河南省郑州外国语学校2022-2023学年高一下学期期中考试物理试卷

这是一份河南省郑州外国语学校2022-2023学年高一下学期期中考试物理试卷，共9页。试卷主要包含了选择题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。

（90分钟 100分）
一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48 分。其中，第1-8 题只有一项符合题目要求，第9-12题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）
1．关于运动，以下说法正确的是（ ）
A．曲线运动不一定是变速运动
B．速度不变的运动一定是匀速直线运动
C．匀速圆周运动是一种匀变速曲线运动
D．曲线运动不可能是一种匀变速运动
2．如图，有一条宽为20m的河道，小船从岸边某点渡河，渡河过程中始终保持船头与河岸垂直。小船在静水中的速度大小为5m/s，水流速度为12m/s。下列说法正确的是（ ）
A．小船在河水中行驶轨迹为曲线
B．小船渡河时间为
C．小船在渡河过程中位移大小为48m
D．小船在河水中的速度为13m/s
3．如图所示，在地面上以速度抛出质量为m的物体，抛出后物体落到比地面低h的海平面上。若以地面为参考平面，且不计空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A．重力对物体做的功为B．物体在海平面上的动能为
C．物体在地面上的机械能为D．物体落到海平面时的重力势能为mgh
4．如图所示，修正带是通过两个齿轮的相互咬合进行工作的，其原理可简化为图中所示的模型。A、B是转动的大小齿轮边缘的两点，C是大齿轮上的一点。大齿轮上B、C的半径分别为3r、r，小齿轮上A的半径为2r，则A、B、C三点（ ）
A．线速度大小之比是3：3：1
B．加速度大小之比是6：3：1
C．角速度之比是2：3：3
D．转动周期之比是3：2：2
5．小明从斜面底端斜向右上方抛出两个完全相同的小球（视为质点），A球恰好落到斜面顶端，B球恰好落到斜面中点，且两球落到斜面上时的速度方向均刚好水平，不计空气阻力，则（ ）
A．抛出后，A球在空中运动的时间为B球在空中运动时间的2倍
B．抛出时，A球的速度大小为B球速度大小的2倍
C．落到斜面上时，A球的速度大小为B球速度大小的倍
D．抛出时，A球的速度方向与水平方向的夹角大于B球的速度方向与水平方向的夹角
6．如图甲所示，物体受到水平推力F的作用在粗糙水平面上做直线运动。监测到推力F、物体速度v随时间t变化的规律如图乙、丙所示。取g=10m/s2，则（ ）
A．第1s内推力做功为2J
B．第2s内物体克服摩擦力做的功为4J
C．t=1.5s时推力F的瞬时功率为3W
D．第2s内推力F做功的平均功率为2W
7．2021年2月10日，我国首次火星探测任务“天问一号”火星探测卫星顺利实施近火制动，完成火星捕获，正式踏入环绕火星轨道。假设火星可视为半径为的均匀球体，探测卫星沿椭圆轨道绕火星运动，如图所示。椭圆轨道的“近火点”离火星表面的距离为，“远火点”离火星表面的距离为，引力常量为。下列说法正确的是（ ）
A．若已知“天问一号”在椭圆轨道运行的周期为，火星的质量为
B．若已知“天问一号”在椭圆轨道运行的周期为，火星的第一宇宙速度为
C．“天问一号”在“近火点”和“远火点”的加速度大小之比为
D．“天问一号”在“近火点”和“远火点”的速率之比为
8．甲、乙两位同学分别站在地球的南极和赤道上，用大小相等的初速度将一个小球竖直向上抛出，小球落回手中的时间之比为k，不计空气阻力。若已知地球密度为ρ，引力常量为G，则乙同学随地球自转的角速度大小为（ ）
A．B．
C．D．
9．如图甲所示，一光滑的圆管轨道固定在竖直平面内，质量为m的小球在圆管内运动，小球的直径略小于圆管的内径，轨道的半径为R，小球的直径远小于R，可以视为质点，重力加速度为g。现小球经最高点的初速度v，圆管对小球的弹力与的关系如图乙所示（取竖直向下为正），为通过圆心的一条水平线，关于小球的运动，下列说法不正确的是（ ）
A．图乙中的，
B．当时，小球在最低点与最高点对轨道的压力大小之差可能为
C．小球在水平线以下的管道中运动时，内侧管壁对小球可能有作用力
D．若小球从最高点静止沿轨道滑落，当滑落高度为时，小球与内、外管壁均没有作用力
10．如图所示为汽车的加速度和车速倒数的关系图像。若汽车质量为2×103kg，它由静止开始沿平直公路行驶，且行驶中阻力恒定，最大车速为30m/s，则（ ）
A．汽车所受阻力为2×103 N
B．汽车在车速为9m/s时，功率为6×104 W
C．汽车匀加速的加速度为3m/s2
D．汽车匀加速所需时间为5 s
11．宇宙空间有两颗相距较远、中心距离为的星球和星球B。在星球上将一轻弹簧竖直固定在水平桌面上，把物体P轻放在弹簧上端，如图（a）所示，P由静止向下运动，其加速度与弹簧的压缩量间的关系如图（b）中实线所示。在星球B上用完全相同的弹簧和物体P完成同样的过程，其关系如图（b）中虚线所示。已知两星球密度相等。星球的质量为，引力常量为。假设两星球均为质量均匀分布的球体。则下列判断正确的是（ ）
A．星球B的质量为
B．星球和星球B的表面重力加速度的比值为2
C．若星球绕星球B做匀速圆周运动，则星球的运行周期
D．若将星球、B看成是远离其他星球的双星模型，则它们的周期
12．如图所示，将质量为2m的重物悬挂在轻绳的一端，轻绳的另一端系一质量为m的环，环套在竖直固定的光滑直杆上，光滑的轻小定滑轮与直杆的距离为d，杆上的A点与定滑轮等高，杆上的B点在A点下方距离为d处．现将环从A处由静止释放，不计一切摩擦阻力，下列说法正确的是（ ）
A．环到达B处时，重物上升的高度
B．环到达B处时，环与重物的速度大小相等
C．环从A到B，环减少的机械能等于重物增加的机械能
D．环能下降的最大高度为
二、实验题（本题共2题，每空2分，共14分）
13．在“研究小球做平抛运动的规律”的实验中：
（1）如图甲所示的实验中，观察到两球同时落地，说明平抛运动在竖直方向做_________；如图乙所示的实验：将两个光滑斜轨道固定在同一竖直面内，滑道末端水平，把两个质量相等的小钢球，从斜面的相同高度由静止同时释放，观察到球1落到水平板上并击中球2，这说明平抛运动在水平方向做_________；
（2）该同学用频闪照相机拍摄到如图所示的小球平抛运动的照片，照片中小方格的边长，小球在平抛运动中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，则照相机每隔_________s曝光一次，小球平抛初速度为_________（当地重力加速度大小）。
14．用如图所示的实验装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系，转动手柄使长槽和短槽分别随变速轮塔匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动．横臂的挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值．某次实验图片如下，请回答相关问题：
(1)在研究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系时我们主要用到了物理学中______的方法；
A．理想实验法 B．等效替代法 C．控制变量法 D．演绎法
(2)图中是在研究向心力的大小F与______的关系．
A．质量m B．角速度ω C．半径r
(3)若图中标尺上红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值为1：9，运用圆周运动知识可以判断与皮带连接的变速轮塔对应的半径之比为______
A．1：9 B．3：1 C．1：3 D．1：1
三、解答题
15．（8分）火星有两个卫星，相当于有两个“月亮”，其中一颗卫星为火卫一。已知火卫一绕火星的运动周期为T，离火星表面的高度为h，火星的质量为M，引力常量为G，不计火星自转的影响，求：
（1）火星的半径R；
（2）火卫一的线速度大小v。
16．（8分）跑酷（Parkur）是时下风靡全球的一项时尚极限运动。一跑酷运动员在一次训练中的运动可简化如下：运动员首先在平直高台上以的加速度从静止开始匀加速运动，运动后从高台边缘水平跳出，恰好垂直落在一倾角为的斜面上的O点。此后运动员调整姿势以的速度沿水平方向蹬出。已知斜面底端离高台边缘的水平距离。该运动员在运动过程中可视为质点，不计空气阻力，重力加速度的大小，。求：
（1）运动员从高台边缘跳出到落至斜面的时间；
（2）高台距地面的高度H；
（3）运动员从斜面水平蹬出后的落点与O点的水平距离。
（4）运动员从斜面水平蹬出后斜面的最大距离。
17．（10分）如图所示，在水平圆盘上放有质量分别为2kg、1kg、1kg的可视为质点的三个物体A、B、C。圆盘可绕其中心轴线OO＇转动，三个物体与圆盘间动摩擦因数均为μ=0.1，最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，三个物体与中心轴线的O点共线，且OC=OB=AB=r=0.1m，现将三个物体分别用两根轻质细线相连，保持两根细线都伸直且绳中恰无张力，若圆盘从静止开始转动，且角速度在极其缓慢的变化，重力加速度g=10m/s2，则在这一过程中求：
（1）A、B之间的绳子即将出现拉力时，圆盘转动的角速度；
（2）B、C之间的绳子即将出现拉力时，圆盘转动的角速度以及此时、之间绳上的张力；
（3）当C所受摩擦力的大小为时，圆盘转动的角速度可能的值。
18．（12分）如图是由弧形轨道、圆轨道（轨道底端B略错开，图中未画出）、水平直轨道平滑连接而成的力学探究装置。水平轨道AC右端装有理想轻弹簧（右端固定），圆轨道与水平直轨道相交于B点，且B点位置可改变，现将B点置于AC中点，质量m＝2kg的滑块（可视为质点）从弧形轨道高H＝0.6m处静止释放。已知圆轨道半径R＝0.1m，水平轨道长LAC＝1.0m，滑块与AC间动摩擦因数μ＝0.2，弧形轨道和圆轨道均视为光滑，不计其他阻力与能量损耗，求：
（1）滑块第一次滑至圆轨道最高点时对轨道的压力大小；
（2）轻弹簧获得的最大弹性势能；
（3）若H＝0.4m，改变B点位置，使滑块在整个滑动过程中不脱离轨道，求BC长度满足的条件。