山东省日照市2022-2023学年高一下学期期中考试物理试题（含答案）

日照市2022-2023学年高一下学期期中考试
物理试题
2023.4
注意事项：
1. 答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。
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，再选涂其他答案标号。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，将本试卷和答题卡一并交回。
4. 本试卷共8页，满分100分，考试时间90分钟。
一、单项选择题：本题包括8小题，每小题3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. 一个物体做匀速圆周运动，下列说法正确的是（ ）
A. 物体在运动过程中线速度不变 B. 物体在运动过程中所受的合外力不变
C. 物体在运动过程中角速度不变 D. 物体在运动过程中加速度不变
2. 如图所示是某幼儿园小朋友玩滑梯的情景，在小朋友沿滑梯的倾斜部分加速下滑的过程中，下列关于各力做功和功率的说法，正确的是（ ）
A. 重力不做功，且其功率为零 B. 支持力做负功，且其功率变大
C. 支持力做正功，且其功率变大 D. 摩擦力做负功，且其功率变大
3. 下图实例中，判断正确的是（ ）
A. 甲图中冰晶五环被匀速吊起的过程中机械能守恒
B. 乙图中物体在外力F作用下沿光滑斜面加速下滑的过程中机械能守恒
C. 丙图中不计任何阻力，轻绳连接的物体A、B组成的系统运动过程中机械能守恒
D. 丁图中小球在光滑水平面上以一定的初速度压缩弹簧的过程中，小球的机械能守恒
4. 二十四节气是我国古代劳动人民智慧的结晶。24个节气对应着地球在椭圆公转轨道上的二十四个不同的位置，2023年中4个节气对应的日期和位置如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 地球沿着椭圆形轨道绕太阳做匀速率运动
B. 地球从春分运动到夏至的时间等于地球公转周期的四分之一
C. 地球从冬至运动到春分的时间小于地球公转周期的四分之一
D. 夏至时地球绕太阳公转的速度最大
5. 如图所示，AB是半径为R的四分之一光滑圆弧轨道，BC为水平直轨道，两轨道于B点平滑连接，BC的长度等于10R。一质量为m的物体（视为质点），从轨道顶端A处由静止释放，恰好运动到水平直轨道C处停止。则物体与轨道BC间的动摩擦因数等于（ ）
A. 0.1 B. 0.3 C. 0.4 D. 0.6
6. 2021年5月15日我国首个火星探测器“天问一号”成功着陆火星表面，开始对火星进行探测。已知火星的质量约为地球质量的，半径约为地球半径的，地球的第一宇宙速度约为7.9km/s，则火星的第一宇宙速度约为（ ）
A. 1.8km/s B. 3.7km/s C. 5.3km/s D. 16.7km/s
7. 在修筑铁路时，弯道处的外轨会略高于内轨，当火车以规定的行驶速度v转弯时，内、外轨均不会受到轮缘的侧向挤压。已知火车质量为m，轨道平面与水平面夹角为，重力加速度为g。在火车转弯的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 火车受重力、支持力和向心力
B. 该弯道的半径
C. 铁轨对火车的支持力等于
D. 当火车速率大于v时，内轨将受到轮缘的侧向挤压
8. 如图所示，两个质量均为0.1kg的小球A、B（均视为质点），分别用不可伸长的轻绳和轻弹簧系在同一水平面上的O点和点，轻绳长度为0.2m。现分别将A、B球拉到与悬点等高处，使绳和轻弹簧均处于水平，轻弹簧处于原长。将两球分别由静止开始释放，当两球到达各自悬点的正下方时两球恰好处在同一水平面上。不计空气阻力，轻弹簧一直处于弹性限度内，重力加速度，下列说法正确的是（ ）
A. 两球到达各自悬点的正下方时，两球速度大小相等
B. A球到达悬点的正下方时，速度大小等于1m/s
C. A球到达悬点的正下方时，轻绳的拉力等于3N
D. 从释放至运动到最低点的过程中，A球减小的重力势能大于B球减小的重力势能
二、多项选择题：本题包括4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，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。
9. 2022年11月29日23点08分，我国成功发射神舟十五号载人飞船，与在轨的“天宫空间站”对接。对接前的运行可简化为匀速圆周运动，如图所示，神舟十五号载人飞船在A轨道运行的线速度、角速度、周期分别为：、、，“天宫空间站”在B轨道运行的线速度、角速度、周期分别为：、、，地球第一宇宙速度为，轨道A离地高度约为300km。下列判断正确的是（ ）
A. B. C. D.
10. 为了测试某品牌新能源汽车的性能，某实验小组对一辆质量为m的新能源汽车在同一平直轨道上进行了①②两次实验，其速度大小v随时间t的变化关系如图所示，汽车所能达到的最大速度为，每次实验中变速阶段加速度的大小相同；两次实验中汽车所受阻力大小均恒为f。对于第①次和第②次实验，下列说法正确的是（ ）
A. 两次实验汽车运动的位移大小相等
B. 两次实验汽车最大牵引力之比为
C. 第①次实验汽车输出的最大功率为
D. 两次实验的减速阶段汽车的输出功率都保持不变
11. 春节档热映电影《流浪地球2》为中国的科幻电影又树立了一座里程碑，其中最令人震撼的是太空电梯。太空电梯的主体是一个永久性连接空间站和地球表面的缆绳，缆绳的起始端连接地面基座，主要起到固定作用，另一端连接空间站，空间站位于距离地表36000km的地球同步卫星轨道，并在距离地表90000km的尾端设置了平衡锤。空间站、平衡锤、地面基座之间由若干碳纳米缆绳垂直连接，运载仓可沿缆绳上下运动，将人和货物从地面运送到空间站。已知空间站、平衡锤与地球自转保持同步，下列说法正确的是（ ）
A. 地面基站可以建设在北京 B. 平衡锤的线速度小于空间站的线速度
C. 运载仓在上升过程中受到地球的引力越来越小 D. 若空间站和平衡锤间的缆绳断开，平衡锤将做离心运动
12. 如图所示，一长木板静止在光滑水平面上，其右端静止放一小木块，小木块与长木板的接触面粗糙。现用一水平恒力F向左拉动小木块，一段时间后，小木块从长木板左端滑下。小木块在木板上的运动过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 拉力F做的功等于小木块动能的增加量
B. 摩擦力对长木板做的功等于长木板动能的增加量
C. 离开长木板前小木块可能先做加速运动，后做匀速运动
D. 摩擦力与长木板长度的乘积等于系统摩擦产生的热量
三、非选择题：本题包括6小题，共60分。
13.（6分）用向心力演示器探究小球做圆周运动所需向心力F的大小与质量m、角速度、轨道半径r之间的关系，装置如图所示，长槽上的挡板B到转轴的距离是挡板A的2倍，挡板A和短槽上的挡板C到各自转轴的距离相等。转动手柄使塔轮、长槽和短槽匀速转动，槽内的小球也随着做匀速圆周运动。挡板对小球的压力提供小球做匀速圆周运动的向心力，小球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒下降，从而露出标尺，根据标尺上的等分格可以粗略计算出两个球所受向心力的比值。
（1）本实验所采用的实验探究方法与下列哪个实验是相同的______；
A. 探究两个互成角度的力的合成规律
B. 探究加速度与力、质量的关系
C. 研究自由落体运动的规律
（2）探究向心力与角速度的关系时，应将皮带套在两塔轮半径______（填“相同”或“不相同”）的轮盘上，将质量相同的小球分别放在哪两处挡板______。
A. “A”处和“B”处 B. “B”处和“C”处 C. “A”处和“C”处
14.（8分）某实验小组验证机械能守恒定律的实验装置如图甲所示，在完成了一系列实验操作后，得到一条纸带如图乙所示，选取纸带上某个清晰的点标为O，然后每两个点取一个计数点，分别标为1、2、3、4、5、6，用刻度尺量出计数点1、2、3、4、5、6与O点的距离分别为，，，，，。
（1）某同学计算出打相应计数点时重锤的速度v，描绘图线。若实验中重锤所受阻力可忽略，从理论上分析，合理的图像是下图中的______。
A. B. C. D.
（2）若重锤的质量为m，取打点O时重锤所在水平面为参考平面，算出打各个计数点时对应重锤的重力势能和动能，接着在坐标系中描点作出如图丙所示的和图线，求得图线斜率的绝对值为，图线的斜率为，则在误差允许的范围内，满足______（填“＞”或“＝”或“＜”）关系时重锤机械能守恒。若操作规范、计算无误，由于阻力的影响，实际情况______（填“＞”或“＝”或“＜”）；
（3）关于上述实验，下列说法正确的是______。
A. 实验中可用干电池作为电源 B. 可以通过计算出计数点的瞬时速度
C. 图乙纸带的右端与重锤相连 D. 重锤最好选择密度较大的金属块
15.（8分）如图所示，长的轻绳上端悬于天花板，下端连接一质量的小球。当小球在光滑水平桌面上做匀速圆周运动时，轻绳与竖直方向的夹角为，，，。
（1）若小球转动起来恰好对桌面无压力，求的值；
（2）当球以做匀速圆周运动时，求桌面对小球支持力的大小。
16.（9分）2022年10月12日，神舟十四号航天员通过“天地连线”在距地面高度为h的中国空间站面向我国广大青少年进行了太空授课。已知空间站绕地球转一圈的时间为T，地球半径为R，引力常量为G。根据题目中所给的物理量，求：
（1）地球表面的重力加速度；
（2）地球的平均密度。
17.（13分）2022年我国成功举办了第24届“冬奥会”，冬奥会让冰雪运动走向大众。如图为滑雪大跳台的简化模型：AB段和CD段是长度均为的倾斜滑道，动摩擦因数均为，倾角均为，BC段是半径的一段圆弧轨道，圆心角为，与AB段平滑连接，DE段为结束区。一滑雪爱好者连同装备（视为质点）总质量，从A点由静止出发沿着滑道AB、BC下滑，从C点水平抛出落到斜面CD上的N点，N点到C点的距离。将B至C的运动看作匀速圆周运动。忽略运动过程中所受的空气阻力，，，重力加速度g取。求：
（1）运动到C点时的速度大小；
（2）滑道AB段的动摩擦因数；
（3）运动到C点时对滑道的压力大小。
18.（16分）如图所示，在水平轨道右侧安放半径的竖直圆槽形光滑轨道，圆槽型光滑轨道与左右水平轨道平滑连接。水平轨道的PQ段铺设特殊材料，其长度。水平轨道PQ左侧有一劲度系数的轻质弹簧，轻质弹簧左端固定，右端连接小物块A，弹簧处于原长，小物块A距离P点。另有小物块B紧靠小物块A（不黏连）。小物块A、B均可视为质点，物块A、B质量均为。初始时A、B均静止，现给B施加一水平向左的恒力F，使A、B一起向左运动，当速度为零时，立即撤去恒力。除PQ段外轨道其它部分摩擦不计。（弹簧的弹性势能表达式为，k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量），取。求：
（1）当时，小物块A、B向左运动的最大距离和A、B分离时的速度v；
（2）若轨道PQ的动摩擦因数。撤去F后要使小物块B能静止在PQ段，请写出小物块静止时与P点的距离x和F的关系；
（3）调节PQ段的动摩擦因数，当时，为使小物块B不脱离轨道并顺利通过圆槽型轨道进入右侧水平区域，求PQ段动摩擦因数的范围，并求当动摩擦因数最大时小物块A在PQ区域的运动路程（结果保留一位小数）。
日照市2022-2023学年高一下学期期中考试
物理试题参考答案
一、单项选择题：本题包括8小题，每小题3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. C 2. D 3. C 4. C 5. A 6. B 7. C 8. C
二、多项选择题：本题包括4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，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。
9. BCD 10. AC 11. CD 12. BD
三、非选择题：本题包括6小题，共60分。
13.（6分）（1）B （2）不相同 C（每空2分）
14.（8分）（1）C （2）＝，＞ （3）D（每空2分）
15.（8分）
解析：（1）若小球的角速度为时转动起来且恰好对桌面无压力，对小球进行受力分析，则有
（1分）
（2分）
得： （1分）
（2）因为 （1分）
可知该状态下小球尚未离开桌面，受到桌子的支持力，绳子与竖直线的夹角仍为，则有
（1分）
（1分）
得： （1分）
16.（9分）
解析：（1）根据万有引力提供向心力： （2分）
又： （2分）
得： （1分）
（2）根据万有引力提供向心力： 得：
又： （2分）
得地球的平均密度： （2分）
17.（13分）
解析：（1）从C处平抛，竖直方向有 （2分）
水平方向有 （2分）
得： （1分）
（2）从A到B由动能定理得 （2分）
在B处，
得： （2分）
（3）在C处，据牛顿第二定律有 （2分）
得： （1分）
据牛顿第三定律，人运动到C点时对滑道的压力与大小相等，为2100N。（1分）
18.（16分）
解析：（1）压缩弹簧时根据功能关系：
（1分）
（1分）
得： （1分）
（1分）
（2）①当小物块B从P运动到Q的过程中静止，对小物块B从P到静止由能量守恒得：
（1分）
得： （1分）
当时， （1分）
即：
②当小物块B向右运动，恰好到达圆心等高处，从圆心等高处返回时，假设静止在PQ段，由能量守恒：
（1分）
得：
假设成立，小物块从圆弧返回不会运动到P点左侧的轨道
则小物块B从P向右运动再返回直到最终静止，由能量守恒：（1分）
又： 得： （1分）
当时： （1分）
即：
综上所述：.
（3）当小物块B恰好到达圆槽型轨道最高点时： （1分）
小物块B从P点到最高点，由能量守恒：（1分）
又由： 得： （1分）
即摩擦因数的范围为：
当时，
所以，小物块A不可能静止在PQ段，最终在P点左边区域振动
从A、B分离到小物块A在P点时，由能量守恒：
（1分）
得： （1分）