湖北省恩施州高中教育联盟2022-2023高一下学期期中考试物理试题（答案）

恩施州高中教育联盟2022-2023学年高一下学期期中考试
物理
本试卷满分100分，考试用时75分钟。
注意事项：
1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2. 回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题：本题共11小题，每小题4分，共44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，第8~11题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
1. 2022年2月20日，北京冬奥会圆满结束。中国代表团斩获15枚奖牌，位居奖牌榜第三位，以谷爱凌、苏翊鸣为代表的优秀运动员更是在各自项目上为国争光，取得了历史性突破。下列关于某些冬奥会比赛项目的说法正确的是
A． 在花样滑冰比赛中研究运动员的转体动作时，可以把运动员看成质点
B．在钢架雪车项目中，雪车最高时速能达到140km/h，140km/h指的是平均速率
C．在跳台滑雪比赛中，研究运动员的飞行轨迹不可以把运动员看成质点
D．冰壶比赛中，冰壶脱手后向前继续运动是因为惯性
2.在同一平直公路上行驶的甲、乙两辆汽车，其图像分别如图中直线a和曲线b所示，已知b曲线是抛物线的一部分，且直线a和曲线b相切于点（6s，32m）。下列说法正确的是
A．在6s时刻两车相遇，但速度不相同
B．在2s~6s时间内，甲车的平均速度大于乙车的平均速度
C．甲车做匀速直线运动，乙车做变加速直线运动
D． 6s时，乙车速度为4m/s
3. 我国“神舟十号”载人航天工程首次开设“太空课堂”，其课堂内容涵盖了物理、化学、生物等多个方面。一次授课中，女航天员王亚平向学生展示了如何在太空失重环境中称量物体质量，“太空老师”王亚平利用牛顿第二定律来测物体质量的原理如图所示。在太空舱中将标准物体与待测物体紧靠在一起，施加一水平推力后，在观测时间内，标准物体和待测物体的速度变化是2m/s。若已知标准物体的质量为5.0kg，则待测物体的质量为
A． 5.0kg B． 10.0kg
C． 15.0kg D． 20.0kg
4.如图所示，A、B是质量相等的两个小球，A球从高度为h的固定光滑斜面顶端静止下滑，B球从半径为h的四分之一固定光滑圆弧顶端静止下滑。关于A、B两小球的运动，下列说法正确的是
A．运动到各自底端时速度变化量相同
B．运动到各自底端时合外力做的功不同
C． B球运动过程中重力的瞬时功率先增大后减小
D．运动到斜面底端时重力的瞬时功率相等
5.2015年中国作家刘慈欣的小说《三体》斩获科幻文学界著名的“雨果奖”。“三体”一词是指天体力学中一个基本模型，比如太阳、地球、月球就是一个三体系统。早在1772年，意大利数学家拉格朗日在论文《三体问题》中指出：两个质量相差悬殊的天体（如太阳和地球）所在同一平面上有5个特殊点，如图中的、、、、所示，人们称为拉格朗日点。若飞行器位于这些点上，会在太阳与地球共同引力作用下，可以几乎不消耗燃料而保持与地球同步绕太阳做圆周运动。若发射一颗卫星定位于拉格朗日点，下列说法正确的是
A．该卫星绕太阳运动的向心加速度等于地球绕太阳运动的向心加速度
B．在点与地球之间的连线上有一个点，飞行器经过该点时太阳和地球对其引力的合力为零
C．该卫星在点绕太阳的运行速度比地球小
D．该卫星在点绕太阳运动周期和地球自转周期相等
6. 如图所示，倾角的斜面体A固定在水平地面上，一根轻绳跨过斜面体顶端的小滑轮，绳两端系有质量为2.5m和m的小物块a、b，整个装置处于静止状态。现给物块b施加一个水平向右的力F，使其缓慢运动到绳与竖直方向成角的位置。整个过程中小物块a一直保持不动，不计绳与滑轮间的摩擦。在此过程中
A．力F先增大后减小
B．小物块a与斜面之间的动摩擦因数最小值为
C．绳上张力先增大后减小
D．小物块a受到的摩擦力先增大再减小
7.某摩托车企业生产了一款高性能摩托车，为了测试摩托车的各项指标，在封闭场地对该摩托车进行测试。假设摩托车在平直的公路上以额定功率行驶，行驶一段距离后关闭发动机，测出了摩托车动能与位移x的关系图像如图所示。已知摩托车的质量为200kg，摩托车运动过程中所受阻力恒定。则下列说法正确的是
A．摩托车加速运动的时间为20s
B．摩托车的额定功率为70kW
C．摩托车受到的阻力大小为1000N
D．摩托车速度为40m/s时，加速度为2
8.以下关于机械能守恒的描述，正确的是
A．物体处于平衡状态机械能一定守恒
B．物体所受合外力是变力，机械能一定不守恒
C．物体所受外力对物体做功为零时，机械能不一定守恒
D．若只有重力对物体做功，物体的机械能一定守恒
9. 如图所示，小球A、B分别从3L和L高度水平抛出后落地，上述过程中A、B的水平位移分别为L和3L。忽略空气阻力，则
A． A和B的位移相同 2L B． A的运动时间是B的倍
C．A的初速度是B的 D．A的末速度比B的小
10.如图所示，长为的水平传送带以恒定速率匀速向右运动，一质量为m=1 kg的滑块从传送带右端以速率水平向左滑上传送带，滑块与传送带的动摩擦因数，最后从传送带上滑下。取重力加速度大小，关于这一过程的下列判断，正确的有
A．滑块滑下传送带时速率为3m/s
B．此过程中传送带对滑块做功为3.5J
C． 若传送带与滑块之间的动摩擦因数变大，其他条件均不变，那么滑块与传送带摩擦产生的热量一定增加
D．上述过程中滑块与传送带间摩擦产生的热量为24.5J
11.如图所示，轻质弹簧下端固定在水平面上，弹簧原长为L，质量为m的小球从距弹簧上端高度为h的P点由静止释放，小球与弹簧接触后立即与弹簧上端粘连，并在竖直方向上运动。第一次向下运动的最低点距P点高度为H，最低点在图中并未标出。一段时间后，小球静止在O点，此时，弹簧长度为，弹簧的弹性势能为，重力加速度为g，弹簧始终在弹性限度内。下列说法正确的是
A． 小球在运动过程中，球与弹簧组成的系统机械能守恒
B．小球第一次下落过程中速度最大位置在O点上方
C．
D．
二、非选择题：本题共5小题。共56分。
12.（7分）在做“研究匀变速直线运动”的实验时，某同学得到一条用打点计时器打下的纸带，如图所示，并在其上取了A、B、C、D、E、F、G等7个计数点，每相邻两个计数点间还有4个点图中没有画出。打点计时器接频率为的交流电源。
（1）每两个计数点之间的时间间隔T=___________s（保留两位有效数字）；
（2）打下E点时纸带的瞬时速度= （用题中给定的字母表示）；
（3）若测得，物体的加速度a=___________（结果保留三位有效数字）；
（4）如果当时电网中交变电流的频率z，但当时做实验的同学并不知道，那么测得的加速度值比真实值 （填“偏大”或“偏小”）。
13.（9分）利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图1所示，气垫导轨固定在水平桌面上，导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳和一质量为m的重物相连；遮光片两条长边与导轨垂直；导轨上B点有一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t，用L表示A点到光电门B处的距离，d表示遮光片的宽度，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度，实验时滑块在A处由静止开始运动。
（1）用刻度尺测出遮光条的宽度d，如图2所示，其读数为___________。
（2）按图安装好装置，调节气垫导轨水平。
（3）重力加速度用g表示，滑块从A处到达B处时m和M组成的系统动能增加量可表示为=___________，系统的重力势能减少量可表示为=___________，在误差允许的范围内，若，则可认为系统的机械能守恒。（用题中字母M、m、d、t、g、L表示）
（4）某同学认为用上述实验装置也可测当地的重力加速度，他保持滑块每次均从A处静止释放，改变光电门的位置进行多次实验，测出多组遮光条到光电门的距离L及遮光条遮光时间t，为了直观地得到t与L的关系，应作出___________（选填“t-L”、“-L”“t2-L”或“”图像，如果在误差允许范围内，图像是一条过原点倾斜的直线，已知图像的斜率为k，则当地的重力加速度为___________。（用题中字母M、m、d、k表示）
14.（9分）在宁夏沙坡头国家级自然保护区内有一种独特的游乐项目——滑沙运动，即游客乘坐滑板从高高的沙山顶自然下滑，如图1.某滑沙场地可简化为倾角的斜面和水平面对接而成，如图2所示，沙子与滑板间的动摩擦因数为0.50，不计对接处的速度损失，游客及滑板可视为质点。某游客从沙山顶部静止滑下，14s后停在水平沙地上，取重力加速度大小。试求：
（1）游客在沙山上下滑时的加速度大小；
（2）全过程总路程。
15.（15分）如图，环a、b的质量分别为，用不可伸长的细线连接，分别套在水平粗糙细杆OM和竖直光滑细杆ON上，O点离地面的高度，细线长，且已知细线能承受的张力最大值为N。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，细线与水平杆间夹角为θ，重力加速度为g取10。
（1）初始时整个装置静止，当时，a、b环恰好不滑动，求a环与水平粗糙杆OM间动摩擦因数μ；
（2）在第一问条件下，若整个装置以竖直杆ON为轴匀速转动，求当细线刚好断裂时装置转动的角速度ω；
（3）若细线断裂时环a刚好位于横杆最右端M点，求圆环a落地时离ON轴的水平距离。
16.（16分）如图所示装置由水平面上的固定倾斜轨道、竖直圆轨道（最低点D处分别与水平轨道CD和DE相切）和右端固定的轻质弹簧组成，且各部分平滑相接。小球从倾斜轨道顶点A点由静止释放，沿倾斜轨道下滑，经过圆轨道后压缩弹簧，然后被弹回，再次经过圆轨道并滑上倾斜轨道，如此往复多次。已知圆轨道半径，小球的质量，可以视为质点，倾斜轨道的倾角，斜面AC的长度，小球与倾斜轨道间的动摩擦因数μ，忽略其他轨道摩擦及空气阻力，g取10。
（1）求小球第一次通过竖直圆轨道最高点H时对轨道的压力大小；
（2）求弹簧的最大弹性势能及小球前两次（即第一次和第二次）压缩弹簧过程中弹簧的最大弹性势能之比；
（3）调节竖直圆轨道的半径为，其他条件不变，仍将小球从倾斜轨道顶点A处由静止释放，求此后小球通过H点的次数。
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物理参考答案
1.D 2.D 3.C 4.C 5.B 6.B 7.A 8.CD 9.BD 10.AD 11.BD
12.（1）0.10 1分
（2） 2分 （3）4.00 2分
（4）偏大 2分
13.（1）0.50 1分
（3） 2分 mgL 2分
（4） 2分 2分
14.（1）2； （2）140m；
解：（1）在斜面上下滑
2分
1分
（2）在水平面上滑行
1分
得
设运动到斜面底部时速度为v，全过程有
2分
得
两过程都为匀变速直线运动
2分
15.解：（1）对两环受力分析，如图所示
对a环由平衡条件可知 1分
对b环有 1分
解得
1分
对两小球整体分析 1分
代入数据 1分
（2）当细线断裂时细线与水平面夹角为
解得 1分
r 2分
1分
1分
（3）小球离开M点后做平抛运动初速度为v
1分
竖直方向 1分
水平位移 1分
有几何关系 1分
解得 1分
16.（1）190N；（2）12J，4：1；（3）6次
解：（1）从A点到H点，由动能定理可得
2分
根据牛顿第二定律，在H点有
2分
解得 1分
由牛顿第三定律，小球对轨道的压力为190N。1分
（2）小球第1次从A点运动至压缩到弹簧最短，此时弹簧的弹性势能最大，设为，由能量守恒可得
1分
代入数据得
1分
设第2次沿斜面向上运动的距离记为，第2次压缩弹簧的最大弹性势能，设为，从弹簧弹开到第1次沿斜面上升到最高的过程中，由能量守恒可得
1分
第2次压缩弹簧过程中，由能量守恒可得
可求得
1分
（3）由（2）同理可得，小球第3次与第2次压缩弹簧的最大弹性势能之比为
小球第n次与第次压缩弹簧的最大弹性势能之比为
得 1分
设第n次沿斜面滑下仍可以过H点，由D到H，由动能定理得
1分
由通过最高点的临界条件可知 1分
代入上式解出
且n取整数，所以 1分
故小球可以经过H点6次 1分

湖北省恩施州高中教育联盟2022-2023高一下学期期中考试物理试题（答案）