上海市大同中学2023-2024学年高一下学期5月期中考试物理试题

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参考答案
一、电动汽车（共20分）
随着时代的变化和科学技术的进步，电动汽车的环保、低噪音、经济、易保养等优越性逐渐被人们认可，电动汽车的发展前景是令人期待的。
1．如图所示，一辆电动汽车匀速驶过AB间的圆弧形路面过程中：
A B
（1）（2分）汽车受到的合外力大小（ ）
A．变大B．变小
C．不变D．先增后减
（2）（3分）汽车对路面的压力（ ）
A．变大B．不变
C．先减后增D．先增后减
v
2．如图所示，一辆电动汽车经过一平直路面，在匀减速向左运动，一人用力向前推车厢，若人与车厢始终保持相对静止。
（1）（2分）（多选）人和车之间可能存在几对作用力
与反作用力（ ）
A．1对B．2对C．3对D．4对
（2）（3分）关于人对车厢的做功情况，以下说法正确的是（ ）
A．人对车厢不做功B．人对车厢做正功
C．人对车厢做负功D．无法确定
3．一辆电动汽车在水平路面匀速行驶时所需的牵引力与汽车的速率的平方成正比。
（1）（2分）当该汽车的牵引力增大为原来的3倍，汽车仍匀速行驶时，发动机功率是原来的（ ）
A．倍B．3倍C．倍D．9倍
（2）（2分）功率的国际单位是w，用国际单位的基本单位表示，应为（ ）
A．kg·m2／s3B．kg·m／s2C．kg·m2／s2D．kg·m／s
4．（6分）质量m＝200 kg的小型电动汽车在平直的公路上由静止启动，图甲表示汽车运动的速度与时间的关系，图乙表示汽车牵引力的功率与时间的关系．设汽车在运动过程中阻力不变，在18 s末汽车的速度恰好达到最大。汽车受到的阻力大小为 800 N，在8～18 s过程中汽车牵引力做的功为 80000 J。
二、变速自行车（共12分）
变速自行车可通过调整前、后齿盘的大小调整自行车的车速，或是应对不同的路段、路况。
甲乙
5．如图甲所示，一辆变速自行车有3个链轮和6个飞轮，链轮和飞轮的齿数如图乙所示。该自行车的前后轮周长均为2 m。
（1）（2分）当自行车匀速行驶时，链轮边缘的点A和飞轮边缘的点B均在做匀速圆周运动，A、B两点的线速度大小分别为vA、vB。以下说法正确的是（ ）
A．vA＝vBB．vA＞vBC．vA＜vBD．无法确定
（2）（3分）为了获得最大的车速，应选择链轮的齿数为 48 ，飞轮的齿数为 15 ．
（3）（3分）若人脚踩踏板的转速为1 r/s，则可以获得的最大车速为 6.4 m/s．
6．（4分）如图所示，某人骑变速自行车下坡，人不踏车的情况下，阻力不可忽略，则下坡过程中人的重力势能 减小 ，机械能 减小 。（均选填“增大”“减小”“不变”）
三、过山车、快乐飞机（共12分）
游乐园中有一些网周运动项目，比如过山车、快乐飞机爷。这些游戏项目，可以让人们体验到刺激、挑战、快乐和放松，是一种非常受欢迎的娱乐方式。
7．如图所示，乘坐游乐园的翻滚过山车时，质量为m的人随车在竖直平面内旋转，重力加速度大小为g。
（1）（2分）乘客在最低点时对座位的压力（ ）
A．等于mgB．小于mgC．大于mg
（2）（2分）座舱转动过程，乘客的机械能守恒吗？（ ）
A．守恒B．不守恒
8．如图甲所示，游乐场有一种叫作“快乐飞机”的游乐项目，模型如图乙所示、已知模型飞机质量为m，固定在长为L的旋臂上，旋臂与竖直方向夹角为，当模型飞机以角速度绕中央轴在水平面内做匀速圆周运动时，不计空气阻力，重力加速度为g。
（1）（2分）旋臂对模型飞机的作用力方向（ ）
A．一定与旋臂垂直B．可能与悬臂不垂直
（2）（2分）若仅夹角增大，则旋对模型飞机的作用力（ ）
A．变大B．变小C．不变
（3）（4分）模型飞机做的是匀速圆周运动，做匀速圆周运动的物体所受向心力的大小与半径、角速度质量都有关，我们可用如图所示的实验装置进行探究，该实验的研究方法是 控制变量 法。为了探究向心力大小和角速度的关系，我们处理实验数据的方法是：根据实验数据作出图像，而不是图像，这样做的理由是：
根据向心力公式，可知F与成正比，与不成正比，故作的图象可描出一条近似直线的图形，便于计算并得出结论；而若作图象，则是一条曲线，较难得出结论。
四、航天工程（共14分）
2016年，“天宫号”发射成功，这是中国第一个真正意义上的空间实验室；2020年，火探测器“天问一号”发射成功，自此，中国迈出了行星探测的第一步。
9．2017年4月，我国成功发射的天舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室完成了首次交会对接，对接形成的组合体仍沿天宫二号原来的轨道（可视为圆轨道）运行。
（1）（2分）与天宫二号单独运行时相比，组合体运行的（ ）
A．周期变大B．速率变大
C．动能变大D．向心加速度变大
（2）（2分）根据下列器材在地面上使用时的主要功能，航天员在空间实验室中同样可以正常使用的是（ ）
A．水银压强计B．家用体重秤C．哑铃D．弹簧拉力器
（3）（3分）与嫦娥一号、二号月球探测器不同，嫦娥三号是一次性进入距月球表面100 km高的圆轨道I（不计地球对探测器的影响），运行一段时间后再次变轨，从100 km的环月圆轨道I，降低到距月球15 km的近月点B、距月球100 km的远月点A的椭圆轨道II，如图所示，为下一步月面软着陆微准备：关于嫦娥三号探测器下列说法正确的是（ ）
A．探测器在轨道II经过A点的速度大于经过B点的速度
B．探测器从轨道I变轨到轨道II，应在A点减速
C．探测器沿轨道I运动过程中，探测器中的科考仪器对其支持面有压力
D．探测器在轨道II经过A点时的加速度小于在轨道I经过A点时的加速度
10．2020年7月23日，我国首次火星探测任务“天问一号”探测器成功发射，火星公转半径约为地球公转半径的倍，不考虑火星自转造成的影响。
（1）（2分）天问一号的发射速度为v，以下说法正确的是（ ）
A．11.2 m/s＜v＜16.7 km/sB．v＞16.7 km/s
C．7.9 km/s＜v＜11.2 m/sD．v＜7.9 km/s
（2）（2分）火星的公转周期约为地球公转周期的多少倍（ ）
A．倍B．倍C．倍D．倍
（3）（3分）已知引力恒量为G，火星质量为M，火星半径为R，则火星表面的重力加速度为 ．
五、奥运会（共20分）
奥运会是国际奥林匹克委员会主办的世界规模最大的综合性运动会，每四年一届。
11．某次奥运会静水女子500米双人皮划艇决赛中，假设在一段平直的河道中水流速度为v0，皮划艇在静水中的速度为v，河道宽为d，小刘和小张划动皮划艇过河。
（1）（2分）若水流速度增大，则皮划艇过河最短时间（ ）
A．变大B．变小C．不变D．无法确定
（2）（3分）若调整船头后能到达正对岸，此时过河位移最短，过河时间为 ．
12．（3分）图甲为2022年北京冬奥会我国运动员参加冰壶比赛的场景，比赛中投壶手在投出冰壶时会带有一定的旋转（自旋），擦冰手在冰壶运动的前方高速摩擦冰面（刷冰），减小冰壶前侧受到的摩擦力，可使冰壶做曲线运动，在图乙所示的各图中，圆表示冰壶，ω 表示冰壶自旋的方向，v表示冰壶前进的方向，在刷冰的过程中，冰壶运动的轨迹（虚线表示）可能正确的是（ ）
A．①③B．①④C．②③D．②④
13．（12分）如图所示，跳台滑雪赛道可以简化为助滑道、起跳区、着陆坡等几段，起跳区是一小段半径的圆弧，助滑道和着陆坡两斜面与水平面的夹角均为37°，运动员与助滑道段间的动摩擦因数。质量的运动员（含装备）从A点无初速度下滑，从起跳区的C点起跳时速度沿水平方向，然后降落在着陆坡上的D点。不考虑空气阻力，运动员从起跳区的C点起跳后在空中时间为，在运动员运动的过程中可以把运动员看成质点。（重力加速度g取10 m/s2，，）
（1）运动员在起跳区C点对滑道的压力是多少？1800 N
（2）若不考虑起跳区对运动员速度大小的影响，助滑道的长度至少是多少？40 m
13．（本题满分12分）
【答案】（1）1800 N；（2）40 m．
【详解】
（1）运动员从C点起跳做平抛运动，水平方向有
竖直方向有
根据数学三角函数知识有
代入数据解得
运动员在C点，设滑道对运动员的支持力为，根据牛顿第二定律有
解得
根据牛顿第三定律可知，运动员在起跳区C点对滑道的压力为。
（2）设助滑道的长度为，根据动能定理有
代入数据解得
六、游戏玩具枪（共22分）
游戏玩具枪的原理是利用用缩气体或者弹簧的力最将弹丸（或小球）射出，拟真实枪械的射击效果。
14．如图所示，在竖直平面内，截面为三角形的小积木悬挂在离地足够高处，一玩具枪的枪口与小积木上P点等高且相距为L。当玩具子弹以水平速度v从枪口向P点射出时，小积木恰好由静止释放，子弹从射出至击中积木所用时间为t。不计空气阻力。
（1）（2分）关于子弹击中积木的位置，以下说法正确的是（ ）
A．将恰好击中P点B．将击中P点上方C．将击中P点下方
（2）（2分）子弹击中积木的时间t（ ）
A．B．C．
（3）（6分）为研究平抛运动的规律，我们可采用如图所示频闪照相的方法，拍摄小球做平抛运动的照片。背景标尺每小格边长均为L＝5 cm，则拍摄时每 0.1 s曝光一次，平抛运动的初速度为 1 m/s．
（取重力加速度g＝10 m/s2）
15．某弹射游戏装置简化模型如图所示，水平光滑枪管中弹簧被弹射杆P用线拉着，处于压缩状态，质量为m＝0.1 kg的小钢球紧靠弹簧，枪口上边缘与半圆形光滑竖直轨道最高点A的内侧对齐。水平轨道BC在B、C两点分别与半圆轨道内侧和倾角＝45°的倾斜轨道平滑连接。扣动扳机，弹簧立即松开，小球射出经轨道到达斜面上最高点D后又恰好回到A点进入枪内，挤压弹簧后再次被弹出。已知半圆轨道半径为R＝0.2 m，BC长为s＝0.4 m，小球与斜面CD、水平轨道BC的动摩擦因数均为，取重力加速度g＝10 m/s2，小球受到的摩擦力视为滑动摩擦力。求：
（1）小球第二次经过B点时的速度大小；
（2）小球第一次到达斜面上最高点D点的离地高度；
（3）小球第一次经过A点的速度大小；
（4）弹簧储存的最大弹性势能Ep。名称
链轮
飞轮
齿数
48
38
28
15
16
18
21
24
28