高中试卷答案网兖矿第一高级中学校2022-2023学年高一下学期期中适应性检测
物理科试题
第I卷（选择题）
一、单选题(共3×8=24分)
1．下列符合物理学史的是（ ）
A．开普勒在第谷的行星观测数据基础上发现了行星的运动规律
B．牛顿发现了万有引力定律并给出了万有引力常量的数值
C．海王星被称为“笔尖下发现的行星”，卡文迪许根据万有引力定律计算出了它的轨道
D．托勒密的“地心说”是错误的，后来哥白尼给出“日心说”才是符合客观事实的规律
2．两个大轮半径相等的皮带轮的结构如图所示，A、B两点的半径之比为2:1，C、D两点的半径之比也为 2:1，下列说法正确的是( )
A．A 、B两点的线速度之比为vA:vB = 1:2
B．A、C 两点的角速度之比为
C．A、C两点的线速度之比为vA:vC = 1:1
D．A、D两点的线速度之比为vA:vD = 1:2
3．一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落，到最低点时距水面还有数米距离。假定空气阻力可忽略，运动员可视为质点，则该过程中（ ）
A．蹦极绳张紧前动能一直增加，之后动能一直减小
B．蹦极绳张紧后的下落过程中，弹力做正功，等于弹性势能增加
C．合外力做的总功为零
D．重力势能的改变与重力势能零点的选取有关
4．我国已于今年11月24日凌晨在海南文昌发射场用长征五号运载火箭成功发射“嫦娥五号”月球探测器，并实现区域软着陆，此次“挖土”之旅标志着我国进入探月阶段，如图所示，探测器发射到月球上要经过多次变轨，最终降落到月球表面上，其中轨道Ⅰ为圆形轨道，到月心的距离为r，运行周期为T；轨道Ⅱ为椭圆轨道，近月点到月心距离为，下列说法正确的是（ ）
A．探测器在环月轨道Ⅰ上P点的加速度小于在环月轨道Ⅱ上P点的加速度
B．探测器的发射速度必定大于11.2km/s
C．探测器在轨道Ⅱ上的运行周期为
D．为使探测器从P点由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ，必须在P点点火加速
5．如图所示为静止于赤道地面上的物体，为低轨道卫星，为同步卫星，则下列说法中正确的是（ ）
A．卫星的周期可能为
B．若某时刻卫星经过的正上方，则再运动一圈会再次经过的正上方
C．的线速度比的线速度大
D．的向心加速度比的向心加速度大
6．有关生活中的圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（ ）
A．汽车转弯时所受的力有重力、弹力、摩擦力和向心力
B．两个质量不同的小球用长度不等的细线拴在同一点，并在同一水平面内做匀速圆周运动，则它们的周期相同
C．两个质量相同的小球A和B紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动，则两球周期必定相同
D．火车转弯超过规定速度时，内轨对轮缘会有挤压的作用
7．位于水平面上的物体在水平恒力F1作用下，做速度为v1的匀速运动；若作用力变为斜向上的恒力F2，物体做速度为v2的匀速运动，且F1与F2功率相同。则可能有（ ）
A．F2=F1，v1> v2 B．F2=F1，v1< v2
C．F2>F1，v1> v2 D．F2
8．如图1所示，轻杆的一端固定一小球（视为质点）另一端套在光滑的水平轴上，轴的正上方有一速度传感器，可以测量小球通过最高点时的速度大小；轴处有力传感器，可以测量小球通过最高点时轴受到杆的作用力，若竖直向下为力的正方向，小球在最低点时给不同的初速度，得到图像如图2所示，取，则（ ）
A．轴到球心间的距离为
B．小球的质量为
C．小球恰好通过最高点时的速度大小为
D．小球在最高点的速度大小为时杆受到球的作用力竖直向下
二、多选题(共4×4=16分)
9．一辆汽车在平直公路上以速度 v0 开始加速行驶，经过一段时间 t，前进距离 l，此时恰好达到其最大速度 vm，设此过程中汽车发动机始终以额定功率 P工作，汽车所受阻力恒为 f， 则在这段时间里，发动机所做的功为（ ）
A． B．
C． D．
10．如图所示，水平转盘上叠放着质量均为的A、两个物块，物块用长为的细线与固定在转盘中心处的力传感器相连，两个物块和传感器的大小均可不计。细线能承受的最大拉力为，与转盘间的动摩擦因数为，A、间的动摩擦因数为，且可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力。转盘可绕竖直中心轴转动，转盘静止时，细线刚好伸直，力传感器的读数为零（取）。根据以上信息，你认为下列说法正确的是（ ）
A．A物块随转盘做圆周运动的向心力由细线的拉力、对A的摩擦力的合力提供的
B．转盘的角速度为时，细线刚好有拉力
C．A物块刚要脱离物块时转盘的角速度为
D．转盘的角速度大于时细线将被拉断
11．宇宙中，两颗靠得比较近的恒星，只受到彼此之间的万有引力作用互相绕转，称之为双星系统，设某双星系统绕其连线上的O点做匀速圆周运动，如图所示，若AO
B．星球A的向心力大于B的向心力
C．星球A的线速度小于B的线速度
D．双星的总质量一定，双星之间的距离越大，其转动周期越大
12．如图所示，有一半径为R的粗糙半圆轨道，处处粗糙程度相同，A、C与圆心O等高，有一质量为m的物块（可视为质点），从A点以初速度滑下，滑至最低点B时， 对轨道的压力为，下列说法正确的是（ ）
A．物块在 AB 段克服摩擦力做功为 0.5mgR
B．物块在 AB 段克服摩擦力做功为 1.0mgR
C．物块刚好能到达 C 点
D．物块能到达 C 点，且还要从 C 点竖直上抛一段距离
第II卷（非选择题）
三、实验题(每空2分共14分)
13．某实验小组利用如图所示的装置进行“探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系”实验。转动手柄，可使塔轮、长槽和短槽随之匀速转动。塔轮至上而下有三层，每层左、右半径比分别是l：1、2：1和3：l。左、右塔轮通过皮带连接，并可通过改变皮带所处层来改变左、右塔轮的角速度之比。实验时，将两个小球分别放在短槽C处和长槽的A（或B）处，A、C到左、右塔轮中心的距离相等，两个小球随塔轮做匀速圆周运动，向心力大小关系可由裸露出的等分格的格数判断。
（1）该实验用到的方法是_________。
A．理想实验 B．等效替代法 C．微元法 D．控制变量法
（2）在某次实验中，某同学把两个质量相等的小球分别放在A、C位置，将皮带连接在左、右塔轮半径之比为2：1的塔轮上，实验中匀速转动手柄时，得到左、右标尺露出的等分格数之比为1：4；
（3）若将皮带连接在左、右塔轮半径之比为3：1的塔轮上，左、右两边塔轮的角速度之比为________，当左边标尺露出1个等分格时，右边标尺露出9个等分格，则实验说明__________。
14．成都七中某兴趣小组的同学们用圆锥摆验证向心力表达式的实验情景。将一轻细线上端固定在铁架台上，下端悬挂一个质量为m的小球，将画有几个同心圆周的白纸置于悬点下方的水平平台上，调节细线的长度使小球自然下垂静止时恰好位于圆心处。手带动小球运动使它在放手后恰能在纸面上方沿某个画好的圆周做匀速圆周运动。调节平台的高度，使纸面贴近小球但不接触，重力加速度为g。
（1）在某次实验中，小球沿半径为r的圆做匀速圆周运动，用秒表记录了小球运动n圈的总时间t，则小球做此圆周运动的向心力大小F1=______（用m、n、t、r及相关的常量表示）。用刻度尺测得细线上端悬挂点到画有圆周纸面的竖直高度为h，那么对小球进行受力分析可知，小球做此圆周运动所受的合力大小F2=______（用m、h、r及相关的常量表示）；
（2）保持n的取值不变，改变h和r进行多次实验，可获取不同时间t。兴趣小组的同学们想用图像来处理多组实验数据，进而验证小球在做匀速圆周运动过程中，小球所受的合力F2与向心力F1大小相等。为了直观，应合理选择坐标轴的相关变量，使待验证关系是线性关系。为此不同的组员尝试选择了不同变量并预测猜想了如图所示的图像，若小球所受的合力F2与向心力F1大小相等，则这些图像中合理的是______（选填选项的字母）；
（3）最适合完成本实验的小球是______（选填选项前的字母）。
A．小钢球 B．大钢球 C．小塑料球 D．大塑料球
四、解答题(共46分)
15．（8分）如图所示，小孩坐在雪橇上，现用一个与水平方向成37°、大小为50N的力F拉着雪橇沿水平地面从静止开始以的加速度做匀加速直线运动，已知cos37°＝0.8。求：
（1）8s内雪橇的位移是多少，拉力对雪橇做的功是多少；
（2）8s末雪橇的速度大小是多少，拉力的瞬时功率大小。
16．（10分）一辆质量m＝2.0 t的小轿车驶过半径R＝90 m 的一段圆弧形桥面，取g＝10 m/s2.问：(1)若桥面为凹形，汽车以20 m/s的速度通过桥面最低点时，对桥面的压力是多少？
(2)若桥面为凸形，汽车以10 m/s的速度通过桥面最高点时，对桥面的压力是多少？
(3)汽车以多大的速度通过凸形桥面顶点时，对桥面刚好没有压力？
17．（12分）2021年5月15日7时18分，“天问一号”火星探测器成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区，我国成为第二个成功着陆火星的国家。若“天问一号”火星探测器被火星捕获后，贴近火星表面环绕火星做“近火”匀速圆周运动N圈，用时为t，已知火星的半径为R，引力常量为G，求：
（1）“天问一号”火星探测器环绕火星做“近火”匀速圆周运动的线速度大小；
（2）火星的平均密度。
18．（16分）动车组是城际间实现小编组、大密度的高效运输工具，以其编组灵活、方便、快捷、安全、可靠、舒适等特点而备受世界各国铁路运输和城市轨道交通运输的青睐，动车组就是几节自带动力的车厢加几节不带动力的车厢编成一组，就是动车组，假设有一动车组由8节车厢连接而成，每节车厢的总质量均为7.5×104kg。其中第一节、第二节带动力，他们的额定功率分别为3.6×107W和2.4×107W，车在行驶过程中阻力恒为重力的0.1倍（g=10m/s2）。
（1）求该动车组只开动第一节的动力的情况下能达到的最大速度；
（2）若列车从A地沿直线开往地，先以恒定的功率6×107W（同时开动第一、第二节的动力）从静止开始启动，达到最大速度后匀速行驶，最后除去动力，列车在阻力作用下匀减速至地恰好速度为0，已知间距为5.0×104m，求列车从A地到地的总时间。物理答案：
1．A【详解】A.开普勒在第谷的行星观测数据基础上发现了行星运动的三大定律故A正确；
B.牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许发现了万有引力常量的数值，故B错误；
C. “海王星”是凭借万有引力定律，通过计算在笔尖下发现的行星，但不是卡文迪许根据万有引力定律计算出了它的轨道，故C错误；
D. 哥白尼提出了“日心说”推翻了束缚人类思想很长时间的“地心说”，现在发现“日心说”也是错误的，太阳不是宇宙的中心，太阳也不是静止不动的，可以知道，日心说比地心说先进，但是也不是完全正确的，故D错误；故选A。
2．B【详解】A.A、B属于同轴转动，所以角速度相同，根据：，线速度与半径成正比，vA:vB = 2：1，A错误
B.A、D两点皮带传动，具有相同的线速度，C、D两点具有相同的角速度，所以，所以，B正确
C.根据，且，所以vA:vC = 1:2，C错误
D.A、D两点皮带传动，具有相同的线速度，vA:vD = 1:1，D错误
3．C【详解】A. 从自由下落到弹力与重力等大反向的过程中，做加速运动，其动能一直在增加，从平衡位置到速度为零处，一直做减速运动，故A错误；
B.在蹦极绳张紧后运动员受到的弹力的方向与其位移方向相反，所以弹力做负功，根据功能关系可知，克服弹力做功等于弹性势能的增加，故B错误；
C.根据动能定理可知，合外力的功等于动能的变化，由于初、末动能均为零，则合外力做的总功为零，故C正确；
D. 重力势能的改变与重力做功有关，取决于初末位置的高度差，与重力势能零点的选取无关，故D错误；故选C。
4．C【详解】A．探测器在轨道上稳定运行时，只受万有引力作用，向心力由万有引力提供，同一位置的万有引力相等，即加速度相等，探测器在环月轨道Ⅰ上点的加速度等于在环月轨道Ⅱ上点的加速度，故A错误；
B．第二宇宙速度是卫星脱离地球引力的束缚的最小发射速度，探测器最终降落到月球表面，没有脱离地球引力的束缚，故发射速度小于，故B错误；
C．设Ⅱ轨道的周期为，半径为，根据开普勒第三定律，得
又由几何关系得解得故C正确；
D．由于轨道Ⅱ在P点的速度小于轨道Ⅰ在P点的速度，为使探测器从P点由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ，必须在P点点火减速。故D错误。故选C。
5．C【详解】A．因近地卫星的周期最小，且最小周期约为84min，则b卫星的周期不可能为，选项A错误；
B．根据万有引力提供向心力，则有可得
轨道半径越大周期越大，c的周期比b的周期大；由于a物体和同步卫星c的周期都为24h，所以a的周期比b的周期大，若某时刻b卫星经过a的正上方，则b再运动一圈不会再次经过a的正上方，故B错误；
C．根据万有引力提供向心力，则有可得轨道半径越小速度越大，b的轨道半径比c的轨道半径小，所以b的线速度比c的线速度大，故C正确；
D． a、c的周期相同，所以a、c的角速度相等，根据知a的向心加速度比c的向心加速度小，故D错误； 故选C。
6．B【详解】A．汽车转弯时所受的力有重力、弹力、摩擦力和牵引力。A错误；
B．设悬点到圆心的距离为h，细线与竖直方向的夹角为α，则根据牛顿第二定律得
解得 B正确；
C．因为AB可能受到摩擦力，并且摩擦力的方向不确定，所以两球运动的周期关系不确定。C错误；
D．火车转弯超过规定速度时，火车需要更大的向心力，所以车轮会挤压外轨，即外轨对轮缘会有挤压的作用。D错误。故选B。
7．B【详解】AB．水平恒力F1作用下的功率P1= F1v1 F2作用下的功率P2=
现P1=P2，若F2=F1，一定有v1< v2，因此B正确，A错误；
CD．由于两次都做匀速度直线运动，因此而第一次的摩擦力
而第二次的摩擦力显然即
因P1=P2，因此无论F2>F1还是F2
得则 则图2的斜率为
当时，可得 解得 故A正确，B错误；
C．杆带动小球在竖直方向做圆周运动，只要速度大于零，小球都能通过最高点，所以当小球通过最高点的速度为零，球恰好通过最高点，故C错误；
D．小球过最高点的速度大小为时，根据牛顿第二定律
可得方向竖直向下，即杆对球的作用力方向向下，所以杆受到球的作用力竖直向上，故D错误。故选A。
9．ABC【详解】AB．根据汽车发动机始终以额定功率 P工作，则速度最大时有
，再根据功率的定义式可得，发动机所做功
故AB正确；
C．再由动能定理可知所以发动机所做功还可以表示为
故C正确；
D．由于汽车发动机始终以额定功率 P工作做的是加速度减小的加速运动，牵引力和位移都不能按照匀加速直线运动计算，故D错误。故选ABC。
10．CD【详解】A．物块随转盘做圆周运动的向心力是由重力、支持力、对A的摩擦力的合力提供的，A错误；
B．当物块与转盘将要发生滑动时，有
解得这时 选项B错误；
C．当A物块所需的向心力大于最大静摩擦力时，A将要脱离物块，此时对A物块有，
解得此时细线的拉力为
此时细线未断，接下来随着角速度的增大，A脱离物块，C正确；
D．当细线达到能承受的最大拉力时，A已脱离物块，则有
解得D正确。故选CD。
11．ACD【详解】A．设A、B的质量分别为m1、m2，轨道半径分别为r1、r2，双星间的距离为L，角速度ω相同，满足整理得星球A的轨道半径较小，故质量较大，故A正确；
B．向心力为两星球间的万有引力，故A的向心力一定等于B的向心力，故B错误；
C．根据线速度与角速度的关系可知，A的线速度一定小于B的线速度，故C正确；
D．由结合A的分析可得又
进一步可求得由此可判断，双星的总质量一定，双星之间的距离L越大，其转动周期T越大，故D正确。故选ACD。
12．AD【详解】A. 设小物块到达最低点B时的速度大小为，在B点，根据牛顿第二定律得： 据题有，联立得：
在AB段根据动能定理可知：
整理可以得到物块在 AB 段克服摩擦力做功为： 故A正确，B错误；
C.根据上面分析可知，在B点物块具有的动能为：
物块从B点向C点运动过程中速度逐渐减小，从而对轨道的压力逐渐减小，从BC段克服摩擦力的功小于，根据动能定理可知到达C点时其动能大于零，即物块能到达C 点，且还要从C 点竖直上抛一段距离，故C错误，D正确； 故选AD。
13． D 1:3 做匀速圆周的物体，在质量和转动半径一定时，向心力与转动角速度的半径平方成正比
【详解】(1)[1]要探究向心力的大小与质量、角速度与半径的关系，需要采用控制变量法。故选D。
(3)[2]将皮带连接在左、右塔轮半径之比为3：1的塔轮上，边缘的点线速度相等，由
可知
[3]当左边标尺露出1个等分格时，右边标尺露出9个等分格，说明向心力大小相等，此次实验说明做匀速圆周的物体，，在质量和转动半径一定时，向心力与转动角速度的半径平方成正比。
14． B A
【详解】（1）[1]圆周运动的周期圆周运动所需要的向心力为
解得
[2]令细线与竖直方向夹角为，对小球体进行分析有
根据几何关系有解得
（2）[3]根据上述，若小球所受的合力F2与向心力F1大小相等，则有
解得
可知，若保持n的取值不变，则图像为一条过坐标原点的倾斜的直线，因此图像中合理的是图像。故选B。
（3）[4]为了减小空气阻力的影响，实验中应该选择体积小，质量大，即密度大的球体，可知，为了减小误差，最适合完成本实验的小球是小钢球。故选A。
15．（1）16m，640J；（2）4m/s，160W
【详解】（1）由题意知，8s内雪橇和小孩的位移为代入数据可得x＝16m
拉力F做功为 W＝Fxcos37° 解得 W＝640J
（2）由题意知，8s末雪橇的速度为v＝at 代入数据可得v＝0.5×8m/s＝4m/s
拉力的瞬时功率为P＝Fvcos37° 代入数据可得P＝160W
16．（1） （2） （3）
【详解】汽车通过凹形桥面的最低点时，在水平方向上受到牵引力F和阻力f的作用，在竖直方向上受到桥面向上的支持力FN1和向下的重力G＝mg的作用，如图甲所示.圆弧形轨道的圆心在汽车的正上方，支持力FN1与重力G＝mg的合力为FN1－mg，这个合力就是汽车通过桥面的最低点时的向心力，即F向＝FN1－mg.由向心力公式有：
解得桥面对汽车的支持力大小为：
FN1＝m＋mg＝2.89×104 N
根据牛顿第三定律知，汽车行驶在桥面最高点时对桥面的压力大小是2.89×104 N.
(2)汽车通过凸形桥面最高点时，在水平方向上受到牵引力F和阻力f的作用，在竖直方向上受到竖直向下的重力G＝mg和桥面向上的支持力FN2的作用，如图乙所示.圆弧形轨道的圆心在汽车的正下方，重力G＝mg与支持力FN2的合力为mg－FN2，这个合力就是汽车通过桥面顶点时的向心力，即：F向＝mg－FN2.
由向心力公式有：
mg－FN2＝m
桥面的支持力大小为：
FN2＝mg－m＝1.78×104 N
根据牛顿第三定律知，汽车行驶在桥面最高点时对桥面的压力大小是1.78×104 N.
(3)设汽车的速度为vm时，汽车通过凸形桥面顶点时对桥面的压力为零.根据牛顿第三定律，这时桥面对汽车的支持力也为零，汽车在竖直方向上只受到重力G的作用，重力G＝mg就是汽车驶过桥顶点时的向心力，即F向＝mg，由向心力公式有：
解得：
所以汽车以30 m/s的速度通过凸形桥面的顶点时，对桥面刚好没有压力.
17．（1）；（2）
【详解】（1）“天问一号”火星探测器做圆周运动的周期和线速度为
，
联立解得
（2）由牛顿第二定律
由密度定义式和球形体积公式
，
联立解得
18．（1）60m/s；（2）600s
【详解】（1）只开动第一节动力的前提下，当第一节以额定功率运行且列车的牵引力等于阻力时达到最大速度
其中阻力
，
得
（2）设列车从C点开始做匀减速运动，令A到C的时间为t1，AC间距为x1；C到B的时间为t2，CB间距为x2；在CB间匀减速运动的加速度大小为a，列车的总重量M＝8mg＝6.0×105kg，运动示意图如下
从C到B由牛顿第二定律得
解得
最大速度为
则
所以
从A到C的用动能定理得
解得
t1＝500s
所以
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