铁人中学2023级高一下学期期中考试物理试题 考试时间： 年 月
铁人中学2023级高一下学期期中考试
物理试题
试题说明：1、本试题满分 100 分，答题时间 75 分钟。
2、请将答案填写在答题卡上，考试结束后只交答题卡。
第Ⅰ卷 选择题部分
一、选择题（1-7题为单选题，每题4分；8-10题为多选题，每题6分。共48分）
1.有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是( )
A. 如图，汽车通过拱桥的最高点时处于超重状态
B. 如图所示是一圆锥摆，小球做圆周运动的向心力由重力提供
C. 如图，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的、位置先后分别在水平面内做匀速圆周运动，
则在、两位置圆锥筒对小球的支持力大小不相等
D. 如图，火车转弯超过规定速度行驶时，外轨对轮缘会有挤压作用
2.如图所示，在粗糙水平木板上放一个物块，使木板和物块一起在竖直平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动，为水平直径，为竖直直径，在运动中木板始终保持水平，物块相对于木板始终静止，则( )
A. 物块始终受到重力，支持力，摩擦力三个力作用
B. 物块受到的合外力始终不变
C. 在、两个位置，物块所受摩擦力提供向心力，支持力相等
D. 在、两个位置，物块所受支持力相同，摩擦力为零
3.滑雪场部分路段如图所示，光滑长方形斜面与水平面夹角。某滑雪者自点以速度水平冲上斜面后自由滑行，刚好能够从点滑出，已知，取。则滑雪者经过点时速度大小为( )
A. B. C. D.
4.如图所示，从倾角为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．当抛出的速度为时，小球到达斜面时速度方向与斜面的夹角为；当抛出速度为时，小球到达斜面时速度方向与斜面的夹角为，则( )
A. 当时， B. 当时，
C. 无论、关系如何，均有 D. 、的关系与斜面倾角无关
5.如图所示，飞行器在距月球表面高度为的圆形轨道Ⅰ上运动，到达轨道的点点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，当到达椭圆轨道Ⅱ的近月点再次点火进入近月轨道Ⅲ绕月球做圆周运动．已知月球半径为，月球表面的重力加速度为，则( )
A. 飞行器在点处变轨时需向后喷气加速
B. 由已知条件不能求出飞行器在椭圆轨道Ⅱ上的运行周期
C. 只受万有引力情况下，飞行器在椭圆轨道Ⅱ上通过点的加速度大于
在轨道Ⅲ上通过点的加速度
D. 飞行器在轨道Ⅲ上绕月球运行一周所需的时间为
6.在地球表面以初速度竖直向上抛出一个小球，经过时间小球落回抛出点，若在某行星表面以同样的初速度竖直向上抛出一个小球，经过时间小球落回抛出点，不计小球运动中的空气阻力，则地球和该行星的质量之比为已知地球与该行星的半径之比( )
A. B.
C. D.
7.如图所示，竖直平面内有一半径为的固定圆弧轨道与水平轨道相切于最低点一质量为的物块可视为质点从处由静止滑下，经过最低点后沿水平轨道运动到处停下，、两点间的距离为，物块与圆弧轨道、水平轨道间的动摩擦因数均为若将物块从的正上方高度为处由静止释放后，物块从处进入轨道，最终停在水平轨道上点，、两点间的距离为，则下列关系正确的是 ( )
A. B.
C. D.
8.两颗星球组成的双星系统，设想其不受其他天体的影响，在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的点做周期相同的匀速圆周运动。现测得两颗星的球心之间的距离为，质量之比为，下列说法中正确的是( )
A. 、做圆周运动的线速度之比为
B. 、做圆周运动的向心力之比为
C. 做圆周运动的半径为
D. 做圆周运动的半径为
9.如图所示，轻质弹簧的左端固定，并处于自然状态．小物块的质量为，从点向左沿水平地面运动，压缩弹簧后被弹回，运动到点恰好静止．物块向左运动的最大距离为，与地面间的动摩擦因数为，重力加速度为，弹簧未超出弹性限度．在上述过程中( )
A. 弹簧的最大弹力为
B. 物块克服摩擦力做的功为
C. 弹簧的最大弹性势能为
D. 物块在点的初速度为
10.如图所示，两个可视为质点的、相同的木块和放在转盘上且木块、与转盘中心在同一条直线上，两木块用长为的细绳连接，木块与转盘的最大静摩擦力均为各自重力的倍，放在距离转轴处，整个装置能绕通过转盘中心的转轴转动，开始时，绳恰好伸直但无弹力，现让该装置从静止转动，角速度缓慢增大，以下说法不正确的是( )
A. 当时，绳子一定有弹力
B. 当时，、会相对于转盘滑动
C. 当在范围内增大时，所受摩擦力一直变大
D. 当在范围内增大时，所受摩擦力变大
二、实验题（本大题共2小题，每空2分，共14分）
11.某实验小组用图所示装置研究平抛运动。装置中，竖直硬板上依次固定着白纸和复写纸，是一个水平放置、稍微向纸面内倾斜且可上下调节的挡板。小钢球从斜槽中某高度由静止释放，从斜槽末端飞出的钢球落到挡板上会挤压复写纸，在白纸上留下印记；上下调节挡板，通过多次实验，白纸上会留下钢球经过的多个位置，最终用平滑曲线将其连接，得到钢球做平抛运动的轨迹。
下列说法正确的是_________填选项序号字 母。
A.安装斜槽时，应保证斜槽末端的切线水平
B.钢球与斜槽间的摩擦是造成实验误差的主要原因
C.移动挡板时，其高度必须等距变化
D.钢球每次都应从斜槽中同一高度由静止释放
图所示为实验中得到的一张平抛运动轨迹图，在轨迹上取水平间距均为的、、三点，测得竖直间距，，重力加速度。则钢球从运动到的时间为________，钢球在斜槽末端的速度大小为________。结果保留两位小数
12.用如下图所示的实验装置做“验证机械能守恒定律”实验时，将打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始下落。
关于本实验，下列说法正确的是________填字母代号。
A.应选择质量大、体积小的重物进行实验
B.释放纸带之前，纸带必须处于竖直状态
C.先释放纸带，后接通电源
实验中，得到如图所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点、、，测得它们到起始点点与下一点的间距接近的距离分别为、、。已知当地重力加速度为，打点计时器的打点周期为。设重物质量为。从打点到点的过程中，重物的重力势能变化量________，动能变化量________。用已知字母表示
某同学用如图所示装置验证机械能守恒定律，将力传感器固定在天花板上，细线一端系着小球，一端连在力传感器上。将小球拉至水平位置从静止释放，到达最低点时力传感器显示的示数为。已知小球质量为，当地重力加速度为。在误差允许范围内，当满足关系式________时，可验证机械能守恒。
四、计算题：（13题10分，14题12分，15题18分，共40分）
13.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，经过时间落到地面，已知该行星半径为，自转周期为，引力常量为。
求该行星的第一宇宙速度；
求该行星的平均密度。
14.如图所示，长的轻杆两端分别固定有质量均为的、两小铁球，杆的三等分点处有光滑的水平固定转轴，使轻杆可绕转轴在竖直面内无摩擦转动用手将该装置固定在杆恰好水平的位置，然后由静止释放重力加速度为求结论可以用根号表示
当杆到达竖直位置时，小球、的速度、各多大
从释放轻杆到轻杆竖直时，该过程轻杆对小球做的功．
15.如图所示，是光滑的水平轨道，端与半径为的光滑半圆轨道相切，半圆的直径竖直，将弹簧水平放置，一端固定在点．现使质量为的小滑块从点以速度 进入轨道，然后沿着运动压缩弹簧，弹簧压缩最短时小滑块处于点，重力加速度大小为，求：
在点时小滑块对轨道的作用力大小；
弹簧压缩到最短时的弹性势能；
若水平轨道粗糙，小滑块从点静止释放，且，
要使得小滑块能沿着轨道运动，且运动过程中不脱离
轨道，求小滑块与间的动摩擦因数的范围．
第1页，共1页铁人中学2023级高一下学期期中考试物理答案
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.
11.； ；
12.，
13.设行星表面的重力加速度为，对小球，有，解得
对处于行星表面附近做匀速圆周运动的卫星，由牛顿第二定律有
故该行星的第一宇宙速度
对行星表面的物体有，故行星质量，故该行星的平均密度
解：设竖直位置时，杆子的角速度为．
对整个系统而言，机械能守恒，有；
解得，故A的速度，的速度
对球根据动能定理可知，解得
答：当杆到达竖直位置时，小球、的速度、各为和
从释放轻杆到轻杆竖直时，该过程轻杆对小球做的功为
解：小滑块在点时，根据牛顿第二定律得： 解得
根据滑块和弹簧组成的系统机械能守恒得： 解得
小滑块恰能能运动到点时，根据功能关系有 解得
小滑块恰能沿着轨道运动到点 解得 所以，
小滑块恰能沿着轨道运动点有：
由功能关系有： 解得，所以，综上或
答：在点时轨道对小滑块的作用力大小是；
弹簧压缩到最短时的弹性势能是；
小滑块与间的动摩擦因数的范围为或。
第1页，共1页
