扬州市新华中学2023~2024学年度第二学期
高一物理期中考试试卷
满分：100分 考试时间：75分钟
一、单项选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分．每小题只有一个选项符合题意．
1．下列关于匀速圆周运动的说法正确的是（ ）
A．匀速圆周运动是匀加速曲线运动
B．做匀速圆周运动的物体所受合外力是保持不变的
C．做匀速圆周运动的物体所受合外力提供向心力
D．随圆盘一起匀速转动的物体受重力、支持力和向心力的作用
2．一辆汽车在水平公路上转弯，沿曲线由M向N行驶，速度逐渐增大。下图分别画出了汽车转弯时所受合力F的四种方向，正确的是（ ）
3．设想将来发射一颗人造卫星，能在月球绕地球运动的轨道上稳定运行，该轨道可视为圆轨道．该卫星与月球相比，一定相等的是（ ）
A．质量 B．向心力大小
C．向心加速度大小 D．受到地球的万有引力大小
4．我国航天人发扬“两弹一星”精神砥砺前行，从“东方红一号”到“北斗”不断创造奇迹，“北斗”第49颗卫星的发射迈出组网的关键一步．该卫星绕地球做圆周运动，运动周期与地球自转周期相同，轨道平面与地球赤道平面成一定夹角．则该卫星（ ）
A．运动速度大于第一宇宙速度
B．运动速度小于第一宇宙速度
C．轨道半径大于“静止”在赤道上空的同步卫星
D．轨道半径小于“静止”在赤道上空的同步卫星
5．甲、乙两颗人造卫星均绕地球做圆周运动，甲的轨道半径是乙的2倍．下列应用公式进行的推论正确的有（ ）
A．由可知，甲的速度是乙的倍
B．由可知，甲的向心加速度是乙的2倍
C．由可知，甲的向心力是乙的
D．由可知，甲的周期是乙的倍
6．如图，摩天轮悬挂的座舱在竖直平面内做匀速圆周运动．座舱的质量为m，运动半径为R，角速度大小为ω，重力加速度为g，则座舱（ ）
A．运动周期为B．线速度始终保持不变
C．受摩天轮作用力的大小始终为mgD．所受合力的大小始终为mω2R
7．如图所示，将一个内外侧均光滑的半圆形槽置于光滑的水平面上，槽的左侧有一固定的竖直墙壁（不与槽粘连）．现让一小球自左端槽口A点的正上方由静止开始下落，从A点与半圆形槽相切进入槽内，则下列说法正确的是（ ）
A．小球在半圆形槽内运动的全过程中，只有重力对它做功
B．小球从A点向半圆形槽的最低点运动的过程中小球的机械能不守恒
C．小球从A点经最低点向右侧最高点运动的过程中，小球与半圆形槽组成的系统机械能守恒
D．小球从下落到从右侧离开半圆形槽的过程中，机械能守恒
8．A、B两物体的质量之比mA∶mB＝2∶1，它们以相同的初速度v0在水平面上做匀减速直线运动，直到停止，其v-t图像如图所示．此过程中，A、B两物体受到的摩擦力做的功分别为WA、WB；受到的摩擦力大小分别为fA、fB，则（ ）
A．WA∶WB＝2：1 B．WA∶WB＝1：1
C．fA∶fB＝2：1 D．fA∶fB＝1：2
9．如图是利用太阳能驱动的小车，若小车保持牵引力恒定，在平直的水泥路上从静止开始运动，经过时间t前进距离x，电动机的功率达到额定功率P，此时速度增大到v．小车的质量为m，所受阻力恒为f，那么这段时间内（ ）
A．小车做加速度逐渐减小的加速运动
B．小车能达到的速度
C．电动机对小车所做的功为
D．电动机对小车所做的功为Pt
10．如图甲所示，用一轻质绳拴着一质量为的小球，在竖直平面内做圆周运动（不计一切阻力），小球运动到最高点时绳对小球的拉力为，小球在最高点的速度大小为，其图像如图乙所示，则（ ）
A．轻质绳长为
B．当地的重力加速度为
C．当时，轻质绳的拉力大小为
D．当时，小球受到的弹力大小为2a
二、非选择题：本题共6小题，共60分．其中第13~16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位．
11．（6分）某同学用如图甲所示装置“验证机械能守恒定律”时，所用交流电源的频率为50 Hz，得到如图乙所示的纸带．选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E，测出A点距起点O的距离为s0＝19.00 cm，点A、C间的距离为s1＝8.36 cm，点C、E间的距离为s2＝9.88 cm，g取9.8 m/s2，测得重物的质量为m＝1 kg．
（1）下列做法正确的有________
A．必须要称出重物和夹子的质量
B．图中两限位孔必须在同一竖直线上
C．将连着重物的纸带穿过限位孔，用手提住纸带的上端，且让重物尽量靠近打点计时器
D．实验时，先放开纸带，再接通打点计时器的电源
（2）选取O、C两点为初、末位置验证机械能守恒定律，重物减少的重力势能是________J，打下C点时重物的速度 大小是________m/s．（结果均保留三位有效数字）
12．（6分）为“探究向心力大小与角速度的关系”，某实验小组通过如图甲所示的装置进行实验．滑块套在水平杆上，可随水平杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动，力传感器通过细绳连接滑块，可测绳上拉力大小．滑块上固定一遮光片，宽度为d，光电门可以记录遮光片通过的时间t，测出滑块中心到竖直杆的距离为l．实验过程中细绳始终被拉直．
（1）滑块随杆转动做匀速圆周运动时，每经过光电门一次。力传感器和光电门就同时获得一组拉力F和遮光时间t，则滑块的角速度（用t、l、d表示）．
（2）为探究向心力大小与角速度的关系，得到多组实验数据后，应作出F与（填、、或）的关系图像．
（3）若作出图像如图乙所示，图线不过坐标原点的原因是．
13．（8分）如图所示，某人把一个质量m＝2 kg的小球从h＝0.8 m高处以60°角斜向上抛出，初速度v0＝3 m/s，不计空气阻力，重力加速度g＝10 m/s2．求：
（1）抛出过程中，人对球做的功；
（2）小球落地时速度的大小．
14．（10分）如图所示，半径为R的半球形陶罐，固定在可以绕竖直轴转动的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心O的对称轴OO′重合．转台以一定角速度匀速转动，一质量为m的小物块随陶罐一起转动，它和O点的连线与OO′之间的夹角θ为60°．小物块与罐壁间的最大静摩擦为，重力加速度为g．
（1）若小物块受到的摩擦力恰好为0，求转台转动的角速度；
（2）若要求小物块与陶罐保持相对静止，求转台转动角速度的取值范围．
(
P
D
C
B
A
Q
O
60
°
)15．（15分）如图，半径为R的光滑半圆形轨道ABC在竖直平面内，与水平轨道CD相切于C 点，D端有一被锁定的轻质压缩弹簧，弹簧左端连接在固定的挡板上，弹簧右端Q到C点的距离为2R．质量为m的滑块（视为质点）从轨道上的P点由静止滑下，刚好能运动到Q点，并能触发弹簧解除锁定，然后滑块被弹回，且刚好能通过圆轨道的最高点A．已知∠POC=60°，求：
（1）滑块第一次滑至圆形轨道最低点C时对轨道压力；
（2）滑块与水平轨道间的动摩擦因数μ；
（3）弹簧被锁定时具有的弹性势能．
16．（15分）某校科技兴趣小组设计了如图所示的赛车轨道，轨道由水平直轨道AB、圆轨道BCD（B点与D点在同一水平面上但不重合）、水平直轨道DE、圆弧轨道EP和管道式圆弧轨道PF组成，整个轨道处在同一竖直面内，AB段粗糙，其他轨道均光滑，EO2和FO3均沿竖直方向，且EO2＝FO3＝R2．已知R1＝0.5 m，R2＝1.2 m，θ＝60°．一遥控电动赛车（可视为质点）质量m＝1 kg，静止放在A点．通电后，赛车开始向B点运动，其电动机输出功率恒为P＝10 W，t0＝5 s后关闭电源，赛车继续运动，到达B点时速度vB＝5 m/s．g＝10 m/s2，求：
（1）赛车运动到C点时的速度大小及其对轨道的压力大小；
（2）赛车在AB段克服阻力所做的功；
（3）要使赛车沿轨道运动到达F点水平飞出，且对管道F处的上壁无压力，赛车的通电时间应满足的条件．（假定赛车关闭电源时仍处于AB轨道上，管道上下壁间距比小车自身高度略大）扬州市新华中学2023~2024学年度第二学期
高一物理期中考试参考答案
一、单项选择题：
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C B C B D D C A C A
二、非选择题：
11、(本题12分，每空2分)
（1）BC （2） 2.68 2.28
12、(本题12分，每空2分)
（1） （2） （3）滑块与杆间有摩擦
13．（8分）（1）人对球做的功全部转化球的动能，即有W＝mv＝9 J，
（2）小球整个运动过程中，由动能定理可得mgh＝mv2－mv，代入数据，解得v＝5 m/s，
14．（10分）
16（15分）(1)从B→C过程根据动能定理：－mg·2R1＝mvC2－mvB2
解得：vC＝ m/s，在C点根据牛顿第二定律：mg＋FN＝m 解得：FN＝0
根据牛顿第三定律得FN′＝FN＝0
(2)A→B过程，设赛车克服阻力所做的功为Wf
根据动能定理：Pt0－Wf＝mvB2 ，解得：Wf＝37.5 J
(3)若t0＝5 s时关闭电源，B→F过程：－mg·2R2(1－cos θ)＝mvF2－mvB2 解得：vF＝1 m/s
可知，在恰好能过C点的临界情况下，赛车到达F点时速度为1 m/s
而要使赛车在F点对管道上壁无压力并从F点水平飞出，在F点的速度应满足
0＜vF≤＝2 m/s
综合上述可得1 m/s≤vF≤2 m/s
A→F过程：Pt－Wf－mg·2R2(1－cos θ)＝mvF2
解得：5 s≤t≤5.55 s
