湖南师范大学附属中学2021-2022学年高一（下）期中考试物理试题（原卷版）

湖南师大附中2021-2022 学年度高一第二学期期中考试 物 理 一、选择题（本大题共10 小题，共44 分，1~6 小题只有一个选项正确，每小题4 分；7~10 小题有多个选项正确，全部选对得5 分，部分选对得3 分，错选或不选得0 分） 1. 以下有关说法符合物理史实的是（ ） A. 第谷通过观察行星的 运动，得出了行星的运动规律，他认为行星的轨道都是椭圆 B. 牛顿通过扭秤实验结合“理想模型”物理思想测得引力常量G C. 天王星是亚当斯和开普勒共同研究推算出来的，后人称其为“笔尖下发现的行星” D. 开普勒在大量数据的 研究基础上，提出了行星运动的规律 2. 如图所示，拖拉机后轮的半径是前轮半径的两倍，A 和B 是前轮和后轮边缘上的点，若车行进时车轮没 有打滑，则（ ） A. 两轮转动的周期相等 B. 前轮和后轮的角速度之比为1∶1 C. A 点和B 点的线速度大小之比为1∶2 D. A 点和B 点的向心加速度大小之比为2∶1 3. 如图所示，光滑的斜劈放在水平面上，斜面上用固定的竖直板挡住一个光滑球，当整个装置沿水平面向 左以速度v 匀速运动时，以下说法中正确的是（ ） A. 小球的重力不做功 B. 斜面对球的弹力不做功 C. 挡板对球的弹力做正功 D. 合外力做正功 4. 如图所示，斜面上标记了间隔相等的 、 、 三点，一小球从 点正上方抛出，做初速度为 的平抛 运动，恰好落在 点。若要使小球落在 点，那么其初速度 需要满足的条件是（ ） A. B. C. D. 5. 如图，小球质量为m，在竖直放置的光滑圆形管道内做完整的圆周运动，小球直径略小于管道内径，圆 环的外径为R，不计小球大小。下列说法正确的是（ ） A. 小球通过最高点的 最小速度为 B. 小球通过最低点的最小速度为 C. 小球在过圆心的水平线 以下运动时，内侧管壁对小球一定无作用力 D. 小球在过圆心的水平线 以上运动时，外侧管壁对小球一定有作用力 6. 如图所示，已知地球半径为R，甲乙两颗卫星绕地球运动。卫星甲做匀速圆周运动，其轨道直径为4R， C 是轨道上任意一点；卫星乙的轨道是椭圆，椭圆的长轴长为6R，A、B 是轨道的近地点和远地点。不计 卫星间相互作用，下列说法正确的是（ ） A. 卫星甲在C 点的速度一定小于卫星乙在B 点的速度 B. 卫星甲的周期大于卫星乙的周期 C. 卫星甲在C 点的速度一定小于卫星乙在A 点的速度 D. 在任意相等的时间内，卫星甲与地心的连线扫过的面积一定等于卫星乙与地心的连线扫过的面积 7. 关于匀速圆周运动和平抛运动，以下说法正确的 是（ ） A. 做匀速圆周运动和平抛运动的物体所受合力都是恒力 B. 平抛运动是匀变速曲线运动 C. 做平抛运动的物体，速度变化量方向总是竖直向下的 D. 匀速圆周运动和平抛运动都是变加速曲线运动 8. 为了测量月球的各项数据，宇航员设计一装置，用电磁铁吸住小球，启动装置后，电磁铁断电，小球自 由下落，并开始计时。当小球经过光电门时停止计时。测出运动时间为t，经过光电门的速度为 。已知 月球半径为R，万有引力常量为G。则下列说法正确的是（ ） A. 月球表面的重力加速度 B. 月球的质量 C. 月球的第一宇宙速度 D. 月球的平均密度 9. 如图甲所示，一木块放在水平地面上，在水平拉力 作用下向右运动，水平地面 段光滑， 段粗糙，木块从A 点运动到C 点的 图像如图乙所示，则下列说法正确的是（ ） A. 该木块的质量为3kg B. 在 时，克服摩擦力的功率为6W C. 拉力在 段做功为57J D. 木块在 段克服摩擦力做功的平均功率为3.5W 10. 如图所示，能绕 点在水平面内转动的圆盘上，放置两个可视为质点且质量均为2kg 的物块A、B，它 们与圆盘间动摩擦因数均为 ，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现物块间连接一自然长度为5cm、 劲度系数为100N/m 的轻质弹性橡皮筋，橡皮筋的形变都在弹性限度内且遵从胡克定律；两物块A、B 和 点恰好构成一边长为10cm 的正三角形，现使圆盘带动两个物块以不同的角速度做匀速圆周运动，g 取 则（ ） A. 当圆盘的角速度为 时，圆盘对物块A 的摩擦力最小 B. 当圆盘的角速度为 时，圆盘对物块B 的摩擦力大小等于橡皮筋弹力大小 C. 当圆盘的角速度为5rad/s 时，物块B 受到的合力大小为5N D. 物块A、B 刚要滑动时，圆盘的角速度为 二、实验题（每空2 分，共14 分） 11. 某物理小组的同学设计了一个粗测小球摆动到最低点时的速度大小的实验。所用器材有：质量为0.5kg 的小球（小球直径可忽略）、拉力传感器、长度为0.5m 的细绳。实验步骤如下，请完成下列填空： （1）实验前，将细绳的一端固定在悬点O 处，细绳的另一端连接拉力传感器，传感器的另一端连接小球 （传感器的长度不计）。将细绳拉至水平位置，使细绳刚好拉直，调节传感器，使其读数为零，如图甲所 示。 （2）将小球从静止释放，小球就在竖直平面内不断摆动，实验中记录细线拉力F 大小随摆动时间t 的变化 如图乙所示。观察图乙中拉力大小F 的峰值随时间t 的变化规律，可读出小球经过最低点时对细绳的最大 拉力为_______N；小球经过最低点时的最大速度大小为_______m/s。（取 ，结果保留两位有效数字） 12. 图甲为研究平抛运动的装置。 （1）安装设备和实验过程中，下列操作正确的是（ ） A.每次释放小球时挡板位置可任意调节 B.斜槽末端必须水平，以保证小球每次抛出时初速度相同 C.平面直角坐标系的原点建立在斜槽的末端 D. 小球上沾上墨水，让小球和纸面接触直接画出抛物线 （2）某同学每次都将小球从斜槽的同一位置无初速释放，并从斜槽末端水平飞出。改变水平挡板的高度， 就改变了小球在板上落点的位置，从而可描绘出小球的运动轨迹。某同学设想小球先后三次做平拋，将水 平挡板依次放在如图乙1、2、3 的位置，且1 与2 的间距等于2 与3 的间距。若三次实验中，小球落点位 置一次记为a、b、c，3 个位置的水平距离记为xab、xbc，忽略空气阻力的影响，下面分析正确的是_______ _ A. B. C. D.无法判断 （3）另一同学利用该实验装备测量当地的重力加速度，利用传感器测出小球从斜槽末端抛出时的水平速 度为v0，在坐标纸上描出了小球水平抛出后的运动轨迹。部分运动轨迹如图丙所示。图中水平方向与竖直 方向每小格的长度均为L，P1、P2和P3是轨迹图线上的3 个点，P1和P2、P2和P3之间的水平距离相等。P1 是否为平抛运动的起点________（填“是”或者“否”），求出小球从P1运动到P2所用的时间为________，当 地的重力加速度为_________。（利用题中的字母表示） 三、计算题（每题14 分，共42 分） 13. 如图，一辆质量为 的汽车静止在一座半径为50m 的圆弧形拱桥顶部。（取 ） （1）此时汽车对圆弧形拱桥的压力是多大； （2）如果汽车以10m/s 的速度经过拱桥的顶部，则汽车对圆弧形拱桥顶部的压力是多大； （3）如果拱桥的半径增大到与地球半径R（约为6400km）一样，汽车要在“超大桥面”上腾空，速度至 少要多大。 14. 中国自行研制、具有完全自主知识产权的“神舟号”飞船，目前已经达到或优于国际第三代载人飞船 技术，其发射过程简化如下：飞船在酒泉卫星发射中心发射，由长征运载火箭送入近地点为A、远地点为 B 的椭圆轨道上，A 点距地面的高度为h1，飞船飞行5 圈后进行变轨，进入预定圆轨道，如图所示。设飞 船在预定圆轨道上飞行n 圈所用时间为t，若已知地球表面重力加速度为g，地球半径为R，求： (1)飞船在B 点经椭圆轨道进入预定圆轨道时是加速还是减速？ (2)飞船经过椭圆轨道近地点A 时的加速度大小； (3)椭圆轨道远地点B 距地面的高度h2。 15. 某兴趣学习小组设计了一个游戏装置如图，它由足够长的斜面AB、水平轨道BC、固定在水平面上的光 滑竖直圆轨道（最低点D 处左右两侧内外略错开）和数个高度、宽度相等的台阶组成。游戏时滑块从斜面 上合适位置由静止释放，经过圆轨道（全程不脱离轨道）后从C 点水平飞出并直接落到设定的台阶上则视 为游戏成功。已知斜面AB 倾角 ，圆轨道半径R=0.2m，水平轨道DC 段长L1=0.88m，台阶的高和 宽都为d=0.2m，滑块与斜面AB、水平面BC 之间的动摩擦因数μ=0.5，滑块质量m=10g，且可视为质点， 忽略空气阻力，各部分平滑连接。游戏中滑块从斜面上距B 点L0=3.0m 处由静止释放，恰能通过圆轨道最 高点E。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8。求： （1）滑块恰能通过圆轨道最高点E 时的速度vE大小； （2）滑块经过D 点时对轨道的压力大小； （3）滑块在水平轨道BD 段运动过程中摩擦力对其做的功Wf； （4）要让滑块直接落到第2 个台阶上，滑块释放处与B 点之间的距离L 应满足的条件。