黑龙江省牡丹江市第一高级中学2023-2024学年高一下学期5月期中物理试题

这是一份黑龙江省牡丹江市第一高级中学2023-2024学年高一下学期5月期中物理试题，共9页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

考试时间: 75分钟 分值: 100分
命题人：王 琦 审题人： 陈 霞
一、单选题(每题4分，共28分)
1.下列关于各种曲线运动的说法正确的是( )
A.匀速圆周运动是匀变速曲线运动 B.·平抛运动是匀变速曲线运动
C.曲线运动一定是变加速运动 D.曲线运动可能是匀速运动
2.下列关于几种圆周运动实例的说法中，错误的是( )
A.图甲中小球在竖直圆形轨道内运动，经过轨道上与圆心等高的A点时，轨道对小球的支持力提供小球所需的向心力
B.图乙中放在水平转台上的物体随转台一起匀速转动，物体受到的静摩擦力方向始终指向圆心
C.图丙中小球做圆锥摆运动，小球运动的角速度为 ω=gLcsα
D.图丁的圆筒匀速转动的角速度越大，紧贴圆筒壁一起运动的物体a所受摩擦力也越大
3.关于开普勒行星运动定律和万有引力定律，下列说法正确的是( )
A.对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等，行星运动过程中速度大小不变
B.不能看成质点的两物体间不存在相互作用的引力
C.开普勒第三定律 r3T2=k, 月亮围绕地球运动的k值与人造卫星围绕地球运动的k值相同
D.引力常量G的数值是推导出来的4.如图所示为表演杂技“飞车走壁”的示意图，一杂技演员驾驶摩托车在一个圆筒形结构的内壁上飞驰，在距地面高度为h的水平面内做匀速圆周运动，若不考虑车轮受到的摩擦力，当增大高度h时，下列关于摩托车的说法正确的是( )
A.对侧壁的压力 FN增大 B.做圆周运动的周期T不变
C.做圆周运动的线速度v增大 D.做圆周运动的向心力 Fₙ增大
5.某类地天体可视为质量分布均匀的球体，由于自转的原因，其表面“赤道”处的重力加速度为 g₁,“极点”处的重力加速度为g₂，若已知自转周期为T，则该天体的半径为( )
A.4π2g1T2 B.4π2g2T2 C.g2-g1T24π2 D.g1+g2T24π2
6.我国计划在2030年前实现载人登陆月球并开展科学探索，其后将探索建造月球科研试验站。如果我国宇航员登月后，称得宇航员在月球表面的重力大小为( G₁。已知该宇航员在地球表面的重力大小为G₂，月球的半径为R，地球表面的重力加速度大小为g，万有引力常量为G，忽略月球的自转,则( )
A.月球表面的重力加速度大小为 G2G1g
B.月球的质量为 R2G1gGG2
C.月球的平均密度为 3G2g4πRG1
D.月球的第一宇宙速度大小为 G2gRG1
7.2023年12月26日11时26分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭与远征一号成功发射第五十七颗、五十八颗北斗导航卫星，该组卫星属中圆地球轨道卫星。卫星发射可简化为如图所示过程，卫星首先进入圆形停泊轨道Ⅰ进行数据确认，后择机在点P点火进入经转移轨道Ⅱ，再在轨道Ⅱ的点Q点火进入运行轨道Ⅲ。已知停泊轨道Ⅰ和运行轨道Ⅲ都是圆形轨道，停泊轨道Ⅰ的半径近似为地球半径R，轨道Ⅲ距地面的高度为3R，P、Q分别为轨道Ⅱ的近地点和远地点，则下列说法正确的是( )
A. 卫星在轨道Ⅰ与轨道Ⅲ上的线速度大小之比为1：2
B.卫星在轨道Ⅱ与轨道Ⅲ上的Q点的加速度大小之比为1：2
C.卫星在轨道Ⅰ与轨道Ⅲ上的角速度大小之比为4：1
D. 卫星在轨道Ⅰ与轨道Ⅱ上的周期之比为 8:125
二、多选题(每题6分,共 18分)
8.一质量为1kg的物体置于升降机的水平地板上，t=0时刻升降机由静止沿竖直方向运动。取竖直向下的方向为正，其加速度a随时间t变化的图像如图， g=10m/s²,则( )
A. 在0~2s内, 升降机对物体做功48J
B. 在2~6s内, 升降机对物体做功-160J
C.第7s末，重力对物体做功的瞬时功率为20W
D. 在0~8s内，重力对物体做功平均功率为20W
9.如图所示，长为L的轻杆的B端用铰链固定在竖直墙上，C端与轻滑轮连接，绕过滑轮的轻绳上端固定于墙上A处，下端悬挂一重力为G 的重物，当轻杆与竖直方向的夹角为60°时，系统处于静止状态。若将绳的上端从A 处沿墙缓慢下移，直到轻杆与竖直方向成45°，不计一切摩擦，则此过程中( )
A. BC杆受的压力不变
B. BC杆受的压力增大
C.重物的重力势能增加
D.重物的重力势能减少10.滑板运动是一项惊险刺激的运动，深受青少年的喜受。如图是滑板运动的轨道，AB和CD 是两段光滑圆弧形轨道，BC是一段长l=7m的水平轨道。一运动员从AB 轨道上的P点以 vₚ-6m/s的速度下滑，经 BC轨道后冲上CD 轨道，到Q点时速度减为零，随后继续从Q开始无初速度自然滑下，如此往复在轨道中滑行，运动员不再通过蹬地等动作加速或者减速。已知P、Q距水平轨道的高度分别为 h=1.4m,H=1.8m,运动员的质量 m=50kg,，不计圆弧轨道上的摩擦，取 g=10m/s²
A.运动员第一次经过 B 点时的速率是 vB=8m/s
B.运动员第一次经过C 点时的速率是 vC=8m/s
C. 运动员与 BC轨道的动摩擦因数为μ=0.2
D.运动员最终停在 BC轨道，且最终停在距B点2m的位置
三、实验题
11.(6分) 用图甲所示装置探究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系。转动手柄，可使变速塔轮、长槽和短槽随之转动，塔轮自上而下有三层，每层左右半径之比由上至下分别是1：1、1：2和1：3(如图乙所示)。左右塔轮通过不打滑的传动皮带连接，并可通过改变传动皮带所处的层来改变左右塔轮的角速度之比。实验时，将两个小球分别放在短槽的C处和长槽的A(或B)处，C、A到左右塔轮中心的距离相等，B到右塔轮中心的距离是A到右塔轮中心的距离的2倍，两个小球随塔轮做匀速圆周运动，向心力的大小之比可由两塔轮中心标尺露出的等分格数计算出。
(1)该实验利用 探究向心力与质量、角速度和半径之间的关系。
A.理想实验法 B.等效替代法
C.控制变量法 D.微元法(2)若要探究向心力与半径的关系，应将传动皮带调至第一层塔轮，然后将质量相等的两小球分别放置挡板 (选填“A”或“B”) 和挡板C处。
(3)若质量相等的两小球分别放在挡板C和挡板 B处，传动皮带位于第三层，则当塔轮匀速转动时，左右两标尺露出的格数之比为 。
12.(8分)学习完平抛运动之后，某物理小组通过以下实验过程来分析小球做平抛运动的初速度。
(1)图甲是“探究平抛运动的特点”的实验装置图，经过规范的实验操作可以知道：做平抛运动的物体在竖直方向做自由落体运动，在水平方向做 运动。
(2)图乙是实验得到的图像，其中O为抛出点，则此小球做平抛运动的初速度为 m/s。(g取 9.8m/s²)
(3)在另一次实验中，将白纸换成方格纸，每个格的边长 L=5cm,通过实验，记录了小球在运动过程中的三个位置，如图丙所示，则该小球做平抛运动的初速度为 m/s。小球通过B点的速度为 m/s。 (g取 10m/s²)
四、计算题
13.我国新能源汽车发展迅猛，已成为全球最大的新能源汽车产销国。质量为 m=1500kg的某新能源汽车在水平路面上以恒定加速度 a=2m/s²启动，其v-t图像如图所示，其中OA段和BC段为直线。已知汽车动力系统的额定功率为 P=60kw,汽车所受阻力大小恒为 f=2000N,求
(1) 汽车能够达到的最大速度 v₂是多大? V₂
(2)汽车速度为20m/s时的加速度大小为多少?
14.“双星系统”是由两颗相距较近的恒星组成，每个恒星的线度(个头大小)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。质量分别为m₁、m₂的两颗星球组成的双星，相距L， mI、m₂在相互之间的万有引力作用下绕连线上的O点做匀速圆周运动。
(1)m₁的轨道半径是多少?
(2)m₁的周期是多少?m₂的角速度是多大?
15.如图所示,半径 R=14m的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内，轨道的一个端点 B 和圆心O 的连线与水平方向间的夹角θ=37°，另一端点C为轨道的最低点，其切线水平。一质量板长L=0.65m的滑板静止在光滑水平地面上，左端紧靠C点，其上表面所在平面与圆弧轨道C点和右侧固定平台D等高。质量为m=1kg的物块(可视为质点)从空中A 点以 v₀=0.6m/s的速度水平抛出，恰好从轨道的B 端沿切线方向进入圆弧轨道，然后沿圆弧轨道滑下经C 点滑上滑板。滑板运动到平台D时被牢固粘连。已知物块与滑板间的动摩擦因数 μ=0.5,滑板右端到平台D左侧的距离s在 (0.1m(1)物块到达B 点时的速度大小v₀；
(2)物块经过 C点时对圆弧轨道的压力大小；
(3)试讨论物块刚滑上平台D时的动能 E1D与s的大小关系。
物理答案
一、选择题(单选每题4分，共计28分，8-10为多选每题6分，选不全给3分)
二、实验题(共计14分)
11 (6分) (1)C (2) B (3)9: 2
12(8分) 匀速直线 1.6 1.5 454
三、计算题(共计40分)
13(10分)
(1)当牵引力与阻力平衡时，汽车达到最大行驶速度，即
v2=Pf
v₂=30m/s
2v1=pf+ma
v₁=12m/s
汽车速度为20m/s时，已经达到额定功率
F=pν
根据牛顿第二定律有
F'-f=ma'
解得
a=23m/s2
14(12分)(1)双星靠相互间的万有引力提供向心力，它们的角速度相等，向心力相等，即 m₁ω²r₁=m₂ω²r₂
且 r₁+r₂=L
联立解得 r1=m2m1+m2L
(2)根据万有引力提供向心力有
Gm1m2L2=m1v12r1
解得 v1=Gm2r1L2=m2Gm1+m2L
它们的角速度相等，均为
ω=v1r1=Gm1+m2L31
2
3
4
5
6
7
8
9
10
B
D
C
C
C
B
D
BC
BD
ACD
周期均为 T=2πω=2πL3Gm1+m2
15(18分)(1) 1m/s; (2) 46N; (3) 当( 0.2m≤s<0.5m时, E₁₀=0.25], 当 0.1m(1)从A到B，物块做平抛运动，物块恰好从轨道的B端沿切线方向进入圆弧轨道，由几何关系得
sin37∘=V0vR
解得 vB=lm/s
(2)从B到C，物块机械能守恒
12mvc2=mgR+Rsin37∘+12mvR2
解得 vc=3m/s
在 C点有 FN-mg=mvc2R
联立解得 FN=46N
根据牛顿第三定律
|FN|=|FN|
物块在 C 点对轨道的压力大小为46N。
(3)物块从C点滑上滑板后开始作匀减速运动，此时滑板开始做匀加速直线运动，当物块与滑板达共同速度时，二者开始作匀速直线运动。设它们的共同速度为v，物块的加速度 a₁,有
μmg=ma₁
滑板的加速度a₂，有
μmg=Ma₂
到共速阶段有
v=vc-a1I=a2t
解得
y=1m/s
对物块，用动能定理列方程
-μmgs1=12mv2-12mvc2
解得
S₁=0.8m
对滑板，用动能定理列方程
μmgs2=12Mv2解
s₂=0.2m
由此可知物块在滑板上相对滑过
Δs=s₁-s₂=0.6m
时，小于0.65m，并没有滑下去，二者就具有共同速度了，同速时物块离滑板右侧还有距离为L-△s=0.05m
①当0.2m≤s<0.5m时, 物块的运动是匀减速运动 s₁=0.8m,匀速运动 s-S₂,匀减速运动L-△s=0.05m
滑上平台D，根据动能定理
-μmgs1+L-Λs=EkD-12mvc2
解得
EkD=0.25]
②当0.1m解得
E₁₀=1.25-5sJ