广东省东莞外国语学校2022-2023学年高一下学期5月期中考试物理试题（含答案详解）

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东莞外国语学校2022-2023学年第二学期高一级第二次段考物理科试题考试时间：75分钟  命题人：姚艳雯    审题人：伍洪星说    明：本试卷共6页，18小题，满分100分，考试用时75分钟。注意事项：1．答卷前，考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的姓名、学号、试室号和座位号填写在答题卡上。2．作答选择题时，选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试卷上。3.非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。4.考生必须保证答题卡的整洁。 一、单选题：本大题共10小题，每小题3分，满分30分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是最符合题目要求的。1．一辆汽车在水平公路上转弯，沿曲线由M向N行驶，速度逐渐增大。下列画出了汽车转弯时所受合力F和速度v的方向均正确的是（　　）A．B．C．D．2．如图所示，小船沿直线AB过河，船头始终垂直于河岸。若水流速度减小，为保持航线不变，下列措施与结论正确的是（    ）A．减小船速，过河时间变长 B．减小船速，过河时间不变C．增大船速，过河时间不变 D．增大船速，过河时间缩短3．如图，场地自行车赛道设计成与水平面保持一定倾角，三位运动员骑自行车在赛道转弯处做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（　　）A．三位运动员可能受重力、支持力、向心力的作用B．若此时三位运动员线速度大小相等，则他们所需要向心力的大小关系一定满足C．若此时三位运动员角速度相等，则他们的向心加速度大小关系满足D．若运动员突然加速，仍然可以保持原轨道做匀速圆周运动，则自行车受到的支持力会减小4．国产科幻大片《流浪地球2》中的“太空电梯”给观众带来了强烈的视觉震㨔。如图所示，“太空电梯”由地面基站、缆绳、箱体、同步轨道上的空间站和配重组成，缆绳相对地面静止，箱体可以沿缆绳将人和货物从地面运送到空间站。下列说法正确的是（　　）A．地面基站可以建设在青藏高原上B．配重的线速度小于同步空间站的线速度C．箱体在上升过程中受到地球的引力越来越小D．若同步空间站和配重间的缆绳断开，配重将做向心运动5．如图所示，质量为70kg的某运动员在做弓箭步练习，即从图中左边所示的姿态下蹲到图中右边所示姿态，再起立回到左边所示姿态，如此重复动作。若他在1min内做了30个弓箭步练习，则这段时间克服重力做的功和相应的平均功率约为（　　）A．10500J、175W B．21000J、175W C．10500J、350W D．21000J、350W6．如图所示，一辆货车利用跨过光滑定滑轮的轻质缆绳提升一箱货物，已知货箱的质量为M，货物的质量为m，货车以速度v向左做匀速直线运动，重力加速度为g，则在将货物提升到图示的位置时，下列说法正确的是（　　）A．缆绳中的拉力等于B．货箱向上运动的速度大于vC．货箱向上运动的速度等于D．货箱向上做加速直线运动7．杂技演员表演“水流星”，在长为0.9m的细绳的一端，系一个与水的总质量为m＝0.5kg的盛水容器，以绳的另一端为圆心，在竖直平面内做圆周运动，如图所示，若“水流星”通过最高点时的速度为3m/s，则下列说法正确的是（）（　　）A．“水流星”通过最高点时，有水从容器中流出B．“水流星”通过最高点时，绳的张力及容器底部受到的压力均为零C．“水流星”通过最高点时，处于完全失重状态，不受力的作用D．“水流星”通过最高点时，绳子的拉力大小为5N8．一辆汽车在水平路面上由静止启动，在前5s内做匀加速直线运动，5s末达到额定功率，之后保持额定功率运动，其v-t图像如图所示。已知汽车的质量，汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍，g取，则（　　）A．汽车在前5s内的牵引力为B．汽车在15m/s时的加速度为C．汽车的额定功率为40kWD．汽车在前5s内摩擦力做功为9．我国火星探测器“祝融号”在年月中旬到月下旬发生短暂“失联”，原因是发生“火星合日”现象。“火星合日”是指当火星和地球分别位于太阳两侧与太阳共线的天文现象，如图所示。已知火星公转周期为，地球公转周期为，地球与火星绕行方向相同。则（　　）A．B．火星与地球轨道半径之比为C．火星与地球公转的线速度之比为D．相邻两次“火星合日”的时间间隔为10．如图所示，半径为R的水平圆盘绕中心O点做匀速圆周运动，圆盘中心O点正上方H处有一小球被水平抛出，此时半径OB恰好与小球初速度方向垂直，从上向下看圆盘沿顺时针转动，小球恰好落在B点，重力加速度大小为g，不计空气阻力，下列说法正确的是（    ）A．小球的初速度大小为 B．小球的初速度大小为C．圆盘的角速度大小可能为 D．圆盘的角速度大小可能为二、多选题：本大题共5小题，每小题4分，满分20分。在每小题给出的四个选项中，有两项或两项以上符合题目要求的。11．世界上最大的摩天轮是位于阿联酋迪拜蓝水岛中心地带的“迪拜眼”，其高度为250米，巨大的摩天轮四周配有48个吊舱，可同时乘坐1750多名游客，转一圈用时38分钟。迪拜眼于2021年10月21日正式开放。摩天轮在竖直平面内做匀速圆周运动，某时刻甲乘客所在的吊舱正好处在最高点，乙乘客所在吊舱处在最低点，若两乘客质量相等，则此时（　　）A．吊舱对乙的作用力大于对甲的作用力B．吊舱对甲的作用力大于对乙的作用力C．吊舱对甲、乙的作用力方向相反D．甲乘客处于失重状态，乙乘客处于超重状态12．如图所示为一皮带传动装置，右轮的半径为r，a是它边缘上的一点，左侧是一轮轴，大轮的半径为4r，小轮的半径为2r，b点在小轮上，到小轮中心的距离为r，c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上。若在传动过程中，皮带不打滑。则（　　）A．c点与d点的角速度大小相等 B．a点与b点的角速度大小相等C．d点与b点的线速度大小相等D．a点与c点的线速度大小相等13．如图所示，海王星绕太阳沿椭圆轨道运动，P为近日点，Q为远日点，M、N为轨道短轴的两个端点，运行的周期为，若只考虑海王星和太阳之间的相互作用，则海王星在从P经M、Q、N再返回P的运动过程中（　　）A．从P到M所用时间小于B．从P到Q阶段，速率一直变小C．海王星在Q点的角速度等于P点的角速度D．海王星运行轨道半长轴的三次方与其运行周期的平方之比与海王星的质量有关14．“山西刀削面”，传统的操作手法是一手托面，一手拿刀，直接将面削到开水锅里。如图所示，小面圈刚被削离时距开水锅的高度为h，与锅沿的水平距离为L，锅的半径也为L。小李作为学徒，尚未掌握技巧。为了训练，在其正对面右半圈安装上高度为的挡板。削出的小面圈可视为质点，忽略空气阻力，其初速度沿水平方向，视为平抛运动。小面圈有的直接落入锅中，有的与挡板相撞后落回锅中（已知与挡板碰撞的小面圈均可落入锅中）。重力加速度为g，则下列描述正确的是（　　）A．所有直接落入锅中的小面圈，空中运动时间都相同B．所有与挡板相撞的小面圈，在碰到挡板前空中运动时间相同C．所有落入锅中的小面圈中，最大初速度D．在不碰触挡板的情况下，落入锅中时的最大速度是最小速度的3倍15．为了安全，很多高层都配备了救生缓降器材，图甲所示的救生缓降器由挂钩（或吊环）、吊带、绳索及速度控制装置等组成，是一种可使人沿（随）绳（带）缓慢下降的安全营救装置。如图乙所示，高层建筑工人从离地面某高度处通过钢丝绳先匀加速运动后匀减速运动安全着陆，图丙是工人运动全过程的图像。已知工人的质量，，则下列说法中正确的是（　　）A．发生险情处离地面的高度为180mB．整个过程中工人重力做功为63000JC．加速下滑时钢绳对工人的拉力大小为1050ND．s时，绳对工人拉力的瞬时功率为7840W三、实验题：共18分。16．图甲是“探究平抛运动的特点”的实验装置图。（1）实验前应对实验装置进行调节，直到斜槽末端切线________；让小球每次从同一位置由静止释放，是为了使小球每次抛出的初速度________（选填“相同”或“不同”）。（2）图乙是在正确实验操作下小球在平抛运动途中的四个位置，当地重力加速度大小，图中方格的边长为，小球运动的水平分速度大小为________；小球经过点的速度大小为________。（3）抛出点离的竖直距离为________cm。四、解答题（要有必要的解题步骤和文字说明，只写结果不得分。本题共32分）17．（14分）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，取，，求：（1）拉力对物体所做的功；（2）合外力对物体所做的功；（3）整个过程拉力做功的平均功率。 
18．（18分）小明站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为的小球（可视为质点），给小球一初速度，使球在竖直平面内做圆周运动。当球某次运动到最低点时，绳的张力恰好达到最大值而突然断掉，球飞行水平距离后落地。如图所示。已知握绳的手离地面高度为，手与球之间的绳长为，重力加速度为。忽略手的运动半径和空气阻力。（1）求绳断时球的速度大小和球落地时的速度大小。（2）轻绳能承受的最大拉力多大？（3）使绳长变为，让球重复上述运动，若绳仍在球运动到最低点时恰好张力达到最大值而断掉，要使球抛出的水平距离最大，则：绳长应是多少？最大水平距离为多
 
东莞外国语学校2022-2023学年第二学期高一级第二次段考物理科试题答案考试时间：75分钟  命题人：姚艳雯    审题人：伍洪星参考答案：1．B【详解】汽车沿曲线由M向N行驶，速度逐渐增大，可知汽车所受合力F的方向指向轨迹凹侧且与速度方向间的夹角小于90°，如图所示故选B。2．A【详解】设小船在静水中速度为，水流速度为，直线AB与河岸的夹角为，河岸宽度为，则有渡河时间为若水流速度减小，为保持航线不变，可知减小，渡河时间变长。故选A。3．C【详解】A．向心力是效果力，可以由单个力充当，也可以由其它力的合力提供，或者由某个力的分力提供，不是性质力，因此，将运动员和自行车看成整体后，整体应受重力、支持力和摩擦力，故A错误；B．由向心力公式可知若此时三位运动员线速度大小相等，但不知道运动员的质量大小，故不能比较向心力的大小，故B错误；C．由向心加速度公式可知若此时三位运动员角速度相等，则他们的向心加速度大小关系满足，故C正确；D．若运动员突然加速，仍然可以保持原轨道做匀速圆周运动，则自行车的摩擦力增大来提供所需向心力，运动员和自行车在竖直方向上平衡，则有支持力在竖直方向的分力等于摩擦力竖直向下的分力和运动员和自行车的重力之和，运动员和自行车的重力不变，摩擦力变大，则支持力在竖直方向的分力变大，所以支持力变大，故D错误。故选C。4．C【详解】A．由题意可知，整个同步轨道一定在地球赤道正上方，因此地面基站不可以建设在青藏高原上，A错误；B．由太空电梯的结构可知，配重与同步空间站的角速度相同，由可知，空间站的环绕半径小于配重的环绕半径，因此配重的线速度大于同步空间站的线速度，B错误；C．由万有引力定律可知，箱体在上升过程中受到地球的引力随距离r的增加而减小，C正确；D．由题意可知，空间站和配重都做匀速圆周运动，若缆绳断开，配重与地球间的万有引力则有即地球对配重的万有引力小于配重做圆周运动的向心力，因此配重会做离心运动，D错误。故选C。5．A【详解】每次运动员姿态下蹲时重心下降的高度约为0.5m，故在一分钟内，运动员克服重力做的功约为1min内平均功率约为故选A。6．D【详解】根据题意，设绳子与水平方向的夹角为，将小车的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，沿绳子方向的速度等于货物的速度，如图所示根据平行四边形定则得由于汽车运动过程中，减小，则增大，物体M向上做加速运动，由牛顿第二定律有可知，绳子的拉力大于。故选D。7．B【详解】ABD．当水对桶底压力为零时有解得由于“水流星”通过最高点的速度为3m/s，则水对桶底的压力为零，水不会从容器中流出。对水和桶分析，有解得T=0则此时绳子的拉力（张力）为零。故AD错误，B正确；C．“水流星”通过最高点时，仅受重力，处于完全失重状态。故C错误。故选B。8．B【详解】A．根据图象，可得前内的加速度由牛顿第二定律解得故A不符合题意；C．汽车5s末达到额定功率，额定功率为故C不符合题意；B．汽车速度为15m/s时，则有解得a′=1m/s2故B符合题意；D．前5s内的位移是摩擦力做功D不符合题意。9．D【详解】A．根据开普勒第三定律，可知故A错误；B．由，得故B错误；C．根据万有引力提供向心力由解得线速度可知故C错误；D．相邻两次火星合日，即地球比火星多转周经过时间，则故D正确。故选D。10．D【详解】AB．由可得小球下落的时间为小球的初速度大小为故AB错误；CD．在小球下落的这段时间内，圆盘转过的角度为  n=0，1，2，3…所以圆盘的角速度大小为  n=0，1，2，3…当n=0时当n=1时故C错误，D正确。故选D。11．AD【详解】A．图a圆形桥半径R，若最高点车速为时，桥面对车的支持力为N，则解得N = 0根据牛顿第三定律可得对桥面的压力为零。故A正确；B．图b中，由于向心力是球做匀速圆周运动时所受的几个力的合力，是效果力，故对球受力分析可知，在固定圆锥筒(内壁光滑) 内做匀圆周运动的小球，只受重力、弹力。故B错误；C．图c中，传送带运动过程中b、d两点的线速度相等。故C错误；D．图d中，火车以规定的速度经过外轨高于内轨的弯道时，受到的重力和轨道的支持力的合力恰好等于向心力时，车轮对内外轨均无侧向压力，若火车以大于规定速度经过外轨高于内轨的弯道，火车有做离心运动的趋势，则外轨对火车有侧压力。故D正确。故选AD。 12．AD【详解】AC．大轮和小轮属于同轴转动，具有相同角速度，即根据线速度与角速度的关系故A正确，C错误；BD．右轮和小轮属于皮带传动，二者边缘各点的线速度大小相等，即所以所以故B错误，D正确。故选AD。13．AB【详解】AB．根据开普勒第二定律可知，海王星在点速率最大，在点速率最小，则从P到Q阶段，速率一直变小，由对称性可知，所用时间为，则从P到M所用时间小于，故AB正确；C．根据题意，由公式可得由于则有故C错误；D．由开普勒第三定律可知，海王星运行轨道半长轴的三次方与其运行周期的平方之比与中心天体的质量有关，即与太阳的质量有关，故D错误。故选AB。14．AC【详解】A．所有直接落入锅中的小面圈，下降高度均相同，有可知空中运动时间都相同，A正确；B．所有与挡板相撞的小面圈，下降高度不同，在碰到挡板前空中运动时间不相同，B错误；C．当小面圈撞到挡板上端时，对应的初速度最大，可得联立解得C正确；D．在不碰触挡板的情况下，落入锅中左边缘与右边缘时，对应的初速度最小和最大，分别可得故是的3倍，落入锅中时的速度分别为可知D错误。故选AC。15．BD【详解】A．根据图像与横轴围成的面积等于位移，则有可知发生险情处离地面的高度为，故A错误；B．整个过程中工人重力做功为故B正确；C．加速下滑时，工人的加速度大小为根据牛顿第二定律可得解得加速下滑时钢绳对工人的拉力大小为，故C错误；D．工人在内向下做匀减速直线运动，工人的加速度大小为根据牛顿第二定律可得解得时工人的速度为时钢丝绳对工人拉力的瞬时功率为故D正确。故选BD。16． 水平     相同     2          【详解】（1）[1][2]为了保证小球的初速度水平，斜槽末端需切线水平，每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛初速度相同。（2）[3]根据题意，由图可知，相邻两点间的水平距离均为，则运动时间相等，设相邻两点间的运动时间为，竖直方向上，由逐差法有水平方向上有解得[4]竖直方向上，由中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度有小球经过点的速度大小为（3）[5]竖直方向上，由可得，点距抛出点竖直距离为抛出点离的竖直距离为17．（1）；（2）；（3）【详解】（1）拉力对物体所做的功为（2）物体受到的支持力为=14N物体受到的摩擦力为f=μ=4N物体受到的合力为合外力对物体所做的功（3）根据牛顿第二定律，物体的加速度大小为根据运动学公式可得解得该过程所用时间为则整个过程拉力做功的平均功率为 18．（1），；（2）；（3），【详解】（1）设绳断后小球飞行时间为，小球做平抛运动，竖直方向水平方向解得小球落地时在竖直方向的分速度为，则小球落地速度 （2）在最低点，根据牛顿第二定律解得（3）设绳长为，在最低点根据牛顿第二定律绳断后做平抛运动，竖直方向水平方向解得有数学关系得当时