河北省秦皇岛市青龙满族自治县实验2022-2023学年高一下学期5月期中考试物理试题（含答案）

青龙满族自治县实验2022-2023学年高一下学期5月期中考试
物 理 试 题
分值：100分 考试时间：75分钟
一、选择题（本大题共10小题，共48分。其中1-7题只有一个选项符合题意，每小题4分，8-10题有多个选项符合题意，全选对的给6分，选对选不全给3分，有错选的不给分。）
1．物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了物质 生产的繁荣与人类文明的进步，下列关于物理学史的说法正确的是（　　）
A．地心说的代表人物是托勒密
B．牛顿提出了万有引力定律，并测出了引力常量
C．伽利略理想斜面实验证明了力是维持物体运动的原因
D．第谷通过开普勒的观测数据得出了行星运动的三大规律
2．中国已成为世界上高铁系统技术最全、集成能力最强、运营里程最长、运行速度最高、在建规模最大的国家．报道称，新一代高速列车牵引功率达9000kW，持续运行速度为350km/h，则新一代高速列车沿全长约1300km的京沪线从北京到上海，在动力上耗电约为
A．kW h
B．kW h
C．kW h
D．kW h
3．如图所示，人用轻绳通过定滑轮拉穿在光滑竖直杆上的物块A，人以速度v0向左匀速拉绳，某一时刻，绳与竖直杆的夹角为θ，与水平面的夹角为α，此时物块A的速度v1为（　　）
A．v1＝v0sinαcosθ
B．v1＝
C．v1＝v0cosαcosθ
D．v1＝
4．蹦极是近些年来新兴的一项户外冒险活动。跳跃者站在约40米高的位置，用长为的橡皮绳固定住后跳下，触地前弹起，反复弹起落下。忽略空气阻力的影响，从跳下至第一次到达最低点的运动过程中，下列说法正确的是（　　）
A．下落过程中，跳跃者能体验失重感的位移为
B．跳跃者下落后，开始做减速运动
C．当跳跃者下落到最低点时，橡皮筋的弹性势能等于跳跃者减少的重力势能
D．下落过程中，跳跃者的加速度先变小后变大
5．如图所示，女排运动员将排球斜向上拍出，若忽略空气阻力，则关于排球在空中的运动，下列说法正确的是（　　）
A．速度方向一定变化
B．加速度大小一定变化
C．排球运动到最高点时的速度为0
D．速度方向与加速度方向相同
6．2022年4月16日神舟十三号载人飞船的返回舱在东风着陆场成功着陆。返回舱总质量约为。返回舱在距地面时开始启动降落伞装置，速度减为后在大气中保持这个速度竖直降落。快到地面时，返回舱的四台缓冲发动机开始向下喷气，舱体再次减速，到达地面时速度恰好为0，返回舱降落过的最后一秒的（）图像如图，重力加速度取，对这一秒的描述正确的是（　　）
A．最后一秒内的平均速度大小为
B．返回舱距离地面时，缓冲发动机启动
C．返回舱减速过程中，航天员处于失重状态
D．四台缓冲发动机共对返回舱提供约为的作用力
7．细绳悬挂一个小球在竖直平面内来回摆动，因受空气阻力最后停止在最低点，则此过程中（　　）
A．空气阻力对小球不做功 B．小球的动能一直减小
C．小球的重力势能一直减小 D．小球的机械能不守恒
二、多选题
8．质量为m的物体，在汽车的牵引下由静止开始运动，当汽车的速度为v时，细绳与水平面间的夹角为，则下列说法中正确的是（ ）
A．此时物体的速度大小为
B．此时物体的速度大小为
C．若汽车做匀速运动，则绳子上的拉力等于物体的重力
D．若汽车做匀速运动，则绳子上的拉力大于物体的重力
9．2021年10月，我国发射了首颗用于太阳波段光谱成像探测的试验卫星“羲和号”，标志着中国将正式进入“探日时代”。该卫星轨道为圆轨道，通过地球南北两极上方，离地高度517公里，如图所示，则该卫星（　　）
A．运行周期可能小于1小时
B．发射速度可能大于第二宇宙速度
C．运行速度一定大于地球同步卫星的运行速度
D．运行的轨道平面与地球同步卫星的轨道平面垂直
10．以大小为的水平初速度抛出一个质量为的小球，从抛出到小球速度大小为的过程中，不计空气阻力，重力加速度大小为，下列说法正确的是（　　）
A．小球速度变化量的方向竖直向下 B．小球速度的变化越来越快
C．小球运动的时间为 D．小球运动的时间为
第II卷（非选择题，共54分）
三、实验题（2个小题，11题每小题8分12题10分，共18分）
11．如图（甲）所示，某人对“用频闪照相研究平抛运动规律”的装置进行了改进，在装置两侧都装上了完全相同的斜槽A、B，但位置有一定高度差，白色、黑色两相同小球分别由两斜槽某位置静止释放．实验后对照片做一定处理并建立直角坐标系，得到如图（乙）所示的部分小球位置示意图。
（1）观察改进后的实验装置可以发现，斜槽末端都接有一小段水平槽，这样做的目的是______________。
（2）根据部分小球位置示意图，下列说法正确的是( )
A．闪光间隔为0.1s
B．白色球抛出点坐标（0，0）
C．黑色球抛出点坐标（0.95，0.50）
D．两球从斜槽上静止释放时距水平槽的高度相同
12．在“验证机械能守恒定律”的实验中，让重锤做自由落体运动，然后进行测量，以下步骤仅是实验中的一部分，在这些步骤中不必要的有_________。
A．用天平称出重锤的质量
B．把电磁打点计时器固定到铁架台上，用导线把它和低压交流电源连接起来
C．把纸带的一端固定到重锤上，另一端穿过打点计时器的限位孔，把重锤提升到一定的高度
D．接通电源，释放纸带
E．用秒表测出重锤下落的时间
实验中得到一条点迹清晰的纸带，把第一个点记作O，另外连续的3个点A、B、C作为测量的点，如图所示。经测量知道A、B、C各点到O点的距离分别为72.20cm、80.10cm、88.20cm。如果已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，当地的重力加速度g＝9.8m/s2，根据以上数据，可知重锤运动到打B点时瞬时速度的大小是_______m/s。
本实验中，重锤重力势能的减少量略大于动能的增加量，这是因为_____________________。
三、计算题（3个题，共36分）
13（10分）．国际空间站是迄今最大的太空合作计划，其离地高度为H，绕地球运动的周期为T1．通过查找资料又知万有引力常量G，地球半径R，同步卫星距地面的高度h，地球的自转周期T2以及地球表面重力加速度g．
某同学根据以上条件，提出一种估算地球质量M的方法：
同步卫星绕地心做圆周运动，由得
（1）请判断上面得出的结果是否正确，请说明理由；如不正确，请给出正确解法和结果．
（2）请根据题给条件再提出两种估算地球质量的方法，并解得结果．
14．（12分）如图，一辆质量的足够长平板小车静止在光滑水平地面上，质量的小滑块放在平板车的左端，先将小车锁定不动，对滑块施加的水平推力，使滑块从静止开始滑动，推力F作用时间后撤去，此时滑块速度，设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，取。
（1）求滑块与平板车之间的动摩擦因数；
（2）求滑块在平板车上滑行的总时间t；
（3）若将小车解锁，用同样的推力F作用相同时间后撤去，求当时小车的速度大小。
15．（14分）如图所示，在光滑的平台上有一轻弹簧，其左端固定不动，右端位于P点时轻弹簧处于原长状态．现用一质量为1kg可视为质点的小物块向左将弹簧压缩至右端位于Q点，然后由静止释放，小物块从A点以4m/s的速度离开平台，在平台的右侧有一固定在竖直平面内的圆弧轨道BC，圆弧的半径为4m，圆心角θ=37°．在圆弧轨道的右侧有一质量为2kg的长木板静止在光滑的水平面上，长木板的左端挨着圆弧轨道，其上表面与过圆弧轨道C点的切线平齐．小物块离开平台后恰好沿B点的切线方向进入圆弧轨道运动，从B到C的过程中小物块克服摩擦力做功2.5J．小物块离开C点后滑上长木板的左端继续运动，已知小物块和长木板间的动摩擦因数为0.2，g取10m/s2．（sin37°= 0.6，cos37°= 0.8）求：
（1）小物块在Q点时弹簧具有的弹性势能；
（2）小物块运动到C点时对轨道的压力；
（3）要使小物块不从长木板上掉下来，长木板的最小长度．
参考答案：
1．A
【详解】A．地心说的代表人物是“托勒密”，故A正确；
B．牛顿提出了万有引力定律，但卡文迪许最早用实验的方法测出了引力常量的数值，故B错误；
C．伽利略用理想斜面实验证明了力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因，故C错误；
D．开普勒通过第谷的观测数据得出了行星运动的三大规律，故D错误。
故选A。
2．A
【详解】列车从北京到上海的时间为：
h
在动力上耗电约为：
W=Pt=9000kW×3.71h=33390kW h≈kW h
即约为 kW h，故选A．
3．D
【详解】将A的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，如图所示
拉绳子的速度等于A沿绳子方向的分速度，设该速度为v，根据平行四边形定则得，A的实际速度为
同理对人的速度分解可得
联立可得
故选D。
4．C
【详解】ABD．下落过程中，跳跃者先做自由落体运动，加速度不变，当跳跃者下落的高度等于橡皮绳达到原长后，橡皮绳开始伸长，开始重力大于弹力，向下做加速度减小的加速运动，当重力与弹力相等时，加速度为零，速度最大，然后重力小于弹力，做加速度增大的减速运动，到达最低点时，加速度最大，速度为零。所以第一次下落超过20m后，游客才开始做减速运动，跳跃者能体验失重感的位移也大于20m，ABD错误；
C．整个的过程中只有重力和绳子的拉力做功，当跳跃者下落到最低点时，橡皮筋的弹性势能等于跳跃者减少的重力势能，C正确。
故选C。
5．A
【详解】A．排球做曲线运动，速度方向一定变化，A正确；
B．排球加速度为重力加速度，大小不变，B错误；
C．排球做斜抛运动，运动到最高点时竖直方向速度为零，水平方向速度不为0，C错误；
D．排球速度与加速度间有夹角，方向不同，D错误。
故选A。
6．B
【详解】A．根据图像与横轴围成的面积表示位移，可知最后一秒内的位移为
则最后一秒内的平均速度大小为
A错误；
B．根据图像与横轴围成的面积表示位移，可得减速过程的位移为
可知返回舱距离地面时，缓冲发动机启动，B正确；
C．返回舱减速过程中，加速度方向向上，航天员处于超重状态，C错误；
D．根据图像，可知返回舱做匀减速的加速度大小为
根据牛顿第二定律可得
解得
D错误。
故选B。
7．D
【详解】A．空气阻力对小球做负功，A错误；
B．合外力做正功时小球动能增大，合外力做负功时动能减小，故小球的动能不是一直减小，B错误；
C．小球上升过程中重力势能变大，小球下落过程中重力势能减小，故小球的重力势能不是一直减小，C错误；
D．小球的机械能不守恒，不断减小，转化为内能，D正确。
故选D。
8．BD
【详解】AB．小车的运动可以看成是两个分运动的合成，一个是沿绳子拉伸方向的分运动，另一个垂直绳子方向绕滑轮转动的分运动，将小车的速度分解成沿绳子方向的分速度和垂直于绳子的分速度，物体上升的速度等于小车沿绳子方向的分速度，故有
A错误B正确；
CD．若汽车做匀速运动，即汽车速度v保持不变，绳子与水平面的夹角减小，由
可知物体的速度增大，物体向上做加速运动，加速度方向向上，合力方向向上，绳子拉力大于物体重力，C错误，D正确。
故选BD。
9．CD
【详解】A．根据万有引力提供向心力有
可得
可知，当轨道半径最小时，做圆周运动的周期最小，当卫星近地飞行时，轨道半径最小为地球半径，代入数据解得，此时的周期为
即该卫星的运行周期不可能小于1小时，故A错误；
B．人造地球卫星绕地球转动的发射速度应大于等于第一宇宙速度，小于第二宇宙速度，故此卫星的发射速度一定小于第二宇宙速度，故B错误；
C．根据万有引力提供向心力有
可得
由于该卫星的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，则运行速度一定大于地球同步卫星的运行速度，故C正确；
D．同步卫星在赤道上方固定圆周上运行，此卫星在两极上空运行，轨道平面相互垂直，故D正确。
故选CD。
10．AC
【详解】A．速度变化量的方向与加速度方向相同，竖直向下，A正确；
B．小球做匀变速运动，速度均匀变化，B错误；
CD．由题意可知，当小球的速度大小为时，小球在竖直方向的分速度大小为
运动的时间
C正确，D错误。
故选AC。
11． 见解析 ABD
【详解】(1)[1]观察改进后的实验装置可以发现，斜槽末端都接有一小段水平槽，这样做的目的是保证小球抛出时的速度在水平方向，使小球做平抛运动。
(2)[2]A．由图可知，每格边长为0.05m，对A球，根据：
可得闪光的周期为：
故A正确；
B．白球在第二位置的竖直分速度为：
从抛出点到该位置运动的时间为：
正好等于闪光的周期，可知白球的抛出点坐标为（0，0），故B正确；
C．横坐标为0.80m的黑球在竖直方向上的分速度为：
运行的时间为：
水平分速度为：
则此时B球的水平位移为：
x=v0t=1.5×0.15m=0.225m
竖直位移为：
所以黑球抛出点的坐标为：（1.025，0.4875），故C错误；
D．两球平抛运动的初速度都是1.5m/s．所以两小球释放位置到平抛槽口的高度差相同，故D正确。
故选ABD。
12． AE/EA 4 重锤在下落过程中受阻力作用
【详解】[1]验证机械能守恒，即验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，质量可以约去，不需要称出重锤的质量，选项A是不必要的；
打点计时器可以直接记录时间，不需要秒表测量，选项E是不必要的。
故选AE。
[2]根据匀变速直线运动中中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度可以求出某点的瞬时速度大小，可得B点时重物的瞬时速度为
[3]本实验中，重锤在下落过程中由于受阻力作用，使得重锤重力势能的减少量略大于动能的增加。
13．(1)上面的结果是错误的，地球的半径R在计算过程中不能忽略 ；(2)
【详解】（1）上面的结果是错误的，地球的半径R再计算过程中不能忽略．
正确的解法和结果：由得
（2）方法一：对空间站绕地球做圆周运动，由
得
方法二：在地面重力近似等于万有引力，由得
14．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）由运动学公式得
对滑块由牛顿第二定律得
由上联立解得
（2）设撤去F后运动时间为，加速度大小为，由牛顿第二定律得
又
由上联立解得
（3）假设滑块与小车不相对滑动，则对滑块
对整体
由上联立解得
由于
假设成立。所以滑块和平板车先一起加速，后匀速，则
解得
15．（1）8J；（2）19N，方向竖直向下；（3）6m
【详解】（1）根据机械能守恒可得，小物块在Q点时弹簧具有的弹性势能为
（2）小物块离开平台后恰好沿B点的切线方向进入圆弧轨道运动，由此可得小物块运动到B点时的速度为
小物块从B点运动到C点，根据动能定理有
解得，小物块在C点时的速度为
在C点，根据牛顿第二定律有
解得，小物块在C点时受到的支持力为
据牛顿第三定律，小物块对轨道的压力为
，方向竖直向下
（3）小物块滑上长木板后向右匀减速，长木板向右匀加速，对小物块有
解得，此时小物块的加速度大小为
对长木板有
解得，此时长木板的加速度大小为
设二者经过t时间达到共同速度v，则有
解得
，
据能量守恒有
解得
要使小物块不从长木板上掉下来，长木板的最小长度