北京市北京师范大学附属实验中学2022-2023学年高一下学期期中物理试题

北京市北京师范大学附属实验中学2022-2023学年高一下学
期期中物理试题
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．自行车的大齿轮、小齿轮、后轮的半径不一样，其中小齿轮与后轮共轴，大齿轮和小齿轮被不可伸长的链条相连，它们的边缘有三个点A、B、C，如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．A、B两点线速度大小不等B．B、C两点周期不同
C．A点的角速度比B点的角速度小D．B点的向心加速度比C点的大
2．一质量为2.0×103kg的汽车在水平公路上行驶，路面对轮胎的径向最大静摩擦力为1.4×104N，当汽车经过半径为80m的弯道时，下列判断正确的是（）
A．汽车转弯时所受的力有重力、弹力、摩擦力和向心力
B．汽车转弯的速度为20m/s时所需的向心力为1.4×104N
C．汽车转弯的速度为20m/s时汽车会发生侧滑
D．汽车能安全转弯的向心加速度不超过7.0m/s2
3．如图所示，某同学练习定点投篮，其中有两次篮球垂直撞在竖直篮板上，篮球的轨迹分别如图中曲线1、2所示。

若两次抛出篮球的速度v1和v 2的水平分量分别为v1x和v 2x，竖直分量分别为v1y和v 2y，不计空气阻力，下列关系正确的是（）
6．若已知引力常量G，则利用下列四组数据可以算出地球质量的是（ ）
A．一颗绕地球做匀速圆周运动的人造卫星的运行速率和周期
B．一颗绕地球做匀速圆周运动的人造卫星的质量和地球的第一宇宙速度
C．月球绕地球公转的轨道半径和地球自转的周期
D．地球绕太阳公转的周期和轨道半径
7．如图所示，高速公路上汽车定速巡航（即保持汽车的速率不变）通过路面abcd，其中ab段为平直上坡路面，bc段为水平路面，cd段为平直下坡路面。

不考虑整个过程中空气阻力和摩擦阻力的大小变化。

下列说法正确的是（ ）
A．在ab段汽车的输出功率逐渐减小B．汽车在ab段的输出功率比bc段的大C．在cd段汽车的输出功率逐渐减小D．汽车在cd段的输出功率比bc段的大8．研究“蹦极”运动时，在运动员身上装好传感器，用于测量运动员在不同时刻下落的高度及速度。

如图甲所示，运动员从蹦极台自由下落，根据传感器测到的数据，得到如图乙所示的速度v—位移x图像。

不计空气阻力。

下列判断正确的是（）
A．运动员下落速度最大时，重力势能最小
B．运动员下落速度最大时，绳子刚好被拉直
C．运动员下落加速度为0时，速度也为0
D．运动员下落到最低点时，绳的弹性势能最大
9．2021年5月15日，“天问一号”着陆器成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区，我国首次火星探测任务着陆火星取得圆满成功。

如图，将火星与地球绕太阳的运动简化为在同一平面、沿同一方向的匀速圆周运动，图中的椭圆轨道表示“天问一号”的地火转移轨道。

下列说法正确的是（ ）
A．火星的公转周期小于地球的公转周期
B．地球公转的向心加速度小于火星公转的向心加速度
C．“天问一号”在A点要通过加速才能从地球公转轨道到地火转移轨道
D．“天问一号”从A点运动到C点的过程中处于加速状态
10．如图所示，轻杆的一端固定在通过O点的水平转轴上，另一端固定一小球，轻杆绕O点在竖直平面内沿顺时针方向做匀速圆周运动，其中A点为最高点、C点为最低点，B点与O点等高，下列说法正确的是（ ）
A．小球经过A点时，所受杆的作用力一定竖直向下
B．小球经过B点时，所受杆的作用力沿着BO方向
C．从A点到C点的过程，小球重力的功率保持不变
D．从A点到C点的过程，杆对小球的作用力做负功
二、多选题
11．绳子的一端拴一个小球。

手握绳子，使小球在水平面内做匀速圆周运动，下列四个图可能实现的是（ ）
A．B．
三、单选题
13．如图所示，水平抛出一个小球，若不计空气阻力，小球落地前关于小球在相等时间内的运动，下列说法正确的是（）
A．位移相同B．竖直方向分运动的位移相同
C．速度的变化量相同D．速度的变化量越来越大
四、多选题
14．太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动。

当地球恰好运行到某地外行星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线的现象，称为“行星冲日”。

已知地球及各地外行星绕太阳运动的轨道半径如下表所示。

根据表中信息，可以判断（）
A．火星相邻两次冲日的时间间隔大于两年
B．某些地外行星一年中可能会出现两次冲日现象
C．天王星相邻两次冲日的时间间隔约为土星的一半
D．地外行星中，海王星相邻两次冲日的时间间隔最短
五、实验题
15．探究向心力大小F与物体的质量m、角速度w和轨道半径r的关系实验。

（1）本实验所采用的实验探究方法与下列哪个实验是相同的__________；
A．探究平抛运动的特点
B．探究两个互成角度的力的合成规律
C．探究加速度与物体受力、物体质量的关系
（2）一组同学用向心力演示器进行实验，实验情境如图甲、乙、丙所示。

三个情境图中，探究向心力大小F与质量m关系的是图__________（选填“甲”、“乙”、“丙”）。

（3）另一组同学用如下图所示实验装置进行探究，圆柱体放置在水平圆盘上做匀速圆周运动，圆柱体与圆盘之间的摩擦可忽略不计。

力传感器测量向心力大小F，角速度
传感器测量角速度大小w，该组同学通过保持圆柱体质量和运动半径不变，来探究F 与w的关系。

该组同学让圆柱体做半径为r的匀速圆周运动，得到如图1所示图像，对图线的数据进行处理，获得了如图2所示的图像，该图像是一条过原点的直线，则图像横坐标x 代表的是__________，如果直线的斜率为k，则可以得到圆柱体的质量为__________。

16．某同学探究平抛运动的待点。

（1）用如图1所示装置探究平抛运动竖直分运动的待点。

用小锤打击弹性金属片后，A球沿水平方向飞出，同时B球被松开并自由下落，比较两球的落地时间。

①关于该实验，下列说法正确的是_______（选填选项前的字母）。

A．A、B两球应选用体积小、质量大的小球
B．打击弹性金属片后两球需要落在同一水平面上
C．比较两球落地时间必须要测量两球下落的高度
②多次改变A、B两球释放的高度和小锤敲击弹性金属片的力度，发现每一次实验时
都只会听到一下小球落地的声响，由此____说明A球竖直方向分运动为自由落体运动，_________说明A球水平方向分运动为匀速直线运动。

（选填“能”或“不能”）（2）用如图2所示装置研究平抛运动水平分运动的特点。

将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直硬板上。

A球沿斜槽轨道PQ滑下后从斜槽末端Q飞出，落在水平挡板MN 上。

由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，A球会在白纸上挤压出一个痕
迹点。

移动挡板，依次重复上述操作，白纸上将留下一系列痕迹点。

①下列操作中，必要的是_______（选填选项前的字母）。

A．通过调节使斜槽末段保持水平
B．每次需要从不同位置静止释放A球
C．通过调节使硬板保持竖直
D．尽可能减小A球与斜槽之间的摩擦
②某同学用图2的实验装置得到的痕迹点如图3所示，其中一个偏差较大的点产生的原因，可能是该次实验__________（选填选项前的字母）。

A．A球释放的高度偏高
B．A球释放的高度偏低
C．A球没有被静止释放
D．挡板MN未水平放置
（3）某同学用平滑曲线连接这些痕迹点，得到图4所示A球做平抛运动的轨迹。

请利用该轨迹和（1）中得出的平抛运动竖直方向分运动的特点，说明怎样确定平抛运动水平分运动是匀速直线运动。

__________
六、解答题
17．流量是指单位时间内通过管道横截面的流体体积，在生活中经常需要测量流量来解决实际问题。

环保人员在检查时发现一根排污管正在向外满口排出大量污水，如图所示。

他测出水平管口距落点的竖直高度为h，管口的直径为d，污水落点距管口的水平距离为l，重力加速度为g。

请根据这些测量量估算：
a．污水离开管口时的速度大小v；
b．排出污水的流量Q。

18．某型号汽车质量为m，发动机的额定功率为
P。

假设汽车在某水平路段行驶时，。

受到的阻力大小恒为F
阻
（1）求发动机在额定功率下，汽车在此路段匀速行驶的速度。

（2）某段时间内，汽车在此路段行驶时的v t-图像如图所示，已知t时刻速度为v。

求0~t时间内发动机实际功率的最大值。

19．有一辆质量为800kg的小汽车驶上圆弧半径为50m的拱桥．(g取10m/s2)
（1）汽车到达桥顶时速度为5m/s，汽车对桥的压力是多大？
（2）汽车以多大速度经过桥顶时便恰好对桥没有压力而腾空？
（3）汽车对地面的压力过小是不安全的．因此从这个角度讲，汽车过桥时的速度不能过大．对于同样的车速，拱桥圆弧的半径大些比较安全，还是小些比较安全？
（4）如果拱桥的半径增大到与地球半径R一样，汽车要在地面上腾空，速度要多大？(已知地球半径为6400km)
20．开普勒用二十年的时间研究第谷的行星观测数据，分别于1609年和1619年发表
了下列定律：
开普勒第一定律：所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。

开普勒第二定律：对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等。

开普勒第三定律：所有行星轨道的半长轴a的三次方跟它的公转周期T的二次方的比
v，忽略空气阻力。

（1）求礼花弹从专用炮筒中射出后，上升的最大高度h；
（2）礼花弹在最高点炸开后，其中一小块水平向右飞出，以最高点为坐标原点，以水平向右为x轴正方向，竖直向下为y轴正方向，建立坐标系，请通过分析说明它的运动轨迹方程是一条抛物线。

（3）假设礼花弹在最高点炸开后产生大量的小块，每个小块抛出的速度v大小相等，方向不同，有的向上减速运动，有的向下加速运动，有的做平抛运动，有的做斜抛运动。

请论证说明礼花弹炸开后所产生的大量小块会形成一个随时间不断扩大的球面。

17．a ．2g v l
h
=；b ．
2
14Q ld p =【详解】a ．污水由管口流出后可得
．排出污水的流量
无论初速度方向怎样，各发光质点均落在一个圆上（在空间形成一个球面，其球心在不断下降，“礼花”球一面扩大，一面下落），如图所示
方法2：本题也可用运动合成和分解的知识解释如下：礼花炮爆炸后，每个发光质点的抛出速度v大小相同，方向各异，都可以分解为沿原速度方向的匀速直线运动和只在重力作用下的自由落体运动（这里忽略空气阻力，如果受到空气阻力或风的影响，那么，“礼花”就不会形成球面形状了）。

很明显，前一分运动使各发光质点时刻构成一个圆，后一个分运动都相同，所以观察者看到的是一个五彩缤纷的“礼花”球一面扩大、一面下落。