安徽省马鞍山市重点中学2022-2023学年高一下学期期中考试物理试题（含答案）

马鞍山市重点中学2022-2023学年高一下学期期中考试
物 理
（时间：75分钟 满分：100分）
一、单选题(每题4分，共28分)
1．对于万有引力定律的表达式，下列说法正确的是（　　）
A．该表达式仅对质量较大的天体适用
B．当r趋于零时，万有引力趋于无穷大
C．质量为、的物体之间的引力是一对平衡力
D．质量为、的物体之间的引力总是大小相等的
2．在真空环境内探测微粒在重力作用下运动的简化装置如图所示．P是一个微粒源，能持续水平向右发射质量相同、初速度不同的微粒．高度为h=0.8m的探测屏AB竖直放置，离P点的水平距离为L=4.0m，上端A与P点的高度差也为h，（g取10m/s2）．则能被屏探测到的微粒的最大初速度是（ ）
A．6m/s B．8m/s C．10m/s D．12m/s
3．如图所示，质量为m的物体从半径为R的半球形碗边向碗底滑动，滑到最低点时的速度为v，若物体与碗的动摩擦因数为μ，则物体滑到最低点时受到的摩擦力的大小是（　　）
A．μmg B． C． D．
4．完全相同的甲、乙两球，甲做平抛运动，乙做自由落体运动，沿如图所示路径下落相同高度，此过程中（　　）
A．重力对甲球做功的平均功率大
B．重力对两球做功的平均功率相等
C．重力对甲球做功的多
D．重力对乙球做的功多
5．如题图所示是一汽车在平直路面上启动的速度-时间图像，其中0 到时刻图像为直线，从 时刻起汽车的功率保持不变，设汽车受到的阻力恒定不变，由图像可知（ ）
A． 时间内，汽车的牵引力不变，加速度不变，功率增大
B． 时间内，汽车的牵引力增大，加速度增大，功率不变
C． 时间内，汽车的牵引力减小，加速度不变
D． 时间内，汽车的牵引力不变，加速度不变
6．铁路在弯道处内外轨的高度是不同的，已知某弯道处内外轨倾角为，转弯半径为R，火车的质量为m，重力加速度为g，火车转弯时的速度大小为，则（　　）
A．车轮对内轨有挤压力 B．车轮对外轨有挤压力
C．铁轨对火车的支持力为 D．铁轨对火车的支持力为
7．双星系统由两颗相距较近的恒星组成，每个恒星的线度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。如图所示，两颗星球组成的双星，在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的O点做周期相同的匀速圆周运动。现测得两颗星之间的距离为L，设质量分别用m1、m2表示，且m1：m2=5：3。则可知（　　）
A．m1、m2做圆周运动的线速度之比为5：3
B．m1、m2做圆周运动的角速度之比为5：3
C．双星间距离一定，双星的总质量越大，其转动周期越大
D．双星的质量一定，双星之间的距离越大，其转动周期越大
二、多选题(每小题4分，共12分)
8．我国航天员在“天宫课堂”中演示了一个有趣的实验：长l的细绳一端固定，另一端系一质量为m的小球（视为质点），给小球一初速度使其在“竖直平面”内做圆周运动，则（　　）
A．小球运动的角速度为 B．小球运动的周期为
C．细绳对小球的拉力始终不变 D．细绳的拉力对小球不做功
9．如图所示，A为静止于地球赤道上的物体，B为绕地球沿椭圆轨道运行的卫星，C为地球同步卫星，P为B、C两卫星轨道的交点。已知A、B、C绕地心运动的周期相同，下列说法中正确的是（　　）
A．物体A和卫星C具有相同大小的向心加速度
B．卫星C的运行速度大于物体A的速度
C．物体A的运行速度一定小于第一宇宙速度
D．卫星B在P点的加速度与卫星C在该点加速度大小相等
10．如图所示,两个质量均为的小球套在半径为的圆环上,圆环可绕竖直方向的直径旋转,两小球随圆环一起转动且相对圆环静止．已知与竖直方向的夹角, 与垂直,小球与圆环间恰好没有摩擦力,重力加速度为,．下列说法正确的是（ ）
A．圆环旋转角速度的大小为
B．圆环旋转角速度的大小为
C．小球与圆环间摩擦力的大小为
D．小球受到的重力和弹力合力水平向左
三、实验题(共16分)
11．（1）平抛物体的运动规律可以概括为两点：①水平方向做匀速运动，②竖直方向做自由落体运动。为了研究平抛物体的运动，可做下面的实验：如图甲所示，用小锤打击弹性金属片，A球水平飞出，同时B球被松开，做自由落体运动，两球同时落到地面，这个实验___________。
A．只能说明上述规律中的第①条
B．只能说明上述规律中的第②条
C．不能说明上述规律中的任何一条
D．能同时说明上述两条规律
（2）某同学通过实验对平抛运动进行研究，他在竖直墙上记录了抛物线轨迹的一部分，如图乙所示。x轴沿水平方向，y轴是竖直方向，由图中所给的数据可求出：图中坐标原点O___________（选填“是”或“不是”）抛出点；平抛物体的初速度是___________ m/s，物体运动到B点的实际速度是___________ m/s。（g取10 m/s2）
12．用如图所示的装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系。两个变速轮塔通过皮带连接，转动手柄使槽内的钢球做匀速圆周运动。横臂的挡板对球的压力提供向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间等分格的数量之比等于两个球所受向心力的比值。装置中有大小相同的3个金属球可供选择使用，其中有2个钢球和1个铝球，如图是某次实验时装置的状态，图中两个球到标尺距离相等。
(1)物理学中此种实验的原理方法叫___________。
A．理想实验法B．等效替代法C．控制变量法
(2)在研究向心力的大小F与质量m关系时，要保持________相同。
A．和r　B．和m　C．m和r　D．m和F
(3)图中所示是在研究向心力的大小F与________的关系。
A．质量m　B．半径r　C．角速度
(4)若图中标尺上红白相间的格显示出两个小球所受向心力比值为1：9，那么与皮带连接的两个变速轮塔的半径之比为________。
A．　B．　C．　D．
四、解答题(共44分)
13．（10分）如图所示，在粗糙水平地面上，有一质量为20kg的木箱，在一个大小为100N与水平方向成37°角斜向上的拉力F作用下，向右前进了30m，木箱与地面间的动摩擦因数为0.2（g取10m/s2）
（1）求作用在物体上的拉力所做的功；
（2）求摩擦力做的功．（sin37°=0.6，cos37°=0.8）。
14．（10分）已知我国“天问一号”火星探测器绕火星做匀速圆周运动的周期为T，距火星表面的高度为h，火星的半径为R，引力常量为G。求∶
（1）“天问一号”火星探测器的运行速度大小；
（2）火星的质量M；
（3）火星表面的重力加速度g的大小。
15．（12分）如图所示，竖直平面内的圆弧形光滑轨道半径为R，A端与圆心O等高，AD为与水平方向成角的斜面，B端在O的正上方一个质量为m的小球在A点正上方某处由静止开始释放，自由下落至A点后进入圆形轨道并能沿圆形轨道到达B点，最后落到斜面上C点，且到达B处时小球对圆形轨道顶端的压力大小为5mg（忽略空气阻力）求：
（1）小球到达B点时的速度的大小；
（2）小球从B点运动到C点所用的时间t；
（3）小球离开B后，经多长时间距离斜面最远，离斜面最远的距离是多大。
16．（12分）小华站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为m的小球，甩动手腕，使球在竖直平面内做圆周运动。当球某次运动到最低点时，绳突然断掉，球飞行水平距离d后落地，如图所示。已知握绳的手离地面高度为d，手与球之间的绳长为d，重力加速度为g。忽略手的运动半径和空气阻力。
（1）从绳断到球落地的时间多长；绳断时球的速度多大；
（2）问绳能承受的最大拉力多大；
（3）改变绳长，绳能承受的最大拉力不变。使球重复上述运动，
若绳仍在球运动到最低点时断掉，要使球抛出的水平距离最大，
绳长应为多少；最大水平距离为多少。

参考答案：
1-5 DCBBA
6-7 CD
8 AD
9 BCD
10 AC
11 B 不是 4m/s 4m/s
12 CACB
13 1800J -840J
14
15
R
16 (1)
mg
d