2022-2023学年江苏省淮安市淮安区高一下学期期中调研测试物理试题

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（本试卷满分100分，考试时间75分钟）
一、选择题：共10题，每题4分，共40分．每小题只有一个选项符合题意．
1. 下列关于物理学史叙述不正确的是（ ）
A. 卡文迪什测出了万有引力常量
B. 哥白尼经过对天体运行的观测与推算，提出了“地心说”
C. 牛顿发现了万有引力定律
D. 开普勒通过对大量行星绕太阳运动数据的分析得到了开普勒三大定律
【答案】B
【解析】
【详解】A．卡文迪什测出了万有引力常量，故A正确；
B．哥白尼经过对天体运行的观测与推算，提出了“日心说”，故B错误；
C．牛顿发现了万有引力定律，故C正确；
D．开普勒通过对大量行星绕太阳运动数据的分析得到了开普勒三大定律，故D正确。
本题选不正确的，故选B。
2. 如图所示，一行人拉着行李箱沿水平面向右匀速运动，关于行李箱所受各力对行李箱做功的情况，下列说法正确的是（ ）

A. 重力对行李箱做负功
B. 支持力对行李箱做正功
C. 摩擦力对行李箱不做功
D. 拉力对行李箱做正功
【答案】D
【解析】
【详解】AB．行李箱的位移为水平方向，在竖直方向上无位移产生，故重力与支持力对行李箱不做功，故AB错误；
C．摩擦力方向与行李箱位移方向相反，故摩擦力对行李箱做负功，故C错误；
D．根据动能定理可知拉力对行李箱做的功与摩擦力对行李箱做的功之和为零，故拉力对行李箱做正功，故D正确。
故选D。
3. 如图所示，某一行星P沿椭圆轨道绕太阳运动，在图中四个位置行星动能最大的是（ ）

A. a点B. b点C. c点D. d点
【答案】D
【解析】
【详解】根据题意，由开普勒第二定律可知，行星P在点的速度最大，则在点的动能最大。
故选D。
4. 如图所示，一个杯子放在水平餐桌转盘上随转盘做匀速圆周运动，杯子角速度恒定， 下列说法正确的是（ ）

A. 杯子受重力、支持力、摩擦力和向心力作用
B. 杯子离转盘中心越远越容易做离心运动
C. 杯子受到摩擦力方向沿圆周的切线方向
D. 若给杯子中加水，杯子更容易做离心运动
【答案】B
【解析】
【详解】A．杯子受重力、支持力、摩擦力作用，故A错误；
B．根据
可知杯子离转盘中心越远，杯子做圆周运动所需的向心力越大，杯子越容易做离心运动，故B正确；
C．杯子受到的摩擦力提供杯子做圆周运动的向心力，杯子受到的摩擦力方向指向圆心，故C错误；
D．给杯子中加水，杯子受到的摩擦力提供杯子做圆周运动的向心力，有
由于杯子与水质量在表达式中可以约去，可知给杯子中加水，杯子保持原有角速度运动，不会发生离心运动，故D错误。
故选B。
5. 一半径为R的球形行星自转周期为T，其同步卫星距离行星表面的高度为3R，则在该行星表面绕其做匀速圆周运动的卫星线速度大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】卫星的轨道半径r=R+3R=4R，根据线速度的计算公式可得：
根据万有引力提供向心力可得
所以
解得
。
A．，与结论不相符，选项A错误；
B．，与结论不相符，选项B错误；
C．，与结论不相符，选项C错误；
D．，与结论相符，选项D正确；
故选D。
6. 如图所示，静止的小球沿不同的轨道由同一位置滑到水平桌面上，轨道高度为h，桌面距地面高为，小球质量为，则以下说法正确的是（ ）

A. 小球的重力势能的减少量为
B. 以地面为参考面，小球的重力势能的减少量为
C. 小球沿竖直轨道下滑到桌面上的过程，重力做功最少
D. 小球沿不同的轨道由同一位置滑到水平桌面，重力做功不一样多
【答案】A
【解析】
【详解】CD．小球沿不同的轨道由同一位置滑到水平桌面，下降的竖直高度都相同，所以重力做功一样多，故CD错误；
AB．重力势能的变化量与零势能面的选取无关，重力做的正功就等于重力势能的减小量，重力做功为，重力势能的减少量为，故B错误，A正确。
故选A。
7. 如图所示，一个物体放在水平面上，在与竖直方向成θ角的斜向下的推力F的作用下沿平面移动了位移s，若物体的质量为m，物体与地面之间的动摩擦因数为μ，则在此过程中（ ）

A. 摩擦力做的功为
B. 摩擦力做的功为
C. 力F做的功为
D. 力F做的功为
【答案】C
【解析】
【详解】AB．摩擦力的大小为
摩擦力做的功为
故AB错误；
CD．力F做的功为
故C正确，D错误。
故选C。
8. 摩天轮是一种大型转轮状的机械建筑设施，游客坐在摩天轮上可以从高处俯瞰四周景色。现假设摩天轮正绕中间的固定轴在竖直面内做匀速圆周运动，游客坐在座舱中与座舱保持相对静止（座舱及乘客可视为质点），则正确的说法是（ ）
A. 游客受力平衡B. 游客所受合外力总是指向摩天轮固定轴
C. 人在最高点处于超重状态D. 座舱所受的合力始终不变
【答案】B
【解析】
【详解】A．游客做匀速圆周运动，合力提供向心力，受力不平衡，故A错误。
B．因为游客跟着摩天轮一起做匀速圆周运动，所以其合力提供做圆周运动的向心力，向心力的方向沿着半径指向圆心，则合外力也总是沿着半径指向圆心，即指向摩天轮固定轴，故B正确。
C．人在最高点时，合力向下，加速度向下，处于失重状态，故C错误。
D．匀速圆周运动的合力大小不变，方向改变，故D错误。
故选B。
9. 如图所示，在竖直平面内的光滑圆形管道的半径为（管径远小于），小球、大小相同，质量均为，直径均略小于管径，均能在管中无摩擦运动。两球先后以相同速度v通过管道最低点，且当小球在最低点时，小球在最高点，重力加速度为，以下说法正确的是（ ）

A. 当时，小球在管道最高点对管道压力为0
B. 速度至少为，才能使两球在管内做完整的圆周运动
C. 当小球在最高点对管道无压力时，小球比小球所需向心力大
D. 只要两小球能在管内做完整的圆周运动，就有小球在最低点对管道的压力比小球在最高点对管道的压力大
【答案】A
【解析】
【详解】AC．当小球在最高点对轨道无压力时，所需要的向心力
从最低点到最高点，由机械能守恒可得
对于球，在最低点时，所需要的向心力
联立解得
小球比小球所需向心力大，故C错误，A正确；
B．小球在最高点的速度只要大于零，小球即可通过最高点，最高点的临界速度为0，根据机械能守恒定律得
解得
即速度至少为，才能使两球在管内做完整的圆周运动，故B错误；
D．由B分析可知，若，两小球恰能在管内做完整的圆周运动，小球在最高点对轨道的压力大小
小球在最低点时有
解得
小球在最低点对轨道的压力比小球在最高点对轨道的压力大，故D错误。
故选A。
10. 2022年北京冬奥会跳台滑雪比赛将在张家口举办，滑雪跳台由助滑道、起跳区、着陆坡、停止区组成，如图所示。跳台滑雪运动员在助滑路段获得高速后从起跳区水平飞出，不计空气阻力，起跳后的飞行路线可以看作是抛物线的一部分，用、、、表示运动员在空中运动的速度变化量、重力势能、动能、重力的瞬时功率大小，用表示运动员在空中的运动时间，下列图像中可能正确的是（ ）

A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据题意可知，运动员起跳后做平抛运动，则有
可知，图像为过原点直线，故A错误；
B．根据题意，设起跳区的高度为，落地区为零势能面，运动员起跳后做平抛运动，则有
则运动员在空中运动的重力势能为
可知，图像为开口向下的抛物线，故B错误；
C．根据题意，由动能定理有
解得
可知，图像为开口向上抛物线，且顶点在轴正半轴上，故C错误；
D．运动员在空中运动重力的瞬时功率
所以图像应为一条过原点的倾斜直线，故D正确。
故选D。
二、非选择题：共5题，共60分．其中第12～15题解答时请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；有数据计算时，答案中必须写出数值和单位．
11. 如图甲所示是“探究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系”的实验装置。转动手柄，可使两侧变速塔轮以及长槽和短槽随之匀速转动。皮带分别套在左、右两塔轮上的不同圆盘上，可使两个槽内的小球分别以各自的角速度做匀速圆周运动，其向心力由挡板对小球的压力提供，球对挡板的反作用力，通过杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上露出的红白相间的等分格显示出两个球所受向心力的比值。
（1）在研究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系时主要用到了物理学中的______
A．理想实验法 B．控制变量法 C．等效替代法 D．演绎法
（2）皮带与不同半径的塔轮相连是主要为了使两小球的______不同
A．转动半径r B．质量m C．角速度 D．线速度v
（3）为了能探究向心力大小的各种影响因素，左右两侧塔轮_________（选填“需要”或“不需要”）设置半径相同的轮盘
（4）你认为以上实验中产生误差的原因有___________________（写出一条即可）
（5）利用传感器升级实验装置，用力传感器测压力，用光电计时器测周期进行定量探究。某同学多次改变转速后，记录一组力与对应周期数据，他用图像法来处理数据，结果画出了如图乙所示的图像，该图线是一条过原点的直线，请你分析他的图像的横坐标x表示的物理量是______________
A． T B． C． D．
【答案】 ①. B ②. C ③. 需要 ④. 小球转动半径引起的误差；弹簧测力筒读数引起的误差；皮带打滑引起的误差 ⑤. D
【解析】
【详解】（1）[1]在研究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系时，实验时需控制其中一个物理量改变，其他两个物理量不变，采用了控制变量法。
故选B。
（2）[2]皮带与不同半径的塔轮相连，可知塔轮的线速度相同，根据
可知两小球的角速度不同。
故选C。
（3）[3]为了能探究向心力大小的各种影响因素，需研究角速度一定时，向心力与质量或半径的关系，故左右两侧塔轮需要设置半径相同的轮盘。
（4）[4]以上实验中产生误差的原因有：小球转动半径引起的误差；弹簧测力筒读数引起的误差；皮带打滑引起的误差。
（5）[5]根据
可知纵坐标表示的物理量是向心力，图像的横坐标x表示的物理量是。
故选D。
12. 在经历了为期一周的地月转移、近月制动、环月飞行之旅后，嫦娥五号探测器在月球表面预定的区域软着陆。若嫦娥五号在环月飞行时绕月球做匀速圆周运动，已知嫦娥五号距月球表面高度为h，运动周期为T，月球半径为R，引力常量为G，忽略月球自转。求：
（1）月球的质量；
（2）月球的第一宇宙速度。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）根据题意，设月球的质量为，由万有引力提供向心力有
解得
（2）由万有引力提供向心力有
解得
13. 如图所示，用轻质细线拴一质量为的小球，让小球在水平面内做匀速圆周运动，摆线与竖直方向的夹角，细线上端悬点到圆心的距离为，不计空气阻力。求：
（1）细线的拉力；
（2）小球做匀速圆周运动的角速度。

【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）根据题意，对小球受力分析，设细线的拉力为，竖直方向上，有平衡条件有
解得
（2）根据题意，由几何关系可得，小球做匀速圆周运动的半径为
由牛顿第二定律有
解得
14. 某兴趣小组对一辆自制遥控小车的性能进行研究。他们让这辆小车在水平的直轨道上由静止开始运动，并将小车运动的全过程记录下来，通过处理转化为v－t图像，如图所示（除2 s~10 s时间段图像为曲线外，其余时间段图像均为直线）。已知在小车运动的过程中，2 s~14 s时间段内小车的功率保持不变，在14 s末停止遥控而让小车自由滑行，小车的质量为2.0 kg，可认为在整个运动过程中小车所受的阻力大小不变。则
(1)小车受到的阻力大小为多大？
(2)小车的功率为多大？
(3)小车加速过程中位移大小为多大？
【答案】(1)；(2)18W；(3)42m
【解析】
【详解】(1)在14s末停止遥控而让小车自由滑行，小车只受摩擦力，由牛顿第二定律得
由v－t图像得加速度的大小为
故小车受到的阻力大小为
(2)由图象可知，在10s到14s的过程中，小车匀速运动，牵引力等于阻力，故小车的功率为
(3)由图象可知0到2s内的位移为
2s到10s内，由动能定理得
解得
所以小车加速过程中位移大小为
15. 如图所示的赛车轨道，轨道由水平直轨道、圆轨道（B点与点在同一水平面上但不重合）、水平直轨道、圆弧轨道和管道式圆弧轨道组成，整个轨道处在同一竖直面内，段粗糙，其他轨道均光滑，和均沿竖直方向。已知，，，一遥控电动赛车（可视为质点）质量，其电动机额定输出功率，静止放在A点。通电后，赛车开始向B点运动，后关闭电源，赛车继续运动，到达B点的速度10m/s。（）求：
（1）赛车克服阻力所做的功；
（2）赛车运动到C点时的速度及其对轨道的压力；
（3）要使赛车沿轨道运动到达F点水平飞出，且对管道F处的上壁无压力，赛车的通电时间应满足的条件。（假定赛车关闭电源时仍处于轨道上，管道上下壁间距比小车自身高度略大）
【答案】（1）；（2），；（3）
【解析】
【详解】（1）赛车从A点到B点的过程，根据动能定理有
解得赛车克服阻力所做的功为
（2）赛车从点到点的过程，根据动能定律有
解得赛车运动到C点时的速度为
根据牛顿第二定律有
根据牛顿第三定律可知赛车运动到C点时对轨道的压力为
（3）赛车对管道F处无压力，有
从到的过程，由动能定理得
解得
由（2）可知，时赛车恰好过点，赛车从到的过程，由动能定理得
解得
综上所述要使赛车沿轨道运动到达F点水平飞出，且对管道F处的上壁无压力，赛车的通电时间应满足的条件为