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上海最大家教平台---嘉惠家教 2万余上海老师任您选(在职老师、机构老师、985学霸大学生应有尽有 ,+V:
jiajiao6767 )
上海交通大学附属中学 2022-2023 学年度第二学期
高一物理等级考期中考试
满分 100分,60分钟完成。本卷选择题只有一个正确答案。
本卷所有的选择题均填涂到答题纸的选择题部分
第一部分 交中日夜(本部分共 40分,选择题每题 3分)
1. 我校体育课开设了丰富的球类运动。以下哪种球在空中的运动,最接近抛体运动( )
A. 篮球 B. 乒乓球 C. 羽毛球 D. 铅球
【答案】D
【解析】
【详解】铅球在空中的运动受到的空气阻力相对铅球几乎可以忽略不计,所以最接近抛体运动是铅球。
故选D。
2. 广播操有一节跳跃运动。普通人跳起来时离地瞬间的动能最接近于( )
A. 3 J B. 100 J C. 1000 J D. 3000 J
【答案】B
【解析】
【详解】普通人跳跃运动时离地高度约
h20cm=0.2m
重力势能
E mgh60100.2J=120J
p
根据机械能守恒,普通人跳起来时离地瞬间的动能最接近于100J。
故选B。
3. 儿童散学归来早、忙趁东风放纸鸢。纸鸢就是风筝。当风筝线被放出的时候,风筝上升。最后,线放完
了,风筝在空中悬停。以下说法正确的是( )
A. 上升的时候,风对风筝做正功
B. 上升的时候,线对风筝做正功
C. 悬停的时候,风对风筝做负功
D. 悬停的时候,线对风筝做负功
【答案】A
【解析】
【详解】A.上升的时候,风对风筝的作用力方向与风筝速度方向夹角为锐角,风对风筝做正功,A正
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确;
B.上升的时候,线对风筝的作用力方向与风筝速度方向夹角为钝角,线对风筝做负功,B错误;
CD.悬停的时候,风筝整体处于静止状态,位移为零,可知风对风筝、线对风筝做功均为零,CD错误。
故选A。
4. 滴答、滴答——下雨啦!小名撑起雨伞,竖直拿着伞柄旋转,水滴从伞的边缘沿水平方向甩出。以下说
法不正确的是( )
A. 水滴在竖直方向做自由落体运动
B. 水滴在水平方向做匀速圆周运动
C. 水滴的运动可以看作平抛运动
D. 在空中时水滴的机械能几乎不变
【答案】B
【解析】
【详解】A.水滴在竖直方向只受重力作用,做自由落体运动,故A正确,不符合题意;
B.水滴在水平方向做匀速直线运动,故B错误,符合题意;
C.水滴的运动可以看作平抛运动,故C正确,不符合题意;
D.水滴在空中时受到的阻力可以忽略,只受重力作用,机械能几乎不变,故D正确,不符合题意。
故选B。
吃在交中。学校食堂的烤香肠非常好吃。圆柱形的匀质香肠放在两根圆柱形的铁柱之间的空隙。铁柱匀速
转动,加热香肠。经过加热,香肠变粗了。根据题意完成下列小题。
5. 以下正确的是( )
A. 相邻两根铁柱的转动方向不同
B. 图中所有香肠的转动方向均相同
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C. 香肠转动的方向与接触的铁柱相同
D. 香肠的转动越来越快
6. 以下不正确的是( )
A. 香肠在转动时有动能
B. 香肠的重心越来越高
C. 香肠的机械能始终不变
D. 香肠增加的能量源于铁柱
【答案】5. B 6. CD
【解析】
【5题详解】
AB.为了使香肠转动,相邻两根铁柱的转动方向相同,所有香肠的转动方向一定都相同,故A错误,B
正确;
C.香肠转动的方向与接触的铁柱方向相反,故C错误;
D.香肠逐渐变粗,转动半径变大,但是边缘的线速度不变,则转动的角速度减小,即转动越来越慢,故
D错误。
故选B。
【6题详解】
A.香肠在转动时有动能,故A正确,不符合题意;
B.香肠逐渐变粗,则重心越来越高,故B正确,不符合题意;
C.香肠的动能和重力势能均发生变化,机械能不是始终不变,故C错误,符合题意;
D.香肠增加的能量一部分源于铁柱,另一部分来源于热源,故D错误,符合题意。
故选CD。
7. 某日凌晨,交大附中旁的殷高路上没有任何行人车辆。一辆额定功率 P 6.0104W 、质量
m2.0103kg的汽车,从十字路口由静止启动、向西做a 3.0m/s2匀加速直线运动,达到额定功率后
1
维持功率不变、并继续做直线运动。设汽车受到的阻力为一定值,g 10m/s2。已知在某时刻汽车的速度
v 10m/s,加速度a 1.0m/s2,求:
2 2
(1)汽车所受的阻力大小;
(2)汽车做匀加速直线运动的距离x;
(3)汽车最终做匀速直线运动的速度v 。
m
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【答案】(1)4000N;(2)6m;(3)15m/s
【解析】
【详解】(1)根据题意可知,在速度为10m/s时,加速度小于匀加速直线运动的加速度,表明此时功率达
到额定功率,则有
P
f ma
v 2
2
解得
f 4000N
(2)匀加速直线运动末状态的速度
P
v
1 F
0
在匀加速直线运动过程有
F f ma
0 1
汽车作匀加速直线运动的距离与速度有
v2 2a x
1 1
解得
x6m
(3)汽车最终作匀速直线运动的速度
P
v 15m/s
m f
8. 小名同学在食堂吃饭,看到电风扇开起来以后,灯在桌上的投影忽明忽暗,于是他想到了一种用光传感
器测量角速度的方法。他打开实验室的日光灯,将手机放在“向心力实验装置”下方桌面上,如下左图。
让悬臂匀速转动,打开手机软件记录光强的变化(如下图),当悬臂挡住光线时,传感器的示数会明显减小,
形成一个谷。
(1)在同样转速下,手机中光传感器的位置离转轴越近,测到的周期___________(填“不变”、“越大”、
“越小”)
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(2)放大0-20秒内的数据如图,测得图中的两个峰的时间差值为17.166 s,它们之间有33个谷。则这段
时间内悬臂转动的角速度为___________rad/s(保留两位有效数字)。
(3)物体位置不变,小名在约22秒时调了一次转速,如图所示。
由图可知前后两次转动的角速度之比约为___________,动能之比约为___________(此问均选填以下字母)。
A.1:2 B.1:4 C.1:8 D.1:16
E.2:1 F.4:1 G.8:1 H.16:1
(4)小名同学控制物体质量m、半径r不变,得到力传感器示数F和角速度的关系图是一条关于纵轴对
称的抛物线(如右上图),但顶点F 不在原点,则可能的原因是___________,为了得到过原点的斜直线,
0
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小名同学应该画出横轴为___________、纵轴为___________的图。
【答案】 ①. 不变 ②. 12 ③. E ④. F ⑤. 传感器未调零 ⑥. 2 ⑦. F F
0
【解析】
【详解】(1)[1]根据
2 2 1
T
2n n
可知在同样转速下,手机中光传感器的位置离转轴越近,测到的周期不变。
(2)[2]测得图中的两个峰的时间差值为17.166 s,它们之间有33个谷,则周期为
17.166
T s
33
这段时间内悬臂转动的角速度为
2 23.1433
rad/s12rad/s
T 17.166
(3)[4]由图可知10~15s内大约有10个周期T ,25~30s内大约有5个周期T ,则周期之比为
1 2
T :T 1:2
1 2
根据
2
T
可知前后两次转动的角速度之比约为
: T :T 2:1
1 2 2 1
故选E;
[4]根据
1
vr ,E mv2
k 2
可知前后两次转动物体的动能之比约为
E :E v2 :v2 2 :2 4:1
k1 k2 1 2 1 2
故选F。
(4)[5]小名同学控制物体质量m、半径r不变,得到力传感器示数F和角速度的关系图是一条关于纵
轴对称的抛物线,但顶点F 不在原点,则可能的原因是:力传感器未调零,在角速度为零时,传感器已经
0
有了一定的示数F ;
0
[6][7]根据
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F F m2r
0
可得
F F m2r
0
为了得到过原点的斜直线,小名同学应该画出横轴为2、纵轴为F F 的图。
0
第二部分 筑梦苍穹(本部分共 26分,选择题每题 3分)
9. 关于物理史实的说法,错误的是( )
A. 先有扭秤实验,后有万有引力定律
B. 先有万有引力定律,后有北斗导航系统
C. 先有开普勒三定律,后有牛顿三定律
D. 先有关于行星轨道的定律,后有关于行星周期的定律
【答案】A
【解析】
【详解】A.先有万有引力定律,后有扭秤实验,故A错误;
B.先有万有引力定律,后有北斗导航系统,故B正确;
C.先有开普勒三定律,后有牛顿三定律,故C正确;
D.先有关于行星轨道的定律,后有关于行星周期的定律,故D正确。
本题选错误的,故选A。
10. 中国空间站的飞行高度为400 km,认为它在绕地球作匀速圆周运动,空间站内的航天员处于失重状态。
以下说法正确的是( )
A. 航天员之所以失重,是因为它离地球太远了,感受不到地球的引力
B. 空间站绕地球飞行的向心加速度小于地表的重力加速度9.8m/s2
C. 在失重的空间站中,若苹果作匀速圆周运动,它所受的合外力为0
D. 在失重的空间站中,苹果被扔出后能作直线运动,是因为它不受引力
【答案】B
【解析】
【详解】A.航天员之所以失重,是因为地球的引力提供向心力,故A错误;
B.根据
Mm
mg G
R2
地
重力加速度
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GM
g
R2
地
又
Mm
G =ma
r2
向心加速度
GM
a=
r2
r R
地
则空间站绕地球飞行的向心加速度小于地表的重力加速度,故B正确;
C.在失重的空间站中,若苹果作匀速圆周运动,它所受的合外力提供向心力,故C错误;
D.在失重的空间站中,苹果一定受到地球引力的作用,故D错误。
故选B。
11. 地球在绕着自己的轴自转,同时也在绕太阳公转。学了必修2后,小汐同学想计算一下地球公转的动能。
亚里士多德时代就有人测量过地球的半径(见上学期摸底考题),现在我们认为地球半径R6.37106m,
且已经测得了万有引力常量G 6.671011______(单位不小心被抹去了)和地球表面的重力加速度
g 9.80ms2。(本题结果均保留三位有效数字)
(1)请补全题干中的单位______。
(2)请根据常识,计算赤道上的物体由于自转引起的向心加速度a ______m/s2。
(3)已知日地距离为1AU1.491011m,请根据圆周运动的知识及常识,计算地球公转的线速度v
______m/s和动能E ______J。
k
【答案】 ①. Nm2 /kg2 ②. 0.0337 ③. 2.97104 ④. 2.631033J
【解析】
【详解】(1)[1]根据
Mm
F G
r2
解得
Fr2
G
Mm
根据单位运算可知,万有引力常量的单位为Nm2 /kg2。
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(2)[2]对于赤道上的物体有
42R
m2Rm ma
T2
解得
42R
a
T2
解得
a 0.0337m/s2
(3)[3]地球公转的线速度
2R' 23.141.491011
v m/s2.97104m/s
T' 365243600
[4]在地球表面有
Mm
mg G
R2
地球公转的动能
1
E Mv2
k 2
解得
E 2.631033J
k
12. 火星的公转轨道是半径1.5个AU的圆(1AU1.491011m)。中国发射的天问一号成功着陆火星,它
在地火转移轨道上的运动符合开普勒三定律,从地球到火星走过了半个椭圆。以下说法不正确的是( )
A. 火星的公转周期约为1.3年
B. 火星公转的线速度比地球公转的线速度小
C. 天问一号的发射速度大于7.9 km/s
D. 天问一号在转移轨道上运行的时间大约是8.4个月
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【答案】A
【解析】
【详解】A.根据
R3 R3
火 地
T2 T2
火 地
解得
T 1.84年
火
A错误,符合题意;
B.根据
Mm v2
G m
r2 r
解得
GM
v
r
火星的轨道半径大一些,可知,火星公转的线速度比地球公转的线速度小,B正确,不符合题意;
C.7.9 km/s是第一宇宙速度,即最小的发射速度,天问一号脱离了地球的束缚,其发射速度必定大于7.9
km/s,C正确,不符合题意;
D.根据
3
R R
火 地
2 R3
地
T2 T2
转 地
天问一号在转移轨道上运行的时间
1
t T
2 转
解得
t 8.4月
D正确,不符合题意。
故选A。
13. 天问一号在转移轨道上时,它与太阳连线在单位时间内扫过的面积为S,地球与太阳连线在单位时间内
扫过的面积为S ,火星与太阳连线在单位时间内扫过的面积为S 。则( )
1 2
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A. S S S B. S S S C. S S S D. S S S
1 2 1 2 2 1 2 1
【答案】B
【解析】
【详解】地球与太阳连线在单位时间内扫过的面积为
R2
S 地
1 T
地
火星与太阳连线在单位时间内扫过的面积为
R2
S 火
2 T
火
根据开普勒第三定律
R3 R3
地 = 火
T2 T2
地 火
联立得
S R
1 地
S R
2 火
则
S S
1 2
同理
S S
1
所以
S S S
1 2
故选B。
14. 在地火转移轨道上,天问一号关闭发动机,无动力惯性飞行,主要受到太阳的作用力。在这段时间内
( )
A. 太阳对它的引力不做功
B. 它的动能先增大后减小
C. 它的速度方向沿椭圆切线
D. 它和太阳共有的引力势能先增大后减小
【答案】C
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【解析】
【详解】AD.太阳对它的引力做负功,它和太阳共有的引力势能增大,故AD错误;
B.太阳对它的引力做负功,它的动能减小,故B错误;
C.它的速度方向沿椭圆切线,故C正确。
故选C。
第三部分 温故知新(本部分共 34分,选择题每题 4分)
15. 机械能守恒定律是:在______的系统内,物体的______,机械能总量保持不变。
【答案】 ①. 只有重力或弹力做功的物体 ②. 动能与势能可以互相转化
【解析】
【详解】[1][2]在只有重力或弹力做功的物体系统内,物体的动能与势能可以互相转化,而总的机械能保持
不变。
16. 如图所示,木块B上表面是水平的,当木块A置于B上,并与B一起相对静止地沿固定的光滑斜面由
静止开始下滑,下滑过程中( )
A. A所受的摩擦力对A不做功
B. A对B不做功
C. B对A的支持力不做功
D. AB系统机械能不守恒
【答案】B
【解析】
【详解】AC.A、B相对静止一起沿光滑斜面加速下滑,加速度方向沿斜面向下,可知A所受的摩擦力水
平向左,则A所受的摩擦力对A做正功,B对A的支持力竖直向上,可知B对A的支持力做负功,故
AC错误;
B.以A、B为整体,可知整体的加速度为
(m m )gsin
a A B gsin
m m
A B
以B为研究对象,B所受合力为
F m a m gsin
合 B B
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可知A对B的作用力方向垂直于斜面,A对B不做功,故B正确。
D.以A、B为整体,由于斜面对B的支持力不做功,所以AB系统机械能守恒,故D错误。
故选B。
根据题意完成下列小题。
17. 竖直固定圆环上套有一个小环P,将它从环上的不同位置静止释放,沿环落到底部A时的动能正比于
( )
A. 下落的高度 B. 经过的弧长 C. 初末位置的距离
D. 所用的时间 E. PA连线扫过的面积
18. 小环落到底部A时的速率正比于( )
A. 下落的高度 B. 经过的弧长 C. 初末位置的距离
D. 所用的时间 E. PA连线扫过的面积
【答案】17. A 18. C
【解析】
【17题详解】
沿环落到底部A时的动能
1
E mv2 mgh
k 2
故选A。
【18题详解】
如图
设小环下降高度h,圆环半径R,它到A点的距离L,根据机械能守恒定律
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1
mgh mv2
2
根据几何关系
h Lcos
L
cos
2R
联立得
L2
h
2R
可得
g
v L
R
故选C。
19. 如图所示,装满水的圆柱形水瓶竖直放在水平地面上,在侧壁扎几个截面积一样的小孔,水流会以初速
度v 从孔中水平射出,伯努利方程给出初速度v 2gh ,h为小孔距液面的高度,不计一切阻力,且不
0 0
考虑水流引起的液面高度变化。以下正确的是( )
A. 水落地时的瞬时速率与小孔位置有关
B. 若小孔位置越高,则水的落地点越远
C. 若小孔位置越高,则在空中的水柱体积越大
D. 若水的落地点越远,则空中的水柱体积越大
【答案】D
【解析】
【详解】A.水做平抛运动,设h 为小孔距地面的高度,根据
0
1
h gt2
0 2
2h
t 0
g
落地时竖直方向的速度
v gt 2gh
y 0
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落地时的速度
v v2 v2 2g(hh )
0 y 0
所以水落地时的瞬时速率与小孔位置无关,故A错误;
B.水的落地点水平距离
2h
xv t 2gh 0 2 hh
0 g 0
若小孔位置越高,则水的落地点不一定越远,故B错误;
C.设小孔横截面积S,在空中的水柱体积
V Sv t 2S hh
0 0
若小孔位置越高,则在空中的水柱体积不一定越大,故C错误;
D.由C可知,若水的落地点越远,则空中的水柱体积越大,故D正确。
故选D。
20. 如图所示,粗糙斜面与半径为R 1m的光滑圆轨道相切于B点,斜面上的A点与轨道顶点C等高。现
将一质量m0.2kg的小滑块(视为质点)从A处以沿斜面的初速度v (待求)释放,经B点后进入圆轨
0
道,并能够经过最低点D后,从顶点C飞出。已知斜面和小滑块的动摩擦因数为0.5,小滑块在C点时的
速度大小v5m/s。斜面倾角θ的正弦值sin0.6,余弦值cos0.8。本题重力加速度g 10m/s2,
求:
(1)滑块在C点所受的合外力F;
(2)滑块在D点时受到轨道的作用力大小F ;
D
(3)滑块在A点的初速度大小v ;
0
(4)滑块从C点飞出后落到斜面上的H点,计算此时滑块的动能和BH长度(此问均保留两位有效数字)。
【答案】(1)5N,方向竖直向下;(2)15N;(3)7m/s;(4)1.7m,4.1J
【解析】
【详解】(1)滑块在C点有
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v2
F m
R
解得
F 5N
方向竖直向下。
(2)滑块从D点到C点过程有
1 1
mv2 mv2 mg2R
2 D 2
在D点有
v2
F mg m D
D R
解得
F 15N
D
(3)滑块从A点到C点过程有
1 1
RRcos
mv2 mv2 mgcos
2 0 2 sin
解得
v 7m/s
0
(4)令BH长度为x,则有
1
xcosRsinvt ,RRcosxsin gt2
2
解得
15 10599
x m1.7m
32
根据动能定理有
1
mgRRcosxsin E mv2
k 2
解得
E 4.1J
k
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