湖南省长沙市雅礼中学2022-2023学年高一下学期期中物理试题

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分值：100分 时量：75分钟
第I卷 选择题(共44分)
一、选择题(本题共10小题，单选每题4分，多选每题5分，共44分。其中第1~4题为单选题，只有一个选项符合题目要求。第7-10题为多选题，在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对得5分，选对但不全的得3分，有选错得0分)
1. 为了更好地了解太阳活动对地球的影响，2022年10月，我国成功将“夸父一号”卫星发射升空，该卫星绕地球的运动看成匀速圆周运动，距离地球表面约720千米，运行周期约99分钟，下列说法正确的是( )
A. “夸父一号”有可能静止在长沙市的正上方
B. 若已知万有引力常量，利用题中数据可以估算出太阳的质量
C. “夸父一号”的发射速度大于第二字宙速度
D. “夸父一号”的角速度大于地球自转的角速度
2. 下列说法正确的是( )
A. 电场线是人为假设的曲线，实际不存在，但电场是客观存在的
B 由可知，当时，
C. 电场中某点的场强方向就是该点所放负电荷受到的静电力的方向
D. 电场强度是反映电场本身特性的物理量，与是否存在试探电荷有关
3. 大型商场为了方便顾客上下楼，都会安装自动扶梯。自动扶梯可以分为两类，一类无台阶(如图1所示，甲扶梯与地面倾角为)，另一类有台阶(如图2所示，乙扶梯与地面倾角为)。质量相等的A、B两顾客分别站上甲、乙两扶梯，各自一起随扶梯从静止开始向上做加速度大小相等的匀加速直线运动，则加速运动过程中( )
A. A所受支持力大于B所受支持力
B A所受摩擦力大于B所受摩擦力
C. A所受支持力的功大于B所受支持力的功
D. A所受支持力的功等于B所受支持力的功
4. 如图甲为一种儿熊玩具——不倒翁，其纵截面如图乙，底部是半球形，球心为O，顶点为P。“翁”静止时直立，用手推一下上部，“翁”倾斜，放手后来回摆动若干次后重新直立静止。下列判断正确的是( )
A. “翁”的重心位于O点B. “翁”的重心位于O点上方
C. 摆动中“翁”从直立变倾斜过程，重力势能增加D. 摆动中“翁”从直立变倾斜过程，重力势能减少
5. 如图所示，一滑块从静止开始沿粗糙的固定斜面下滑直至底端。若用、、、分别表示滑块下滑过程中的速率、动能、重力势能、机械能，用x表示滑块的位移，取斜面底端为零势能点。下列四幅图像中可能正确的是( )
A. B. C. D.
6. 如图所示，处于同一竖直平面内的两根光滑绝缘细杆与竖直方向的夹角分别为，套在两根杆上的带电小球A、B(均可视为点电荷)恰好静止在同一水平面上。下列说法正确的是( )
A. A球所带电荷量一定小于B球所带电荷量
B. A球质量一定大于B球质量
C. 若因漏电A球电荷量逐渐减小，重新平衡后，A、B之间的库仑力可能减小
D. 若因漏电A球电荷量逐渐减小，重新平衡后，A、B连线一定水平
7. 下列对各图的说法不正确的是( )

A. 图甲中汽车匀速下坡的过程中机械能守恒
B. 图乙中卫星绕地球匀速圆周运动时动能不变
C. 图丙中弓被拉开过程弹性势能减少了
D. 图丁中撑竿跳高运动员在上升过程中机械能增大
8. 甲、乙两名溜冰运动员，，，面对面拉着弹簧测力计在水平冰面上做圆周运动的溜冰表演，如图所示，两人相距L=0.9m，弹簧测力计的示数F=9.2N，不计冰面摩擦与空气阻力，下列判断正确的是( )
A. 两人的线速度相同，约为40m/s
B. 两人的角速度相同，为
C. 两人的运动半径相同，都是0.45m
D. 两人的运动半径不同，甲为0.3m，乙为0.6m
9. 2022年11月3日9时32分，梦天实验舱顺利完成转位，标志着中国空间站“T”字型基本结构在轨组装完成，如图所示。已知空间站离地面的高度为h，地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，万有引力常量G，忽略地球自转，若空间站可视为绕地心做匀速圆周运动，则下列说法正确的是( )
A. 地球的质量为
B. 空间站的线速度大小为
C. 地球的平均密度为
D. 空间站的周期为
10. 如图所示，轻绳的一端系一质量为m的金属环，另一端绕过定清轮悬挂一质量为5 m的重物。金属环套在固定的竖直光滑直杆上，定滑轮与竖直杆之间的距离。金属环从图中P点由静止释放，OP与直杆之间的夹角，不计一切摩擦，重力加速度为g，(，)，则( )
A. 金属环从P上升到Q的过程中，重物所受重力的瞬时功率一直增大
B. 金属环从P上升到Q的过程中，绳子拉力对重物做的功为
C. 金属环在Q点的速度大小为
D. 若金属环最高能上升到N点，则ON与直杆之间的夹角
第Ⅱ卷 非选择题(共56分)
二、实验题(本题共2个小题，每空2分，共16分)
11. 利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置示意图如图所示。
(1)实验步骤：
①将气垫导轨放在水平面上，将导轨调至水平；
②测出挡光条的宽度为l；
③由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离s；
④将滑块移至光电门1左侧其处，待砝码静止不动时，释放滑块，要求砝码落地前档光条已通过光电门2；
⑤从数字计时器(图中未画出)上分别读出挡光条通过光电门1和光电门2所用时间△和△；
⑥用天平称出滑块和挡光条的总质量M，再称出托盘和砝码的总质量m．
(2)用表示直接测量的物理量字母写出下列所示物理量的表达式：
①当滑块通过光电门1和光电门2时，系统(包括滑块、挡光条、托盘和砝码)的总动能分别为_________和_________；
②在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，系统势能的减少量_________(重力加速度为g)；
③如果_________，则可认为验证了机械能守恒定律。
12. 某同学探究做圆周运动的物体所受向心力大小。该同学利用如图甲所示的实验装置，探究做圆周运动的物体所受向心力大小与质量、轨道半径及线速度的定量关系。圆柱体放置在水平光滑圆盘(图中未画出)上做匀速圆周运动，力电传感器测定的是向心力，光电传感器测定的是圆柱体的线速度，该同学通过保持圆柱体质量和运动半径不变，来探究向心力F与线速度v的关系：
(1)该同学采用的实验方法为___________
A等效替代法 B.控制变量法
C.理想化模型法 D.微小量放大法
(2)改变线速度v，多次测量，该同学测出了五组F、v数据，如下表所示，请在图乙中作出F-v2图线___________；
(3)由作出的F-v2的图线，可得出F和v2的关系式：___________，若圆柱体运动半径r=0.4 m，得圆柱体的质量m=___________ kg。(结果保留两位有效数字)
三、计算题(本题共4个小题，共40分，要求有必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只有结果没有过程的不能得分，有数值计算的必须写出数值和单位)
13. 如图所示，一根光滑绝缘细杆与水平面成角倾斜固定。细杆的一部分处在场强方向水平向右的匀强电场中，场强。在细杆上套有一个带负电的小球，带电量为、质量为。现使小球从细杆的顶端A由静止开始沿杆滑下，并从B点进入电场，小球在电场中滑至最远处的C点。已知AB间距离x1=0.4m，g=10m/s2。求：
(1)小球通过B点时的速度大小vB；
(2)小球进入电场后滑行的最大距离x2；
14. 如图所示，光滑水平面AB与竖直面内的半圆形轨道在B点相切，半圆形轨道的半径为R．一个质量为m的物体将弹簧压缩至A点后由静止释放，在弹力作用下物体获得某一向右的速度后脱离弹簧，当它经过B点进入轨道的瞬间对轨道的压力为其重力的8倍，之后向上运动恰能到达最高点C(不计空气阻力)．试求：
(1)物体在A点时弹簧的弹性势能；
(2)物体从B点运动至C点的过程中产生的内能．
15. 一种升降电梯的原理如图所示，A为电梯的轿厢，B为平衡配重。在某次运行时A(含乘客)、B的质量分别为M＝1000kg和m＝800kg。A、B由跨过轻质滑轮的足够长轻质缆绳连接。电动机通过牵引绳向下拉配重B，使得电梯的轿厢由静止开始向上运动。电动机输出功率P＝2kW保持不变。不计空气阻力和摩擦阻力，。在A向上运动过程中，求：
(1)轿厢A能达到的最大速度；
(2)轿厢A向上的加速度为时，配重B下端的牵引绳上拉力F大小；
(3)厢体A从静止开始到上升的高度为5m时(箱体已处于匀速状态)，试求该过程中所用的时间t。
16. 如图所示，一根轻弹簧左端固定于竖直墙上，右端被质量且可视为质点的小物块压缩而处于静止状态，且弹簧与物块不拴接，弹簧原长小于光滑平台的长度。在平台的右端有一传送带，长，物块与传送带间的动摩擦因数，与传送带相邻的粗糙水平面长，它与物块间的动摩擦因数，在C点右侧有一半径为R的光滑竖直圆弧与平滑连接，圆弧对应的圆心角为，在圆弧的最高点F处有一固定挡板，物块撞上挡板后会以原速率反弹回来。若传送带以的速率顺时针转动，不考虑物块滑上和滑下传送带的机械能损失，当弹簧储存的能量全部释放时，小物块恰能滑到与圆心等高的E点，取。
(1)求右侧圆弧的轨道半径R；
(2)求小物块最终停下时与C点距离；
(3)若传送带的速度大小可调，欲使小物块与挡板只碰一次，且碰后不脱离轨道，求传送带速度的可调节范围。
v/m•s-1
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
v2/m2•s-2
1.0
225
4.0
6.25
9.0
F/N
0.90
2.00
3.60
5.60
8.10