黑龙江省牡丹江市第三高级中学2023-2024学年高一下学期期中物理试卷

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考试时间:60分钟 分值:100分
一、选择题（本题共10小题，共60分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题6分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选的得0分）
1. 下列有关生活中的圆周运动实例分析，其中说法正确的是（ ）
A. 汽车通过凸形桥的最高点时，汽车对桥面的压力大于汽车的重力
B. 绕地球沿圆轨道飞行的航天器中悬浮的液滴处于平衡状态
C. 洗衣机甩干衣服的原理就是利用了水在高速旋转时会做离心运动
D. 铁路转弯处外轨比内轨高是为了利用轮缘与外轨的侧压力来帮助火车转弯的
2、如图所示，地球绕着太阳公转，而月球又绕着地球转动，它们的运动均可近似看成匀速圆周运动。如果要通过观测求得地球的质量，需要测量下列哪些量( )
地球绕太阳公转的半径和周期
月球绕地球转动的半径和周期
地球的半径和地球绕太阳公转的周期
地球的半径和月球绕地球转动的周期
3. 如图所示，星球A、B组成双星系统，A、B绕连线上的O点做匀速圆周运动，则A、B的（ ）
A. 质量相等
B. 线速度大小相等
C. 向心力大小之比等于轨道半径之比
D. 向心加速度大小之比等于轨道半径之比
4. 如图所示，是马戏团中上演飞车节目，在竖直平面内有半径为R的圆轨道。表演者骑着摩托车在圆轨道内做圆周运动。已知人和摩托车的总质量为m，人以的速度过轨道最高点B，并以的速度过最低点A。则在A、B两点摩托车对轨道的压力大小相差（ ）

A. 3mg B. 2mg C. 5mg D. 6mg
5. 在游乐场乘坐摩天轮时，人随摩天轮运动，如图为某摩天轮的实物图，设乘客到摩天轮中心的距离为r，重力加速度为g，下列说法错误的是（ ）
A. 在最高点时乘客线速度可以小于
B. 在最高点时乘客对座椅可以没有作用力
C. 在最低点时乘客处于失重状态
D. 摩天轮做匀速圆周运动时，乘客做变加速曲线运动
6. 如图所示，一位同学玩习镖游戏．圆盘最上端有一P点，飞镖抛出时与P等高，且距离P点为L．当飞镖以初速度垂直盘面瞄准P点抛出的同时，圆盘以经过盘心O点的水平轴在竖直平面内匀速转动，角速度大小为，忽略空气阻力，重力加速度为g，若飞镖恰好击中P点，则可能为（ ）

A. B. C. D.
7. 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做功平均功率为2W
西双湖风景区内的十七孔桥(如图甲)是除水晶塔之外的又一标志性建筑，它不仅是南北两湖的分界点，更是联系东西两方景区的交通要冲，其模型可简化为图乙。已知孔桥的拱高为h，A、B两点在同一水平面上。一游客在由A点运动到B点的过程中，以下说法正确的是( )
甲 乙
A．游客的重力势能先增大后减小，重力先做负功后做正功
B．游客的重力势能先减小后增大，重力先做负功后做正功
C．游客的重力势能先增大后减小，重力先做正功后做负功
D．游客在整个运动过程中重力做功为零
9. 探月工程中，“嫦娥三号”探测器的发射过程可以简化如下：卫星由地面发射后，进入地月转移轨道，经过P点时变轨进入距离月球表面100公里的圆形轨道1，在轨道1上经过Q点时变轨进入椭圆轨道2，轨道2与月球表面相切于M点，月球车将在M点着陆月球。下列说法正确的是（ ）

A. “嫦娥三号”在轨道1上的运动周期比在轨道2上的小
B. “嫦娥三号”在地月转移轨道上经过P点的速度比在轨道1上经过P点时大
C. “嫦娥三号”在轨道1上的速度比月球的第一宇宙速度小
D. “嫦娥三号”在轨道1上经过Q点时的加速度大于在轨道2上经过Q点时的加速度
10. 如图所示，水平转盘上叠放着质量均为1 kg的A、B两个物块，B物块用长为0.25 m的细线与固定在转盘中心处的力传感器相连，两个物块和传感器的大小均可不计。细线能承受的最大拉力为8 N，B与转盘间的动摩擦因数为μ1=0.1，A、B间的动摩擦因数为μ2=0.4，且可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力。转盘可绕竖直中心轴转动，转盘静止时，细线刚好伸直，力传感器的读数为零，g=10 m/s2。下列说法正确的是( )
A. A物块随转盘做圆周运动的向心力由细线的拉力、B对A的摩擦力的合力提供
B. 转盘的角速度为4 rad/s时，细线刚好有拉力
C. A物块刚要脱离B物块时转盘的角速度为4 rad/s
D. 转盘的角速度大于6 rad/s时细线将被拉断
填空题（共2小题，每空2分、共12分）
11. 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塔轮匀速转动，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套筒下降，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。实验用球分为钢球和铝球，请回答相关问题：

（1）在探究向心力与半径、质量、角速度的关系时，用到的实验方法是______。
A．理想实验 B．等效替代法 C．微元法 D．控制变量法
（2）在某次实验中，某同学把两个质量相等的钢球放在A、C位置，A、C到塔轮中心距离相同，将皮带处于左右塔轮的半径不等的层上。转动手柄，观察左右露出的刻度，此时可研究向心力的大小与______的关系。
A．质量m B．角速度ω C．半径r
（3）在（2）的实验中，某同学匀速转动手柄时，左边标尺露出1格，右边标尺露出4格，则皮带连接的左、右塔轮半径之比为______。
12．在“用圆锥摆验证向心力的表达式”实验中，如图甲所示，悬点刚好与一个竖直的刻度尺零刻度线对齐。将画着几个同心圆的白纸置于水平桌面上，使小钢球静止时刚好位于圆心。用手带动小钢球，设法使它刚好沿纸上某个半径为r的圆做圆周运动，小钢球的质量为m，重力加速度为g。
(1)用停表记录小钢球运动n圈的总时间为t，那么小钢球做圆周运动中需要的向心力表达式为Fn＝________。
(2)通过刻度尺测得小钢球轨道平面距悬点的高度为h，那么小钢球做圆周运动中外力提供的向心力表达式为Fn＝________。
(3)改变小钢球做圆周运动的半径，多次实验，得到如图乙所示的关系图像，可以达到粗略验证向心力表达式的目的，该图线的斜率表达式为k＝________。
三、计算题（共2题，第13题12分，第14题16分，共28分）
13．汽车发动机的额定功率为30 kW，质量为2 000 kg，当汽车在水平路面上行驶时受到的阻力为车重的0.1倍，g=10 m/s2。求：
(1)汽车在路面上能达到的最大速度；
(2)若汽车从静止开始保持1 m/s2的加速度做匀加速直线运动，则这一过程能持续多长时间？
为了方便研究物体与地球间的万有引力问题，通常将地球视为质量均匀分布的球体。已知地球的质量为M，半径为R，引力常量为G，不考虑空气阻力的影响。
求北极点的重力加速度的大小；
若“天舟号”在赤道所在平面内运行，绕地球运动的轨道可视为圆周，其轨道距地面的高度为h，求“天舟号”绕地运行的周期；
(3)若某时刻“天舟号”通过赤道上某建筑物的正上方，求它下次通过该建筑物正上方需要的时间，设“天舟号”绕行方向与地球自转方向相同，地球自转角速度为.