山东省济宁市第一中学2023-2024学年高一下学期5月期中物理试题

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注意事项：
济宁市第一中学2023-2024 学年度第二学期高一期中测试
物理试卷
考试时间：90 分钟
答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
请将答案正确填写在答题卡上
一、单项选择题:本题共 8 小题，每小题 3 分，共 24 分，每个小题只有一个选项符合题目要求。
下列说法正确的是（）
开普勒在第谷观测的天文数据基础上得到了开普勒行星运动定律
B．20 世纪初建立的量子力学理论，使人们认识到牛顿力学理论也适用于微观粒子的运动
开普勒第一定律认为，所有行星围绕太阳运动的轨迹是椭圆，太阳位于椭圆轨道中心
牛顿发现了万有引力定律，随后卡文迪什进行了“月-地检验”将万有引力定律推广至自然界所有物体之间
下列四幅图是有关生活中的圆周运动的实例分析，其中说法正确的是（）
汽车通过凹形桥的最低点时，速度越快越容易爆胎
铁路的转弯处，外轨比内轨高是为了利用轮缘与内轨的侧压力来帮助火车转弯 C．图中所示是圆锥摆，减小，但保持圆锥的高不变，则圆锥摆的角速度变大 D．洗衣机的脱水是利用了失重现象
如图，运动员将质量为 m 的篮球从 h 高处投出，篮球进入离地面 H 高处的篮筐时速度为 v，若以篮球投出时位置所在水平面为零势能面，将篮球看成质点，忽略空气阻力，对于篮球，下列说法正确的是（）
进入篮筐时势能为 mgH
在刚被投出时动能为mgH  1 mv2
2
进入篮筐时机械能为mgH  1 mv2
2
经过途中 P 点时的机械能为mgH  mgh  1 mv2
2
如图所示，中国自行研制、具有完全知识产权的“神舟”飞船某次发射过程简化如下：飞船在酒泉卫星发射中心发射，由“长征”运载火箭送入近地点为 A、远地点为 B 的椭圆轨道上，
在 B 点通过变轨进入预定圆轨道。则（）
在椭圆轨道上运行时，飞船在 A 点的速度比 B 点的小
在椭圆轨道上运行时，飞船在 A 点的加速度比 B 点的大
在 B 点变轨前后，飞船的机械能不变
在 B 点飞船通过减速从椭圆轨道进入预定圆轨道
如图所示是一簇未标明方向、由单一点电荷产生的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b 是轨迹上的两点。若带电粒子在运动中只受电场力作用，根据此图可判断出该带电粒子（ ）
电性与场源电荷的电性相同
在 a、b 两点所受电场力大小 Fa＞Fb
在 a、b 两点时速度大小 va＜vb
在 a、b 两点的加速度 aa＜ab
两节动车的额定功率分别为 P1 和 P2 ，在某平直铁轨上能达到的最大速度分别为v1 和v2 。现将它们编成动车组，设每节动车运行时受到的阻力在编组前后不变，则该动车组在此铁轨上能达到的最大速度为（ ）
质量为 m，长为 L 的匀质木板以速度v0 向右运动，水平地面 O 点左侧是光滑的，右侧是粗糙的，与木板的摩擦系数为，当木板全部进入时刚好静止，则木板的初速度v0 是（）
gL
A．
B． 2
C．
D． 3
gL
3gL
gL
北京时间 2020 年 12 月 17 日 1 时 59 分，探月工程嫦娥五号返回器在内蒙古四子王旗预定区域成功着陆，
标志着我国首次地外天体采样返回任务圆满完成。嫦娥五号于 11 月 24 日在中国文昌航天发射场发射升空并进入地月转移轨道，然后实施 2 次轨道修正、2 次近月制动，顺利进入环月圆轨道。已知嫦娥五号探测器在环月圆轨道上的运行周期为 T，轨道半径为 r，月球半径为 R，引力常量为 G，则（）
二、多项选择题:本题共 4 小题，每小题 4 分，共 16 分，每个小题有多个选项符合题目要求。全部选对得
4 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分。
如图所示，重为 G 的物体静止在倾角为α的粗糙斜面体上，现使斜面体向右做匀速直线运动，通过的位移为 x，物体相对斜面体一直保持静止，则在这个过程中（）
支持力对物体做功为 0
静摩擦力对物体做功为 Gxsinαcsα
重力对物体做功为 Gx
合力对物体做功为 0
10．2022 年 12 月 8 日，地球恰好运行到火星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线，此现象被称为“火星冲日”。火星和地球几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动，火星与地球的公转轨道半径之比约为 3 : 2 ，如图所示。根据以上信息可以得出（ ）
火星与地球绕太阳运动的周期之比约为27 : 8
当火星与地球相距最远时，两者的相对速度最大 C．火星与地球表面的自由落体加速度大小之比约为9 : 4
D．下一次“火星冲日”将出现在 2023 年 12 月 8 日之后
动机带动足够长的水平传送带以速度 v 匀速传动，一质量为 m 的小木块由静止轻放在传送带上，如图所示。若小木块与传送带之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为 g，当小木块与传送带相对静止时()
传送带转过的路程为
小木块的位移为
摩擦产生的热量为
因放上小木块后，电动机带动传送带匀速转动多输出的总能量为
如图所示，半径为 R 的竖直光滑圆轨道内侧底部静止着一个光滑的小球，现给小球一个冲击使其在瞬间得到一个水平初速度v0 ，若v0 大小不同，则小球能够上升到的最大高度（距离底部）也不同，下列说法
正确的是（）
如果v0
，则小球能够上升的最大高度为 R
gR
2
2gR
如果v0 ，则小球能够上升的最大高度为 R
如果v0 
3gR ，则小球能够上升的最大高度为 3R
2
如果v0 
5 gR ，则小球能够上升的最大高度为 2R
三、非选择题:本题共 6 小题，共 60 分。
13．(6 分) 某实验小组做探究影响向心力大小因素的实验：
①方案一：用如图甲所示的装置，已知小球在挡板 A、B、C 处做圆周运动的轨迹半径之比为1: 2 :1，变速塔轮自上而下按如图乙所示三种组合方式，左右每层半径之比由上至下分别为1:1、2 :1和3 :1 。回答以下问题：
本实验所采用的实验探究方法与下列哪些实验是相同的； A．探究小车速度随时间变化规律
B．探究两个互成角度的力的合成规律
C．探究加速度与物体受力、物体质量的关系 D．探究平抛运动的特点
某次实验中，把两个质量相等的钢球放在 B、C 位置，探究向心力的大小与半径的关系，则需要将传动皮带调至第层塔轮（填“一”“二”或“三”）。
②方案二：如图丙所示装置，装置中竖直转轴固定在电动机的转轴上（未画出），光滑的水平直杆固定在竖直转轴上，能随竖直转轴一起转动。水平直杆的左端套上滑块 P，用细线将滑块 P 与固定在竖直转轴上的力传感器连接，细线处于水平伸直状态，当滑块随水平直杆一起匀速转动时，细线拉力的大小可以通过力传感器测得。水平直杆的右端最边缘安装了宽度为 d 的挡光条，挡光条到竖直转轴的距离为 D，光电门可以测出挡光条经过光电门所用的时间（挡光时间）。滑块 P 与竖直转轴间的距离可调。回答以下问题：
若某次实验中测得挡光条的挡光时间为t ，则滑块 P 的角速度表达式为 ；
实验小组保持滑块 P 质量和运动半径 r 不变，探究向心力 F 与角速度的关系，作出 F 2 图线如图丁 所示，若滑块 P 运动半径 r=0.3m，细线的质量和滑块与杆的摩擦可忽略，由 F 2 图线可得滑块 P 质量m 
kg（结果保留 2 位有效数字）。
14．(8 分) 如图 1 所示，是利用自由落体运动进行“验证机械能守恒定律”的实验。所用的打点计时器通以
50Hz 的交流电。
甲同学按照正确的实验步骤操作后，选出一条纸带如图 2 所示，其中 O 点为打点计时器打下的第一个点， A、B、C 为三个计数点，用刻度尺测得 OA=12.41cm，OB=18.60cm，OC=27.21cm，在计数点 A 和 B、B 和 C 之间还各有一个点。已知重物的质量为 1.00kg，取 g=9.80m/s2、在 OB 段运动过程中，重物重力势能的减少量△EP=J；重物的动能增加量△Ek=J（结果均保留三位有效数字）。
该实验没有考虑各种阻力的影响，这属于本实验的误差（选填“偶然”或“系统”）。由此看，甲同学数据处理的结果比较合理的应当是△Ep△Ek（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
甲同学多次实验，以重物的速度平方 v2 为纵轴， 以重物下落的高度 h 为横轴，作出如图所示的 v2—h 图像， 则当地的重力加速度 g= m/s2。
（结果保留 3 位有效数字）
15．（7 分）如图所示，直角三角形 ABC 的∠B 为直角，∠A=30°，直角边 BC=a。分别在 A、B 两点固定两个点电荷，已知固定在 A 点的点电荷的电荷量为+Q（Q>0），静电力常量为 k，若在 C 点放置一带正电的试探电荷，它受到的电场力平行于 AB 指向右方。
判断固定在 B 点的点电荷的电性；
求固定在 A 点的点电荷在 C 点产生的电场强度 E1；
求 C 点的电场强度大小 E。
16．（9 分）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，用手托住球 b，当绳刚好被拉紧时，球 b 离地面的高度为 h，球 a 静止于地面。已知球 a 的质量为 m，球 b 的质量为 3m，重力加速度为 g，定滑轮的质量及轮与轴间的摩擦均不计。若无初速度释放球 b，在球 b 下落过程中，
求：
绳子拉力的大小？
球 a、球 b 的机械能的变化量？
球 a 能上升的最大高度为多少？
17．(14 分) 一种离心测速器的简化工作原理如图所示。细杆的一端固定在竖直转轴OO上的 O 点，并可随轴一起转动。杆上套有一轻质弹簧，弹簧一端固定于 O 点，另一端与套在杆上的圆环相连。当测速器稳定工作时，圆环将相对细杆静止，通过圆环的位置可以确定细杆匀速转动的角速度。已知细杆长度 L  0.2m，
杆与竖直转轴的夹角 a 始终为60，弹簧原长 x0  0.1m ，弹簧劲度系数k  100N/m ，圆环质量m  1kg ；弹簧始终在弹性限度内，重力加速度大小取10m/s2 ，摩擦力可忽略不计。
若细杆和圆环处于静止状态，求圆环到 O 点的距离；
求弹簧处于原长时，细杆匀速转动的角速度大小；
求圆环处于细杆末端 P 时，细杆匀速转动的角速度大小。
18．(16 分) 弹珠游戏是非常受小学生喜爱的趣味活动，这种游戏有多种玩法，其中一种玩法是比较落点距离。如图，为该玩法的模型示意图，用内壁光滑的薄壁细圆管制成的半圆形管道 APB 和直管道 BC 平滑连
接，并置于水平面上，APB 部分半径 R  1.0m ．小朋友将一质量m  10g 小玻璃球以某一初速度v0 从 A 点弹
入管道，小球从 C 点离开管道后，进入长 L  2m 的粗糙水平地面CD ，然后冲上光滑坡道 DE ，沿坡道从 E
点水平飞出落回地面，E 点距离地面的高度h  1m ，管道相对水平面始终保持静止．小球直径略小于管道內径，半圆形管道半径远大于管的内径，小球与CD 段间的动摩擦因数 0.1 ，重力加速度 g  10 ms 2 ，坡道 DE 与地面平滑连接，不计空气阻力。
要使小球能到达 E 点，求小球从 A 点进入管道时的最小速度vm ；
若v0  8m/s ，求小球在半圆管道内运动时水平面对管道的摩擦力 Ff 的大小；从 A 点到达 E 点损失的机械能；
若v0  8m/s，E 点高度 h 可以调节，求 h 多大时，小球地面落点与 E 点间水平距离最大，最大距离为
多少。