黑龙江省大庆铁人中学2023-2024学年高一下学期期中考试物理试卷

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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a，汽车通过拱桥的最高点时处于超重状态
B. 如图b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c，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别在水平面内做匀速圆周运动，
则在A、B两位置圆锥筒对小球的支持力大小不相等
D. 如图d，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，ab为水平直径，cd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a、b两个位置，物块所受摩擦力提供向心力，支持力相等
D. 在c、d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ABDC与水平面夹角α=60∘。某滑雪者自A点以速度v0=10m/s水平冲上ABDC斜面后自由滑行，刚好能够从D点滑出，已知xAC=10 3m，取g=10m/s2。则滑雪者经过D点时速度大小为( )
A. 15 m/s B. 20 m/s C. 30 m/s D. 35 m/s
4.如图所示，从倾角为θ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v1时，小球到达斜面时速度方向与斜面的夹角为α1；当抛出速度为v2时，小球到达斜面时速度方向与斜面的夹角为α2，则( )
A. 当v1>v2时，α1>α2 B. 当v1>v2时，α1<α2
C. 无论v1、v2关系如何，均有α1>α2D. α1、α2的关系与斜面倾角θ无关
5.如图所示，飞行器在距月球表面高度为3R的圆形轨道Ⅰ上运动，到达轨道的A点点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，当到达椭圆轨道Ⅱ的近月点B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R，月球表面的重力加速度为g0，则( )
A. 飞行器在B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B点的加速度大于
在轨道Ⅲ上通过B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2π Rg0
6.在地球表面以初速度v0竖直向上抛出一个小球，经过时间t小球落回抛出点，若在某行星表面以同样的初速度v0竖直向上抛出一个小球，经过时间2t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R地：R行=2：1)( )
A. M地：M行=4：1 B. M地：M行=1：4
C. M地：M行=8：1 D. M地：M行=1：8
7.如图所示，竖直平面内有一半径为R的固定14圆弧轨道与水平轨道相切于最低点B.一质量为m的物块P(可视为质点)从A处由静止滑下，经过最低点B后沿水平轨道运动到C处停下，B、C两点间的距离为R，物块P与圆弧轨道、水平轨道间的动摩擦因数均为μ.若将物块P从A的正上方高度为R处由静止释放后，物块P从A处进入轨道，最终停在水平轨道上D点，B、D两点间的距离为s，则下列关系正确的是 ( )
A. s>1+1μR B. s<1+1μR
C. s=1+1μR D. s=2R
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O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L，质量之比为m1:m2=3:2，下列说法中正确的是( )
A. m1、m2做圆周运动的线速度之比为3:2
B. m1、m2做圆周运动的向心力之比为1:1
C. m1做圆周运动的半径为25L
D. m2做圆周运动的半径为25L
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m，从A点向左沿水平地面运动，压缩弹簧后被弹回，运动到A点恰好静止．物块向左运动的最大距离为s，与地面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，弹簧未超出弹性限度．在上述过程中( )
A. 弹簧的最大弹力为μmg
B. 物块克服摩擦力做的功为2μmgs
C. 弹簧的最大弹性势能为μmgs
D. 物块在A点的初速度为 2μgs
10.如图所示，两个可视为质点的、相同的木块A和B放在转盘上且木块A、B与转盘中心在同一条直线上，两木块用长为L的细绳连接，木块与转盘的最大静摩擦力均为各自重力的k倍，A放在距离转轴L处，整个装置能绕通过转盘中心的转轴O1O2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ω> kg2L时，绳子一定有弹力
B. 当ω> 2kg3L时，A、B会相对于转盘滑动
C. 当ω在ω> 2kg3L范围内增大时，A所受摩擦力一直变大
D. 当ω在 kg2L<ω< 2kg3L范围内增大时，B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(a)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，MN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Q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。
(1)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Q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MN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
(2)图(b)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x=0.15 m的a、b、c三点，测得竖直间距y1=0.15 m，y2=0.25 m，重力加速度g=10 m/s2。则钢球从a运动到b的时间为________s，钢球在斜槽末端Q的速度大小为________m/s。(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。
①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
②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A、B、C，测得它们到起始点O(O点与下一点的间距接近2mm)的距离分别为ℎA、ℎB、ℎC。已知当地重力加速度为g，打点计时器的打点周期为T。设重物质量为m。从打O点到B点的过程中，重物的重力势能变化量ΔEp=________，动能变化量ΔEk= ________。(用已知字母表示)
③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F0。已知小球质量为m，当地重力加速度为g。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ℎ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t落到地面，已知该行星半径为R，自转周期为T，引力常量为G。
(1)求该行星的第一宇宙速度v；
(2)求该行星的平均密度ρ。
14.如图所示，长L的轻杆两端分别固定有质量均为m的A、B两小铁球，杆的三等分点O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g.求(结论可以用根号表示):
(1)当杆到达竖直位置时，小球A、B的速度vA、vB各多大?
(2)从释放轻杆到轻杆竖直时，该过程轻杆对小球A做的功．
15.如图所示，AB是光滑的水平轨道，B端与半径为l的光滑半圆轨道BCD相切，半圆的直径BD竖直，将弹簧水平放置，一端固定在A点．现使质量为m的小滑块从D点以速度v0= 3gl 进入轨道DCB，然后沿着BA运动压缩弹簧，弹簧压缩最短时小滑块处于P点，重力加速度大小为g，求：
(1)在D点时小滑块对轨道的作用力大小FN；
(2)弹簧压缩到最短时的弹性势能Ep；
(3)若水平轨道AB粗糙，小滑块从P点静止释放，且PB=5l，
要使得小滑块能沿着轨道BCD运动，且运动过程中不脱离
轨道，求小滑块与AB间的动摩擦因数μ的范围．