昆明市两校2021-2022学年高一下学期期中联考
物理学科能力测试
注意事项：
1．答题前，考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将答题卡交回。
一、单项选择题：本大题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1． 下列说法正确的是
A．开普勒经过多年的天文观测和记录获得大量天文数据，并通过天文数据总结出行星运动规律
B．伽利略巧妙“冲淡”重力，合理外推得出自由落体运动是匀变速直线运动
C．卡文迪许扭秤实验用到的物理科学方法是等效替代
D．英国物理学家牛顿在巨著《自然哲学的数学原理》里提出了牛顿运动定律，其中牛顿第一定律、牛顿第二定律都可以用实验直接验证
2． 北京时间2022年4月16日9时56分，神州十三号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆，宇航员在中国空间站生活长达半年之久。中国空间站绕地球运行的轨道可视为圆轨道，周期约为93 min。下列说法正确的是
A．空间站在轨道上运行的速度介于地球的第一宇宙速度和第二宇宙速度之间
B．空间站在轨道上运行的速率小于地球同步卫星的速率
C．空间站在轨道上运行的角速度小于地球同步卫星的角速度
D．空间站在轨道上运行的加速度大于地球同步卫星的加速度
3．一根细线系着一个小球，细线上端固定在横梁上。给小球施加力F，小球平衡后细线跟竖直方向的夹角为θ=30°，如图所示。现改变F的方向，但仍然要使小球在图中位置保持平衡，即保持θ不变，则力F与细绳的夹角β的取值范围为
A．0°≤ β ≤ 150° B．30°≤ β ≤ 180°
C．30°≤ β ＜ 180° D．30°＜ β ＜ 180°
4． 昆明三中教育集团第65届田径运动会200米决赛中，为了研究运动员起跑阶段的运动情况，用频率为2 Hz频闪照相机记录运动员起跑阶段不同时刻的位置，如图所示，用厘米刻度尺测量照片上运动员不同位置间的距离，已知照片与实物的尺寸比例为1:50，运动员起跑阶段的运动可视为匀加速直线运动。下列说法正确的是
A．运动员起跑阶段的加速度为2 m/s2
B．运动员通过照片中3 cm位置时速度为1m/s
C．照片中0 cm位置为运动员的起跑位置
D．运动员在照片前6 cm内的平均速度为4 m/s
5． 某摩旅爱好者，某次骑行过程中在水平路面上遇到一个壕沟，其尺寸如图所示。摩托车后轮离开地面后失去动力，可以视为平抛运动，摩托车后轮落到壕沟对面才算安全，摩旅爱好者目测了一下壕沟的情况，立即将摩托车回骑至距离壕沟一定距离的地方全力加速沿直线冲向壕沟，恰好安全越过壕沟，已知摩托车全力加速加速度可达8 m/s2，摩旅爱好者和摩托车的总质量M=300 kg，不计空气阻力，重力加速度g=10 m/s2。下列说法中正确的是
A．摩托车全力加速过程中地面对摩托车的作用力大小为2400 N
B．摩托车开始加速的地方到壕沟左侧边缘的距离25 m
C．摩旅爱好者和摩托车在空中运动过程中相同时间速率变化量相等
D．摩旅爱好者和摩托车越过壕沟落在右侧地面瞬间的动能为6.0×104 J
6． 2022年第24届冬奥会在北京举行，如图甲所示为2月12日冰壶比赛中国队对战意大利队时马秀玥投掷黄壶的情景，中国队需要尽可能的将黄壶投掷到大本营区域内，若将黄壶离手瞬间记为t=0时刻，t=6 s黄壶进入运动员用毛刷摩擦冰面的区域，同时运动员开始用毛刷不间断的摩擦冰面，图乙是黄壶运动的v-t图像，黄壶可视为质点，下列说法中正确的是
A．运动员用毛刷摩擦冰面使得冰壶多滑行了18 m
B．运动员用毛刷摩擦冰面前后摩擦力之比为1:3
C．运动员用毛刷摩擦冰面前后摩擦力对冰壶的做功之比为3:1
D．运动员用毛刷摩擦冰面前后摩擦力对冰壶的做功的平均功率之比1:3
二、多项选择题：本大题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错或不选的得0分。
7． 下列说法正确的是
A．恒力作用下的曲线运动最小速度不可能为零
B．匀速圆周运动一定是匀变速曲线运动
C．做曲线运动的物体，其速度可能均匀变化
D．做曲线运动的物体，其所受合力可能为零
8． 水平桌面上，一质量为m=1 kg的物体在水平恒力F=10 N拉动下从静止开始运动，物体运动时间等于 1 s时，速度的大小为v0，此时撤去F，物体继续滑行3 s后停止运动，重力加速度g=10 m/s2。则下列说法正确的是
A．物体运动过程中拉力F与摩擦力大小之比为3:1
B．v0=7.5 m/s
C．物体运动过程中摩擦力所做的功为-37.5 J
D．物块与水平桌面之间的动摩擦因素为
9． 如图甲，A、B两个物体相互接触，但并不黏合，放置在水平面上，水平面与物体间的摩擦力不可忽略，一轻质弹簧放在物体A与竖直墙面之间，处于压缩状态，弹力为F0。从t＝0开始，水平拉力F作用在物体B上，F随时间的变化规律如图乙所示，在0~t0内A、B均处于静止状态，记弹簧弹力为f，A、B之间的弹力为N，下列图像中可能正确的是
10．在快递分拣过程中常常用传送带运送货物，如图所示，某快递分拣员将质量为10 kg的货物轻放至以恒定速度v=10 m/s逆时针转动的倾斜传送带上端A点，传送带上端A点到传送带下端B点的距离为29 m，货物与传送带之间的动摩擦因素为0.5，传送带倾角为37°，重力角速度g取10 m/s2，已知，。则在货物从上端A点运送到下端B点过程中
A．货物机械能变大
B．货物运送所用时间为3 s
C．货物与传送带之间因摩擦产生的热量是40 J
D．货物与传送带之间因摩擦产生的热量是360 J
三、实验题：本题共2小题，共14分。
11．（6分）一细绳跨过悬挂的定滑轮，两端分别系有小球A和B，如图所示。一实验小组用此装置验证机械能守恒定律，令两小球静止，细绳拉紧，然后释放小球，在小球B正下方h处固定一个光电门（图中未画出）。
从实验室提供的数据得知，小球B通过光电门遮光时间为 t，小球A、B的质量分别为m和M（M＞m），当地重力加速度大小为g。要验证机械能守恒定律还需测量的物理量是 ，验证机械能守恒的表达式为 （用题中所给及所测物理量的字母表示），实验中除偶然误差外，还存在系统误差，写出一条可能存在的系统误差：
12．（8分）某同学得用图甲所示装置做“研究平抛运动”的实验，根据实验结果在坐标纸上描出了小球水平抛出后的运动轨迹，但不慎将画有轨迹图线的坐标约丢失了一部分，剩余部分如图乙所示，图乙中水平方向与竖直方向每小格的长度均代表5 cm，A、B、C、D是轨迹图线上的4个点。（重力加速度取10 m/s2）
（1）根据图中信息，小球运动到B点时的竖直分速度为 m/s，小球抛出后的水平速度为 m/s（保留3位有效数字）。
（2）A点相对抛出点的高度差 （保留3位有效数字）。
（3）已测得小球释放前下滑的高度为0.20 m,设E1和E2分别为开始下滑时和抛出时的机械能，则小球从开始下滑到抛出的过程中机械能的相对损失，×100%= %（保留两位有效数字）
四、计算题：本题共4小题，共42分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13．（8分）人类第一次登上月球时，宇航员在月球表面做了一个实验：将一片羽毛和一个铁锤从同一高度由静止同时释放，二者几乎同时落地。若羽毛和铁锤是从高度为h处下落，经时间t落到月球表面。已知引力常量为G，月球的半径为R。
（1）求月球表面的自由落体加速度大小g；
（2）若不考虑月球自转的影响，求月球的质量M；
（3）求月球的“第一宇宙速度”大小v。
14．（10分）如图甲所示，A、B两个物块相互接触但并不黏合，放置在水平面上，水平面与物体间的摩擦力可忽略，两物块的质量mA为4 kg，mB为6 kg。从t＝0开始，推力FA和拉力FB分别作用于A、B上，FA、FB随位移的变化规律如图乙所示，求：
（1）A、B两物块分离的时间及速度；
（2）当 FA=0 时，A的动能。
15．（10分）自由式滑雪大跳台是“冬奥大家族”最年轻的项目，2022年北京冬奥会是自由式滑雪大跳台这个项目的“冬奥首秀”，18岁的中国选手谷爱凌在决赛最后一跳中做出了“1620”的高难度动作。如图乙所示为这个项目的轨道简化模型，助滑轨道AB可视为直轨道，连接起跳台的轨道半径为25 m的近圆弧轨道，起跳台起跳角度为25°，经过技术人员进行严格的数据分析，某运动员从起跳台C点跳出时的初速度约为25 m/s，落点坡角(该点切线与水平方向的夹角)为45°，该运动员完成系列动作后能稳定落到坡上下滑的原因是运动员落到坡上的速度方向与坡面相切。已知运动员与滑雪板总质量为60 kg，助滑轨道起滑点到C点的高差约为50 m，忽略空气阻力，重力加速度g=10 m/s2，cos25°= 0.91，sin25°= 0.42，研究运动员运动轨迹时运动员可以看成质点，可近似认为运动员的轨迹与该项目的简化模型在同一平面内。求
运动员从起滑点运动至起跳点C过程中克服阻力所做的功；
运动员起跳后落到坡面上的位置与C点的高度差。
16．（14分）为测试某玩具赛车（可视为质点）的性能，某同学设计了如图所示的轨道模型，该轨道由粗糙水平轨道OA、AC和光滑圆弧轨道组成，BC间有一固定在C点的弹簧，弹簧的劲度系数为k=8 N/m。让小车从A点以额定功率P=5 W从静止启动，经过t=3 s到达A点，然后关闭发动机，小车由于惯性继续运动，恰好能通过圆弧最高点。已知圆弧轨道的半径为R=0.4 m，AB间的距离x=4 m，小车的质量m=1 kg,小车与水平轨道间的动摩擦因素为，g取10 m/s2，试求：
小车第一次经过最低点A时对轨道的压力；
OA之间的距离；
小车最终停在AB段，求小车最终与A之间的距离d（弹簧的弹性势能EP与弹簧形变量Δx之间的关系为）。昆明市两校2021-2022学年高一下学期期中联考
物理学科能力测试参考答案
一、单项选择题：本大题共6小题，每小题4分，共24分。
题号 1 2 3 4 5 6
答案 B D C A B C
二、多项选择题：本大题共4小题，每小题5分，共20分。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错或不选的得0分。
题号 7 8 9 10
答案 AC BC AD BD
三、实验题：本题共2小题，共14分。
11．(6分) (1) 小球B的直径（1分） (2)（3分）
(3) 空气阻力影响；绳子以及滑轮质量影响；绳子与滑轮之间相对滑动影响（写出一条即得分）
12．(8分) (1)1.47 (2)1.00 (3)4.70 (4)75（每空2分）
四、计算题：共42分。
13．(8分)
解：(1)由铁锤在月球上自由落体运动得
①
解的： ②
(2)不考虑月球自转影响，月球对物体万有引力近似等于重力
③
联立②③解得： ④
由：
⑤
联立②③⑤解的： ⑥
评分标准：③、⑤两式各两分，其余每式1分
14．(10分)
解：（1） 由图，FA＝（8－2x），FB＝（2＋2x），
A、B分离前，A、B看出整体得：
FA+FB=（mA+mB）a ①
解得： ②
分离前A、B一起做匀加速直线运动
B分离时，A、B之间弹力为零则：
FA=mAa FB=mBa ③
联立②③解的分离时：x=2 m
由 ⑤
联立⑤⑥解的：t=2s ⑥
分离时：vA =v=2 m/s ⑦
分离后对A动能定理：
⑧
联立：③⑦⑧解的： ⑨
评分标准：⑧式2分，其余每式1分
15．(10分)
（1）由动能定理：
①
带入数据解得： ②
运动员飞出后：， ③
H= ④
落到坡面时：tan450= ⑤
⑥
H1= ⑦
⑧
评分标准：①②式2分，其余式子1分
解法二：动能定理：
解的：h=20.3m
16．(14分)
（1）A至最高点动能定理得：
①
小车恰好过最高点则：
②
小车过A点牛顿第二定律得：
③
牛顿第三定律得： ④
联立①②③④解的： ⑤
（2）从O到A动能定理：
⑥
⑦
（3）设小车第一次压缩弹簧最大压缩量为
动能定理：
⑧
小车从压缩弹簧最短到停止运动动能定理得
⑨
⑩
联立①⑧⑨⑩解得：4m
评分标准：①⑥⑧2分，其余每式1分
