辽宁省锦州市辽西育明高级中学2022-2023高一下学期期中考试物理试题（答案）

辽西育明高级中学2022-2023学年高一下学期期中考试
物理试卷
满分100分 时间75分钟
★祝考试顺利★
注意事项：
1. 答卷前：先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将准考证条码粘贴在答题卡上指定位置。
2. 选择题，每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。
3. 非选择题，用0.5mm黑色签字笔写在答题卡上对应的答题区域，写在非答题区域无效。
4. 画图清晰，并用2B铅笔加深。
第Ⅰ卷（共46分）
一、选择题：本题共10小题，共46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4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，有选错或不答的得0分。
1. 在科学发展的历程中，许多科学家做出了杰出的贡献，下列叙述符合史实的是（ ）
A. 第谷经过多年的天文观测，发现了行星绕太阳运动的轨道是椭圆
B. 牛顿力学适用于分析高速运动的子的寿命
C. 相对论的出现使经典物理学在自己的适用范围内不再继续发挥作用
D. 牛顿将行星与太阳、地球与月球、地球与地面物体之间的引力规律推广到宇宙中的一切物体，得出了万有引力定律
2. 使用高压水枪作为切割机床的切刀具有独特优势，得到广泛应用。如图所示，若水柱截面积为S，水流以速度v垂直射到被切割的钢板上，之后水速减为零，已知水的密度为。则水对钢板的冲力大小为（ ）
A. B. C. D.
3. 设宇宙中有一自转角速度为，半径为R、质量分布均匀的小行星。在小行星上用弹簧测力计称量某一质量为m的物块，在极点处弹簧测力计的示数为F，此处重力加速度大小为；在赤道处弹簧测力计的示数为，此处重力加速度大小为，则下列关系式正确的是（ ）
A. B. C. D.
4. 宇宙中一对年轻的双星，在距离地球16万光年的蜘蛛星云之中。该双星系统由两颗炽热又明亮的大质量恒星构成，二者围绕连接线上某点旋转。通过观测发现，两颗恒星正在缓慢靠近。不计其他天体的影响，且两颗恒星的质量不变。则以下说法中正确的是（ ）
A. 双星之间引力大小不变 B. 每颗星的加速度大小均不变
C. 双星系统周期逐渐变小 D. 双星系统转动的角速度变小
5. 如图所示，DO是水平面，AB是斜面，滑块（可视为质点）从A点由静止出发沿ABD滑动到D点的速度大小为。若已知该滑块与斜面、水平面和圆弧轨道之间的动摩擦因数处处相同且不为零，轨道转折处平滑相接。下列说法正确的是（ ）
A. 若让滑块从D点以速度出发，沿DBA滑动，则恰好能滑到顶点A
B. 若让滑块从D点以速度出发，则一定不能滑到顶点A
C. 若让滑块从D点以速度出发，沿BEA滑动会达到与沿DBA滑动一样的最高点
D. 如果斜面改为为圆弧轨道AEB，让滑块从A点由静止出发，滑动到D点的速度大小一定为
6. 水平桌面上，长的轻绳一端固定于O点，如图所示（俯视图），另一端系一质量的小球，现对小球施加一个大小不变的力，F拉着物体沿圆弧从M点运动到N点，方向始终与小球的运动方向成角。已知小球与桌面间的动摩擦因数，不计空气阻力，取，，，则拉力F做的功与克服摩擦力做的功之比为（ ）
A. B. C. D.
7. 为登月探测月球，上海航天局研制了“月球车”。某探究性学习小组对“月球车”的性能进行研究。他们让“月球车”在水平地面上由静止开始运动，并将“月球车”运动的全过程记录下来，通过数据处理得到如图所示的图像，已知段为过原点的倾斜直线；内“月球车”牵引力的功率保持与时刻相同不变，且；7~10s段为平行于横轴的直线；在10s末停止遥控，让“月球车”自由滑行，整个过程中“月球车”受到的阻力大小不变。下列说法错误的是（ ）
A. 月球车受到的阻力为200N B. 月球车的质量为100kg
C. 月球车在内运动的路程为24.75m D. 全过程牵引力对月球车做的总功为
8. 如图，在竖直平面内有一个半径为R且光滑的四分之一圆弧槽轨道AB，轨道下端B与水平面BCD相切，BC光滑且长度大于R，C点右边粗糙程度均匀且足够长。现用手捏住一根长为的匀质细杆的上端，使细杆的下端与A点等高，然后由静止释放细杆，让细杆保持沿轨道内下滑。不计空气阻力及细杆与圆弧轨道的撞击，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A. 细杆前端到达C点时的速度大小为
B. 细杆前端在过C点后，一直做匀减速运动
C. 若细杆前端在过C点后，滑行s距离后停下，且，细杆与粗糙平面间的动摩擦因数为
D. 若细杆前端在过C点后，滑行s距离后停下，且，细杆与粗糙平面间的动摩擦因数为
9. 火卫一是火星的两颗天然卫星之一，其形状不规则，大小约2，运行在距离火星表面约6000km高度的近圆轨道上，周期约为0.32个地球日。2022年“天问一号”发射两周年之际，国家航天局探月与航天工程中心发布了“天问一号”环绕器拍摄到的火卫一的高清影像图。环绕器运行在近火点距离火星表面高度约220km、远火点距离火星表面高度约、周期约为0.29个地球日的椭圆轨道上。引力常量G已知，根据以上信息可估算出下列哪些物理量（ ）
A. 火卫一的密度 B. 火星的密度
C. 火星的半径 D. 环绕器在近火点与远火点的速度之比
10. 在地面以初速度竖直向上抛出一个小球，小球运动过程中受到的空气阻力与其速率成正比，落地时速率为，且落地前已匀速，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A. 小球上升的时间比下降的时间短
B. 小球抛出瞬间的加速度最大，且大小为
C. 小球上升过程中机械能逐渐减小，在下落过程中机械能逐渐增加
D. 小球全程用时为
第Ⅱ卷（共54分）
二、实验题（本大题共2小题，共14分。第11题8分，第12题6分）
11. 用如图甲所示的实验装置验证、组成的系统机械能守恒。从高处由静止开始下落，上拖着的纸带通过打点计时器，打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。如图乙所示是实验中获取的一条纸带；0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离已标注，打点计时器所接电源频率为50Hz。已知、，则：
（以下计算结果均保留2位有效数字）
（1）从静止开始下落h时的速度为v，在此过程中，验证以、、地球所组成的系统机械能守恒的表达式为____________（用题目所给物理量的符号表示）。
（2）在纸带上打下计数点5时的速度______m/s。
（3）在打下第“0”点到打下第“5”点的过程中系统重力势能的减少量______J。（取当地重力加速度）
（4）若某同学作出图像如图丙所示，则当地的重力加速度______。
12. 某实验小组设计实验验证机械能守恒，实验装置示意图如图所示，在铁架台铁夹上固定好一个力传感器，一根细线上端连接在力传感器上，下端系在小球上，把小球拉离平衡位置一个角度，由静止释放小球，力传感器可记录小球在摆动过程中细线拉力大小，记下力传感器的最大示数F。
（1）关于实验，下列说法中正确的有______。
A. 可以直接用弹簧测力计代替力传感器进行实验
B. 细线要选择伸缩性小的
C. 小球尽量选择密度大的
（2）为完成实验，需要测量小球自由静止时力传感器的示数，还需要测量的物理量有_______（填正确答案标号）。
A. 释放小球时的位置与自由静止位置的高度差h
B. 小球下落至平衡位置时的时间
C. 从悬点到小球球心之间的距离l
D. 小球的质量m
（3）需要验证机械能守恒的表达式为____________（用已知量和测量量的符号表示）。
三、解答题（本大题共3小题，共40分。第13题10分，第14题14分，第15题16分）
13.（10分）某高校设计专业学生对手机进行了防摔设计，防摔设计是这样的：在屏幕的四个角落设置了由弹性塑料、聚合物及超薄金属片组成的保护器，一旦手机内的加速度计、陀螺仪及位移传感器感知到手机掉落，保护器会自动弹出，对手机起到很好的保护作用。总质量为160g的某型号手机（可看作质点）从距离地面1.25m高的口袋中被无意间带出，之后的运动可以看作自由落体运动，摔在地面上（不反弹），保护器撞击地面的时间为0.5s，不计空气阻力，，试求：
（1）手机落地前瞬间的速度大小；
（2）手机从开始掉落到落地前的过程中重力的冲量大小；
（3）手机对地面的平均作用力。
14.（14分）如图甲所示，向飞机上装货时，通常用到可移动式皮带输送机，简化模型如图乙所示，皮带输送机倾角为，顺时针匀速转动，每隔2s在输送带下端A点无初速放入一件货物（货物足够多）。每件货物从下端A点运动到上端B点的过程中，其机械能E与位移s的关系图像（以A位置为零势能参考面）如图丙所示。已知货物均可视为质点，质量均为，重力加速度g取，，。求：
（1）货物与输送带间的动摩擦因数；
（2）输送带A、B两端点间的距离；
（3）每件货物从下端A点运动到上端B点的时间；
（4）皮带输送机因运送一件货物而多消耗的能量。
15.（16分）如图所示，用光滑细杆弯成半径为R的四分之三圆环，固定在竖直面内，C、E与圆心O在同一水平线上.质量为m的小球P（可视为质点）穿在圆环上，通过轻质细绳与相同质量的小球Q相连，细绳绕过固定在E处的轻小光滑定滑轮.开始小球P处于圆环上B点，两球均处于静止状态.给小球微小扰动，使P沿圆环向下运动.绳长大于CE，重力加速度为g，不计一切摩擦。求：
（1）小球P在B点静止时，BE绳与CE的夹角及圆环对小球P的弹力大小；
（2）小球P下滑到点（与B关于CE对称）时，求小球Q的速率；
（3）小球P经过C点时的加速度大小。（以上结果均保留根号）
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物理试卷参考答案
第Ⅰ卷（共46分）
一、选择题（第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4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，有选错或不答的得0分。）
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
D B B C B C C AD BCD ABD
第Ⅱ卷（共54分）
二、实验题（每空2分，共14分）
11.（1） （2）2.4 （3）0.59 （4）9.7
12.（1）BC （2）AC （3）
三、解答题（本大题共3小题，共40分）
13.（10分）
（1）由运动学公式，可得手机落地前瞬间速度为
（2分）
（2）手机做自由落体运动，由，可得手机从开始掉落到落地的时间为
根据，得手机从开始掉落到落地前的过程中重力的冲量大小
（2分）
（3）设向上方向为正方向，对手机由动量定理得
（2分）
解得（1分）
由牛顿第三定律可知手机对地面的平均作用力大小为3.2N，方向竖直向下。（2分）
14.（14分）
（1）由图像可知，货物从开始运动到与传送带相对静止，可知
（2分）
解得（1分）
（2）由图像可知，物块沿传送带向上运动后与传送带相对静止，此后物块的动能不变，重力势能增加，则解得（2分）
则输送带A、B两端点间的距离为（1分）
（3）加速阶段的加速度大小为（1分）
传送带的速度大小为（1分）
则加速的时间为（1分）
匀速的时间为（1分）
共用时间为（1分）
（4）每一件货物从低端到顶端要消耗的能量为
（2分）
（1分）
15.（16分）
（1）如图小球P在B点静止时，受到重力mg、细绳的拉力、杆的支持力N作用，由平衡条件知，OB连线与P的重力、细绳BE的夹角相等（1分）
由几何关系知
则BE与CE间的夹角为（1分）
由题可得弹力（2分）
（2）小球P从B下滑到点过程中，由几何关系可得
根据机械能守恒定律可得（2分）
P、Q的速度关系为（2分）
联立可得（1分）
（3）由几何关系可得
小球P下滑到C点时，Q的速度（1分）
根据机械能守恒定律（2分）
整理得（1分）
（1分）
由平行四边形定则可知（2分）

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