上海市建平中学2023-2024学年高一下学期期中教学质量检测物理试卷（B）(无答案)

这是一份上海市建平中学2023-2024学年高一下学期期中教学质量检测物理试卷（B）(无答案)，共6页。

考生注意：1．试卷共6页，满分100分，考试时间60分钟；2．答题前，务必在答题纸上填写姓名、班级、考试号。作答必须涂或写在答题纸上，在试卷上作答一律不得分。选择题的作答必须涂在答题纸上相应的区域，填空和综合题的作答必须写在答题纸上与试卷题号对应的位置。
一、单项选择题（每题4分，共8分，每小题只有一个正确答案。）
1．以下关于功和能的说法正确的是（ ）
A．重力做多少正功，物体的重力势能就增加多少
B．物体速度越大，功率越大
C．做变速运动的物体，动能可能不变
D．若物体所受合力为零，则物体机械能守恒
2．体育课上，某女同学在一分钟内做了10个俯卧撑，每做一次俯卧撑重心上升的高度约为30cm，则她做一次俯卧撑克服重力做功的功率约为（ ）
A．2.5WB．25WC．250WD．2500W
二、填空题（每空3分，共9分）
3．如图所示，质量为M、长度为L的小车静止在光滑水平面上，质量为m的小物块（可视为质点）放在小车的最左端。现用一水平恒力F作用在小物块上，使小物块从静止开始做匀加速直线运动。小物块和小车之间的摩擦力为f，小物块滑到小车的最右端时，小车运动的距离为x。此过程中，小物块到达小车最右端时，小车具有的动能为______；小物块克服摩擦力所做的功为______。
4．某户家庭安装了一台风力发电机，它的叶片转动时可形成半径为0.9m的圆面，风向与叶片转动的圆面垂直，假设这个风力发电机能将此圆内20%的空气动能转化为电能。已知空气的密度为，当风速是10m/s时，此发电机的功率为______W。
三、综合题（共83分，其中第11题需有必要的公式和文字说明）
一、足球运动（17分）
足球是一项以脚为主来控制和支配球，两支球队按照一定规则在同一块长方形球场上互相进行进攻、防守、对抗的体育运动项目。足球运动对抗性强、战术多变、参与人数多，被称为“世界第一运动”。
5．如图所示是足球比赛过程中运动员踢出的“香蕉球”的情境示意图。下列说法正确的是（ ）
A．足球在空中运动过程中，可能处于平衡状态
B．足球在空中运动时的速度方向沿运动轨迹的法线方向
C．足球在空中运动过程中，速度方向与加速度方向在同一条直线上
D．足球在空中运动过程中，所受合力的方向指向运动轨迹弯曲的内侧
6．如图所示为足球被踢出后在空中依次经过A、B、C三点的运动轨迹示意图，B为最高点，A、C两点等高。则足球（ ）
A．从A点运动到B点的时间大于从B点运动到C点的时间
B．在B点的加速度方向为箭头3的方向
C．在A点的机械能比在B点的机械能大
D．在A点的动能与在C点的动能相等
7．如图，罚点球时，有一运动员一脚将足球踢出，球恰好击中横梁，守门员估计打在横梁上的足球速度约为v。已知足球的质量为m，球门横梁的高度为h，罚球点到球门线的水平距离为L，重力加速度为g，空气阻力不计，以地面为零势能面。
（1）足球打在横梁上的机械能约为______；
（2）足球被踢出时的速度约为______；
（3）运动员踢球时对球所做的功约为______。
二、游乐场（27分）
周末两位同学来到游乐场，在游玩过程中观察游乐设施中蕴含的物理原理。
8．（多选）首先他们到达了第一个装置——旋转木马。在转台上有两匹小马A、B，若A的旋转半径小于B的旋转半径，下列说法正确的有（ ）
A．小马A、B的线速度相同B．小马A、B的周期相同
C．小马A、B的向心加速度相同D．小马A、B的转速相同
9．接着两位学生又来到了与旋转木马相似的“旋转飞椅”这一装置前。观察到，由于悬挂座椅的绳索可以绕悬挂点自由转动，所以当整个装置匀速旋转时，绳索与竖直方向保持一定的夹角，如果测得这个夹角，则可以求出（ ）
A．绳索受到的拉力B．人对座椅的压力C．座椅和人的速度D．座椅和人的加速度
10．后来两位学生来到了蹦极装置前，观察蹦极运动过程，做以下简化（如图甲）：忽略空气阻力，将游客视为质点，他的运动始终沿竖直方向。弹性绳的一端固定在O点，另一端和游客相连。请判断游客从O点开始下落到最低点的过程中机械能是否守恒并说明理由：____________。
11．最后两位学生来到了游乐场最惊险刺激的游玩项目：过山车的面前。其中一位同学观察到，如图1所示，游乐场的过山车可以底朝上在圆轨道上运行，游客却不会掉下来。于是把这种情形抽象为如图2所示的模型：弧形轨道的下端与半径为R的竖直圆轨道相接，B、C分别为圆轨道的最低点和最高点。质量为m的小球（可视为质点）从弧形轨道上距离地面高度为h的A点由静止滚下，到达B点时的速度为，且恰好能通过C点。已知A、B间的高度差为h，g为重力加速度。求：
（1）小球运动到B点时，轨道对小球的支持力F的大小；
（2）小球通过C点时的速率；
（3）小球从A点运动到C点的过程中，克服摩擦力做的功W。
三、卫星变轨问题（16分）
2023年10月26日11时14分，神舟十七号载人飞船在酒泉卫星发射中心发射成功。飞船入轨后，于当天下午18:00成功对接于空间站天和核心舱径向端口。飞船和空间站的变轨对接可简化为如图所示的过程：
12．其中轨道1和轨道3为圆轨道，半径分别为和，飞船变轨前稳定运行在轨道1，空间站运行在轨道3，椭圆轨道2为飞船的转移轨道。轨道1和2、2和3分别相切于P、Q两点。关于变轨过程，下列说法正确的是（ ）
A．飞船在轨道1上经过P点的速度小于在轨道2上经过P点的速度
B．飞船在轨道3上经过Q点的加速度大于在轨道2上经过Q点的加速度
C．飞船在轨道2上从P点到Q点运动过程中机械能减小
D．飞船在椭圆轨道上经过P点引力势能大于Q点引力势能
13．飞船在轨道3上的周期______在轨道2上的周期，飞船在轨道3上的向心力______在轨道1上的向心力。（填大于、小于、等于）
14．探月卫星的发射过程可简化如图：首先进入绕地球运行的停泊轨道，在该轨道的P处，通过变速，进入转移轨道，在到达月球附近的Q点时，再次变速，卫星被月球引力俘获后成为环月卫星，最终在距月球表面高度为h的工作轨道上绕月飞行（视为圆周运动）周期为T。已知月球半径为R，引力常量为G，卫星绕月飞行时忽略月球以外天体的影响。
（1）卫星在Q点变轨时速度______（填加速、减速、不变）。
（2）月球的质量为______。
四、验证机械能守恒实验（9分）
某兴趣小组的同学们用传感器、细线、小球、刻度尺等设计了一个用摆动验证机械能守恒定律的实验，如图甲所示。在横梁上固定一个拉力传感器，传感器正下方用细线连接一个小球，将小球拉到某处P，由静止释放小球。
①用刻度尺量出细线长度L以及拉到P处时小球到传感器下端的竖直高度；
②释放后小球在竖直平面内来回摆动，记录拉力传感器的最大示数；
③改变释放点的位置，再次用刻度尺量出此时小球到传感器下端的竖直距离；
④记录改变位置后每次下摆过程中拉力传感器的最大值；
⑤整理器材；
⑥处理数据，以每次最大示数F为纵坐标、对应的竖直高度h为横坐标建立坐标系，裉据描出的点，连线后作出图像，如图乙所示，已知M点的坐标为。
15．该实验中是否需要测出小球的质量______；（填“需要”或“不需要”）
16．理论上该图线的纵轴截距a为______；（用题中所给物理量符号表示）
17．为验证机械能守恒，写出每次传感器的最大示数F与对应竖直高度h的表达式______。（用题中所给物理量符号表示）
五、高质量发展的交通基础设施（14分）
由于考虑到出行高峰可能遇到高速公路大堵车，也有不少游客转投铁路运输的怀抱。中国高铁保有量世界最多、种类最全，中国高铁的速度也是世界第一的。
18．高速列车在转弯时可认为是在水平面做圆周运动。为让列车顺利转弯，同时避免车轮和铁轨受损，在修建铁路时会选择合适的内外轨高度差，使列车以规定的速度转弯时所需要的向心力完全由重力和支持力的合力提供。如图当火车以规定的行驶速度转弯时，内外轨不会受到轮缘的挤压，设火车轨道在某转弯处其轨道平面倾角为，在该转弯处规定行驶的速度为v，重力加速度为g，则（ ）
A．该弯道半径为B．当火车速度小于v时，外轨挤压轮缘
C．当火车速度大于v时，外轨挤压轮缘D．当列车质量变大时，规定的行驶速度会变小
19．动车组就是几节自带动力的车厢加几节不带动力的车厢编成一组。带动力的车厢叫动车，不带动力的车厢叫拖车。设动车组运行过程中的阻力与质量成正比，每节动车与拖车的质量都相等，每节动车的额定功率都相等，若开动一节动车带三节拖车，最大速度可达到150km/h。当开动二节动车带三节拖车时，最大速度可达到（ ）
A．240km/hB．280km/hC．300km/hD．320km/h
20．改革开放以来，我国在各个行业都取得了巨大成就，高铁技术更是成为我国的“新名片”。一列高铁列车的总质量为m，运动过程中受到的阻力恒为f。列车沿直线由静止启动过程中的输出功率与速度的关系图象如图所示，当列车的速度超过后，列车的功率恒为。
（1）列车的最大速度为______；
（2）若列车由静止开始运动到刚达到最大速度的过程通过的位移为x，求由静止开始至达到最大速度的过程列车的运行时间为______。