山东省烟台市2022-2023学年高一下学期4月期中物理试题

第1 页/共12 页 （北京）股份有限公司 2022—2023 学年度第二学期期中学业水平诊断 高一物理（等级考） 一、单项选择题：本题共8 小题，每小题3 分，共24 分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 物体做匀速圆周运动，下列说法中正确的是（ ） A. 物体的速度可能是均匀变化的 B. 物体的机械能一定保持不变 C. 物体的加速度大小一定是变化的 D. 物体所受的合力一定是变力 2. 对于做匀速圆周运动的质点，下列说法正确的是（ ） A. 根据公式 ，可知质点的角速度 与转速 成正比 B. 根据公式 ，可知质点的向心加速度 与线速度的平方 成正比 C. 根据公式 ，可知质点的角速度 与半径成反比 D. 根据公式 ，可知质点的向心加速度 与线速度 成正比 3. 如图所示，哈雷彗星的运动轨道是一个非常扁的椭圆。哈雷彗星最近出现的时间是1986 年，预计下次飞 近地球将在2061 年左右。已知哈雷彗星在近日点与太阳中心的距离为 ，线速度大小为 ，加速度大小为 ；在远日点与太阳中心的距离为 ，线速度大小为 ，加速度大小为 ，则（ ） A. ， B. ， C. ， D. ， 4. 我国首次火星探测任务于2021 年5 月15 日成功实现火星着陆。已知火星质量约为地球质量的 ，半径 第2 页/共12 页 （北京）股份有限公司 约为地球半径的 ，下列说法正确的是（ ） A. 火星表面的重力加速度大于地球表面的重力加速度 B. 火星的第一宇宙速度大于地球的第一宇宙速度 C. 火星探测器的发射速度应大于地球的第二宇宙速度 D. 火星探测器的发射速度应介于地球的第一和第二宇宙速度之间 5. 跳绳是一项很好的体育锻炼项目。某同学在一次跳绳测验中，在 的时间内完成了100 次跳绳，已知 该同学每一次跳起的最大高度为 ，他的质量为 ， ，不计空气阻力和绳的质量，则 下列说法中正确的是（ ） A. 每一次向上运动的过程中，该同学克服重力做的功为 B. 每次离开地面的瞬间重力的瞬时功率为0 C. 每次跳起时，地面对该同学的支持力做功为0 D. 这次跳绳测验该同学克服重力做功的平均功率为 6. 太空电梯是人类构想的一种通往太空的设备。科学家们设想，在地球赤道面内建造一垂直于地面并延伸 到太空的轻质“太空电梯”，电梯的顶端可超过地球同步卫星的高度。如图所示，一乘客乘坐电梯向太空 运动，途中分别停留在 点和 点两个不同高度位置， 点在地球的同步卫星的轨道上，关于乘客在 点 和 点受到电梯作用力的说法中正确的是（ ） A. 在 点，电梯的作用力为零 B. 在 点，电梯的作用力为零 第3 页/共12 页 （北京）股份有限公司 C. 在 点，电梯的作用力方向指向地心 D. 在 点，电梯的作用力方向指向地心 7. 北京时间2022 年3 月23 日，翟志刚、王亚平、叶光富相互配合，在距离地面400 公里的中国空间站讲 授了“天宫课堂”第二课，课上演示了微重力环境下太空“冰雪”、“液桥”、“水油分离”等有趣的实 验。已知空间站绕地球做匀速圆周运动的周期为 ，地球半径为 ，地球表面重力加速度为 ，则空间站 离地面的高度为（ ） A. B. C. D. 8. 如图所示，质量均为 且均可视为质点的小球a、b 分别固定在两轻杆的一端，两轻杆另一端连接于 点。两杆间夹角为 ，轻杆 的长度为 ， 的长度为，整个装置可绕 点在竖直面内转动， 开始时 球位置与 点等高，将装置由静止释放，忽略一切阻力。重力加速度为 。在 球转到 点正下 方的过程中（ ） A. 球的 动能增加量等于其重力势能的减少量 第4 页/共12 页 （北京）股份有限公司 B. 球机械能的增加量等于 球重力势能的减少量 C. 轻杆对 球所做的功为 D. 轻杆对 球所做的功为 二、多项选择题：本题共6 小题，每小题3 分，共18 分。每小题有多个选项符合题目要求。 全部选对得3 分，选对但不全的得2 分，有选错的得0 分。 9. 如图所示，曲面体P 静止于光滑水平面上，物块Q 自P 的上端由静止释放。Q 与P 的接触面光滑，Q 在 P 上运动的过程中，下列说法正确的是（ ） A. P 对Q 做功为零 B. P 和Q 之间相互作用力做功之和为零 C. 物块Q 的机械能守恒 D. P 和Q 构成的系统机械能守恒 10. 滚筒洗衣机静止于水平地面上，衣物随着滚筒一起在竖直平面内做高速匀速圆周运动，以达到脱水的效 果。滚筒截面如图所示， 点为最高点， 点为最低点， 为水平方向的直径，下列说法正确的是（ ） A. 衣物运动到 点时脱水效果更好 B. 衣物运动过程中在各点受到的向心力大小相同 C. 衣物运动到最高点 时受重力和离心力作用 D. 衣物运动到 点时洗衣机对地面的摩擦力最大 第5 页/共12 页 （北京）股份有限公司 11. “天问一号”火星探测器的成功发射是我国航天事业一个新的里程碑。设地球和火星绕太阳做匀速圆周运 动，地球绕着太阳公转的周期为 ，轨道半径为 ，火星的轨道半径为 ，火星的半径为 ，万有引力常 量为 ，则下列说法中正确的是（ ） A. 太阳的质量为 B. 火星绕着太阳运动的角速度为 C. 火星表面的重力加速度为 D. 火星的平均密度为 12. 如图所示为运动员将一铅球抛出后，铅球在空中的运动轨迹示意图，A、B 为轨迹上等高的两点，铅球 可视为质点，空气阻力不计。则铅球从A 点运动到 点的过程中，其动能 随着相对A 点的高度 变化的 关系图像以及重力的瞬时功率 随时间变化的关系图像正确的是（ ） A. B. C . D. 13. 新能源电动汽车是当代生活中重要的交通工具。某品牌新能源电动汽车的质量为 ，在一段平直公路 上由静止开始匀加速启动，加速度大小为 ，经过时间达到额定功率，继续行驶一段时间后做匀速直线 运动。若汽车运动过程中受到的阻力恒为 ，则（ ） 第6 页/共12 页 （北京）股份有限公司 A. 汽车匀速行驶的速度为 B. 汽车发动机输出的额定功率为 C. 时间内，牵引力所做的功 D. 从静止启动到匀速行驶过程中，合力所做的功为 14. 如图所示，用一根长为的轻绳一端系一质量为 的小球（可视为质点），另一端固定在光滑固定的圆 锥体顶端，锥面与竖直方向的夹角 ，小球绕着锥体的轴线在水平面内做匀速圆周运动，重力加速 度为 ， 。则（ ） A. 小球恰好离开锥面时的角速度为 B. 若小球的角速度 ，小球对锥面的压力为零 C. 若小球的角速度 ，绳子的拉力大小为 D. 若小球的角速度 ，绳子的拉力 随着角速度 变化的函数关系式为 三、本题共4 小題，共18 分。 15. 如图所示，在水平地面上固定着一个内壁光滑的容器，容器的内表面为半径为 的半球面。一个质量 为m 的小球（可视为质点）紧贴着内表面在水平面内做匀速圆周运动，已知小球和球心的连线与竖直方向 第7 页/共12 页 （北京）股份有限公司 的夹角为 ，重力加速度为 ，则小球对内壁的庒力大小为______；小球做匀速圆周运动的周期为______。 16. 如图所示，P、Q 两颗卫星在同一轨道面内绕着地球做匀速圆周运动，绕行方向相同，观察发现两颗卫 星在运动过程中，相距的最近距离为 ，最远距离为 ，并且每经过时间 ，二者相遇一次。已知地球 的半径为 ，则卫星Q 的运动周期为______；地球的第一宇宙速度为______。 17. 如图甲所示是某实验小组探究做圆周运动物体的向心力与质量、轨道半径、线速度关系的实验装置。在 光滑转盘的圆心处固定一力传感器，用以测向心力 ，通过细线将一物块与力传感器连接，物块上固定一 速度传感器，用以测物块运动的线速度 的大小，保持物块（含速度传感器）质量和运动半径不变，来探 究向心力 与线速度大小 的关系。 （1）该实验小组采用的实验方法为______； （2）改变线速度 的大小，多次测量，该实验小组测出了多组一一对应的F、v 数据，通过对数据分析后， 在坐标纸上描点连线做出了如乙所示的 图像，若物块运动的半径 ，由图像可知，物块（含 第8 页/共12 页 （北京）股份有限公司 速度传感器）的质量 ______ （结果保留一位小数）。 18. 某同学利用气垫导轨来验证机械能守恒定律，实验主要步骤如下： ①将气垫导轨放到水平桌面上，将导轨调至水平，将光电门安装在长木板的 点处； ②将细线一端连接在质量为 的滑块上，另一端绕过定滑轮悬挂总质量为 的托盘和砝码； ③将滑块从A 点由静止译放，测得A、B 两点间的距离为 ，遮光条的宽度为d，滑块通过光电门记录遮 光条的遮光时间为，保障托盘和砝码不落地； ④保持滑块质量 不变，多次改变托盘和砝码质量m，每次都将滑块从A 点由静止释放，测得多组与 值； 将遮光片通过光电门的平均速度看做小车经过该点时的瞬时速度，回答下列问题： （1）滑块通过光电门时的速度可表示为______； （2）根据所测数据，为得到线性关系图线，应作出______（选填“ ”、“ ”或“ ”）图线。 （3）根据第（2）问得到的图线，若图线在纵轴上的截距为 ，则当地重力加速度 ______。（用题给 的已知量表示） 四、本题共4 小题，共40 分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写 出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案必须明确写出数值和单位。 19. 如图所示，在一次杂技表演中，女演员被男演员拉着离开地面在空中做水平面内的匀速圆周运动，在转 动过程中男演员的身体近似处于竖直状态，每 恰好转1 圈，女演员重心所在位置为 点，手臂与水平面 第9 页/共12 页 （北京）股份有限公司 的夹角为 ，已知女演员质量为 ，男演员的质量为 ，重力加速度 ， ， ，求： （1） 点的 线速度大小； （2）男演员对地面的作用力大小。（结果可带根号表示） 20. 变轨技术是航天器入轨过程中的重要一环。实际航行中的变轨过程较为复杂，为方便研究，我们将航天 器的变轨过程简化为如图所示的模型：①将航天器发射到近地圆轨道1 上；②在A 点点火加速使航天器沿 椭圆轨逆2 运行，轨道1 和轨道2 相切于A 点，A、B 分別为轨道2 的近地点与远地点，地球的球心位于椭 圆的一个焦点上；③在远地点 平次点火加速，航天器沿圆轨道3 运行，轨道2 和轨道3 相切于 点。已 知引力常量为 ，地球表面的重力加速度为 ，轨道1 半径为 ，轨道3 半径为 ，求： （1）航天器在圆轨道3 上运行时的速度大小 ； （2）航天器在轨道2 上运动时，从A 点运动到 点的最短时间。 21. “离心轨道演示仪”（如图甲所示）是演示物体在竖直平面内的 圆周运动的实验仪器，其轨道主要由主轨 长道、圆轨道和辅轨长道三部分组成，圆轨道的半径为 ，将主轨长道压制成水平状态，轨道侧视示意图 第10 页/共12 页 （北京）股份有限公司 如图乙所示。一质量为 的小球静置于主轨长道上的 点， 点距离圆轨道最低点 的距离 ，现 对小球施加一个大小 的水平恒力，小球由静止开始沿主轨长道向右运动，从 点进入圆轨道，若 小球在整个运动过程中始终受恒力 的作用，不计一切摩擦，重力加速度为 。求： （1）小球到达圆轨道最高点时的速度 ； （2）小球在圆轨道运动过程中对轨道压力的最小值。 22. 如图所示，一弹性轻绳上端固定在 点，下端连接一个质量为 的小物块，弹性轻绳的弹力与其伸长 是成正比，比例系数为 （ 未知），具有的弹性势能表达式为 （其中 为弹性轻绳的伸长量）， 开始时小物块放在水平地面上 点， 点为弹性轻绳与轻质小定滑轮的切点， 、B、C 三点在一条竖直 线上，弹性轻绳的自然长度等于 ，与定滑轮连接的轻杆上端固定在墙里。现突然给小物块一个水平向 右的初速度 ，小物块沿地面向右运动到达 点时速度为零，然后向左运动，运动到 点时速度达到最大， 已知小物块在 点时弹性绳的拉力大小为 ，物块与地面间的动摩擦因数为 ，C、E 两点间的距 离为B、C 两点间距离的3 倍，重力加速度为 ，弹性绳始终处于弹性限度内，轻绳与定滑轮间摩擦忽略 不计。求： （1）物块在 点时受到的摩擦力大小； （2）B、C 两点间的距离； （3）物块到达 点时的 速度。 第11 页/共12 页 （北京）股份有限公司 第12 页/共12 页 （北京）股份有限公司