫦娥三号”在距离月面近地点为Q、高度为15km，远地点为P、高度为100km的椭圆轨道II上运动，下列说法正确的是（　　）

A. “嫦娥三号”在距离月面高度为100km的圆轨道I上运动到P点时加速进入II轨道

B. “嫦娥三号”在距离月面高度100km的圆轨道I上运动的周期一定大于在椭圆轨道II上运动的周期

C. “嫦娥三号”在椭圆轨道II上运动经过Q点时的加速度小于经过P点时的加速度

D. “嫦娥三号”在椭圆轨道II上运动经过Q点时的速率大于经过P点时的速率

【答案】BD

【解析】

【详解】A．“嫦娥三号”由圆轨道Ⅰ变轨到椭圆轨道Ⅱ上时，做近心运动，需要在P点向前喷气制动减速，故A错误；

B．由于圆轨道Ⅰ的轨道半径大于椭圆轨道Ⅱ的半长轴，根据开普勒第三定律，“嫦娥三号”在距离月面高度为100km的圆轨道Ⅰ上运动的周期一定大于在椭圆轨道Ⅱ上运动的周期，故B正确；

C．由于在Q点“嫦娥三号”所受万有引力大，所以“嫦娥三号”在椭圆轨道II上运动经过Q点时的加速度一定大于经过P点时的加速度，故C错误；

D．根据开普勒第二定律可知，“嫦娥三号”在椭圆轨道Ⅱ上运动经过Q点时的速率一定大于经过P点时的速率，故D正确。

故选BD。

12. 一质量为0.5kg的质点静止于光滑水平面上，从时刻开始，受到水平外力F作用，如图所示。下列判断正确的是（　　）

A. 0~2s内外力的平均功率是18W

B. 第2s内外力所做的功是36J

C. 第4s末外力的瞬时功率最大

D. 第1s末与第3s末外力的瞬时功率之比为9:7

【答案】AD

【解析】

【详解】前两秒匀加速直线运动的加速度

后两秒匀加速直线运动的加速度

第1秒末的速度

第2秒末的速度

第3秒末的速度

第4秒末的速度

前两秒的位移

第2秒内的位移

A．0~2s内外力做的功

0~2s内外力的平均功率

A正确；

B．第2s内外力所做的功

B错误；

C．第2秒末的外力的瞬时功率

第4s末外力的瞬时功率

第4s末外力的瞬时功率不是最大。C错误；

D．第1s末与第3s末外力的瞬时功率分别为

第1s末与第3s末外力的瞬时功率之比

D正确。

故选AD。

13. 如图所示，质量为m的滑块，可视为质点，从h高处的a点沿倾斜轨道ab滑入水平轨道bc（两轨道平滑连接），滑块与倾斜轨道及水平轨道间的动摩擦因数相同。滑块在a、c两点时的速度大小均为0，ab长度与bc长度相等。空气阻力不计，则滑块从a到c的运动过程中（　　）

A. 滑块的动能先变大后变小

B. 滑块在bc过程克服阻力做的功一定等于

C. 滑块经b点时的动能小于

D. 滑块经b点时的动能大于

【答案】AD

【解析】

【详解】A．由题意可知，滑块在a、c两点时的速度大小均是0，则滑块从a到c的运动中，先加速后减速，则有滑块的动能先变大后变小，A正确；

B．对全程由动能定理可得

则有全程滑块克服阻力做功

设斜轨道ab的倾斜角为θ，滑块在ab段受的滑动摩擦力小于在bc段受的滑动摩擦力，ab长度与bc长度相等，因此滑块在bc过程克服阻力做的功一定大于，B错误；

CD．设滑块经b点时的速度为v，在ab段由动能定理，则有

在bc段由动能定理，则有

因为

则有

则有滑块经b点时的动能大于，C错误，D正确。

故选AD

14. 如图所示，轻杆长，一端连接一质量为2kg的小球（可看成质点），另一端固定于地面转轴上（杆可绕轴无摩擦转动），转轴右侧有一质量为4kg的正方体物块，物块边长大于轻杆长度。小球斜靠在物块上，物块与小球、物块与地面间的摩擦不计。某时刻给物块水平向左的1m/s的初速度，此时杆与水平方向夹角，同时对物块施加一个水平向左的推力维持物块做匀速直线运动至小球上升到最高点（小球和物块始终接触）。下列说法中正确的是（　　）

A. 物块对小球的支持力做功为10J

B. 小球克服重力做功的大小大于其动能增量的大小

C. 水平推力F做功为7J

D. 杆与水平方向夹角时，小球与物块的动能之比为4:3

【答案】BC

【解析】

【详解】AB．在此过程中，小球受重力，物块对小球水平向左的支持力和杆的沿杆方向的支持力，其中杆对小球的力不做功，所以由动能定理

由于小球和物块始终没有分离，所以小球的水平速度与物块的速度相等，开始时，小球的合速度方向与杆垂直，水平速度为1m/s，所以

当小球到达最高点时，其速度方向水平，故小球速度

代入解得物块对小球的支持力做功为

小球克服重力做功

小球动能增量

所以小球克服重力做功的大小大于其动能增量的大小，故A错误，B正确；

C．以物块为研究对象，由动能定理

因为物块对小球的支持力和小球对物块的压力是一对作用力和反作用力，其大小相等，方向相反，且在此过程中，小球的水平方向的位移和物块的位移相等，所以小球对物块做的功

所以水平推力F做功为7J，故C正确；

D．由于小球和物块始终没有分离，所以小球的水平速度与物块的速度相等，杆与水平方向夹角时，小球的合速度方向与杆垂直，水平速度为1m/s，所以

所以此时小球与物块的动能之比为

故D错误。

故选BC。

二、实验题（共12分）

15. 小明利用实验研究平抛运动的规律

（1）已知小球的平抛高度h，水平位移d、重力加速度g，则小球平抛初速度为________（用字母h、d、g表示），高度h一定时，小球的水平位移d与初速度________关系（选填“正比”、“反比”、“无”）

（2）小明采用图一装置研究平抛，下列说法正确的是________。

A．想要通过描点绘出平抛的轨迹，每次小球释放的初始位置可以任意选择

B．描点绘出平抛的轨迹时，用平滑的曲线连接点迹，误差较大的点需舍去

C．装置背板必须竖直

D．斜槽轨道末端必须光滑

（3）图二是小明记录平抛运动一部分坐标纸，已知ABC三点的水平距离、、，竖直位移、、，g取

①坐标原点O________平抛起点（选填“是”或“不是”）；

②水平速度________m/s（结果保留到小数点后一位）；

③B点的速度________m/s（结果保留到小数点后一位）。

【答案】    ①.     ②. 正比    ③. BC##CB    ④. 是    ⑤. 2.0    ⑥. 2.5

【解析】

【详解】（1）[1][2]根据平抛运动规律

联立得

故高度h一定时，小球的水平位移d与初速度成正比。

（2）[3] A．想要通过描点绘出平抛的轨迹，每次小球释放的初始位置必须相同，以保证每次抛出时的速度相同，故A错误；

B．描点绘出平抛的轨迹时，用平滑的曲线连接点迹，误差较大的点需舍去，故B正确；

C．为减小摩擦，装置背板必须竖直，故C正确；

D．斜槽轨道末端不必须光滑，保证抛出时速度水平和大小相同即可，故D错误。

故选BC。

（3）[4]平抛运动水平分运动是匀速直线运动，由水平距离关系可知

平抛运动竖直方向是自由落体运动，设，若坐标原点O是平抛起点，则应该满足

结合题给数据，可证明坐标原点O是平抛起点；

[5]根据

解得

[6]根据自由落体运动规律

则

三、计算题（共32分）

16. 已知月球半径是R，月球表面重力加速度，引力常量G

（1）求月球的质量M；

（2）月球的平均密度是，月球近月卫星运转周期是T，计算的值．

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）由题可知

解得月球质量为

（2）月球对卫星的万有引力提供卫星运转的向心力，则可得

解得

17. 在水平路面上骑摩托车的人，遇到一个壕沟，壕沟可以看成半径为R圆弧，如图一所示，摩托车以初速度水平冲出，恰好平抛到达对侧，重力加速度为g，已知

（1）摩托车平抛的初速度是多少？

（2）如图二，摩托车以（1）中的初速度沿着壕沟匀速率到达对侧平面，这种情况下的摩托车的运动时间为？哪种方案耗时最短？给出你的理由

【答案】（1）；（2）；平抛方案耗时短，理由见解析。

【解析】

【详解】（1）根据平抛运动规律

联立解得

（2）摩托车以（1）中的初速度沿着壕沟匀速率到达对侧平面，运动的角速度为

用时

则

因为是锐角，根据数学知识可知

故

故平抛方案耗时短。

18. 如图所示，半径的圆弧形金属杆（圆弧）可绕竖直方向的虚线轴在水平面转动，圆弧形杆关于转轴对称，在杆上穿着一个物块（可看成质点），若杆光滑，当金属杆以某一角速度ω1匀速转动时，物块可以在杆上的a位置与杆相对静止一起转动，a位置与圆弧杆圆心的连线与竖直方向的夹角为30°，当金属杆以另一角速度ω2转动时，物块可以在杆上的b位置与杆相对静止一起转动，b位置与圆弧杆圆心的连线与竖直方向的夹角为60°。重力加速度。

（1）求ω1与ω2的比值；

（2）若杆粗糙，有A、B两个完全相同的物块，两物块与杆间的动摩擦因数均为

，杆转动时，两物块是否能够分别在a、b两个位置与金属杆相对静止一起转动，若能，求出杆转动的角速度范围；若不能说明理由。（答案保留根号）

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）根据牛顿第二定律得

解得

（2）设B恰好不下滑时的角速度为ω3，根据牛顿第二定律得

根据平衡条件得

解得

设A恰好不上滑时的角速度为ω4，根据牛顿第二定律得

根据平衡条件得

解得

两物块能够分别在a、b两个位置与金属杆相对静止一起转动时，杆转动的角速度范围是