河南省洛阳市2023-2024学年高一下学期期中考试物理试卷（原卷版+解析版）

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全卷共6页，共100分，考试时间75分钟
注意事项：
1．答题前，考生务必将自己的姓名、考号填写在答题卡上。
2．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回
一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，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. 如图所示为自行车比赛圆形赛道，赛道与水平面间有一夹角，某运动员骑自行车在同一赛道上以速率做匀速圆周运动，自行车所受侧向（垂直于速度方向）摩擦力为0，不考虑空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A. 速率小于时，自行车所受侧向摩擦力仍为0
B. 速率小于时，自行车所受侧向摩擦力沿路面指向内侧
C. 速率大于时，自行车所受侧向摩擦力沿路面指向内侧
D. 该运动员在骑行过程中，自行车所受合外力沿路面斜向下
2. 不考虑空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A. 甲图中整个下落过程，蹦极者与弹性绳（在弹性限度内），组成的系统机械能守恒
B. 乙图中运动员在蹦床上越跳越高，运动员的机械能守恒
C. 丙图中小孩从滑梯顶端匀速滑下，小孩的机械能守恒
D. 丁图中旋转飞椅和人一起以恒定角速度做匀速圆周运动的过程，人的机械能不守恒
3. 踢毽子是我国传统的民间体育运动。如图所示为一个小孩在踢毽子，每30秒能踢60次，每次毽子重心上升约，毽子质量为，重力加速度取。毽子在空中运动过程中克服重力做功的平均功率约为（ ）
A. B. C. D.
4. 如图所示，为地球周围同一轨道平面内的朝同一方向运行的三颗卫星，它们的轨道半径关系满足，已知卫星的运行周期为，下列说法正确的是（ ）
A. 加速可追上同一轨道上的
B. 的向心力小于的向心力
C. 从图示时刻到再次相距最近所需时间大于
D. 相同时间内，与地心连线扫过的面积等于与地心连线扫过的面积
5. 如图所示，天花板上有一可自由转动的光滑小圆环C，一轻质细绳穿过小圆环C，两端分别连接小球A、B．现使两小球平稳地在各自的水平面内做周期相等的匀速圆周运动，A、B两小球到C的距离分别为l1、l2，则A、B两小球的质量之比等于（ ）
A. B. C. D.
6. 如图所示，自行车的大齿轮、小齿轮、后轮的半径不一样，它们的边缘分别有三个点当自行车被支起时，匀速转动大齿轮带动小齿轮及后轮转动。则下列说法正确的是（ ）
A. 线速度
B 角速度
C. 向心加速度
D. 转速
7. 小物块以一定的初速度沿斜面向上滑动，然后滑回到原处．设物块与斜面间的动摩擦因数不变，则该过程中，物块的动能Ek、重力势能Ep、机械能E、产生的内能Q与位移x关系图线正确的是（ ）
A B.
C. D.
8. 图甲为科技活动节学生自制小型抛石机。将石块放在长臂一端的凹槽中，在短臂端固定重物，发射前将长臂端往下拉至地面，然后突然松开，凹槽中的石块过最高点时就被抛出。现将其简化为如图乙所示的模型，将一质量可视为质点的小石块，装在长的长臂末端的凹槽中，初始时长臂与水平面的夹角为，松开后长臂转至竖直位置时，石块被水平抛出，落在水平地面上，测得石块落地点与点的水平距离为，以地面为零势能面，不计空气阻力，取重力加速度大小，下列说法正确的是（ ）
A. 石块被水平抛出时的动能为
B. 石块从点到最高点机械能增加
C. 石块着地时，重力做功的功率为
D. 石块从点到最高点的过程中，其重力势能的增加量等于重物重力势能的减小量
9. 经长期观测，人们在银河系中发现非常多的双星系统。如图所示，为P、Q两颗恒星组成的双星系统，P、Q绕连线上一点做圆周运动，测得P、Q两颗恒星间的距离为，质量之比为，恒星Q的周期为，下列说法正确的是（ ）
A. P做圆周运动的周期小于Q做圆周运动的周期
B. P、Q做圆周运动的半径之比为
C. P、Q做圆周运动的向心加速度之比
D. P、Q两颗恒星质量之和为
10. 一台起重机匀加速地将质量为的货物从静止开始竖直吊起，在末货物的速度为，不计空气阻力，取。下列说法正确的是（ ）
A. 起重机在这内输出的平均功率为
B. 起重机在末的输出功率为
C. 在这内，重力对货物做功为
D. 在这内，合力对货物做功
11. 相同材料的两个物块和放在同一水平面上，用相同的水平拉力分别作用在两物块上，一段时间后撤去拉力，两物块运动的图像如图所示，已知，在整个运动过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 的质量小于的质量
B. 两种情况下拉力做的功相等
C. 两种情况下克服摩擦力做的功相等
D. 两种情况下合外力做功相等
12. 如图所示，可看做质点的物块质量分别为和，用长为的轻绳连接沿径向放在转盘上，物块与转盘的最大静摩擦力均为各自重力的倍，物块到转轴的距离也为，开始时绳恰好伸直但无弹力，转盘绕转轴从静止开始转动，缓慢增大角速度，下列说法正确的是（ ）
A. 若剪断轻绳，先达到最大静摩擦力
B. 相对转盘即将发生滑动时，绳子的弹力为
C. 当时，一定相对转盘发生滑动
D. 相对转盘即将发生滑动时，若突然剪断轻绳，均做离心运动
二、实验（本题共2小题，共15分）
13. 某实验小组通过如图所示的装置验证向心力公式。一个体积较小，质量为的滑块套在水平杆上，力传感器通过一根细绳连接滑块，用来测量绳中拉力的大小，滑块的中心到转轴的距离为，滑块随杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动。通过力传感器获得细绳拉力，利用秒表记录转动圈的时间。
（1）认为绳的张力充当向心力，如果_________（用题目所给物理量的字母表示），则向心力的表达式得到验证。
（2）该小组验证向心力的表达式时，经多次实验，仪器正常，操作规范读数准确，发现拉力的测量值与滑块的向心力的理论值相比_________（填“偏大”、“偏小”或“相同”），主要原因是_________。
14. 如图所示，已知质量为的两铁块用细线连接，，跨过轻质小滑轮。让从高处由静止开始下落，与连接的纸带上打下一系列点，对纸带上的点迹进行测量分析，即可验证机械能守恒定律，重力加速度为。
（1）实验装置如图（含电源），除了图中所示的器材，还需准备的器材有（ ）。
A. 重锤线B. 秒表C. 毫米刻度尺
（2）正确实验得到的一条纸带，为选取的计数点，相邻两计数点间还有4个点未标出，测出计数点间的距离如图所示。交流电源的频率为，打下计数点“”时，的速度大小为_________，取段进行研究，若系统机械能守恒，测得的物理量应满足的关系式为_________（用题中所给物理量的字母表示）。
（3）若利用计算出铁块速度及距离起点下落的高度，作出图像，来验证系统机械能守恒，则该图像应是一条_________线。若操作规范，数据无误，产生误差的原因可能为_________（写出一条即可）。
三、解答题（本题共3小题，共37分。解答要有必要的文字说明和方程式，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题目，答案中必须明确写出数值和单位。）
15. 2022年，中国利用“嫦娥五号”探测器完成了在月球表面自动采样并返回地球的航天活动；已知月球的质量约为地球的，月球半径约为地球半径的，地球表面重力加速度为，地球的第一宇宙速度取。求：
（1）月球表面的重力加速度；
（2）月球的第一宇宙速度（结果保留两位有效数字）。
16. 长度为的轻绳一端固定于点，另一端系一个质量为的小球，在竖直面内做圆周运动，其中P、Q分别为圆周的最高点和最低点，运动过程中轻绳不会被拉断。求：
（1）轻绳拉直到与圆心等高位置时，由静止释放小球，小球经过最低点时轻绳受到的拉力大小；
（2）如图所示细绳拉直到与夹角时，由静止释放小球，小球经过最低点时轻绳受到的拉力大小。
17. 如图所示，水平传送带长，以的速率顺时针匀速转动，左端与半径为的四分之一光滑圆弧轨道相切于点（不接触），右端与同一水平面上的平台平滑衔接于点（不接触）。在平台右边固定一轻质弹簧，弹簧左端恰好位于点。质量为的滑块与传送带间的动摩擦因数为0.25，与平台之间的动摩擦因数为0.20，部分光滑，重力加速度取，弹簧始终处于弹性限度内。现将滑块从光滑圆弧轨道上端点由静止释放，求：
（1）滑块通过传送带过程中，滑块与传送带由于摩擦产生的热量；
（2）若最大弹性势能为，的长度；
（3）若之间的距离为时，滑块最终停止的位置距点的距离。