浙江省温州环大罗山联盟2022-2023学年高一下学期4月期中联考物理试题

试卷更新日期：2023-09-03 类型：期中考试

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一、选择题Ⅰ（本题共13小题，每小题3分，共39分．每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）

1. 下列物理量属于矢量且其单位用国际单位制的基本单位表示正确的是（）．

A、向心力N B、向心加速度 $m / s^{2}$ C、功J D、功率W

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2. 下列关于物理学史的说法，正确的是（）．

A、卡文迪什通过扭秤实验发现了万有引力定律 B、第谷最早提出行星沿椭圆轨道绕太阳运动 C、爱因斯坦最早较系统地提出相对论时空观 D、开普勒通过观测天体运动，积累下大量的数据，最早提出了“日心说”

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3. 关于曲线运动，下列说法中正确的是（）．

A、加速度变化的运动必定是曲线运动 B、物体做曲线运动时，速度可能随时间均匀变化 C、做曲线运动的物体某段时间内的位移不可能为零 D、物体做曲线运动时，其合力的方向可能与速度方向相同

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4. 如图所示，蜡烛块可以在竖直玻璃管内的水中匀速上升，蜡烛块从A点匀速上升的同时，玻璃管水平向右加速运动，蜡烛块从A点到C点的运动轨迹可能是图中的（　　）

A、曲线1 B、曲线2 C、直线3 D、曲线4

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5. 如图所示，轻轻拨动地球仪使其绕着地轴匀速转动，关于地球仪表面各点的运动，下列说法正确的是（）

A、各点做圆周运动的圆心均在球心处 B、同一经线上各点线速度大小均相等 C、纬度越低的位置，做圆周运动的转速越大 D、纬度越低的位置，做圆周运动的向心加速度越大

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6. 有a、b、c、d四颗地球卫星，其排列位置如图，卫星a还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动，卫星b在地面附近近地轨道上正常运行，c是地球静止卫星，d是高空探测卫星，各卫星的运动均视为匀速圆周运动，重力加速度为g，则有（）

A、a的向心加速度大小等于重力加速度大小g B、d绕地球运行的周期有可能是20小时 C、在相等时间内，b、c两卫星与地心的连线扫过的面积一定相等 D、在相等时间内，a、c两卫星与地心的连线转过的角度一定相等

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7. 第24届冬奥会于2022年2月4日在我国的北京、延庆等地举行，如图甲所示，两名质量相同的跳雪运动员a、b（可视为质点）从雪道末端先后以初速度 $v_{0 a}$ 、 $v_{0 b}$ 沿水平方向向左飞出，示意图如图乙。若 $v_{0 a} : v_{0 b} = 1 : 3$ ，不计空气阻力，则两名运动员从飞出至落到雪坡（可视为斜面）上的整个过程中，下列说法正确的是（）．

A、a、b飞行时间之比为 $3 : 1$ B、a、b飞行的水平位移之比为 $1 : 3$ C、a、b落到雪坡上的瞬时速度方向不相同 D、a、b落到雪坡上的动能之比为 $1 : 9$

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8. 中国火星探测器“天问一号”成功发射后，沿地火转移轨道飞行七个多月，于2021年2月到达火星附近，再通过制动减速被火星引力俘获，进入环绕火星的轨道飞行。已知的地球质量约为火星质量的10倍，地球半径约为火星半径的2倍，下列说法正确的是（）

A、火星与地球的第一宇宙速度之比为 $1 : \sqrt{5}$ B、火星表面重力加速度是地球表面重力加速度的2.5倍 C、火星的近地卫星的周期小于地球的近地卫星的周期 D、“天问一号”探测器的发射速度一定大于 $7.9 km / s$ ，小于 $11.2 km / s$

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9. 如图甲所示为一商场内的螺旋滑梯。某次实验，工作人员将一质量为m的模型由顶端A处放进滑梯（如图乙），模型由静止开始沿滑梯自然下滑，最后从底端B处滑出。已知螺旋滑梯总长度和A、B间的高度差恒定，不计一切摩擦阻力。下列说法正确的是（）．

A、滑到底端的速率大小与模型质量无关 B、质量越大的模型滑到底端的速率越大 C、质量越大的模型滑到底端需要的时间越长 D、模型下滑过程中的加速度大小始终恒定不变

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10. 2021年5月15日中国“天问一号”探测器成功着陆火星。火星是太阳系中距离地球较近、自然环境与地球最为类似的行星之一，一直以来都是人类深空探测的热点。我国的航天科学家为了能使探测器登陆火星，在此之前做了大量的研究工作。如图所示，若将探测器从火星表面的A处移到B处，万有引力做功W₁；若将该探测器从B处移到无穷远处万有引力做功为W₂；取无穷远处引力势能为零，则该探测器在A处具有的引力势能可表示为（　　）

A、W₁-W₂ B、W₂-W₁ C、W₁+W₂ D、-W₁-W₂

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11. 一个质量为m的小球在内壁光滑的半球形容器内的某一高度上做匀速圆周运动，小球与半球形容器的球心的连线与竖直方向成 $θ$ 角，已知球形容器的半径为R，重力加速度为g，下列说法正确的是（）

A、小球合外力恒定不变 B、 $θ$ 越大，小球运动的周期T也越大 C、若小球运动的角速度为 $ω$ ，则其对碗的压力大小为 $F = m R ω^{2}$ D、若小球运动的线速度为v，则其向心加速度大小为 $a_{n} = \frac{v^{2}}{R}$

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12. “复兴号”动车组用多节车厢提供动力，从而达到提速的目的；总质量为m的动车组在平直的轨道上行驶，该动车组有4节动力车厢，每节动力车厢发动机的额定功率均为P，若动车组所受的阻力与其速率成正比（ $F_{阻} = k v$ ， k为常量），动车组能达到的最大速度为 $v_{m}$ ，下列说法正确的是（）

A、动车组在匀加速启动过程中，发动机功率恒定不变 B、若四节动力车厢输出功率均为额定值，则动车组一定在做匀速直线运动 C、若四节动力车厢输出的总功率为 $2.25 P$ ，则动车组匀速行驶的速度大小为 $\frac{3}{4} v_{m}$ D、若四节动力车厢输出功率均为额定值，动车组某时刻瞬时速度为v，则此时的加速度大小为 $a = \frac{P - k v^{2}}{m v}$

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13. 如图甲所示，轻绳一端固定在O点，另一端固定一小球（可看成质点），让小球在竖直平面内做圆周运动．小球以不同的速度v通过最高点，测得相应的轻绳弹力大小F，得到 $F - v^{2}$ 图象如图乙所示，已知图线的延长线与纵轴交点坐标为 $(0, - b)$ ，且过点 $(a, b)$ ，重力加速度为g，不计空气阻力，下列说法不正确的是（）．

A、该小球的重力大小为b B、小球运动的轨道半径为 $\frac{a}{2 g}$ C、当 $v^{2} = a$ 时，小球的向心加速度大小为 $2 g$ D、图线与横轴的交点对应小球的动能为 $\frac{a b}{2 g}$

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二、选择题Ⅱ（本题共3小题，每小题3分，共9分．每小题所给的四个选项中，至少有一项符合题意，全部选对得3分，选对但不全得2分，错选、不选、多选得0分）

14. 一网球发球机固定在距离水平地板一定高度，可以将网球以不同的水平速度射出。若有两个网球的轨迹如图所示，网球可视为质点，每个网球质量都相同，不计空气阻力，下列关于图中两球的说法正确的是（）

A、两球落到地板瞬间动能相同 B、两球落到地板后重力势能一定为零 C、两球落到地板瞬间重力的瞬时功率相等 D、从抛出到落地过程，两球的重力平均功率相等

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15. 如下图所示，长为l的细绳一端固定在O点，另一端拴住一个小球，在O点的正下方与O点相距 $\frac{1}{3} l$ 的地方有一枚与竖直平面垂直的钉子；把小球拉起使细绳在水平方向伸直，由静止开始释放，当细绳碰到钉子的前、后瞬间，下列说法正确的是（）．

A、小球的线速度大小不变 B、小球的角速度大小变大 C、小球的向心加速度大小变大 D、小球所受悬线的拉力大小不变

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16. 如图所示，足够长的水平传送带由电动机带动，始终保持以图示速度 $v = 2 m / s$ 匀速运动，质量为 $m = 1 kg$ 的物体轻轻地放上传送带左端，物体运动一段距离后与传送带保持相对静止，对于物体从静止释放到相对传送带静止这一过程，下列说法正确的是（　　）

A、摩擦力对物体做的功为 $2 J$ B、传送带克服摩擦力做的功为 $2 J$ C、物体与传送带因摩擦产生的热量为 $2 J$ D、电动机因传送物块而多做的功为 $2 J$

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三、非选择题（本题共6小题，共52分）

17. “探究平抛物体的特点”实验的装置如图甲所示．每次都使钢球从斜槽上同一位置由静止释放，钢球从斜槽末端水平飞出后做平抛运动．在装置中有一个水平放置的可上下调节的倾斜挡板N，钢球飞出后，落到挡板上．通过多次实验，在竖直白纸上记录钢球所经过的多个位置，用平滑曲线连起来就得到钢球做平抛运动的轨迹．

（1）在此实验中，小球与斜槽间有摩擦（选填“会”或“不会”）使实验的误差增大；
（2）如图乙所示是在实验中记录的一段轨迹．已知小球是从原点O水平抛出的，经测量A点的坐标为 $(40 cm, 19.6 cm)$ ， g取 $9.8 m / s^{2}$ ，则小球平抛的初速度 $v_{0} =$ $m / s$ （计算结果保留2位有效数字）；若B点的横坐标为 $x_{B} = 60 cm$ ，则B点纵坐标为 $y_{B} =$ cm．
（3）某同学在实验中采用了如下方法：如图丙所示，斜槽末端的正下方为O点．用一块平木板附上复写纸和白纸，竖直立于正对槽口前的 $O_{1}$ 处，使小球从斜槽上某一位置由静止滚下，小球撞在木板上留下痕迹A．将木板向后平移至 $O_{2}$ 处，再使小球从斜槽上同一位置由静止滚下，小球撞在木板上留下痕迹B．O、 $O_{1}$ 间的距离为 $x_{1}$ ， O、 $O_{2}$ 间的距离为 $x_{2}$ ， A、B间的高度差为y，重力加速度为g．则小球做平抛运动的水平速度大小 $v_{0} =$ ．（用 $x_{1}$ ， $x_{2}$ ， y，g表示）

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18. 如图甲，利用向心力演示器探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系．

（1）本实验主要用到的科学方法是下列哪一项；
A．控制变量法       B．等效替代法       C．理想模型法       D．微元法
（2）若准备探究的是向心力大小与轨道半径之间的关系，应如何操作．
A．将皮带调至半径大小不同的左右两塔轮上，将完全相同的小球分别放置在A、C两处槽内
B．将皮带调至半径大小相同的左右两塔轮上，将完全相同的小球分别放置在B、C两处槽内
C．将皮带调至半径大小不同的左右两塔轮上，将完全相同的小球分别放置在A、B两处槽内
（3）若完全相同的两小球，放置位置如图甲（分别是A、C两处），另图乙左右两标尺上黑白相间的等分格分别显示A、C两处钢球对挡板的压力大小，则传动皮带放置的左右塔轮半径之比 $R_{左} : R_{右} =$ ．


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19. 2022年11月30日7时33分，神舟十五号乘组费俊龙、邓清明、张陆顺利进驻中国空间站，与神舟十四号乘组陈冬、刘洋、蔡旭哲首次实现“太空会师”。若天宫空间站的轨道可视为圆轨道，其离地面高度为h，地球表面重力加速度为g，地球半径为R，引力常量为G。忽略地球自转对重力加速度的影响且地球视为理想球体。求：
（1）地球质量M；
（2）空间站绕地球运动的加速度大小a；
（3）空间站绕地球运动的线速度大小v与地球的第一宇宙速度之比。

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20. 如图所示，某人将一个质量 $m = 0.5 kg$ 的石块从距离水平地面 $h = 9.35 m$ 高处以 $37 °$ 角斜向上抛出，初速度大小 $v_{0} = 5 m / s$ ，不计空气阻力，重力加速度 $g = 10 m / s^{2}$ ．求：
（1）人对石块做的功；
（2）石块在空中运动的总时间；
（3）石块落到水平地面瞬间的速度大小．

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21. 如图甲，游乐场内有一种叫“空中飞椅”的游乐项目，示意图如图乙所示．在半径为 $r = 4 m$ 的水平转盘的边缘固定着数条长为 $L = 10 m$ 的钢绳，钢绳的另一端连接着座椅（图乙中只画出2个），转盘在电动机带动下可绕穿过其中心的竖直轴 $O_{1} O_{2}$ 缓慢地边转动边升高，人和座椅也从静止开始随着转盘转动、升高．最终，转盘升高了 $h = 3 m$ ，所有人都达到稳定状态并以某一角速度 $ω$ 在同一水平面上匀速转动，此时钢绳与转轴在同一竖直平面内，与竖直方向的夹角为 $θ = 37 °$ ．设在每个座椅内坐着质量相同的人，人和座椅的总质量为 $m = 60 kg$ ，可将人和座椅看成是一个质点，不计钢绳的重力及空气的阻力．（ $\sin 37 ° = 0.6$ ， $\cos 37 ° = 0.8$ ，重力加速度 $g = 10 m / s^{2}$ ）求：
（1）稳定时一个座椅受钢绳拉力F的大小；
（2）稳定时人和座椅转动的角速度 $ω$ 的大小；
（3）人和座椅从静止到稳定转动的过程中，一个座椅的钢绳拉力做的功．

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22. 校科技节举行四驱车模型大赛，其中一条赛道在同一竖直面内，如图所示。一辆电动四驱车以额定功率 $P = 20 W$ 在水平直轨道A处由静止开始加速 $t = 4 s$ 后关闭电动机，再从B点水平飞出，无碰撞从C点进入圆弧轨道 $C D$ ，又恰好通过竖直圆轨道最高点F后，继续沿着轨道运动，最后从平抛高台H处水平飞出落入沙坑中。已知四驱车的总质量为 $m = 2 kg$ ，直轨道 $A B$ 上的阻力恒为车重的0.5倍， $∠ C O D = 37 °$ ，圆弧 $C D$ 的半径 $R = 5 m$ ，竖直圆轨道半径 $r = 2.4 m$ ，轨道末端平抛高台H处水平且到 $E G$ 平面高 $h_{1}$ 可调，沙坑表面平整且距离 $E G$ 平面高 $h_{2} = 2 m$ 。（四驱车视为质点，C点以后轨道均视为光滑且平滑连接，轨道 $D E F$ 与 $F E H$ 在E处略微错开，不计空气阻力，重力加速度 $g = 10 m / s^{2}$ ），求：
（1）四驱车第一次经过E点时对轨道的作用力；
（2）水平轨道 $A B$ 的长度及B、C点的高度差；
（3）四驱车落地点距离H点最大的水平位移及此时平抛高台 $h_{1}$ 的大小。

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