辽中区第二高级中学2022-2023学年高一下学期期中考试
物理
考试时间：75分钟 试卷满分：100分
注意事项：
本试卷由第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分组成．第Ⅰ卷选择题部分，一律用2B铅笔按题号依次涂在答题卡上；第Ⅱ卷非选择题部分，按要求答在答题卡相应位置．
第Ⅰ卷选择题（共46分）
一、选择题，本题共10小题，在每小题给出的四个选项中，第1－7小题只有一个选项符合题目要求，每个小题4分；8－10题有多个选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全得3分，选错或不答的得0分．
1．在物理学的发展过程中，很多科学家做出了巨大的贡献，则下列说法中符合史实的是（ ）
A．功是标量，做功－3J比－5J多
B．做匀速圆周运动的物体速度大小不变，所以是匀变速曲线运动
C．开普勒利用他精湛的数学经过长期计算分析，最后终于发现了万有引力定律
D．卡文迪许第一次在实验室里测出了万有引力常量G而被称为测出地球质量第一人
2．如图所示，为某种自行车的大齿轮、链条、小齿轮、脚踏板、后轮示意图，在骑行过程中，脚踏板和大齿轮同轴转动，小齿轮和后轮同轴转动，已知大齿轮与小齿轮的半径之比为3：1，后轮与小齿轮半径之比为10：1，当使后轮离开地面，扭动脚踏板带动后轮一起匀速转动时（ ）
A．A、C两点的线速度 B．A、B两点的角速度
C．A、C两点的周期 D．A、C两点的向心加速度
3．质量为m的物体，由静止开始下落，由于阻力作用，下落的加速度为，在物体下落h的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．物体的动能增加了 B．物体机械能减少了
C．物体的重力势能增加了mgh D．物体克服阻力所做的功为
4．一辆小汽车在水平路面上由静止启动，在前5s内做匀加速直线运动，5s末达到额定功率，之后保持额定功率运动，其图像如图所示，已知汽车的质量为，汽车受到的阻力为车重的0.1倍，g取，则下列说法正确的是（ ）
A．汽车在前5s内的加速度为 B．汽车在前5s内的牵引力为
C．汽车的额定功率为60kW D．汽车的最大速度为15m/s
5．2021年1月，“天通一号”03星发射成功．发射过程简化为如图所示：火箭先把卫星送上轨道1（椭圆轨道，P、Q是远地点和近地点）后火箭脱离；卫星再变轨，到轨道2（圆轨道）；卫星最后变轨到轨道3（同步圆轨道）．轨道1、2相切于P点，轨道2、3相交于M、N两点．忽略卫星质量变化．（ ）
A．卫星在三个轨道上的周期
B．由轨道1变至轨道2，卫星在P点向前喷气
C．卫星在三个轨道上机械能
D．轨道1在Q点的线速度小于轨道3的线速度
6．如图所示，一内壁粗糙的环形细圆管位于竖直平面内，环的半径为R（比细管内径大得多），在圆管中有一个直径略小于细管内径、质量为m的小球．设某时刻小球通过轨道的最低点时对管壁的压力为9mg，此后小球沿细管作圆周运动，且恰能通过圆周最高点，则小球从最低点到最高点的过程中克服细圆管摩擦力所做的功是（ ）
A． B． C． D．
7．如图，对于甲、乙、丙、丁四种情况下求解某个力所做的功，下列说法正确的是（ ）
A．甲图中若F大小不变，物块从A到C过程中力F做的功为
B．乙图中，全过程中F做的总功为108J
C．丙图中，绳长为R，若空气阻力大小不变，小球从A运动到B过程中空气阻力做的功
D．图丁中，F始终保持水平，无论是F缓慢将小球从P拉到Q，还是F为恒力将小球从P拉到Q，F做的功都是
8．将质量为0．5kg的石块从教学楼顶释放，经2s到达地面，不计空气阻力，取，则（ ）
A．2s末重力的瞬时功率为50W B．2s末重力的瞬时功率为100W
C．2s内重力的平均功率为100W D．2s内重力的平均功率为50W
9．如图，长度为的小车静止在光滑的水平面上，可视为质点的小物块放在小车的最左端，将一水平恒力F作用在小物块上，物块和小车之间的摩擦力大小为f．当小车运动的位移为s时，物块刚好滑到小车的最右端，下列判断正确的有（ ）
A．此时物块的动能为
B．这一过程中，物块对小车所做的功为
C．这一过程中，物块和小车系统产生的内能为
D．这一过程中，物块和小车系统增加的机械能为
10．如图所示，质量为m的圆环套在足够长光滑竖直杆上，质量为的木块放在倾角为30°的足够长光滑固定斜面上，圆环与木块用轻质细线通过光滑定滑轮连接，图中滑轮与木块间的细线与斜面平行，滑轮与a位置等高且水平距离L＝3m，现让圆环从a位置由静止释放运动到b位置，已知a、b两位置的高度差为H＝4m，不计空气阻力，重力加速度．下列判断不正确的是（ ）
A．刚释放圆环的瞬间，轻绳上的张力大小为Mgsin30°
B．当圆环到达b位置时，圆环与木块的速度大小之比为4：5
C．圆环在从a运动到b的过程中减少的重力势能等于木块增加的机械能
D．当圆环到达b位置时，其速度大小为
第Ⅱ卷非选择题（共54分）
二．非选择题（本题共5小题，共54分）
11．沈阳市郊联体DIY实验社团的几位同学在学习完圆周运动相关知识后，打算做一个实验来感受一下圆周运动中的向心力，并对向心力大小与半径、角速度、质量的关系进行探究，具体操作如下：如图甲所示，用细绳拴住水杯，杯中装有少量的水，在离水杯40cm处的绳子上打一结，记为绳结A，80cm处打一结，记为绳结B，一位同学用秒表记时，另一位同学将水杯在空中甩动，近似认为水杯在水平面内做匀速圆周运动，并做出如下三种操作：
操作一：手握绳结A，使杯在水平面内每秒运动一周，体会向心力的大小；
操作二：手握绳结B，使杯在水平面内每秒运动一周，体会向心力的大小；
操作三：手握绳结A，使杯在水平面内每秒运动二周，体会向心力的大小．
结合操作中的感受和所学圆周运动相关知识，我们可以总结出：
（1）操作二与一相比较：当水杯总质量和角速度相同时，向心力大小与______有关；操作三与一相比较：当半径和______相同时，向心力大小与角速度大小有关；
（2）此次实验里采用了物理学中______的实验方法．
12．某实验小组利用重物下落验证机械能守恒定律．
（1）下图是四位同学释放纸带瞬间的照片，操作最合理的是____
A． B．
C． D．
（2）关于此实验，下列说法中正确的是______；
A．释放重物时要注意纸带是否竖直
B．重物的质量可以不测量
C．实验中应先释放纸带，后接通电源
D．可以利用公式来求解瞬时速度
（3）研究小组的同学反思所做的重物下落实验后发现误差较大，操作也不便，于是在老师的指导下利用如图甲所示的DIS实验装置对验证机械能守恒定律实验进行改进．
a．如图乙所示，主要由光电门与轻质摆杆组成单摆绕O点转动，实验时，质量为m的光电门从M点由静止下摆，依次经过6个宽度为d的遮光片，光电门摆至左边海棉止动阀处被卡住不再回摆，忽略光电门的大小对实验的影响．已知摆长为L，当摆杆与竖直方向的夹角为（小于）时，光电门经过遮光片的时间为，以圆弧最低点N所在平面为参考面，则光电门的势能______，动能______（选用字母m、L、、d、、g表示），然后对比不同遮光片处势能和动能之和是否相等．
b．实验结束后，得到了如题表所示的实验数据，其中势能随物体距参考平面高度变化的图像应该是______．（选A、B或者C）
13．我校物理兴趣小组的同学决定举行遥控赛车比赛，比赛路径如图所示．可视为质点的赛车从起点A出发，沿水平直线轨道运动L后，由B点进入半径为R的光滑竖直半圆轨道，并通过半圆轨道的最高点C，才算完成比赛．B是半圆轨道的最低点，水平直线轨道和半圆轨道相切于B点．已知赛车质量m=0.5kg，通电后以额定功率工作，进入竖直圆轨道前受到的阻力恒为，随后在运动中受到的阻力均可不计，L＝10m，R=0.32m（g取），求：
（1）要使赛车完成比赛，赛车在半圆轨道的C点速度至少多大？
（2）要使赛车完成比赛，赛车在半圆轨道B点对轨道的压力至少多大？
（3）要使赛车完成比赛，电动机至少工作多长时间？
14．2021年2月10日19时52分，我国首次火星探测任务“天问一号”探测器实施近火捕获制动，成功实现环绕火星运动，成为我国第一颗人造火星卫星，在“天问一号”环绕火星做匀速圆周运动时，周期为T．已知火星的半径为R，火星表面的重力加速度的大小为g，引力常量为G，不考虑火星的自转．求：
（1）火星的质量M；
（2）火星的第一宇宙速度v；
（3）求“天问一号”绕火星飞行时轨道半径r．
15．如图甲所示，轻质弹簧原长为0.2m，将弹簧竖直放置在地面上，在其顶端将质量M＝0.8kg的物体由静止释放，当弹簧压缩至最短时，弹簧长度为0.1m．现将该轻质弹簧水平放置，一端固定在O点，另一端与一质量为m=0.1kg的物块接触但不连接，AB是长度为1m的水平光滑轨道，B端与半径为R＝0.1m的光滑竖直半圆轨道BPD相切，与竖直方向成60°，如图乙所示．现用力缓慢推物块m，将物块推送到A点，此时弹簧长度被压缩至0.1m，然后由静止释放．（g取，弹簧形变量始终在弹性限度内）求：
（1）弹簧压缩至0.1m时的弹性势能；
（2）物块m经过P点时受到轨道支持力的大小；
（3）若在AB段铺设某种材料，物块与这种材料之间的动摩擦因数为，要使物块能滑上BPD轨道且不脱离轨道，求的取值范围．
辽中区第二高级中学2022-2023学年高一下学期期中考试
物理答案
一．选择题：本题共10小题，在每小题给出的四个选项中，第1－7小题只有一个选项符合题目要求，每个小题4分；8－10题有多个选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全得3分，选错或不答的得0分．
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
D C B C C B A BD AC ABC
二．非选择题（本题共5小题，共54分）
11、（1）半径 水杯总质量 （2）控制变量法 （每空2分，共6分）
12、（1）A （2）AB
（3） C （每空2分，共10分）
13、（12分）
解：（1）恰好通过C点时，重力提供向心力 （2分）
解得 （1分）
（2）B到C动能定理 （2分）
解得
对B点 （2分）
解得 （1分）
由牛顿第三定律可知 （1分）
（3）由动能定理 （2分）
解得 （1分）
14、（12分）
解：（1）忽略火星自转，火星表面质量为的物体，其所受引力等于重力
（2分） （2分）
（2）忽略火星自转，火星近地卫星的质量为，则重力充当向心力，有
（2分） （2分）
（3）设天问一号质量为，引力提供向心力有
（2分） （2分）
15、（14分）
解：（1）弹簧长度被压缩至0.1m时弹性势能 （1分）
代入得 （1分）
（2）当弹簧长度压缩至0.1m时弹簧弹性势能 （1分）
对m，从A点到P点用动能定理（1分）
在P点 （1分）
代入数据得 （1分）
（3）第一种情况，物块m运动到C点速度刚好为零， （1分）
代入数据得 （1分）
第二种情况，物块刚好能到D点 （1分）
从A点到D点的过程中 （1分）
联立得 （1分）
保证物块能进入BCD轨道 （1分）
解得 （1分）
综上所述或时，物块能运动到BCD圆弧轨道上，且不脱离轨道
（结果没有等于号也可以给分） （1分）
