山东省临沂市蒙阴县2022-2023学年高一下学期期中考试物理试题（含答案）

蒙阴县2022-2023学年高一下学期期中考试
物理试题
满分：100分，时间：90分钟。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。
1．通过物理《必修2》的学习，可以判断下列说法正确的是（　　）
A．变速圆周运动加速度变化，匀速圆周运动的加速度是不变的
B．仅有弹力做功则系统机械能守恒
C．平抛运动不是匀变速运动，是变速曲线运动
D．太阳系所有行星轨道半长轴的立方与周期平方的比值均相同
2．中国的面食文化博大精深，种类繁多。其中“山西刀削面”堪称天下一绝，传统的操作手法是一手托面一手拿刀，直接将面削到开水锅里，如图所示，小面圈刚被削离时距开水锅的高度为h，与锅沿的水平距离为L，锅的半径也为L，将削出的小面圈的运动视为平抛运动。且小面圈都落入锅中，重力加速度为g。则下列关于所有小面圈在空中运动的描述正确的是（　　）
A．速度的变化量都不相同
B．运动的时间都不相同
C．落入锅中时，最大速度是最小速度的3倍
D．初速度越大，落入锅中时速度方向变化越小
3．下列有关运动的说法正确的是( )
A．图甲A球在水平面内做匀速圆周运动，A球角速度越大则偏离竖直方向的θ角越小
B．图乙质量为m的小球到达最高点时对上管壁的压力大小为3mg，则此时小球的速度大小为
C．图丙皮带轮上b点的加速度大于a点的加速度
D．图丙皮带轮上c点的线速度等于d点的线速度
4．已知月球半径为R，飞船在距月球表面高度为R的圆轨道上飞行，周期为T，万有引力常量为G，下列说法正确的是（ ）
A．月球第一宇宙速度为 B．月球密度为
C．月球质量为 D．月球表面重力加速度为
5．质量为的小球，用长为的轻绳悬挂于点，小球在水平恒力作用下，从最低点转过角，如图所示，重力加速度为，则在此过程中（　　）
小球受到的合力做功为
B．拉力对小球做功为
C．重力做功为
D．绳中拉力对小球做正功
6．某同学根据打夯机原理制成了如图所示仪器，底座与支架连在一起，支架的上方有一转轴，轴上连有一根轻杆，杆的另一端固定一铁球，球转动半径为r，底座和支架的质量为M，铁球的质量为m，其余各部件的质量都忽略不计，忽略空气阻力和转轴摩擦力，重力加速度为g。使铁球在竖直平面内做圆周运动，若小球运动到最高点时，底座对地面的压力为零，则此时小球的速度大小为（　　）
B．
C． D．
7．四个拨浪鼓上分别系有长度不等的两根细绳，绳一端系着小球，另一端固定在关于手柄对称的鼓沿上。现使鼓绕竖直放置的手柄匀速转动，两小球在水平面内做周期相同的圆周运动。下列各图中两球的位置关系可能正确的是（图中细绳与竖直方向的夹角α<θ<β）（　　）
A． B．
C． D．
8．如图所示，在万有引力作用下，a、b两卫星在同一平面内绕某一行星c沿逆时针方向做匀速圆周运动，已知轨道半径之比为，则下列说法中正确的是（　　）
A．a、b运动的周期之比为
B．a、b运动的周期之比为
C．从图示位置开始，在b转动一周的过程中，a、b、c共线12次
D．从图示位置开始，在b转动一周的过程中，a、b、c共线14次
二、多选题：本题共4小题，每题4分，共16分。每题有多个选项符合题目要求。全选对得4分，选对但不全得2分，有错选的得0分。
9．如图所示，从倾角为θ的斜面上某点先后将同一小球以不同的初速度水平抛出，小球均落在斜面上。当抛出的速度为v1时，运动时间为t1，小球到达斜面时速度方向与斜面的夹角为α1；当抛出速度为v2时，运动时间为t2，小球到达斜面时速度方向与斜面的夹角为α2，则（　　）
A．当v1>v2时，t1>t2 B．当v1>v2时，α1<α2
C．无论v1、v2大小关系如何，均有α1＝α2 D．α1、α2的关系与斜面倾角θ有关
10．如图所示，在水平转台上放一个质量M = 2kg的木块，它与转台间最大静摩擦力fmax= 6.0N，绳的一端系住木块，穿过转台的中心孔O（孔光滑），另一端悬挂一个质量m = 1.0kg的物体，当转台以角速度ω = 5rad/s匀速转动时，木块相对转台静止，g取10m/s2。则木块到O点的距离可能是（ ）
A．0.28m B．0.30m C．0.34m D．0.36m
11．2022年4月16日上午，翟志刚、王亚平、叶光富乘坐的神舟十三号载人飞船返回舱在东风着陆场预定区域成功着陆，这标志着我国航天事业再上一个新台阶。神舟飞船返回过程如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．神舟飞船在东风着陆场预定区域着陆过程中，宇航员们处于失重状态
B．飞船在轨道Ⅱ上点的线速度大于在轨道Ⅰ上点的线速度
C．飞船由轨道Ⅱ变轨进入轨道Ⅰ，需在点点火加速
D．该飞船在轨道Ⅱ上运行时的机械能大于在轨道Ⅰ上运行时的机械能
12．两质量相同的小球A、B用线悬在等高的O1、O2点，A球的悬线比B球长。把两球的悬线均拉到水平后将小球无初速释放，则经最低点时（以悬点为零势能点，空气阻力不计）（　　）
A．B球的动能大于A球的动能
B．A球的动能大于B球的动能
C．A球的机械能大于B球的机械能
D．A球的机械能等于B球的机械能
三、实验题
13．（6分）如图所示，是两个研究平抛运动的演示实验装置，对于这两个演示实验的认识。
（1）甲图中，两球同时落地，说明平抛小球________________________________
（2）乙图中，两球恰能相遇，说明________________________________
14．（8分）如图是用“落体法”验证机械能守恒定律的实验装置。（g取）
（1）下列做法正确的有______（填正确答案序号）；
A．必须要称出重物的质量
B． 图中两限位孔必须在同一竖直线上
C． 数据处理时，应选择纸带上距离较近的两点作为初、末位置
D． 可以用或者计算某点速度
（2）选出一条清晰的纸带如图乙所示，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，打点计时器通过频率为50Hz的交变电流。用刻度尺测得，，，重锤的质量为，（g取）。甲同学根据以上数据算出：当打点计时器打到B点时重锤的重力势能比开始下落时减少了______J；此时重锤的速度为______m/s；（结果均保留三位有效数字）
（3）某同学利用他自己实验时打出的纸带，测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h，算出了各计数点对应的速度，然后以h为横轴、以为纵轴作出了如图所示的图线，图线的斜率近似等于______。
19.6
9.8
C． 4.90
四、解答题
15．（10分）已知某星球的半径为R，在该星球表面航天员以速度v0水平抛出的小球经过时间t落到一倾角为θ的斜面上时，其速度方向与斜面垂直，不计一切阻力，忽略星球的自转，引力常量为G。求：
（1）该星球的质量；
（2）该星球的第一宇宙速度。
16．（10分）如图所示，有一根固定的光滑竖直长杆，杆上套着一个质量m=1kg的小球（可视为质点）。用不可伸长的轻细绳将小球m与另一个质量为M=5kg的物块通过光滑的定滑轮相连接，用手控制小球处于直杆上的A点，此时细绳因悬挂物块M而绷紧，OA与水平方向的夹角θ=37°，已知直杆上的P点与滑轮等高，OP的距离为4m。现松开手，使小球m从图中A点由静止释放（整个运动过程中小球和物块均不会触地，g取10m/s2）。求：
（1）小球m滑至P点时，M和m的速度大小分别是多少？
（2）小球m在竖直方向下降的最大高度是多少？
17．（12分）一辆汽车质量为2×103kg，额定功率为3×104W，在水平路面由静止开始做直线运动，运动中汽车所受阻力恒定，发动机的最大牵引力为3×103N，汽车以额定功率行驶100s时速度达到最大，其行驶过程中牵引力F与车速的倒数的关系如图所示，求：
（1）汽车能达到最大速度；
（2）汽车由启动到最大速度时的位移。
18．（14分）如图所示，粗糙的水平轨道AB与半径R＝0.9m的光滑竖直半圆形轨道BC相切于B点。压缩后锁定的轻弹簧一端固定在水平轨道的左端，另一端紧靠静止在A点的质量m＝1kg的小物块（不拴接）。解除弹簧锁定后，物块从A点开始沿AB轨道运动，进入半圆形轨道BC，之后恰好能通过轨道BC的最高点C，最后落回到水平轨道AB上。已知A、B两点的距离L＝2m，物块与水平轨道间的动摩擦因数，取，不计空气阻力。求：
（1）小物块从C点落回水平轨道AB上的位置到B点的距离；
（2）小物块运动到B点时对半圆形轨道弹力；
（3）解除锁定前弹簧的弹性势能。
试卷第8页，共8页
蒙阴县2022-2023学年高一下学期期中考试
物理参考答案：
1．D 2．D3．B4．D5．B 6．A【详解】铁球在竖直平面内做圆周运动，小球运动到最高点时，底座对地面压力为零，根据平衡条件可知杆的拉力为
对小球由牛领第二定律有
联立解得故选A。
7．C【详解】设绳长为L，则由合力提供向心力得
化简得可知，L长的，角度大；设绳的竖直分量为h，则由合力提供向心力得化简得可知，角度大的，竖直分量大。综上所述，故ABD错误，C正确。故选C。
8．D【详解】AB．万有引力提供向心力，则有
解得所以AB错误；
CD．设ac、bc间夹角为，每隔时间t，ac、bc间夹角为，则每隔时间，a、b、c共线2次，根据几何关系有所以
故则从图示位置开始，在b转动一周的过程中，a、b、c共线14次。C错误，D正确。故选D。
9．AC【详解】BCD．由平抛运动规律可知小球落到斜面上的位移方向相同，则小球落到斜面上的速度方向相同，即无论v1、v2关系如何，均有α1＝α2，BD错误，C正确；
A．初速度越大，下落的高度越大，飞行时间越长，所以当v1>v2时，t1>t2，A正确；
故选AC。
10．AB【详解】由于木块所受静摩擦力的方向不确定，故我们需要求出两种临界情况。情况一，当方向指向圆心的摩擦力达到最大静摩擦力时，此时木块到O点的距离最大，对木块根据牛顿第二定律有fmax＋mg = Mω2rmax代入数据解得rmax = 0.32m
情况二，当方向背离圆心的摩擦力达到最大静摩擦力时，此时木块到O点的距离最小，根据牛顿第二定律有mg－fmax = Mω2rmin
代入数据解得rmin = 0.08m所以木块到O点的距离应该在0.08m ~ 0.32m之间。
故选AB。
11．BD【详解】A．神舟飞船在东风着陆场预定区域着陆过程中，做向下减速运动，即加速度向上，则宇航员们处于超重状态，故A错误；
BC．飞船由轨道Ⅱ变轨进入轨道Ⅰ，需要在Q点减速从而做近心运动，则飞船在轨道Ⅱ上点的线速度大于在轨道Ⅰ上点的线速度，故B正确，C错误；
D．飞船从轨道Ⅰ到轨道Ⅱ需要加速，即外力对飞船做正功，故机械能增加，所以该飞船在轨道Ⅱ上运行时的机械能大于在轨道Ⅰ上运行时的机械能，故D正确。
故选BD。
12．BD【详解】CD．空气阻力不计，小球下落过程中只有动能和重力势能之间的转化，机械能守恒。A、B两球起始位置在同一水平线上，动能都为零，故两球机械能相等，C错误，D正确；AB．到最低点时，A球的位置比B球低，故，又因为
所以
至最低点时，A球的动能大于B球的动能，A错误，B正确。故选BD。
13． 甲图中，两球同时落地，说明平抛小球在竖直方向上做自由落体运动 乙图中，两球恰能相遇，说明平抛小球在水平方向上做匀速运动
14． B 1.88 1.92 B
【详解】（1）[1]A．验证机械能守恒定律的实验是重力势能减少的量等于动能增加的量，即
质量可以约掉，没有必要称出重物的质量，故A错误；
B．图中两限位孔必须在同一竖直线上，是为了减小阻力，故B正确；
C．数据处理时，应选择纸带上距离较远的两点作为初、末位置，距离越远，读数时误差越小，故C错误；
D．求速度时利用平均速度等于中间时刻的速度的方法，不可用，故D错误。
故选B。
（2）[2]打点计时器打到点时重锤的重力势能比开始下落时减少了
[3]相邻计数点的时间间隔为
此时重锤的速度为
（3）[4]由机械能守恒定律，可得
整理，可得
易知，图线的斜率近似等于重力加速度g。
故选B。
15．（1）；（2）
【详解】(1)由于平抛的速度垂直斜面，由速度偏角公式可得
在星球表面的物体受到的重力等于万有引力
联立解得该星球的质量
(2)该星球的近地卫星由重力作为向心力
解得该星球的第一宇宙速度
16．（1）0，；（2）
【详解】（1）滑块滑至点时，细绳与杆垂直，的速度为0，设的速度大小为，由能量守恒定律可得
解得
（2）下降最大高度时，和的速度都为0，设下降的最大高度为h，M上升的高度为，由能量守恒定律可得
由几何关系可得上升的高度为
联合解得
17．（1）；（2）m【详解】（1）汽车最大速度为，牵引力为
最大速度为
（2）汽车运动时受到的阻力
匀加速时的加速度
匀加速达到的速度
汽车匀加速运动的位移m
汽车变加速运动过程，设位移为，由动能定理
解得
故由启动到最大速度时的位移为
18．（1）1.8m；（2）60N；（3）26.5J【详解】（1）由题意可知，物块在C点，由牛顿第二定律可得
解得小物块从C点做平抛运动，设落到水平轨道AB上的位置到B点的距离为x，则有
解得x＝1.8m
（2）物块从B到C过程中，由机械能守恒定律可得
在B点，由牛顿第二定律可得
代入数据解得由牛顿第三定律可知，小物块在B点对圆轨道的弹力大小60N 方向竖直向下。
物块从A到B，由能量守恒定律可得
代入数据解得