山东省惠民县2022-2023学年高一下学期期中统考物理试题（含答案）

惠民县2022-2023学年高一下学期期中统考
物理试题
注意事项：
1.本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共100分，时间90分钟。
2.第Ⅰ卷每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；第Ⅱ卷用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内；写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。考试结束只交答题卡。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1.自远古以来，当人们仰望星空时，天空中壮丽璀璨的景象便吸引了人们的注意。智慧的头脑开始探索星体运动的奥秘，其中德国天文学家开普勒做出了卓绝的贡献，发现了行星运动的三大定律，下列关于这三大定律的说法正确的是（ ）
A.太阳系中所有行星的公转周期与行星的轨道半长轴的三次方成正比
B.太阳系中所有行星轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比都相等
C.木星、地球和太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等
D.所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的中心
2.苏炳添在东京奥运会上以9秒83的成绩夺得小组第一，创造亚洲纪录，让黄种人跑进了9秒85，也成为电记时时代首位闯入奥运会男子百米决赛的亚洲运动员。如图所示，若苏炳添在圆形弯道上匀速率奔跑，则苏炳添在这段圆弧内（ ）
A.线速度不变
B.加速度不变
C.相同时间内速度变化量相同
D.相同时间内与轨道圆心的连线转过的角度相同
3.如图所示为一对等量异种电荷形成的电场，一质子在电场力和另一个未知力的共同作用下沿中垂线由匀速飞过，质子重力不计。则运动过程中质子所受该未知力的大小和方向的变化情况是（ ）
A.先变大后变小，方向水平向右 B.先变大后变小，方向水平向左
C.先变小后变大，方向水平向左 D.先变小后变大，方向水平向右
4.卡塔尔世界杯上，阿根廷队经历了一场跌宕起伏的激战后，最终在点球大战中击败法国队，第三次捧起大力神杯，再次引起了世界各地的足球热。如图为梅西在决赛中发角球，足球的质量为m，以速度v由地面踢起，当它到达离地面高度为h的B点处（取B点处所在水平面为参考平面）时，下列说法正确的是（重力加速度为g，不计空气阻力）（ ）
A.足球在B点处的重力势能为
B.足球在B点处的动能为
C.足球在B点处的机械能为
D.足球在B点处的机械能为
5.下列情形中，关于向心力的说法正确的是（ ）
A.图甲中，洗衣机脱水时，利用离心运动把附着在物体上的水甩掉
B.图乙中，飞机在水平面内转弯时，重力提供向心力
C.图丙中，汽车在水平路面转弯时，沿轨迹切线方向上的摩擦力提供向心力
D.图丁中，小孩乘坐旋转木马运动时，木马的重力提供向心力
6.在距离不太远的情况下，亲子电动车是很多家长接送小学生的选择，亲子电动车一般限制时速不能超过25公里/小时，图为某电动车起步时的速度随时间变化的图像，若电动车行进过程中阻力一定，下列说法正确的是（ ）
A.在起步过程中电动车的功率是一定的
B.时电动车的加速度为
C.0~5s内电动车的平均速度大于
D.0~5s内电动车的位移为15m
7.如图所示，冬奥会上甲、乙两运动员在水平冰面上滑冰，恰好同时到达虚线PQ，然后分别沿半径为和的滑道做匀速圆周运动，运动半个圆周后匀加速冲向终点线。甲、乙两运动员的质量相等，他们做圆周运动时所受向心力大小相等，直线冲刺时的加速度大小也相等。则下列判断中正确的是（ ）
A.在做圆周运动时，甲所用的时间比乙的长
B.在做圆周运动时，甲、乙的角速度大小相等
C.在冲刺时，甲一定先到达终点线
D.在冲刺时，乙到达终点线时速度较大
8.理论上已经证明：质量分布均匀的球壳对壳内物体的万有引力为零。现假设地球是一半径为R、质量分布均匀的实心球体，O为球心，以O为原点建立坐标轴Ox，如图所示。一个质量一定的小物体（假设它能够在地球内部移动）在x轴上各位置受到的万有引力大小用F表示，则如图所示的四个F随x的变化关系图正确的是（ ）
A. B.
C. D.
二、多项选择题：本题共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.天问一号（代号：Tianwen1），是中国空间技术研究院总研制的探测器，负责执行中国第一次自主火星探测任务。截至2022年2月4日，天问一号在轨运行561天，天问一号从火星祝贺北京冬奥会盛大开幕。已知火星质量约为地球质量的10%，半径约为地球半径的50%，下列说法正确的是（ ）
A.火星的第一宇宙速度大于地球的第一宇宙速度
B.火星表面的重力加速度小于地球表面的重力加速度
C.火星探测器的发射速度应大于地球的第二宇宙速度
D.火星探测器的发射速度应介于地球的第一和第二宇宙速度之间
10.一小物块从某一高度处自由下落，落到直立于地面的轻弹簧上，在A点物体开始与弹簧接触，到B点物体的速度为零，然后被弹回，若空气阻力可以忽略不计，下列说法中正确的是（ ）
A.小物块从A下落到B的过程中，弹簧的弹性势能不断增大
B.从A下落到B的过程中，小物块机械能不断减小
C.从A下落到B的过程中，小物块动能先变大后变小
D.小物块在B点的速度为零，处于平衡状态
11.一质量为m的小球，用长为l的轻绳悬挂于O点的正下方，小球在水平拉力F作用下，从最低点缓慢转过角，如图所示，重力加速度为g，则在此过程中（ ）
A.小球受到的合力做功为0
B.拉力F的功为
C.重力势能的增加量为
D.拉力F对小球做的功大于小球克服重力做的功
12.如图甲所示，固定粗糙斜面倾角为37°，与斜面平行的轻弹簧下端固定在C处，上端连接质量为1kg的小滑块（视为质点），BC为弹簧的原长。现将滑块从A处由静止释放，在滑块从释放至第一次到达最低点的过程中，其加速度a随弹簧的形变量x的变化规律如图乙所示（取沿斜面向下为加速度的正方向），取，，下列说法正确的是（ ）
A.滑块到达B处时的速度最大
B.弹簧的劲度系数为
C.滑块与斜面间的动摩擦因数为0.45
D.从滑块被释放至第一次运动到最低点的过程中，弹簧的弹性势能的增加量为1.6J
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13.（6分）某实验小组用如图甲所示装置探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系。滑块中心固定遮光片，宽度为d，滑块套在水平杆上，随杆一起绕竖直轴做匀速圆周运动，固定在转轴上的力传感器通过轻绳连接滑块，水平杆的转速可以控制，滑块每经过光电门一次，通过力传感器和光电门就同时获得一组拉力F和挡光时间的数据。
（1）若滑块中心到转轴的距离为L，由光电门测得挡光时间，则滑块转动的角速度的表达式为______。
（2）按上述实验将测算得到的结果用作图法来处理，以力传感器读数F为纵轴，以______为横轴（选填“”“”或“”），可得到如图乙所示的一条直线，图线不过坐标原点的原因可能是______。
14.（10分）用如图的实验装置验证、组成的系统机械能守恒。从高处由静止开始下落，上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。实验中获取的一条纸带如图所示，0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个打下的点（图中未标出），打点频率为，计数点间的距离已标记在纸带上。已知，，则（，所有结果均保留三位有效数字）
（1）在纸带上打下计数点5时的速度______。
（2）在打下点0到点5的过程中系统动能的增量为______J，系统势能的减少量为______J。
（3）由此得出的结论是：______。
（4）在本实验中，若某同学作出了的图像，如图所示：
则当地的重力加速度的测量值______。
15.（8分）如图所示，有一水平向左的匀强电场，场强为，一根长、与水平方向的夹角为的光滑绝缘细直杆MN固定在电场中，杆的下端M固定一个带电小球A，电荷量；另一带电小球B穿在杆上可自由滑动，电荷量，质量.现将小球B从杆的上端N静止释放，小球B开始运动.（静电力常量，取，，）求：
（1）小球B开始运动时的加速度为多大？
（2）小球B的速度最大时，与M端的距离r为多大？
16.（10分）假如宇航员乘坐宇宙飞船到达某行星，在该行星“北极”距地面h处由静止释放一个小球（引力视为恒力，阻力可忽略），经过时间t落到地面。已知该行星半径为R，自转周期为T，引力常量为G，求：
（1）该行星的平均密度；
（2）如果该行星有一颗同步卫星，求其距行星表面的高度H。
17.（12分）很多青少年在山地自行车上安装了气门嘴灯，夜间骑车时犹如踏着风火轮，格外亮眼。如图甲是某种自行车气门嘴灯，气门嘴灯内部开关结构如图乙所示：弹簧一端固定，另一端与质量为m的小滑块（含触点a）连接，当触点a、b接触，电路接通使气门嘴灯发光，触点b位于车轮边缘。车轮静止且气门嘴灯在最低点时触点a、b距离为L，弹簧劲度系数为，重力加速度大小为g，自行车轮胎半径为R，不计开关中的一切摩擦，滑块和触点a、b均可视为质点。
（1）若自行车匀速行驶过程中气门嘴灯可以一直亮，求自行车行驶的最小速度；
（2）若自行车以的速度匀速行驶，求车轮每转一圈，气门嘴灯的发光时间。
18.（14分）如图所示，一个质量为的滑块从斜面上由静止释放，无碰撞地滑上静止在水平面上的木板，木板质量为，当滑块和木板速度相等时，滑块恰好到达木板最右端，此时木板撞到与其上表面等高的台阶上，滑块冲上光滑的水平台阶，进入固定在台阶上的光滑圆形轨道内侧，轨道在竖直平面内，半径为，滑块到达轨道最高点时，与轨道之间没有作用力。已知滑块可视为质点，斜面倾角，滑块与斜面、滑块与木板间动摩擦因数均为，木板与地面间动摩擦因数为，重力加速度为，试求：
（1）滑块冲上台阶时的速度大小；
（2）滑块释放时相对斜面底端的高度；
（3）滑块和木板间产生的热量。
惠民县2022-2023学年高一下学期期中统考
物理 参考答案
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
B D B C A C D A BC ABC AC BD
13.（共6分，每空2分）
（1） （2） 滑块与杆之间有摩擦
14.（共10分，每空2分）
（1）2.40 （2）0.576 0.588
（3）在误差允许的范围内，、组成的系统机械能守恒 （4）9.70
15.（8分）解（1）开始运动时小球B受重力、库仑力、杆的弹力和电场力，沿杆方向运动，由牛顿第二定律得
……2分
解得：
代入数据解得：……2分
（2）小球B速度最大时合力为零，即……2分
解得：
代入数据解得：……2分
16.（10分）解（1）设行星表面的重力加速度为，对小球，有……2分
解得
设行星表面的某一物体质量为，有……2分
解得
故行星的密度……2分
解得……2分
（2）同步卫星的周期与该行星自转周期相同，均为，设同步卫星的质量为，
由牛顿第二定律有……2分
联立解得同步卫星距行星表面的高度……2分
17.（12分）解（1）只要气嘴灯位于最高点时接触即可保证全程灯亮，
弹簧原长时的距离为……2分
气嘴灯位于最高点时，由牛顿第二定律……2分
可解得满足要求的最小速度为……2分
（2）速度为时轮子滚动的周期为……2分
此速度下气嘴灯所需的向心力为……2分
此力恰好等于接触时弹簧的弹力，即无重力参与向心力，对应与圆心等高的点，故当气嘴灯位于下半圆周时灯亮，即……2分
18.（14分）解：（1）设滑块在斜面底端时速度为，冲上台阶时速度为，在圆轨道最高点时速度。在圆轨道最高点时，由牛顿第二定律有……1分
在圆轨道上运动时，由机械能守恒定律有……1分
联立解得……1分
（2）设滑块在木板上滑动时加速度的大小为，木板加速度的大小为由牛顿第二定律可知
……1分
……1分
设滑块在木板上滑行时间为对木板，由……1分
得
对滑块，由……1分
得
设在斜面上释放高度为由能量守恒定律可得……1分
代入数据可得……1分
（3）滑块的位移大小为……1分
木板的位移大小为……1分
相对位移大小为……1分
所以产生热量……1分