武汉市名校2022-2023学年高一下学期4月期中考试
物理试题
一、选择题：本题共11小题，每小题4分，共44分，在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~11题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
1.春暖花开的时节，坐落在东湖的摩天轮迎来了无数游客。假设乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动。下列说法正确的是（）
A.在最高点时，乘客所受重力等于座椅对他的支持力，处于平衡状态
B.在摩天轮转动的过程中，乘客的机械能始终保持不变
C.在摩天轮转动的过程中，重力对乘客的功率保持不变
D.在摩天轮转动一周的过程中，合力对乘客做功为零
2.天宫课堂已多次开讲，在距地面约圆轨道上的中国载人空间站“天宫”上进行的太空授课活动授课期间，航天员与地面课堂的师生进行了实时互动，则（）
A.在“天宫”中宇航员由于没有受到地球引力而处于漂浮状态
B.即使在“天宫”中处于完全失重状态，宇航员仍可用弹簧拉力器锻炼身体
C.“天宫”的运行速度介于第一宇宙速度与第二宇宙速度之间
D.“天宫”能和地面课堂实时交流，是因其绕地球运行角速度和地球自转角速度相同
3.将一质量为m的物体分别放在地球的南、北两极点时，该物体的重力均为；将该物体放在地球赤道上时，该物体的重力为mg.假设地球可视为质量均匀分布的球体，半径为R，已知引力常量为G，则由以上信息可得出（）
A.小于g B.地球的质量为
C.地球自转的角速度为 D.地球的平均密度
4.如图所示，a是“天宫一号”飞行器、b、c是地球同步卫星，此时，a、b恰好相距最近。已知地球质量为M，半径为R，地球自转的角速度为，若“天宫一号”飞行器a和卫星b、c均沿逆时针方向转动，“天宫一号”飞行器a的轨道半径为r，引力常量为G，则（）
A.“天宫一号”飞行器a的线速度大于卫星b的线速度
B.“天宫一号”飞行器a在轨运行的周期大于24小时
C.卫星c加速就一定能追上卫星b
D.从此时起再经时间a、b相距最远
5.如图所示，木块B上表面水平，木块A置于B上，一起沿固定的光滑斜面由静止开始下滑，A与B始终保持相对静止，在下滑过程中下列说法错误的是（）
A.B对A的摩擦力做正功 B.B对A的作用力大于A的重力
C.A的加速度大小为 D.A对B不做功
6.2021年5月，我国在酒泉卫星发射中心用“快舟一号”运载火箭，以“一箭双星”方式，成功将“行云二号”卫星发射升空，卫星进入预定轨道，发射取得圆满成功，此次发射的“行云二号”卫星被命名为“行云 武汉号”，箭体涂刷“英雄武汉伟大中国”八个大字，画上了“致敬医护工作者群像”，致敬英雄的城市、英雄的人民和广大医护工作者，如图所示，设地球半径为R，地球表面的重力加速度为，“行云 武汉号”在半径为R的近地圆形轨道Ⅰ上运动，到达轨道的A点时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道的远地点B时，再次点火进入轨道半径为4R的圆形轨道Ⅲ绕地球做圆周运动，设“行云·武汉号”质量保持不变则（）
A.“行云 武汉号”在轨道Ⅰ、Ⅲ上运行的周期之比为
B.“行云 武汉号”在轨道Ⅲ的运行速率大于
C.飞船在轨道Ⅰ上经过A处点火前的加速度大小等于赤道上相对地球静止物体的加速度大小
D.“行云 武汉号”在轨道Ⅰ上的机械能小于在轨道Ⅲ上的机械能
7.如图所示，ABC为在竖直平面内的金属半圆环，AC为其水平直径，AB为固定的直金属棒，在金属棒上和半圆环的BC部分分别套着两个完全相同的小球M、N（视为质点），B固定在半圆环的最低点.现让半圆环绕对称轴以角速度匀速转动，两小球与半圆环恰好保持相对静止，已知半圆环的半径，金属棒和半圆环均光滑，取重力加速度大小，下列选项正确的是（）
A.M、N两小球做圆周运动的线速度大小之比
B.M、N两小球做圆周运动的线速度大小之比
C.若稍微增大半圆环的角速度，小环M稍许靠近A点，小环N将到达C点
D.若稍微增大半圆环的角速度，小环M将到达A点，小环N将稍许靠近C点
8.汽车在平直公路上以速度匀速行驶，发动机功率为P，牵引力为，时刻，司机减小了油门使汽车的功率立即减小一半，并保持该功率继续行驶，到时刻，汽车又恢复了匀速直线运动（设整个过程中汽车所受的阻力不变），在下列选项中能正确反映汽车牵引力F、汽车速度v在这个过程中随时间t的变化规律的是（）
A. B. C. D.
9.如图所示，在水平地面上有一圆弧形凹槽，AC连线与地面相平，凹槽是位于竖直平面内以O为圆心、半径为R的一段圆弧，B为圆弧最低点，而且AB段光滑，BC段粗糙.现有一质量为m的小球（可视为质点），从水平地面上P处以初速度斜向右上方飞出，与水平地面夹角为，不计空气阻力，该小球恰好能从A点沿圆弧的切线方向进入轨道，沿圆弧继续运动后从C点以速率飞出.重力加速度为g，则下列说法中正确的是（）
A.小球由P到A的过程中，离地面的最大高度为
B.小球进入A点时重力的瞬时功率为
C.小球在圆弧形轨道内由于摩擦产生的热量为
D.小球经过圆弧形轨道最低点B处受到轨道的支持力大小为
10.如图甲，一质量为m的小物块以初动能向右滑上足够长的水平传送带上，传送带以恒定速度逆时针转动，小物块在传送带上运动时，小物块的动能与小物块的位移x关系图像如图乙所示，传送带与小物块之间动摩擦因数不变，重力加速度为g，则（）
A.小物块与传送带之间的动摩擦因数为
B.从小物块开始滑动到与传送带达到共同速度所需时间为
C.整个过程中物块与传送带间产生的热量为
D.整个过程中传送带电动机多消耗的电能为
11.如图所示，竖直平面内固定两根足够长的细杆、，两杆不接触，且两杆间的距离忽略不计.两个小球a、b（视为质点）质量均为m，a球套在竖直杆上，b球套在水平杆上，a、b通过铰链用长度为l的刚性轻杆L连接，将a球从图示位置（轻杆与杆夹角为45°）由静止释放，不计一切摩擦，已知重力加速度为g.在此后的运动过程中，下列说法中正确的是（）
A.a球和b球所组成的系统机械能守恒
B.b球的速度为零时，a球的加速度大小为零
C.b球的最大速度为
D.a球的最大速度为
二、非选择题：本题共5小题。共56分.
12.某实验小组利用图1所示的装置探究加速度与力、质量的关系.
（1）下列做法正确的是______.
A.调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行
B.在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时，将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴在木块上
C.实验时，先放开木块，再接通打点计时的电源
D.通过增减木块上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度
（2）为使砝码桶及桶内砝码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力，应满足的条件是砝码桶及桶内砝码的总质量______木块和木块上砝码的总质量.
A.等于 B.近似等于 C.远大于 D.远小于
（3）电源的频率为50Hz，图2为某次实验得到的纸带，可求出小车的加速度______（保留两位有效数字）
13.甲同学利用如图所示的装置做“验证机械能守恒定律”的实验.
①在实验过程中，下列实验操作和数据处理正确的是______.
A.为了完成该实验，需要测出重锤的质量m.
B.释放重锤前，手捏住纸带上端并使纸带保持竖直
C.为测量打点计时器打下某点时重锤的速度v，需要先测量该点到起始点O的距离h，再根据公式计算，其中应取当地的重力加速度
D.用刻度尺测量某点到起始点O的距离h，利用公式计算重力势能的减少量，其中g应取当地的重力加速度
②选出一条清晰的纸带如图所示，其中O点为打点计时器打下的第一个点，A、B、C为三个计数点。用刻度尺测得，，.在计数点A和B、B和C之间还各有一个点，重锤的质量为0.2kg.打点计时器工作频率为50Hz，当地的重力加速度g为.打点计时器打下计数点B时，重锤的速度大小为_______.从打下O到打下B点过程中重锤动能增加量_____J，重力势能减少量______J.导致上述两者不相等的原因是______。（计算结果均保留三位有效数字）
③某同学在纸带上选取计数点后，测量它们到初速度为零的起始点的距离h，并计算出打相应计数点时重锤的速度v，描绘的图象，若实验中重锤所受阻力不可忽略，且阻力大小保持不变，从理论上分析，合理的图象是图中的______。
A. B. C. D.
14.我国的航空航天技术已处于世界先进水平.某时刻，质量为m的飞船恰好在空间站正下方与地心距离为的轨道上做匀速圆周运动，如图所示，已知空间站所处的轨道与地心距离为，地球半径R，地球表面的重力加速度为g.卫星与地心间距离为r时，取无穷远处为势能零点，引力势能可以表示为（M为地球质量，G为引力常量），若地球质量M未知，求：若飞船从该轨道合适的位置开始空间站跃升，直至与空间站轨道完成对接，则该过程飞船至少需要消耗多少能量？
15.如图所示，装置可绕竖直轴转动，杆KO水平，可视为质点的小环A与小球B通过细线连接，细线与竖直方向的夹角，小环A套在杆KO上，小球B通过水平细线与固定在转轴上的P点相连，已知小环A的质量，小球B的质量，细线AB长，细线BP长.（重力加速度g取，，）.求：
（1）若装置匀速转动的角速度为，小环A受到杆对它的摩擦力f大小变为零，细线AB与竖直方向夹角仍为37°，求角速度的大小；
（2）小环A与杆KO间的动摩擦因数为0.6，且可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力.当装置以不同的角速度匀速转动时，小环A受到的摩擦力大小为f。试通过必要的计算在坐标系中作出小环A与杆发生相对滑动前的关系图像.
16.将一质量为m的物体放在A点，用弹簧将其弹出（每次弹出弹簧压缩量均相同），使其沿着光滑的圆轨道BC和光滑的圆弧轨道运动，最低点为E，圆弧轨道与倾斜轨道FG相切于F点，FG与GH轨道平滑连接.A、B间距离，轨道的半径分别为、，物体由弹射装置瞬间弹出且恰能经过C点，沿着轨道从F点进入粗糙的倾斜轨道FG，倾角为，长度，GH段是一长为的粗糙水平面，其余阻力忽略不计，物体可视为质点，重力加速度大小，，，求：
（1）若，则物体经过C点的速度及弹射装置对物体做的功W；
（2）若物体与轨道FG和GH间的动摩擦因数都为，改变物体质量，物体能不脱离圆轨道并停在GH段，则物体的质量需要满足什么条件？2022-2023高一下物理期中检测参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
答案 D B C A B D D AD CD ABC AC
12．（6分，每空2分） AD D 3.2
13．（12分，每空2分） (1) BD
(2)1.83 0.335 0.370 阻力对重锤和纸带做功导致部分重力势能转化成内能。（只要说清楚“由于阻力作用”都给分）
A
14．(10分）
解:在地表附近，有
飞船在轨道运动时有
飞船恰好到达轨道与空间站速度相等时完成对接消耗的能量最少，此时对飞船有
根据能量守恒
联立各式解得
15．解:（1）设AB中张力为T′
对A ，
对B
联立，解得
（2）
即（以向右为正方向）
f-2关系图像为
16．（1）2 m/s，0.5 J；（2）
（1）物体恰能经过C点时，由牛顿第二定律
解得
对物体从A到C，根据动能定理得 解得W = 0.5 J
（2）设物体质量为m1，物体最终停在G点，对物体m1从A到G，根据动能定理得
由几何关系，A到G的高度差
为保证小球不脱离轨道，应满足，解得
设物体质量为m2，物体最终停在H点，对物体m2从A到H，根据动能定理得
解得，
所以小车能不脱离圆轨道并停在GH段，则物体的质量需要满足
