江苏省徐州市2021-2022学年高一下学期物理期中考试试卷

试卷更新日期：2022-06-01 类型：期中考试

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一、单选题

1. 如图所示，地球绕太阳转、月球绕地球转。则在相同的一小段时间内，地球、月球在各自绕行轨道上转过的角度之比约为（）

A、27：1 B、1：27 C、 $27 ： 365$ D、 $365 ： 27$

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2. 我国航天事业的快速发展，充分体现了民族智慧、经济实力、综合国力，也大大促进了我国生产力的发展。下列关于我国航天器的发射速度、绕行速度的说法正确的是（）

A、火星探测器“天问一号”的发射速度大于第三宇宙速度 B、探月工程中“嫦娥五号”的发射速度大于第二宇宙速度 C、北斗卫星导航系统中“地球静止轨道卫星”的绕行速度大于第一宇宙速度 D、中国空间站中“天和核心舱”的发射速度大于第一宇宙速度

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3. 如图所示，位于教室中央的光源发出一个闪光，闪光照到了教室的前壁和后壁。教室的长度为10m。在平行于教室高速运动的太空飞船上的观察者（）

A、测得照到前壁的光速度小于c B、观测到飞船上的时间进程比教室快 C、测得教室的长度大于10m D、观察到光先到达后壁

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4. 物理课时，老师将一不带电的金属球壳用绝缘支架固定。球壳横截面如图所示，球心为O，A是球心左侧一点。当老师把丝绸摩擦过的玻璃棒缓慢靠近A点，可判定（）

A、球壳将带上负电 B、沿过A的虚线将球壳分为左、右两部分，则左侧球壳的带电量小于右侧球壳的带电量 C、A点的电场强度逐渐增大 D、球壳上的感应电荷在A点产生的电场强度逐渐增大

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5. “行星巡游”被广泛用于表示太阳系的八大行星在天空同一区域排成一行时发生的天文事件。其中的海王星是离太阳最远的行星，其距太阳距离约为地球距太阳距离的30倍。下列说法正确的是（）

A、海王星的公转周期约为165年 B、在“行星巡游”时，八大行星绕太阳运行的角速度相同 C、在“行星巡游”时，太阳位于八大行星椭圆轨道的共同中心上 D、在相同时间内，八大行星与太阳的连线扫过的面积均相同

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6. 我国高铁的发展大幅提高铁路客货运输能力，有关资料表明，高铁以时速350km运行时每小时耗电9600度、以时速250km运行时每小时耗电4800度。高铁消耗的电能主要供给高铁的动力牵引系统，若不计其它系统、其它原因的电能消耗，则高铁在时速350km、250km时的阻力之比为（）

A、2∶1 B、10∶7 C、7∶5 D、14∶5

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7. 如图所示，一固定的均匀带电圆环，圆心为O，带电量为Q。MN为垂直于圆环的轴线，M、N两点距圆心均为r。在圆心正下方2r的位置固定一电量为+q的小带电体。在M点放置不同电量的试探电荷，试探电荷均可保持静止。不计试探电荷的重力，静电力常量为k。则N点的电场强度大小为（）

A、0 B、 $2 k \frac{q}{r^{2}}$ C、 $k \frac{8 q}{9 r^{2}}$ D、 $k \frac{10 q}{9 r^{2}}$

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8. 神舟十三号的三名宇航员已成为我国首批在轨飞行6个月的航天员。长时间的在轨飞行不仅为他们的人生带来一次不一样的体验，也给我国载人航天的里程碑上记下浓浓一笔。已知神舟十三号载人飞船在轨运行高度为h，地球的半径为R、自转周期为 $T_{0}$ 、表面的重力加速度为g。则下列说法中正确的是（）

A、飞船在轨运行所在高度的重力加速度大小 $\frac{R^{2}}{h^{2}} g$ B、飞船在轨运行的周期为 $\sqrt{\frac{(R + h)^{3}}{R^{3}}} T_{0}$ C、飞船在轨运行的线速度为 $\sqrt{\frac{g R^{2}}{R + h}}$ D、飞船在轨运行的角速度为 $\frac{2 π}{T_{0}}$

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9. 如图所示，轻质绳索一端固定，另外一端连接到工程车的牵引装置上。绳索穿过两轻质滑轮以提升矿井中质量为 $m = 30 k g$ 的矿物。悬挂动滑轮的轻质细线竖直，不计滑轮与绳之间的摩擦。在前2s内，工程车从静止出发以 $a = 1 m / s^{2}$ 的加速度匀加速行驶。则在这2s内，工程车通过绳索对矿物所做的功为（）

A、300J B、315J C、360J D、660J

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10. 如图所示，水平地面上有一高为L固定支架，轻质细杆可绕支架上的水平转轴O在竖直平面内转动，A、D是细杆的端点， $A O = O D = 2 L$ 。在杆的A端和OD的中点分别固定质量为m、4m的小球。最初把A端的小球按在地面上。由静止释放小球，细杆绕O点转动，直到D端到达地面。不计转动过程中的一切阻力，重力加速度为g。则（）

A、转动过程中，杆对质量为m的小球不做功 B、D端到达地面前的瞬间，质量为m的小球的速度大小为 $\sqrt{\frac{4}{5} g L}$ C、转动过程中，质量m的小球机械能增加 $\frac{9}{4}$ mgL D、转动过程中，杆对质量为4m的小球做功 $W = - 3 m g L$

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二、实验题

11. 如图所示，为在实验室中“验证机械能守恒定律”的实验装置示意图。让重物拉着纸带从高处由静止开始下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，通过对纸带上的点迹进行测量、分析即可验证机械能守恒定律。

(1)、实验前，老师提供两种计时器：电磁打点计时器、电火花打点计时器。为减小“验证机械能守恒定律”的实验误差，实验时应用选择打点计时器，其所需的电源为。

(2)、某同学正确的选择打点计时器后，用一质量为 $m = 0.20 k g$ 的重物拉着纸带进行实验，选出点迹清晰的纸带，自起始点O测量出纸带上连续的四个点A、B、C、D到O点的距离，如图所示。已知打点计时器的打点频率为50Hz，当地重力加速度为 $g = 9.8 m / s^{2}$ 。则在打点计时器打O点到B点的这段时间内，重物动能的增加量为J、重力势能的减少量为J。（结果均保留二位有效数字）

(3)、该同学发现，和其他同学一样，通过实验数据求得的重物动能的增加量都略小于重力势能的减少量，这种误差属于（填“系统”或“偶然”）误差，产生误差的主要原因是。

(4)、该同学继续应用纸带上各点到起始点O的距离h，计算出相应点对应的速度v，以h为横轴、 $v^{2}$ 为纵轴作出了如图所示的图线，该图线的斜率应 ____。

A、略小于9.8 B、等于9.8 C、略小于19.6 D、等于19.6

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三、解答题

12. 木卫二是一个温和的世界，其表面被冰层覆盖，底层是一片海洋。科学家认为，地球海洋孕育了生命，而与地球有类似环境的木卫二，也有可能孕育生命。科学家向木卫二发射探测器寻找地外生命。已知木卫二的半径为R，距木卫二高度为h的探测器绕行周期为T。万有引力常量为G。求：

(1)、木卫二的质量M和密度ρ；

(2)、木卫二的第一宇宙速度v。

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13. 如图所示，长为 $l$ 的轻杆一端固定在光滑铰链上，另一端固定一个质量为 $m$ 的小球。杆与竖直方向的夹角为θ。水平向右的力 $F$ 作用在杆的中点，使杆沿逆时针方向做角速度为ω的匀速圆周运动。求：

(1)、角度θ从 $3 0^{∘}$ 增加到 $6 0^{∘}$ 的时间内，力F的平均功率；

(2)、当角度θ=45°时，力F的瞬时功率。

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14. 如图所示，有一x-y平面直角坐标系，O为坐标原点。在x轴的 $x_{1} = - 15 c m 、 x_{2} = 15 c m$ 的位置分别固定A、B两个点电荷，其中A电荷的带电量 $Q_{A} = 2 \times 1 0^{- 8} C$ ， B电荷的带电量 $Q_{B} = - 2 \times 1 0^{- 8}$ C。M是+y轴上一点，M点到A、B两电荷的距离均为 $d = 30 c m$ 。已知静电力常量为 $k = 9.0 \times 1 0^{9} N \cdot m^{2} / C^{2}$

(1)、A电荷对B电荷的库仑力、A电荷在 $x_{2}$ 位置产生的电场强度 $E_{1}$ ；

(2)、A、B两电荷在坐标原点O产生的电场强度 $E_{2}$ ：

(3)、 A、B两电荷在M点产生的电场强度 $E_{3}$ 。

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15. 如图所示，两光滑、足够长的轻质细杆组成一“V”型轨道，两细杆的底端均固定在竖直转轴的O点，细杆与竖直方向的夹角θ均为 $3 7^{∘}$ 。两质量m=0.3kg的相同小球穿在细杆上，并用原长l₀=16cm的轻质弹簧相连。当转轴不转动时，两小球静止在同一水平面上，弹簧l₁=12cm。随转轴角速度的缓慢增加，两小球沿杆滑动。弹簧形变不超过其弹性限度，重力加速度 $g = 10 m / s^{2}$ 。求：

(1)、弹簧的劲度系数k；

(2)、当弹簧恢复原长时，转轴的角速度 $ω_{1}$ ；

(3)、从转轴不转动到弹簧长度达到 $l_{2} = 20 c m$ 的过程中，细杆对两小球所做总功W。

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