四川省成都市蓉城名校联盟2023-2024学年高一下学期期中考试物理试题

试卷更新日期：2024-05-07 类型：期中考试

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一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1. 关于物理学史，下列说法正确的是（）

A、牛顿于1687年正式发表了万有引力定律，并测出了引力常量 B、卡文迪许根据万有引力定律发现了海王星 C、17世纪，德国天文学家开普勒提出了开普勒三大定律，发现了行星的运动规律 D、丹麦天文学家第谷连续20年对行星位置进行观测和记录，发现了行星的运动规律

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2. 关于匀速圆周运动，下列说法正确的是（）

A、做匀速圆周运动的物体，其线速度恒定不变 B、做匀速圆周运动的物体所受合力一定指向圆心 C、匀速圆周运动是匀变速运动 D、做匀速圆周运动的物体，在相等的时间内发生的位移相同

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3. 关于功、功率，下列说法正确的是（）

A、只要力作用在物体上，该力一定对物体做功 B、根据 $P = F v$ 可知，汽车的牵引力一定与其速度成反比 C、根据 $P = \frac{W}{t}$ 可知，机械做功越多，其功率就越大 D、摩擦力可能对物体做正功或做负功，也可能不做功

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4. 一物体在水平力F作用下沿力F的方向运动了2m的距离，力F随运动距离x变化的规律如图所示，则该力F在这2m的距离内对物体做的功为（）

A、4J B、7J C、 $- 7 J$ D、10J

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5. 如图，一学生将质量为1kg的小球（可视为质点）从离地高为0.8m的空中以3m/s的初速度水平抛出，不计空气阻力，重力加速度大小取 $g = 10 m / s^{2}$ ，则小球在下落过程中重力的功率为（）

A、20W B、40W C、10W D、8W

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6. 若某星球的半径为R ，其表面的重力加速度大小为g ，忽略星球自转，则在该星球表面上方距离为R处的重力加速度大小为（）

A、 $\frac{g}{2}$ B、 $\frac{g}{3}$ C、 $\frac{g}{6}$ D、 $\frac{g}{4}$

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7. 如图，一质量为m的小球（可视为质点）由轻绳a和b分别系于竖直轻质细杆上的A点和B点，当小球随轻杆一起以角速度 $ω_{0}$ 匀速转动时，绳a水平且恰好伸直，已知绳a长为l ，绳b与水平方向的夹角为 $θ$ ，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（）

A、小球受重力、绳b的拉力及向心力三个力作用 B、角速度 $ω_{0}$ 的大小为 $\sqrt{\frac{g}{l c o s θ}}$ C、当小球随杆匀速转动的角速度为 $ω_{0}$ 时，绳b的拉力大小为 $\frac{m g}{s i n θ}$ D、当小球随杆匀速转动的角速度从 $ω_{0}$ 缓慢增大时，绳a、绳b对小球的拉力均将增大

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8. 如图，两颗卫星a、b均在赤道正上方沿顺时针方向绕地球做匀速圆周运动，卫星a为近地卫星，卫星b离地面的高度为3R。已知地球的半径为R ，地球表面的重力加速度大小为g ，忽略地球自转。初始时两颗卫星a、b与地心连线的夹角为 $θ$ ，若经时间t两颗卫星a、b相距最近，则t至少为（）

A、 $\frac{8 θ}{7} \sqrt{\frac{R}{g}}$ B、 $\frac{7 θ}{8} \sqrt{\frac{R}{g}}$ C、 $\frac{8 θ}{7} \sqrt{\frac{g}{R}}$ D、 $\frac{4 θ}{3} \sqrt{\frac{g}{R}}$

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二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求；全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

9. 下列说法正确的是（）

A、汽车匀速经过凹形桥底部时，汽车处于超重状态 B、汽车匀速经过凸形桥顶部时，汽车处于平衡状态 C、火车转弯时的速度越小越安全 D、洗衣机脱水利用了离心运动的原理

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10. “神舟十一号”与“天宫二号”的对接变轨过程如图所示，轨道2与轨道1、轨道3分别相切于A、B两点，“神舟十一号”先从圆轨道1变轨到椭圆轨道2，再变轨到圆轨道3，并与在圆轨道3上运行的“天宫二号”实施对接。下列说法正确的是（）

A、“神舟十一号”在轨道1上通过A点时的速率比在轨道2上通过A点时的速率大 B、“神舟十一号”在轨道2上通过B点时需加速才能进入轨道3 C、“神舟十一号”在轨道2上运行的周期比在轨道1上运行的周期大 D、“神舟十一号”在轨道2上通过A点时的加速度比在轨道1上通过A点时的加速度小

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11. 如图，两个可视为质点、质量均为m的小木块a和b沿同一半径方向放在水平圆盘上，a与转轴 $O O^{'}$ 的距离为L ， b与转轴 $O O^{'}$ 的距离为2L ， a、b间用轻质细线相连，初始时刻细线水平拉直但无拉力，a、b与圆盘间的动摩擦因数均为 $μ$ ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g。当圆盘绕竖直转轴 $O O^{'}$ 在水平面内以不同的角速度匀速转动时，下列说法正确的是（）

A、b所受的摩擦力始终是a所受的摩擦力的2倍 B、当圆盘转动的转速为 $n = \frac{1}{2 π} \sqrt{\frac{μ g}{L}}$ 时，细线开始拉紧 C、使a、b相对圆盘静止的最大角速度为 $ω = \sqrt{\frac{2 μ g}{3 L}}$ D、当细线的拉力大小为 $\frac{1}{3} μ m g$ 时，a、b将相对圆盘开始滑动

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三、实验探究题：本题共2小题，共15分。

12. 某学习小组用如图所示的实验装置来探究影响向心力大小的因素。长槽上的挡板B到转轴的距离是挡板A的2倍，长槽上的挡板A和短槽上的挡板C到各自转轴的距离相等。转动手柄使长槽和短槽分别随变速轮塔匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动，横臂的挡板对球的压力给球提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上红白相间的等分格显示出两个球所受向心力的比值。

(1)、为了探究向心力大小与物体质量、运动半径及运动快慢等的关系，可以采用的实验方法是____（填标号）。

A、等效替代法 B、控制变量法 C、理想模型法 D、极限法

(2)、探究向心力大小与角速度的关系时，应将传动皮带套在两轮塔半径（填“相同”或“不同”）的圆盘上，将两个质量相同的小球分别放在挡板C和挡板（填“A”或“B”）处。

(3)、若在某次探究中，将两个质量相同的小球分别放在挡板B和挡板C处，实验中左、右标尺露出的等分格数之比为1∶，则与皮带连接的变速轮塔1、2圆盘的半径之比为____（填标号）。

A、1∶2 B、1∶4 C、4∶1 D、2∶1

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13. 某兴趣小组在“研究小球平抛运动”的实验中：

(1)、在如图甲所示的演示实验中，当用不同的力向右敲打弹簧片时，发现A、B两球总是同时落地，这说明____（填标号）。

A、平抛运动的轨迹是一条抛物线 B、平抛运动的飞行时间与抛出速度有关 C、平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动 D、平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动

(2)、如图乙，将两个相同的斜槽固定在同一竖直平面内，末端均水平，斜槽2与光滑水平板平滑衔接，将两个相同的小钢球从斜槽上相同高度处同时由静止释放，观察到两球在水平面内相遇，即使改变释放的高度，观察到两球仍在水平面内相遇，这说明____（填标号）。

A、平抛运动是匀变速运动 B、平抛运动的飞行时间与高度无关 C、平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动 D、平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动

(3)、该小组同学利用频闪照相机拍摄到小球做平抛运动的频闪照片如图丙所示，图中背景正方形小方格的实际边长为 $L = 10.0 c m$ ， a、b、c、d是小球运动过程中的四个位置，重力加速度大小取 $g = 10 m / s^{2}$ ，则由照片可得小球做平抛运动的初度大小为 $v_{0} =$ m/s，小球经过b点时的速度大小为m/s。

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四、计算题：本题共3小题，共38分。解答应当写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的，不能得分。

14. 我国的航天事业取得了巨大成就，发射了不同用途的人造卫星，2020年我国首颗火星探测器“天问一号”发射成功，2021年成功被火星“捕获”。若“天问一号”被火星“捕获”后在距火星表面h高处绕火星做匀速圆周运动，周期为T。已知火星的半径为R ，引力常量为G。求：

(1)、火星的质量；

(2)、火星的第一宇宙速度。

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15. 2023年国际能源署发布了《清洁能源市场监测》的报告，报告称中国部署清洁能源技术继续大幅领先，发达经济体和中国的电动汽车销量达到了全球的95%。现有一质量为 $m = 2.0 \times 1 0^{3} k g$ 的纯电动汽车在平直路面上以 $a = 4 m / s^{2}$ 的加速度由静止开始匀加速启动。已知该车电机的限定最大输出功率（即牵引力做功的最大功率）为100kW，所受阻力恒为车重的0.1倍，重力加速度大小取 $g = 10 m / s^{2}$ 。求：

(1)、该车所能达到的最大速度 $v_{m}$ ；

(2)、该车由静止开始匀加速启动后，在 $t_{1} = 2 s$ 时电机的输出功率（即牵引力做功的功率）；

(3)、该车在匀加速阶段电机牵引力所做的功。

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16. 如图，两个半径均为 $R = 1 m$ 的四分之一圆弧管道BC（管道内径很小）及轨道CD对接后竖直固定在水平面AEF的上方，其圆心分别为 $O_{1}$ 、 $O_{2}$ ，管道BC下端B与水平面相切。在轨道BCD的右侧竖直固定一半径为2R的四分之一圆弧轨道EFG ，其圆心恰好在D点，下端E与水平面相切， $D$ 、 $O_{2}$ 、 $E$ 在同一竖直线上，在水平面上与管道BC下端B左侧距离为 $L = 2 m$ 处有一质量为 $m = 1 k g$ 、可视为质点的物块，以初速度 $v_{0} = 8 m / s$ 沿水平面向右运动，从B处进入管道BC ，恰好能从轨道CD的最高点D飞出，并打在轨道EFG上。已知物块与水平面间的动摩擦因数为 $μ = 0.25$ ，重力加速度大小取 $g = 10 m / s^{2}$ 。求：

(1)、物块通过D点时的速度大小；

(2)、物块刚进入管道BC的下端B时对管道BC的压力；

(3)、物块从轨道CD的D点飞出后打在轨道EFG上时下落的高度。

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