2022_2023学年重庆市重点学校高一（下）期中物理试卷（含解析）

2022~2023学年重庆市重点学校高一（下）期中物理试卷
一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）
1. 不计空气阻力，下列物体运动过程中满足机械能守恒的是( )
A. 电梯匀速上升 B. 汽车沿坡道匀速向上运动
C. 沿滑梯匀速下滑的小孩 D. 小球做自由落体运动
2. 如图是多级减速装置的示意图。每一个轮子都由大小两个轮子叠合而成，共有对相同的轮子，用皮带逐一联系起来，大轮半径为小轮半径的两倍，、、分别为第一个、第二个、第三个轮子大轮边缘上的点，则、、三点的线速度大小之比为( )
A. ：： B. ：： C. ：： D. ：：
3. 已知地球卫星的轨道半径与另一地球卫星的轨道半径之比为。则与绕地球运动的公转周期之比约为( )
A. B. C. D.
4. 有一种杂技表演叫“飞车走壁”，由杂技演员驾驶摩托车沿圆台形表演台侧壁高速行驶，做匀速圆周运动。如图所示，图中虚线表示摩托车的行驶轨迹，轨迹离地面的高度为，下列说法中正确的是( )
A. 越高，摩托车对侧壁的压力将越大
B. 越高，摩托车做圆周运动的线速度将越大
C. 越高，摩托车做圆周运动的周期将越小
D. 越高，摩托车做圆周运动的向心力将越大
5. 年中国空间站已基本成型，质量约吨，它在离地面高度约的轨道上绕地球做近似的匀速圆周运动，已知地球半径约为，地球表面重力加速度为，则地球对空间站的万有引力约为( )
A. B. C. D.
6. 如图甲所示，水平传送带沿顺时针方向匀速转动，将一质量为的木箱可视为质点轻放到传送带最左端，木箱运动的速度随时间变化的图像如图乙所示，末木箱到达传送带最右端，，则( )
A. 本箱与传送带之间的动摩擦因数为
B. 整个过程中摩擦生热为
C. 整个过程中传送带对木箱做的功为
D. 为把木箱从传送带左端运送到右端，电动机多消耗的电能为
7. 如图所示，半圆弧轨道固定在水平地面上，为圆心，半径为。一质量为的滑块从点自由下落，沿轨道运动，到达点后竖直上抛至最高点。已知，滑块可视为质点，滑块与轨道的动摩擦因数处处相同，不计空气阻力，重力加速度为，则( )
A. 第一次从到的过程中滑块克服摩擦力做功
B. 第一次在段和段摩擦力对滑块做功之比为
C. 第一次运动到点时滑块对轨道的压力大小为
D. 第二次运动到点时滑块的速度为
二、多选题（本大题共3小题，共12.0分）
8. 如图甲，一可视为质点的物体以初速度在足够长的水平面上做减速运动，运动过程中物体动能随位移的变化如图乙所示。已知物体质量为，以地面为零势能面，不计空气阻力，，可得( )
A. 物体的初速度大小为
B. 物体与地面间的动摩擦因数为
C. 时，物体的动能为
D. 时，摩擦力的瞬时功率大小为
9. 一辆遥控汽车可视为质点保持恒定功率在水平路面上行驶，时达到分界点，如图乙是汽车行驶的图像。已知汽车质量为，不计空气阻力，( )
A. 汽车在点左侧所受阻力大小为
B. 汽车在点右侧所受阻力大小为
C. 汽车经过点后的瞬时加速度大小为
D. 减速过程牵引力做的功等于克服阻力做的功
10. 如图甲所示，一质量的小球可视为质点以的速度从点冲上竖直光滑半圆轨道。当半圆轨道的半径发生改变时，小球对点的压力与半径的关系图像如图乙所示，取，下列说法不正确的是( )
A.
B.
C. 若小球能通过轨道上的点，则其落地点距点的最大水平距离为
D. 当小球恰能通过轨道上的点时，半圆轨道的半径
三、填空题（本大题共1小题，共4.0分）
11. 如图所示为研究曲线运动的实验装置，在光滑水平桌面中间处有一转轴，转轴上安有力传感器，力传感器与一根不可伸长的轻绳连接，轻绳另一端拴着一小物体，小物体可视为质点。现让小物体绕转轴做匀速圆周运动，小物体刚运动到点时，绳子断裂，然后经过桌面边缘点飞出做平抛运动，落到沙坑中的处，与桌面边缘垂直。不计空气阻力，重力加速度为。
小物体从离开桌面到落到沙坑的过程中，竖直方向的分运动为_______。
测出小物体质量为，做匀速圆周运动时小物体到点间的距离为，沙坑平面到桌面间的距离为，点到桌面边缘点正下方的距离为，读出小物体做匀速圆周运动时力传感器的示数，则上述所测的物理量间的关系是______。
若桌面部分粗糙，保持力传感器读数不变，则小物体落点到桌面边缘点正下方的距离将______填“变大”“变小”或“不变”。
四、实验题（本大题共1小题，共9.0分）
12. 某实验小组利用如图甲装置进行“验证机械能守恒定律”的实验。
下列说法正确的是____________。
A.实验中，应该先释放重物再接通打点计时器电源
B.实验中可以不测重物的质量
C.应选用质量和密度较大的重物，使重物和纸带所受的重力远大于它们所受的阻力
D.应选用质量较小的重物，使重物的惯性小一些，下落时更接近于自由落体运动
若泽鑫同学按实验要求规范操作，选出合适的纸带进行测量，量得连续三个计数点、、到第一个点的距离如图乙所示相邻两点时间间隔为，为打点计时器打出的第一个点。当地重力加速度，重物质量为，那么打下点时重物的动能为_________，从到的过程中重力势能的减少量为____________。计算结果均保留三位有效数字
根据以上实验结果，可以得出结论：____________________________________。
五、计算题（本大题共3小题，共30.0分）
13. 年月日，神舟十五号飞船发射成功，绕地球做近似的匀速圆周运动，线速度大小为，轨道半径为，地球半径为，引力常量为，不考虑地球自转。求：
神舟十五号的运行周期；
地球的质量；
地球表面的重力加速度。
14. 如图所示，倾角为的斜面体置于粗糙的水平地面上，斜面上质量为的滑块通过轻质刚性绳穿过光滑的圆环与质量为的小球可视为质点相连，轻绳与斜面平行，小球在水平面内做圆周运动，小球与圆环间轻绳与竖直方向的夹角为。斜面体和滑块始终静止，小球与圆环之间的绳长为，重力加速度为。求：
时，轻绳的拉力大小；
时滑块所受摩擦力的大小；
若改变小球的转速，当滑块恰好不受摩擦力时，小球做圆周运动的线速度大小。
15. 如图所示，水平轨道、与内外略微错开的竖直圆轨道平滑连接，倾角的斜面也与水平轨道平滑连接。在初始时刻，质量的物块受到一个水平向右、大小恒为的外力作用，由静止开始运动，一段时间后物块达到点速度大小，此时撤去恒力，物块继续向前运动，且恰好能通过轨道最高点，最终停在点左侧点处。已知物块可视为质点， 段轨道和圆轨道光滑，轨道、斜面与物块间的动摩擦因数均为，的长度，的长度为，，，重力加速度。求：
水平外力 的作用时间；
圆轨道的半径；
物块沿斜面上升的最大位移大小。
答案和解析
1.【答案】
【解析】A、、均处于受力平衡状态，除重力外还有其它力的作用，并不是只有重力做功，不满足机械能守恒条件，故A、、均不不符合题意；
D.物体做自由落体运动，只受重力，所以机械能守恒，故D符合题意。
故选D。
2.【答案】
【解析】设、、三点的线速度大小分别为 、 、 ，同一皮带上每个点的线速度大小相同，又大轮半径为小轮半径的两倍，由 ，可得 ， ，解得，故选B。
3.【答案】
【解析】由 得，所以，故选D。
4.【答案】
【解析】A.摩托车做匀速圆周运动，合外力完全提供向心力，所以小球在竖直方向上受力平衡，可知侧壁对摩托车的支持力与高度 无关，根据牛顿第三定律可知摩托车对侧壁的压力不变，故A错误；
B.根据牛顿第二定律可知解得，高度 越大， 越大，摩托车运动的线速度越大，故B正确；
C.根据牛顿第二定律可知，解得，高度 越大， 越大，摩托车运动的周期越大，故C错误；
D.摩托车的向心力大小为 ，大小不变，故D错误。
故选B。
5.【答案】
【解析】根据万有引力定律可知，由黄金代换可知，联立解得，故选C。
6.【答案】
【解析】A.由题图乙可知，木箱相对传送带滑动过程中的加速度大小为，设木箱与传送带之间的动摩擦因数为，根据牛顿第二定律有，解得，A错误；
B.由图可知传送带的速度为，内，木箱和传送带之间的相对位移大小为，整个过程中摩擦生热为，B正确；
C.由动能定理，整个过程中传送带对木箱做的功，C错误；
D.为把木箱从传送带左端运送到右端，电动机多消耗的电能，D错误。
故选B。
7.【答案】
【解析】A.第一次从到的过程中，设滑块克服摩擦力做的功为 ，根据动能定理有，解得，故A符合题意；
B.滑块由运动至点过程中速率减小，由圆周运动知识可知滑块对轨道压力减小则摩擦阻力也随之减小，在段和段摩擦力对滑块做功不相等，故B不符合题意；
C.段摩擦力对滑块做功大于 ，在点滑块动能，滑块在点速度，由牛顿第二定律可得解得，则第一次运动到点时滑块对轨道的压力小于 ，故C不符合题意；
D.滑块在点的动能为，第二次运动到点时，速度更小，克服摩擦阻力做功小于，第二次运动到点时滑块的速度不为，故D不符合题意。
故选A。
8.【答案】
【解析】A.由乙图可知物体的初动能为，解得，故A符合题意；
B.设物体与斜面之间的动摩擦因数为 ，根据动能定理得，即，解得，故B不符合题意；
C. 时，克服摩擦力做功为，物体的动能为，故C不符合题意；
D. 时，物体的速度为，摩擦力的瞬时功率大小为，故D符合题意。
故选AD。
9.【答案】
【解析】A.汽车匀速运动时，牵引力等于阻力，汽车在点左侧所受阻力大小，A错误；
B.汽车在点右侧所受阻力大小，B正确；
C.汽车经过点后的瞬时加速度大小，C正确；
D.由动能定理可知，减速过程中动能减小，牵引力做的功小于克服阻力做的功，D错误。
故选BC。
10.【答案】
【解析】从到，根据动能定理可得，在点根据牛顿第二定律得，联立解得，
结合题图乙可知 ， ，故AB错误，满足题意要求；
D.恰能通过最高点时，在最高点，根据牛顿第二定律可得，从最低点到最高点，根据动能定理可得，解得，故D错误，满足题意要求；
C.从最高点做平抛运动，则有 ， ，，且，联立解得，当时取最大值，解得，可得，故C正确，不满足题意要求。
故选ABD。
11.【答案】自由落体运动；
；
变小
【解析】小物体从离开桌面到落到沙坑的运动过程是平抛运动，竖直方向的分运动为自由落体运动；
小物体从离开桌面到落到沙坑的平抛运动过程中有 ， ，
小物体在桌面做匀速圆周运动有，联立可得；
若桌面部分粗糙，小物体在段受摩擦力阻力的作用，小物体做平抛运动的初速度将减小，由平抛运动的规律可得，小物体落点到桌面边缘点正下方的距离 将变小。
12.【答案】；
；；
在误差允许的范围内，机械能守恒
【解析】实验中，应该先接通打点计时器电源再释放纸带，故A错误；
B.由于机械能守恒表达式中质量可被消去，故实验中可以不测重物的质量而进行验证，故B正确；
应选用质量较大的重物，使重物和纸带所受的重力远大于它们所受的阻力，下落时更接近于自由落体运动，故C正确，D错误。故选BC。
根据两点间的平均速度代表中间点的瞬时速度有，打下点时重物的动能为；
从到的过程中重力势能的减少量为；
根据以上实验结果，可以得出结论：在误差允许的范围内，机械能守恒。
13.【答案】解：根据线速度与周期关系有；
神舟十五号飞船绕地球做近似的匀速圆周运动，万用引力提供向心力，则有，解得；
在地球表面重力等于万有引力，则有，将结论代入可得。

【解析】见答案
14.【答案】解：对小球受力分析有，竖直方向平衡，有，解得；
对滑块受力分析得重力沿斜面向下的分力为，所以，方向沿斜面向上；
当滑块恰好不受摩擦力时，绳的拉力，设此时细绳与竖直方向的夹角为 ，则，所以，小球做圆周运动，则有，得小球的速度为。

【解析】见答案
15.【答案】解：对物块从到，由动量定理得，
解得水平外力的作用时间；
物块恰好能通过轨道最高点，则，
解得物块在点的速度，
物块从点到点由动能定理可得，
解得圆轨道的半径；
设物块沿斜面上升的最大位移大小为，物块从点到最后停止运动，
由动能定理得，
解得物块沿斜面上升的最大位移大小。
【解析】见答案
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