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四川省成都市蓉城名校联盟2023-2024学年高一下学期期中考试物理试题
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这是一份四川省成都市蓉城名校联盟2023-2024学年高一下学期期中考试物理试题，共11页。试卷主要包含了如图，一质量为m的小球，下列说法正确的是等内容，欢迎下载使用。
考试时间75分钟，满分100分
注意事项：
1．答题前，考生务必在答题卡上将自己的姓名、座位号、准考证号用0.5毫米的黑色签字笔填写清楚，考生考试条形码由监考老师粘贴在答题卡上的“贴条形码区”。
2．选择题使用2B铅笔填涂在答题卡上对应题目标号的位置上，如需改动，用橡皮擦擦干净后再填涂其它答案：非选择题用0.5毫米的黑色签字笔在答题卡的对应区域内作答，超出答题区域答题的答案无效；在草稿纸上、试卷上答题无效。
3．考试结束后由监考老师将答题卡收回。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．关于物理学史，下列说法正确的是（ ）
A．牛顿于1687年正式发表了万有引力定律，并测出了引力常量
B．卡文迪许根据万有引力定律发现了海王星
C．17世纪，德国天文学家开普勒提出了开普勒三大定律，发现了行星的运动规律
D．丹麦天文学家第谷连续20年对行星位置进行观测和记录，发现了行星的运动规律
2．关于匀速圆周运动，下列说法正确的是（ ）
A．做匀速圆周运动的物体，其线速度恒定不变
B．做匀速圆周运动的物体所受合力一定指向圆心
C．匀速圆周运动是匀变速运动
D．做匀速圆周运动的物体，在相等的时间内发生的位移相同
3．关于功、功率，下列说法正确的是（ ）
A．只要力作用在物体上，该力一定对物体做功
B．根据可知，汽车的牵引力一定与其速度成反比
C．根据可知，机械做功越多，其功率就越大
D．摩擦力可能对物体做正功或做负功，也可能不做功
4．一物体在水平力F作用下沿力F的方向运动了2m的距离，力F随运动距离x变化的规律如图所示，则该力F在这2m的距离内对物体做的功为（ ）
A．4JB．7JC．D．10J
5．如图，一学生将质量为1kg的小球（可视为质点）从离地高为0.8m的空中以3m/s的初速度水平抛出，不计空气阻力，重力加速度大小取，则小球在下落过程中重力的功率为（ ）
A．20WB．40WC．10WD．8W
6．若某星球的半径为R，其表面的重力加速度大小为g，忽略星球自转，则在该星球表面上方距离为R处的重力加速度大小为（ ）
A．B．C．D．
7．如图，一质量为m的小球（可视为质点）由轻绳a和b分别系于竖直轻质细杆上的A点和B点，当小球随轻杆一起以角速度匀速转动时，绳a水平且恰好伸直，已知绳a长为l，绳b与水平方向的夹角为，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（ ）
A．小球受重力、绳b的拉力及向心力三个力作用
B．角速度的大小为
C．当小球随杆匀速转动的角速度为时，绳b的拉力大小为
D．当小球随杆匀速转动的角速度从缓慢增大时，绳a、绳b对小球的拉力均将增大
8．如图，两颗卫星a、b均在赤道正上方沿顺时针方向绕地球做匀速圆周运动，卫星a为近地卫星，卫星b离地面的高度为3R。已知地球的半径为R，地球表面的重力加速度大小为g，忽略地球自转。初始时两颗卫星a、b与地心连线的夹角为，若经时间t两颗卫星a、b相距最近，则t至少为（ ）
A．B．C．D．
二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求；全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
9．下列说法正确的是（ ）
A．汽车匀速经过凹形桥底部时，汽车处于超重状态
B．汽车匀速经过凸形桥顶部时，汽车处于平衡状态
C．火车转弯时的速度越小越安全
D．洗衣机脱水利用了离心运动的原理
10．“神舟十一号”与“天宫二号”的对接变轨过程如图所示，轨道2与轨道1、轨道3分别相切于A、B两点，“神舟十一号”先从圆轨道1变轨到椭圆轨道2，再变轨到圆轨道3，并与在圆轨道3上运行的“天宫二号”实施对接。下列说法正确的是（ ）
A．“神舟十一号”在轨道1上通过A点时的速率比在轨道2上通过A点时的速率大
B．“神舟十一号”在轨道2上通过B点时需加速才能进入轨道3
C．“神舟十一号”在轨道2上运行的周期比在轨道1上运行的周期大
D．“神舟十一号”在轨道2上通过A点时的加速度比在轨道1上通过A点时的加速度小
11．如图，两个可视为质点、质量均为m的小木块a和b沿同一半径方向放在水平圆盘上，a与转轴的距离为L，b与转轴的距离为2L，a、b间用轻质细线相连，初始时刻细线水平拉直但无拉力，a、b与圆盘间的动摩擦因数均为，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g。当圆盘绕竖直转轴在水平面内以不同的角速度匀速转动时，下列说法正确的是（ ）
A．b所受的摩擦力始终是a所受的摩擦力的2倍
B．当圆盘转动的转速为时，细线开始拉紧
C．使a、b相对圆盘静止的最大角速度为
D．当细线的拉力大小为时，a、b将相对圆盘开始滑动
三、实验探究题：本题共2小题，共15分。
12．（6分）
某学习小组用如图所示的实验装置来探究影响向心力大小的因素。长槽上的挡板B到转轴的距离是挡板A的2倍，长槽上的挡板A和短槽上的挡板C到各自转轴的距离相等。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给球提供了向心力，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，标尺上红白相间的等分格显示出两个球所受向心力的比值。
（1）为了探究向心力大小与物体质量、运动半径及运动快慢等的关系，可以采用的实验方法是______（填标号）。
A．等效替代法B．控制变量法C．理想模型法D．极限法
（2）探究向心力大小与角速度的关系时，应将传动皮带套在两轮塔半径______（填“相同”或“不同”）的圆盘上，将两个质量相同的小球分别放在挡板C和挡板______（填“A”或“B”）处。
（3）若在某次探究中，将两个质量相同的小球分别放在挡板B和挡板C处，实验中左、右标尺露出的等分格数之比为1∶，则与皮带连接的变速轮塔1、2圆盘的半径之比为______（填标号）。
A．1∶2B．1∶4C．4∶1D．2∶1
13．（9分）
某兴趣小组在“研究小球平抛运动”的实验中：
（1）在如图甲所示的演示实验中，当用不同的力向右敲打弹簧片时，发现A、B两球总是同时落地，这说明______（填标号）。
A．平抛运动的轨迹是一条抛物线
B．平抛运动的飞行时间与抛出速度有关
C．平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动
D．平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动
（2）如图乙，将两个相同的斜槽固定在同一竖直平面内，末端均水平，斜槽2与光滑水平板平滑衔接，将两个相同的小钢球从斜槽上相同高度处同时由静止释放，观察到两球在水平面内相遇，即使改变释放的高度，观察到两球仍在水平面内相遇，这说明______（填标号）。
A．平抛运动是匀变速运动
B．平抛运动的飞行时间与高度无关
C．平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动
D．平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动
（3）该小组同学利用频闪照相机拍摄到小球做平抛运动的频闪照片如图丙所示，图中背景正方形小方格的实际边长为，a、b、c、d是小球运动过程中的四个位置，重力加速度大小取，则由照片可得小球做平抛运动的初度大小为______m/s，小球经过b点时的速度大小为______m/s。
四、计算题：本题共3小题，共38分。解答应当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。
14．（8分）
我国的航天事业取得了巨大成就，发射了不同用途的人造卫星，2020年我国首颗火星探测器“天问一号”发射成功，2021年成功被火星“捕获”。若“天问一号”被火星“捕获”后在距火星表面h高处绕火星做匀速圆周运动，周期为T。已知火星的半径为R，引力常量为G。求：
（1）火星的质量；
（2）火星的第一宇宙速度。
15．（12分）
2023年国际能源署发布了《清洁能源市场监测》的报告，报告称中国部署清洁能源技术继续大幅领先，发达经济体和中国的电动汽车销量达到了全球的95%。现有一质量为的纯电动汽车在平直路面上以的加速度由静止开始匀加速启动。已知该车电机的限定最大输出功率（即牵引力做功的最大功率）为100kW，所受阻力恒为车重的0.1倍，重力加速度大小取。求：
（1）该车所能达到的最大速度；
（2）该车由静止开始匀加速启动后，在时电机的输出功率（即牵引力做功的功率）；
（3）该车在匀加速阶段电机牵引力所做的功。
16．（18分）
如图，两个半径均为的四分之一圆弧管道BC（管道内径很小）及轨道CD对接后竖直固定在水平面AEF的上方，其圆心分别为、，管道BC下端B与水平面相切。在轨道BCD的右侧竖直固定一半径为2R的四分之一圆弧轨道EFG，其圆心恰好在D点，下端E与水平面相切，、、在同一竖直线上，在水平面上与管道BC下端B左侧距离为处有一质量为、可视为质点的物块，以初速度沿水平面向右运动，从B处进入管道BC，恰好能从轨道CD的最高点D飞出，并打在轨道EFG上。已知物块与水平面间的动摩擦因数为，重力加速度大小取。求：
（1）物块通过D点时的速度大小；
（2）物块刚进入管道BC的下端B时对管道BC的压力；
（3）物块从轨道CD的D点飞出后打在轨道EFG上时下落的高度。
2023~2024学年度下期高中2023级期中考试
物理参考答案及评分标准
一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
解析：
1．【答案】C
【解析】牛顿发表了万有引力定律，但是引力常量是卡文迪许测出的，A错误；卡文迪许通过扭秤实验，运用微小量放大法测出了引力常量，但海王星是在1843年至1845年间，英国剑桥大学的学生亚当斯、法国年轻的天文爱好者勒维耶根据万有引力定律同时独立地预言了海王星的质量、轨道和位置，伽勒于1846年9月23日夜间在预定的区域发现了海王星，B错误；17世纪，德国天文学家开普勒提出了开普勒三大定律，发现了行星的运动规律，C正确；丹麦天文学家第谷为了研究行星的运动规律，坚持连续20年观察和积累了大量的天文数据资料，但他并没有发现行星运动的规律。后来，开普勒刻苦、认真、仔细地研究了第谷留下的极其丰富的观测资料，终于发现了太阳系行星运动的三条规律，D错误。
2．【答案】B
【解析】做匀速圆周运动的物体，线速度大小不变，方向时刻变化，是变量，A错误；做匀速圆周运动的物体所受合力一定指向圆心，提供向心力，B正确；匀速圆周运动是非匀变速运动，C错误；做匀速圆周运动的物体，在相等的时间内发生的位移大小相等，方向不同，D错误。
3．【答案】D
【解析】做功的条件是力作用在物体上，并在力的方向发生位移，A错误；汽车的功率一定时，牵引力才与速度成反比，B错误；是功率的比值定义式，功率与做的功和时间无直接关系，C错误；摩擦力可能对物体做正功或做负功，也可能不做功，D正确。
4．【答案】B
【解析】图像与坐标轴所围的面积表示力对物体做的功，，B正确。
5．【答案】A
【解析】由平抛运动规律有，A正确。
6．【答案】D
【解析】忽略星球自转，星球对物体的万有引力等于物体所受重力，即，在与该星球表面距离为处有，解得，D正确。
7．【答案】C
【解析】小球只受重力、绳对它的拉力两个力作用，A错误；由，解得，B错误；由，解得，C正确；当角速度从缓慢增大时，小球在竖直方向仍平衡，即有，由于不变，绳对小球的拉力不变，指向圆心方向有，角速度增大，不变，所以绳的拉力增大以维持小球做圆周运动的向心力的增大，D错误。
8．【答案】A
【解析】由万有引力提供向心力有，又，得，，综上解得，A正确。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求；全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
9．【答案】AD
【解析】汽车匀速率经过凹形桥底部时，有向上的向心加速度，处于超重状态，A正确；汽车匀速率经过凸形桥顶部时，有向下的向心加速度，处于失重状态，B错误；火车转弯时以规定时速行驶，车轮与轨道无侧向挤压力，此时由重力和支持力的合力提供火车转弯的向心力，行驶最安全，如果速度过小，车轮与内轨道相互挤压力过大，可能会导致事故，C错误；洗衣机脱水利用了离心运动的原理，D正确。
10．【答案】BC
【解析】“神舟十一号”在轨道1上通过A点时需加速才能进入轨道2，所以“神舟十一号”在轨道1上通过A点时的速率比在轨道2上通过A点时的速率小，A错误；“神舟十一号”在轨道2上通过B点时需加速才能进入轨道3，B正确；由，可知，C正确；“神舟十一号”在轨道2上通过A点时与在轨道1上通过A点时所受合力均为万有引力，加速度相同，D错误。
11．【答案】CD
【解析】在细线的拉力为零的过程中，b所受的摩擦力始终是a所受的摩擦力的2倍，当细线有拉力时，b所受的摩擦力不再是a所受的摩擦力的2倍，A错误；当b所受的摩擦力达到滑动摩擦力时，细线开始有拉力，由，得，即时，细线开始拉紧，B错误；对a有：，对b有：，解得，C、D正确。
三、实验探究题：本题共2小题，共15分。
12．（6分）
（1）B（2分） （2）不同（1分） A（1分）
（3）D（2分）
13．（9分）
（1）D（2分）
（2）C（2分）
（3）2（2分） 2.5（3分）
12．【解析】
（1）在探究向心力大小与质量、角速度和半径之间的关系时，我们通过控制中两个物理量不变，探究与另一个物理量之间的关系，所以采用的是控制变量法，B正确。
（2）探究向心力大小与角速度的关系，应有不同的角速度。皮带带动圆盘边缘线速度相等，即相等，由可知，可通过改变圆盘的半径来改变，从而探究和之间的关系，因此应将传动皮带套在两轮塔半径不同的圆盘上。由于要探究向心力大小与角速度的关系，应保证小球质量和做圆周运动的半径均相同，因此应将两个质量相同的小球分别放在挡板C和挡板A处。
（3）由，则，又因，故，D正确。
13．【解析】
（1）A、B两球总是同时落地，说明在竖直方向小球B与自由下落的小球A同步，因此可以说明平抛的小球B在竖直方向做自由落体运动，D正确。
（2）将两个相同的小钢球从斜槽的同一高度同时由静止释放，到达轨道末端的速度相同，观察到两球在水平面内相遇，即使改变释放的高度，观察到两球仍在水平面内相遇，即在水平方向平抛的小球与在水平面匀速运动的小球同步，说明平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动，C正确。
（3）由平抛运动的规律得，得，又，则。
四、计算题：本题共3小题，共38分。解答应当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。
14．（8分）
解：（1）对天问一号有：
解得火星的质量为
（2）对火星的近火卫星有：
联立解得火星的第一宇宙速度为（或）
说明：其他合理解法，参照给分
15．（12分）
解：（1）当且功率为限定最大输出功率时速度最大
且
联立解得
（2）匀加速阶段由牛顿第二定律得：
由运动学公式得时该车的速度
时电机的输出功率为
联立解得，匀加速未结束（1分，解出即可）
（3）当功率增加到，即时匀加速结束
匀加速的时间为
匀加速的位移大小为
该车在匀加速阶段电机牵引力做的功为
代入数据得
16．（18分）
解：（1）物块恰好过点有：
解得
（2）从点到点，对物块由牛顿第二定律得：
由运动学公式得：
在下端B，由牛顿第二定律得：
联立解得
由牛顿第三定律得，物块对管道的压力大小
方向竖直向下
（3）物块从点飞出后做平抛运动
水平方向有：
竖直方向有：
由几何知识有：
联立解得
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
答案
C
B
D
B
A
D
C
A
题号
9
10
11
答案
AD
BC
CD
考试时间75分钟，满分100分
注意事项：
1．答题前，考生务必在答题卡上将自己的姓名、座位号、准考证号用0.5毫米的黑色签字笔填写清楚，考生考试条形码由监考老师粘贴在答题卡上的“贴条形码区”。
2．选择题使用2B铅笔填涂在答题卡上对应题目标号的位置上，如需改动，用橡皮擦擦干净后再填涂其它答案：非选择题用0.5毫米的黑色签字笔在答题卡的对应区域内作答，超出答题区域答题的答案无效；在草稿纸上、试卷上答题无效。
3．考试结束后由监考老师将答题卡收回。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．关于物理学史，下列说法正确的是（ ）
A．牛顿于1687年正式发表了万有引力定律，并测出了引力常量
B．卡文迪许根据万有引力定律发现了海王星
C．17世纪，德国天文学家开普勒提出了开普勒三大定律，发现了行星的运动规律
D．丹麦天文学家第谷连续20年对行星位置进行观测和记录，发现了行星的运动规律
2．关于匀速圆周运动，下列说法正确的是（ ）
A．做匀速圆周运动的物体，其线速度恒定不变
B．做匀速圆周运动的物体所受合力一定指向圆心
C．匀速圆周运动是匀变速运动
D．做匀速圆周运动的物体，在相等的时间内发生的位移相同
3．关于功、功率，下列说法正确的是（ ）
A．只要力作用在物体上，该力一定对物体做功
B．根据可知，汽车的牵引力一定与其速度成反比
C．根据可知，机械做功越多，其功率就越大
D．摩擦力可能对物体做正功或做负功，也可能不做功
4．一物体在水平力F作用下沿力F的方向运动了2m的距离，力F随运动距离x变化的规律如图所示，则该力F在这2m的距离内对物体做的功为（ ）
A．4JB．7JC．D．10J
5．如图，一学生将质量为1kg的小球（可视为质点）从离地高为0.8m的空中以3m/s的初速度水平抛出，不计空气阻力，重力加速度大小取，则小球在下落过程中重力的功率为（ ）
A．20WB．40WC．10WD．8W
6．若某星球的半径为R，其表面的重力加速度大小为g，忽略星球自转，则在该星球表面上方距离为R处的重力加速度大小为（ ）
A．B．C．D．
7．如图，一质量为m的小球（可视为质点）由轻绳a和b分别系于竖直轻质细杆上的A点和B点，当小球随轻杆一起以角速度匀速转动时，绳a水平且恰好伸直，已知绳a长为l，绳b与水平方向的夹角为，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（ ）
A．小球受重力、绳b的拉力及向心力三个力作用
B．角速度的大小为
C．当小球随杆匀速转动的角速度为时，绳b的拉力大小为
D．当小球随杆匀速转动的角速度从缓慢增大时，绳a、绳b对小球的拉力均将增大
8．如图，两颗卫星a、b均在赤道正上方沿顺时针方向绕地球做匀速圆周运动，卫星a为近地卫星，卫星b离地面的高度为3R。已知地球的半径为R，地球表面的重力加速度大小为g，忽略地球自转。初始时两颗卫星a、b与地心连线的夹角为，若经时间t两颗卫星a、b相距最近，则t至少为（ ）
A．B．C．D．
二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求；全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
9．下列说法正确的是（ ）
A．汽车匀速经过凹形桥底部时，汽车处于超重状态
B．汽车匀速经过凸形桥顶部时，汽车处于平衡状态
C．火车转弯时的速度越小越安全
D．洗衣机脱水利用了离心运动的原理
10．“神舟十一号”与“天宫二号”的对接变轨过程如图所示，轨道2与轨道1、轨道3分别相切于A、B两点，“神舟十一号”先从圆轨道1变轨到椭圆轨道2，再变轨到圆轨道3，并与在圆轨道3上运行的“天宫二号”实施对接。下列说法正确的是（ ）
A．“神舟十一号”在轨道1上通过A点时的速率比在轨道2上通过A点时的速率大
B．“神舟十一号”在轨道2上通过B点时需加速才能进入轨道3
C．“神舟十一号”在轨道2上运行的周期比在轨道1上运行的周期大
D．“神舟十一号”在轨道2上通过A点时的加速度比在轨道1上通过A点时的加速度小
11．如图，两个可视为质点、质量均为m的小木块a和b沿同一半径方向放在水平圆盘上，a与转轴的距离为L，b与转轴的距离为2L，a、b间用轻质细线相连，初始时刻细线水平拉直但无拉力，a、b与圆盘间的动摩擦因数均为，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g。当圆盘绕竖直转轴在水平面内以不同的角速度匀速转动时，下列说法正确的是（ ）
A．b所受的摩擦力始终是a所受的摩擦力的2倍
B．当圆盘转动的转速为时，细线开始拉紧
C．使a、b相对圆盘静止的最大角速度为
D．当细线的拉力大小为时，a、b将相对圆盘开始滑动
三、实验探究题：本题共2小题，共15分。
12．（6分）
某学习小组用如图所示的实验装置来探究影响向心力大小的因素。长槽上的挡板B到转轴的距离是挡板A的2倍，长槽上的挡板A和短槽上的挡板C到各自转轴的距离相等。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给球提供了向心力，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，标尺上红白相间的等分格显示出两个球所受向心力的比值。
（1）为了探究向心力大小与物体质量、运动半径及运动快慢等的关系，可以采用的实验方法是______（填标号）。
A．等效替代法B．控制变量法C．理想模型法D．极限法
（2）探究向心力大小与角速度的关系时，应将传动皮带套在两轮塔半径______（填“相同”或“不同”）的圆盘上，将两个质量相同的小球分别放在挡板C和挡板______（填“A”或“B”）处。
（3）若在某次探究中，将两个质量相同的小球分别放在挡板B和挡板C处，实验中左、右标尺露出的等分格数之比为1∶，则与皮带连接的变速轮塔1、2圆盘的半径之比为______（填标号）。
A．1∶2B．1∶4C．4∶1D．2∶1
13．（9分）
某兴趣小组在“研究小球平抛运动”的实验中：
（1）在如图甲所示的演示实验中，当用不同的力向右敲打弹簧片时，发现A、B两球总是同时落地，这说明______（填标号）。
A．平抛运动的轨迹是一条抛物线
B．平抛运动的飞行时间与抛出速度有关
C．平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动
D．平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动
（2）如图乙，将两个相同的斜槽固定在同一竖直平面内，末端均水平，斜槽2与光滑水平板平滑衔接，将两个相同的小钢球从斜槽上相同高度处同时由静止释放，观察到两球在水平面内相遇，即使改变释放的高度，观察到两球仍在水平面内相遇，这说明______（填标号）。
A．平抛运动是匀变速运动
B．平抛运动的飞行时间与高度无关
C．平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动
D．平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动
（3）该小组同学利用频闪照相机拍摄到小球做平抛运动的频闪照片如图丙所示，图中背景正方形小方格的实际边长为，a、b、c、d是小球运动过程中的四个位置，重力加速度大小取，则由照片可得小球做平抛运动的初度大小为______m/s，小球经过b点时的速度大小为______m/s。
四、计算题：本题共3小题，共38分。解答应当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。
14．（8分）
我国的航天事业取得了巨大成就，发射了不同用途的人造卫星，2020年我国首颗火星探测器“天问一号”发射成功，2021年成功被火星“捕获”。若“天问一号”被火星“捕获”后在距火星表面h高处绕火星做匀速圆周运动，周期为T。已知火星的半径为R，引力常量为G。求：
（1）火星的质量；
（2）火星的第一宇宙速度。
15．（12分）
2023年国际能源署发布了《清洁能源市场监测》的报告，报告称中国部署清洁能源技术继续大幅领先，发达经济体和中国的电动汽车销量达到了全球的95%。现有一质量为的纯电动汽车在平直路面上以的加速度由静止开始匀加速启动。已知该车电机的限定最大输出功率（即牵引力做功的最大功率）为100kW，所受阻力恒为车重的0.1倍，重力加速度大小取。求：
（1）该车所能达到的最大速度；
（2）该车由静止开始匀加速启动后，在时电机的输出功率（即牵引力做功的功率）；
（3）该车在匀加速阶段电机牵引力所做的功。
16．（18分）
如图，两个半径均为的四分之一圆弧管道BC（管道内径很小）及轨道CD对接后竖直固定在水平面AEF的上方，其圆心分别为、，管道BC下端B与水平面相切。在轨道BCD的右侧竖直固定一半径为2R的四分之一圆弧轨道EFG，其圆心恰好在D点，下端E与水平面相切，、、在同一竖直线上，在水平面上与管道BC下端B左侧距离为处有一质量为、可视为质点的物块，以初速度沿水平面向右运动，从B处进入管道BC，恰好能从轨道CD的最高点D飞出，并打在轨道EFG上。已知物块与水平面间的动摩擦因数为，重力加速度大小取。求：
（1）物块通过D点时的速度大小；
（2）物块刚进入管道BC的下端B时对管道BC的压力；
（3）物块从轨道CD的D点飞出后打在轨道EFG上时下落的高度。
2023~2024学年度下期高中2023级期中考试
物理参考答案及评分标准
一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
解析：
1．【答案】C
【解析】牛顿发表了万有引力定律，但是引力常量是卡文迪许测出的，A错误；卡文迪许通过扭秤实验，运用微小量放大法测出了引力常量，但海王星是在1843年至1845年间，英国剑桥大学的学生亚当斯、法国年轻的天文爱好者勒维耶根据万有引力定律同时独立地预言了海王星的质量、轨道和位置，伽勒于1846年9月23日夜间在预定的区域发现了海王星，B错误；17世纪，德国天文学家开普勒提出了开普勒三大定律，发现了行星的运动规律，C正确；丹麦天文学家第谷为了研究行星的运动规律，坚持连续20年观察和积累了大量的天文数据资料，但他并没有发现行星运动的规律。后来，开普勒刻苦、认真、仔细地研究了第谷留下的极其丰富的观测资料，终于发现了太阳系行星运动的三条规律，D错误。
2．【答案】B
【解析】做匀速圆周运动的物体，线速度大小不变，方向时刻变化，是变量，A错误；做匀速圆周运动的物体所受合力一定指向圆心，提供向心力，B正确；匀速圆周运动是非匀变速运动，C错误；做匀速圆周运动的物体，在相等的时间内发生的位移大小相等，方向不同，D错误。
3．【答案】D
【解析】做功的条件是力作用在物体上，并在力的方向发生位移，A错误；汽车的功率一定时，牵引力才与速度成反比，B错误；是功率的比值定义式，功率与做的功和时间无直接关系，C错误；摩擦力可能对物体做正功或做负功，也可能不做功，D正确。
4．【答案】B
【解析】图像与坐标轴所围的面积表示力对物体做的功，，B正确。
5．【答案】A
【解析】由平抛运动规律有，A正确。
6．【答案】D
【解析】忽略星球自转，星球对物体的万有引力等于物体所受重力，即，在与该星球表面距离为处有，解得，D正确。
7．【答案】C
【解析】小球只受重力、绳对它的拉力两个力作用，A错误；由，解得，B错误；由，解得，C正确；当角速度从缓慢增大时，小球在竖直方向仍平衡，即有，由于不变，绳对小球的拉力不变，指向圆心方向有，角速度增大，不变，所以绳的拉力增大以维持小球做圆周运动的向心力的增大，D错误。
8．【答案】A
【解析】由万有引力提供向心力有，又，得，，综上解得，A正确。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求；全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
9．【答案】AD
【解析】汽车匀速率经过凹形桥底部时，有向上的向心加速度，处于超重状态，A正确；汽车匀速率经过凸形桥顶部时，有向下的向心加速度，处于失重状态，B错误；火车转弯时以规定时速行驶，车轮与轨道无侧向挤压力，此时由重力和支持力的合力提供火车转弯的向心力，行驶最安全，如果速度过小，车轮与内轨道相互挤压力过大，可能会导致事故，C错误；洗衣机脱水利用了离心运动的原理，D正确。
10．【答案】BC
【解析】“神舟十一号”在轨道1上通过A点时需加速才能进入轨道2，所以“神舟十一号”在轨道1上通过A点时的速率比在轨道2上通过A点时的速率小，A错误；“神舟十一号”在轨道2上通过B点时需加速才能进入轨道3，B正确；由，可知，C正确；“神舟十一号”在轨道2上通过A点时与在轨道1上通过A点时所受合力均为万有引力，加速度相同，D错误。
11．【答案】CD
【解析】在细线的拉力为零的过程中，b所受的摩擦力始终是a所受的摩擦力的2倍，当细线有拉力时，b所受的摩擦力不再是a所受的摩擦力的2倍，A错误；当b所受的摩擦力达到滑动摩擦力时，细线开始有拉力，由，得，即时，细线开始拉紧，B错误；对a有：，对b有：，解得，C、D正确。
三、实验探究题：本题共2小题，共15分。
12．（6分）
（1）B（2分） （2）不同（1分） A（1分）
（3）D（2分）
13．（9分）
（1）D（2分）
（2）C（2分）
（3）2（2分） 2.5（3分）
12．【解析】
（1）在探究向心力大小与质量、角速度和半径之间的关系时，我们通过控制中两个物理量不变，探究与另一个物理量之间的关系，所以采用的是控制变量法，B正确。
（2）探究向心力大小与角速度的关系，应有不同的角速度。皮带带动圆盘边缘线速度相等，即相等，由可知，可通过改变圆盘的半径来改变，从而探究和之间的关系，因此应将传动皮带套在两轮塔半径不同的圆盘上。由于要探究向心力大小与角速度的关系，应保证小球质量和做圆周运动的半径均相同，因此应将两个质量相同的小球分别放在挡板C和挡板A处。
（3）由，则，又因，故，D正确。
13．【解析】
（1）A、B两球总是同时落地，说明在竖直方向小球B与自由下落的小球A同步，因此可以说明平抛的小球B在竖直方向做自由落体运动，D正确。
（2）将两个相同的小钢球从斜槽的同一高度同时由静止释放，到达轨道末端的速度相同，观察到两球在水平面内相遇，即使改变释放的高度，观察到两球仍在水平面内相遇，即在水平方向平抛的小球与在水平面匀速运动的小球同步，说明平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动，C正确。
（3）由平抛运动的规律得，得，又，则。
四、计算题：本题共3小题，共38分。解答应当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。
14．（8分）
解：（1）对天问一号有：
解得火星的质量为
（2）对火星的近火卫星有：
联立解得火星的第一宇宙速度为（或）
说明：其他合理解法，参照给分
15．（12分）
解：（1）当且功率为限定最大输出功率时速度最大
且
联立解得
（2）匀加速阶段由牛顿第二定律得：
由运动学公式得时该车的速度
时电机的输出功率为
联立解得，匀加速未结束（1分，解出即可）
（3）当功率增加到，即时匀加速结束
匀加速的时间为
匀加速的位移大小为
该车在匀加速阶段电机牵引力做的功为
代入数据得
16．（18分）
解：（1）物块恰好过点有：
解得
（2）从点到点，对物块由牛顿第二定律得：
由运动学公式得：
在下端B，由牛顿第二定律得：
联立解得
由牛顿第三定律得，物块对管道的压力大小
方向竖直向下
（3）物块从点飞出后做平抛运动
水平方向有：
竖直方向有：
由几何知识有：
联立解得
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
答案
C
B
D
B
A
D
C
A
题号
9
10
11
答案
AD
BC
CD
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