2022-2023学年江苏省泰州市姜堰中学高一下学期阶段测试（期中）物理试题

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一、单选题（每题只有一个选项正确，每小题4分）
1. 物理学的发展推动了社会的进步。下列关于物理学的一些重大事件和科学方法，说法正确的是（ ）
A. 牛顿发现了万有引力定律，并测出了引力常量
B. 库仑通过油滴实验测得元电荷的数值
C. 开普勒定律是在对第谷行星观测记录研究的基础上提出的
D. 爱因斯坦的相对论否定了牛顿力学理论，成功解决了宏观物体的高速运动问题
2. 如图所示，两个互相垂直的力和作用在同一个物体上，使物体运动，物体发生一段位移后，力对物体做功，力对物体做功，则与的合力对物体做功为（ ）
A 2JB. 7J
C. 10JD. 14J
3. 如图所示，两颗卫星A、B质量相等，卫星A绕地球运动的轨迹为圆，卫星B绕地球运动的轨迹为椭圆，轨迹在同一个平面内且相切于点，则（ ）

A. 卫星A的速度大于
B. 两卫星在点的速度大小相等
C. 卫星A与地球之间的连线和卫星B与地球之间的连线相等时间内扫过的面积相等
D. 卫星B的机械能大于卫星A的机械能
4. 如图所示，A为带正电的金属板，其所带电荷量为Q，在金属板的垂直平分线上，距板r处放一质量为m、电荷量为q的小球，小球用绝缘细线悬挂于O点，小球受水平向右的静电力偏转θ角保持静止，静电力常量为k，重力加速度为g，则小球与金属板之间的库仑力大小为（ ）
A. kB. kC. mgsinθD. mgtanθ
5. 如图所示，质量为的半圆柱体放在粗糙水平面上，一可视为质点、质量为的光滑物块在方向始终与圆柱面相切的拉力作用下从点沿着圆弧匀速运动到最高点，整个过程中半圆柱体保持静止，重力加速度为。则（ ）
A. 物块克服重力做功功率先增大后减小
B. 半圆柱体对物块支持力的功率逐渐增大
C. 拉力功率逐渐减小
D. 拉力的功率保持不变
6. 如图所示，一质量为的质点在半径为的半球形容器中（容器固定）由静止开始自边缘上的A点滑下，到达最低点时，它对容器的正压力为。重力加速度为，则质点自A滑到的过程中，摩擦力所做的功为（ ）
A B.
C. D.
7. 如图所示，一轻弹簧左端固定，右端连接一物块，置于粗糙的水平面上。开始时弹簧处于原长，现用一恒力将物块由静止向右拉动直至弹簧弹性势能第一次达到最大。在此过程中，关于物块的速度v、加速度a、动能Ek及弹簧的弹性势能Ep随时间t或位移x变化的图像，其中可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
8. 双星系统由两颗相距较近的恒星组成，每个恒星的线度远小于两个星体之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体。如图所示，两颗星球组成的双星，在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的O点做周期相同的匀速圆周运动。现测得两颗星之间的距离为L，设质量分别用m1、m2表示，且m1：m2=5：2。则可知（ ）
A. m1、m2做圆周运动的线速度之比为5：2
B. m1、m2做圆周运动的角速度之比为5：2
C. 双星间距离一定，双星的总质量越大，其转动周期越大
D. 双星的质量一定，双星之间的距离越大，其转动周期越大
9. 如图所示，一条轻绳跨过定滑轮，绳的两端各系一个小球A和B，B球的质量大于A球的质量。A球静止于地面，用手托住B球，轻绳刚好被拉紧，然后释放B球。定滑轮的质量及轮与轴间的摩擦均不计，则在B球落地前（ ）

A. 两球所受的合外力大小相等
B. B球重力势能减小量等于A球重力势能增加量，故A、B系统机械能守恒
C. B球机械能减小的快慢等于A球机械能增加的快慢
D. B球动能增加的快慢等于A球动能增加的快慢
10. 如图，矩形框竖直放置，橡皮筋一端固定在A点，另一端与圆环连接，圆环套在矩形框上，当矩形框绕轴以角速度匀速转动时，圆环相对框架静止于M点。若缓慢减小转速，当角速度减为时，圆环下落至C点，且恰好对框架无作用力。则（ ）
A. 圆环从M到C过程中，橡皮筋增加的弹性势能等于圆环减少的机械能
B. 线框由增大转速，圆环一定能由C上升到M点
C. 线框由减小转速，圆环一定能由C运动到N点
D. 若圆环稳定在N点，线框转动的角速度可以为
二、实验题（每空3分共15分）
11. 某学习小组利用图甲所示装置，研究小球做抛体运动过程是否满足机械能守恒定律。实验时利用频闪相机对做平抛运动的小球进行拍摄，每隔T=0.05s拍一幅照片，某次拍摄处理后得到的照片如图乙所示。图中背景是画有方格的纸板，纸板与小球轨迹所在平面平行，方格线横平竖直，每个方格的边长为。实验中测得的小球影像的高度差在图乙中标出。已知小球质量，当地重力加速度。
（1）小球运动到图中a位置时的动能为________J，小球从a到b过程动能增加了________J，小球从a到b过程重力势能减少了________J。（结果均保留2位有效数字）
（2）根据以上计算，在误差允许的范围内，小球做平抛运动的过程________机械能守恒定律。（填“满足”或“不满足”）
（3）若实验前斜槽末端未调节水平，________本实验的结论。（填“影响”或“不影响”）
三、解答题（12题8分、13题8分、14题13分、15题16分）
12. 如图所示为某中学科技小组制作的利用太阳能驱动小车的装置，当太阳光照射到小车上方的光电板时，光电板中产生的电流经电动机带动小车前进。若小车保持牵引力恒定，在平直的路面上从静止开始运动，经过时间10秒前进距离5米时，电动机的功率恰好达到额定功率，然后保持功率不变，达到最大速度。已知小车质量为，所受阻力车重的0.1倍，重力加速度，求：
（1）电动小车的额定功率；
（2）小车运动的最大速度。
13. 宇航员驾驶宇宙飞船绕质量分布均匀的一星球做匀速圆周运动，测得飞船线速度大小的二次方与轨道半径的倒数的关系图像如图中实线所示，该图线（直线）的斜率为k，图中（该星球的半径）为已知量。引力常量为G。求：
（1）该星球的密度；
（2）该星球的第一宇宙速度。
14. 如图所示，水平轨道BC的左端与固定的光滑竖直圆轨道相切与B点，右端与一倾角为30°的光滑斜面轨道在C点平滑连接（即物体经过C点时速度的大小不变），斜面顶端固定一轻质弹簧，一质量为3kg的滑块从圆弧轨道的顶端A点由静止释放，经水平轨道后滑上斜面并压缩弹簧，第一次可将弹簧压缩至D点，已知光滑圆轨道的半径R=0.45m，水平轨道BC长为0.4m，其动摩擦因数μ=0.2，光滑斜面轨道上CD长为0.6m，g取10m/s2，求
（1）滑块第一次经过B点时对轨道的压力；
（2）整个过程中弹簧具有最大的弹性势能；
（3）滑块最终停在何处？
15. 如图所示，水平轨道OC的右端C贴近同高度的水平传送带轨道的左端，其中OB段光滑，BC段粗糙，传送带与竖直面内的光滑半圆形轨道DE相切于D点，已知BC＝CD＝L＝2m，圆轨道半径R＝0.4m，弹簧左端固定在墙壁上，自由放置时其右端在B点。一个质量m＝0.5kg的物块（视为质点）将弹簧压缩到A点并锁定，物块与水平轨道BC、传送带间的动摩擦因数均为，重力加速度。
（1）若传送带逆时针转动，要使物块始终不脱离轨道，解除锁定前弹簧的弹性势能多大？
（2）若传送带顺时针转动，锁定前弹簧的弹性势能取第（1）问中的最大值，若要使物块在半圆轨道上运动的过程中不脱离轨道，试计算传送带的速度范围；
（3）在第（1）问的情形下，且弹簧的弹性势能取最大值，试写出物块最后的静止位置到C点的间距d与传送带速度v间的定量关系。