湖南省湘西土家族苗族自治州2022-2023学年高一下学期质检物理试题

试卷更新日期：2023-10-19 类型：期末考试

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一、单选题

1. 下列关于物理概念情境说法正确的是（　　）

A、做曲线运动的物体受到的合外力一定是变力 B、平抛运动是一种匀加速曲线运动 C、做圆周运动物体的合外力一定指向圆心 D、一对作用力与反作用力做的功一定相等

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2. 修正带是学生常用的涂改工具，其内部结构如图所示，两齿轮半径分别为1.2cm和0.4cm，a、b分别是大小齿轮边缘上的两点，当齿轮匀速转动时，a、b两点（　　）

A、角速度之比为1：1 B、线速度大小之比为3：1 C、向心加速度大小之比为1：3 D、周期之比为1：3

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3. 一质量为m的物体以某一速度冲上一个倾角为37°的斜面，其运动过程中加速度的大小为g。这个物体沿斜面上升的最大高度为H，则在这个过程中（　　）

A、物体的重力势能增加了0.75mgH B、物体的动能损失了 $\frac{7}{3}$ mgH C、物体克服阻力做的功为 $\frac{2}{3}$ mgH D、物体的机械能损失了0.5mgH

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4. 如图所示为竖直放置的 $\frac{1}{4}$ 圆弧轨道OAB，O点为圆心，一个可以视为质点的小球从圆心O以初速度 $v_{0}$ 水平向右抛出，落在轨道上的C点，已知OC与OB的夹角为 $α$ 。则 $v_{0}$ 大小为（　　）

A、 $\sqrt{\frac{g R c o s^{2} α}{2 s i n α}}$ B、 $\sqrt{\frac{g R s i n^{2} α}{2 c o s α}}$ C、 $\sqrt{g R t a n α}$ D、 $\sqrt{g R s i n α}$

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5. 如图所示，轻杆一端固定质量为m的小球，以另一端O为圆心，使小球在竖直平面内做半径为R的圆周运动，以下说法正确的是（　　）

A、小球过最高点时，杆所受的弹力方向一定竖直向下 B、小球过最高点时，速度至少为 $\sqrt{g R}$ C、小球过最高点时，杆对球的作用力一定随速度增大而增大 D、若把题中的轻杆换为轻绳，其他条件不变，小球过最高点时，速度至少为 $\sqrt{g R}$

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6. 第一次工业革命的关键是蒸汽机的发明，蒸汽机通过连杆把往复直线运动转化为圆周运动。如图所示的机械装置可以将滑块的往复直线运动转化为圆周运动，连杆AB、OB可绕图中A、B、O三处的转轴转动。已知OB杆长为L，当连杆AB与水平方向夹角为 $α$ ， AB杆与OB杆的夹角为β时，滑块A向左以速度v做直线运动，OB绕O点沿逆时针方向做匀速转动的角速度为（　　）

A、 $\frac{v c o s α}{L s i n β}$ B、 $\frac{v c o s β}{L s i n α}$ C、 $\frac{v s i n β}{L c o s α}$ D、 $\frac{v s i n α}{L c o s β}$

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二、多选题

7. 汽车做直线运动，其v－t图象如图所示，下列说法中正确的是（）

A、0～2 s内汽车的速度方向沿正方向，且速度逐渐增大 B、2～4 s内的位移为4 m C、第1 s末与第3 s末的速度方向不同 D、5 s时汽车又回到了初始位置

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8. 如图所示，一质量为m的小球用线悬挂于O点，开始时悬线竖直，对小球施加一与水平方向夹角为37°的力F将小球缓慢拉离竖直位置，直至悬线水平。拉动过程中，悬线始终处于伸直状态。已知重力加速度为g， $s i n 37 ° = 0.6$ 。则在此过程中，下列说法正确的是（　　）

A、拉力 $F$ 一直增大 B、拉力F先减小后增大 C、悬线上拉力先减小后增大 D、悬线上拉力一直增大

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9. 疫情期间，物流企业为人民群众提供了有力的服务保障和大量的紧急救援物资。一辆运送救援物资的汽车从平直的公路上某处由静止开始匀加速向前行驶，当速度达到 $v_{1}$ 时汽车发动机恰好达到额定功率，并以都额定功率继续运动直至最大速度 $v_{m}$ （ $v_{m}$ 未知），汽车行驰驶过程中所受的阻力与其速率成正比（ $F_{阻} = k v$ ， k为常量），已知汽车和救援物资的总质量为m，发动机的额定功率为P，则下列说法正确的是（　　）

A、汽车匀加速阶段的牵引力不变 B、汽车匀加速阶段的加速度为 $\frac{P}{m v_{1}} - \frac{k v_{1}}{m}$ C、汽车的最大速度 $v_{m} = \sqrt{\frac{P}{k}}$ D、若将汽车发动机的功率变为2P，其最大速度变为 $2 v_{m}$

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10. 北京时间2023年5月30日9时31分，搭载神舟十六号载人飞船的长征二号F遥十六运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，约10分钟后，神舟十六号载人飞船与火箭成功分离，进入预定轨道。飞船发射入轨后，接下来一个关键环节就是要和空间站组合体交会对接。该卫星发射过程可以简化为如图过程：Ⅰ是运行周期为T₁的近地圆轨道轨道半径可视为等于地球半径），Ⅲ为距地面高度为h的空间站圆轨道，卫星在其轨道上运行的周期为T₃。Ⅱ为与轨道I、Ⅲ相切的椭圆转移轨道，切点分别为A、B，卫星在轨道Ⅱ上运行的周期为T₂。已知地球半径为R，第一宇宙速度大小为 $v_{0}$ ，则下列说法中正确的是（　　）

A、卫星在轨道Ⅰ运行到A点的加速度大于在轨道Ⅱ运行到A点的加速度 B、卫星在轨道Ⅱ上运行的速度大小有可能大于、小于或等于 $v_{0}$ C、卫星在轨道Ⅱ上从A点运动到B点过程中，动能减小、势能增加、机械能不变 D、卫星在轨道上I、Ⅱ、III上运行的周期满足 $T_{1} ： T_{2} ： T_{3} = \sqrt{R^{3}} ： \frac{\sqrt{(2 R + h)^{3}}}{2 \sqrt{2}} ： \sqrt{(R + h)^{3}}$

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11. 如图所示，光滑斜面固定在水平桌面上，斜面倾角 $α$ =30°，在斜面底端固定一个与斜面垂直的挡板，在斜面顶端安装一个定滑轮，物块A和B用劲度系数为k的轻弹簧连接，将A放置在挡板上，物块B在斜面上处于静止状态。现将轻绳的一端固定在B上，绕过定滑轮后，在轻绳的另一端固定一个物块C，细绳恰好伸直且无拉力时，由静止释放物块C。已知物块A、B、C的质量均为m，斜面足够长，重力加速度为g，sin30°=0.5，下列说法正确的是（　　）

A、释放物块C的瞬间，物块C的加速度大小为0.5g B、当弹蓄恢复原长时，B的速度最大 C、整个运动过程中，物块B的最大速度大小为 $\sqrt{\frac{m g^{2}}{2 k}}$ D、在A离开挡板前，B、C的机械能之和先增大后减小

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三、实验题

12. 阿特伍德机，是由英国牧师、数学家兼物理学家的乔治·阿特伍德在1784年发表的《关于物体的直线运动和转动》一文中提出的一种著名力学实验装置，装置如图所示。阿特伍德机可以用来验证系统的机械能守恒定律。

(1)、该同学用游标卡尺测量遮光片的宽度d，开始时将质量为m的A物体（含遮光片）、和质量为M的B物体用绳连接后（M>m），跨放在定滑轮两侧，滑轮质量和摩擦可忽略不计，A置于桌面上使其保持静止状态。测量出挡光片中心到光电门的竖直距离h，释放物体A后，A向上运动，测出挡光片挡光的时间t，则左右两侧物体的速度v的大小表达式为v=（用d、t表示）。

(2)、如果系统的机械能守恒，应满足的关系式为（用题中的物理量符号表示）。

(3)、反复改变挡光片中心到光电门中心的竖直距离h，记录挡光片通过光电门时间t，作出 $\frac{1}{t^{2}} - h$ 图像，若图像是过原点的一条倾斜直线，且直线的斜率为k= ，则A、B组成的系统机械能守恒。

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13. 某物理活动小组想利用一根压缩的弹簧弹开带有遮光片的滑块来探究弹簧的弹性势能与形变量之间的关系，装置如图所示。将带有刻度尺的气垫导轨水平固定在桌面上，弹簧的左端固定在挡板上，弹簧左端对应刻度尺位置坐标为零，右端与滑块刚好接触（但不连接，弹簧为原长），记录弹簧原长位置

x_{0}

，现让滑块压缩弹簧至P点并锁定，P点位置坐标记为

x_{1}

，然后在气垫导轨大于弹簧原长的某处固定光电门（滑块经过光电门已经脱离弹簧）。实验步骤如下：

(1)、实验开始前调节气垫导轨的四角水平定位仪使气垫导轨保持水平，并用游标卡尺测量遮光片的宽度d；

将光电门连接计时器，解除弹簧锁定，滑块被弹开并沿木板向右滑动，计时器记录遮光片通过光电门的时间△t，若已知遮光片与滑块总质量为m，则弹簧的弹性势能E_p=（用物理量符号表示）；

E_p/J	$(x_{0} - x_{1})$ /m	$(x_{0} - x_{1})^{2}$ /m²
0.49	0.10	0.01
1.99	0.20	0.04
4.48	0.30	0.09
7.98	0.40	0.16
12.48	0.50	0.25

(2)、改变P点的位置，记录弹簧形变量

(x_{0} - x_{1})

的数值，多次重复步骤（2），通过计算得到多组E_p值，实验测得的数据如下表所示，分析数据可知，弹簧的弹性势能与弹簧的形变量的关系是（填“线性的”或“非线性的”）；

(3)、设弹簧的劲度系数为k，弹簧的形变量为x，根据实验结果并结合物理量的单位关系，弹簧的弹性势能的表达式可能是（）

A、

E_{p} = \frac{1}{2} k x^{2}

B、

E_{p} = \frac{1}{2} k x

C、

E_{p} = \frac{1}{2} \sqrt{k x}

D、

E_{p} = \frac{1}{2} \sqrt{\frac{k}{x}}

(4)、理论上分析，步骤（2）中计算得到的结果比弹簧的实际弹性势能值稍微小一些，产生这种结果的可能原因是。

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四、解答题

14. 如图所示，一个光滑的圆锥体固定在水平桌面上，其轴线竖直，母线与轴线之间夹角为θ=37°，一条长度为l=2m的轻绳，一端固定在圆锥体的顶点O处的一个小突起上，另一端拴着一个质量为m=0.5kg的小球（可看作质点，轻绳与锥面平行），小球以角速度 $ω$ （未知，可调节）绕圆锥体的轴线 $O O^{'}$ 做匀速圆周运动，重力加速度g取10m/s² ，已知：sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：

(1)、当角速度 $ω_{1}$ =1rad/s时，求细绳的拉力T₁和锥面对小球的支持力F₁；

(2)、小球即将离开锥面时的角速度 $ω_{2}$ 。

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15. 如图甲所示，水平地面上方A处有一小物块，由静止释放，经过时间t下落至地面。若在竖直向上的恒力F作用下由静止开始竖直向上运动，如图所示。经过时间t到达B处（B点未画出），此时撤去力F，又经过2t时间物块恰好落到地面。已知重力加速度大小为g，忽略空气阻力，求：

(1)、A离地面的高度h；

(2)、物块的质量m。

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16. 吉首为助力全国文明城区建设，如图为吉首市新时代文明实践中心为孩子自行研制的一弹射游戏装置。弹射游戏装置由安装在水平台面上的固定弹射器、竖直圆轨道（在最低点E分别与水平轨道E₀和E_A相连）、高度h可调的斜轨道AB组成。游戏时滑块从O点弹出，经过圆轨道并滑上斜轨道。全程不脱离轨道且恰好停在B端则视为游戏成功。已知圆轨道半径r=0.1m，OE长L₁=0.2m，AC长L₂=0.4m，圆轨道和AE光滑，滑块与AB、OE之间的动摩擦因数 $μ$ =0.5。滑块质量m=0.002kg且可视为质点，弹射时从静止释放且弹簧的弹性势能完全转化为滑块动能，忽略空气阻力，各部分平滑连接。重力加速度取g=10m/s² ，求：

(1)、滑块恰好能过圆轨道最高点F时的速度大小 $v_{F}$ ；

(2)、要使滑块最终能够在斜面上静止BC的高度最大值 $h_{m}$ ；

(3)、当h=0.1m且游戏成功时，滑块经过E点时，圆轨道对滑块的支持力N_E的大小；

(4)、要使游戏成功，h应在什么范围调节？

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