2022-2023学年江苏省南京市中华中学高一下学期期中物理试题

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一、单项选择题：共10题，每题4分，共40分。每题只有一个选项最符合题意。
1. A、B、C是三个完全相同的时钟，A放在地面上，B、C分别放在以速度v1和v2朝同一方向飞行的两个火箭上，且v1＜v2.地面上的观察者认为走得最快的时钟是（ ）
A. A时钟B. B时钟
C. C时钟D. 无法确定
2. 如图所示，光滑斜面置于光滑水平地面上，现有一物体从斜面顶端由静止释放，在物体下滑过程中，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A. 物体的重力势能减少，动能增加，机械能守恒
B. 斜面对物体的支持力垂直于接触面，不对物体做功
C. 物体对斜面的压力要做功，斜面的机械能不守恒
D. 物体和斜面组成的系统机械能不守恒
3. 如图所示，质量未知的A、B两小球在锥形容器内做圆周运动，下列说法正确的是（ ）
A. A、B两球受到容器壁的弹力大小相等
B. A、B两球具有相同的向心加速度
C. A、B两球的角速度大小相等
D. A球的线速度比B球的线速度小
4. 如图所示，小球甲在真空中做自由落体运动，另一相同的小球乙在油中由静止开始下落。它们都由高度为的地方下落到高度为h2的地方。在这两种情况下，下列说法正确的是（ ）
A. 甲球的重力势能变化量大
B. 甲球的机械能变化大
C. 甲球的平均速度小
D. 甲球的重力平均功率大
5. 不可回收的航天器在使用后，将成为太空垃圾，如图所示是飘浮在地球附近的太空垃圾示意图，对此说法中正确的是（ ）
A. 离地越低的太空垃圾运行周期越大
B. 离地越高太空垃圾运行角速度越小
C. 由公式得，离地球高的太空垃圾运行速率越大
D. 太空垃圾一定能跟同一轨道上同向飞行的航天器相撞
6. 如图所示，质量为M木块静止在光滑的水平面上，质量为m的子弹以速度v0沿水平方向射入木块，并最终留在木块中与木块一起以速度v运动。已知当子弹相对木块静止时，木块前进的距离为L，子弹进入木块的深度为s。若木块对子弹的阻力F视为恒定，则下列关系式中错误的是（ ）
A.
B.
C.
D.
7. 我国天问一号火星探测器于2020年7月23日从地球发射，经地火转移轨道，于2021年2月10日抵达火星，如图所示。已知火星和地球在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动，火星公转的轨道半径是地球公转的轨道半径的1.5倍，则（ ）
A. 火星绕太阳运动的加速度大于地球绕太阳运动的加速度
B. 天问一号的发射速度大于第一宇宙速度，小于第二宇宙速度
C. 发射天问一号时，火星大致处于A位置
D. 在相等的时间内，火星与太阳的连线扫过的面积等于地球与太阳的连线扫过的面积
8. 足球运动员训练罚点球，足球放置在球门中央的正前方O点，两次射门，足球分别斜向上直接打在水平横梁上的a、b两点，a为横梁中点，如图所示，已知足球被踢出时的速度大小相等，不计空气的作用效果，则足球从射出到打到横梁（ ）
A. 击中a的速度小
B. 击中a用时间短
C. 击中a过程重力做功少
D. 击中a过程速度变化量大
9. 汽车沿平直的公路以恒定功率P从静止开始启动，如图所示为牵引力F随速度v变化的图像，加速过程共经历的时间t=8s，加速过程通过的路程s=50m，在图中的N点结束加速，之后汽车做匀速直线运动，汽车运动过程中所受的阻力始终不变，则汽车的质量为（ ）
A. B. C. D.
10. 如图所示，某一斜面与水平面平滑连接。一小木块从斜面上某处由静止开始滑下，滑到水平面上的A点停下。已知小木块与斜面、水平面间的动摩擦因数相同，取水平面为参考平面，则此过程中木块的重力势能Ep、动能Ek、机械能E和系统产生的内能Q与水平位移x的关系图线错误的是（ ）
A. B.
C. D.
二、非选择题：共5题，共60分。其中第12题~第15题解答时请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；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。
11. 如图为某实验小组利用气垫导轨做“验证机械能守恒定律”的实验装置．将气垫导轨放在水平桌面上，细绳两端分别与托盘（含砝码）和滑块（含遮光条）相连，滑块在托盘的牵引下运动．已知光电门固定在的气垫导轨上，遮光条的宽度d，托盘（含砝码）的质量为M，滑块的质量为m，重力加速度为g。
（1）下列实验操作步骤，正确顺序是_______。
①测出遮光条到光电门的距离l
②调节滑轮高度，使细绳与导轨平行
③将气垫导轨放在水平桌面，将导轨调至水平
④释放滑块，读出遮光条通过光电门的挡光时间t
⑤打开气源，将滑块移至光电门右侧某适合的位置
（2）遮光条通过光电门时的速度大小为_______（用题中所给的字母表示）。
（3）在滑块从静止释放到运动到光电门的过程中，若系统要符合机械能守恒定律的结论，应满足的关系式为_______（用题中所给的字母表示）。
（4）保持滑块和砝码质量不变，多次改变遮光条到光电门的距离l，记录每次遮光条的遮光时间t及对应的，数据见下表
请根据表中的数据，在方格纸上作出图像_______。
（5）某同学根据“图像是一条过原点的直线”得出了“系统机械能守恒”的结论。你是否同意他的观点？请简要说明理由_______。
12. 假设站在地球赤道某地的人，恰能在日落后4小时的时候，观察到自己头顶正上方被阳光照亮的一颗人造地球卫星。若该卫星在赤道平面内做匀速圆周运动，地球半径为R，太阳光可认为是平行光。则
（1）求该卫星绕地球运行的轨道半径r；
（2）若已知地球质量为M，引力常量G及地球自转的角速度ω0，求人造卫星再次到达人头顶正上方所需的最短时间t。（用题中给定字母表示）
13. 如图所示，一质量为的小球用长度均为两轻绳、连接，绳的另一端固定在竖直细杆的点，绳的另一端固定在杆上距点为的点。当杆绕其竖直中心轴匀速转动时，将带动小球在水平面内做匀速圆周运动。不计空气阻力，重力加速度为。
（1）当绳刚好拉直（无弹力）时，求小球线速度大小；
（2）若两绳能承受的最大拉力均为，求小球绕杆做圆周运动的最小周期。
14. 如图所示，水平光滑长杆上套有一个质量为mA的小物块A，细线跨过O点的轻小光滑定滑轮一端连接小物块A，另一端悬挂质量为mB的小物块B，C为O点正下方杆上一点，滑轮到杆的距离OC=h。开始时小物块A受到水平向左的拉力静止于P点，PO与水平方向的夹角为30°。
（1）求小物块A受到的水平拉力大小；
（2）撤去水平拉力，求：
①当PO与水平方向的夹角为45°时，物块A的速率是物块B的速率的几倍？
②物块A在运动过程中的最大速度。
15. 如图甲所示，质量的物体从高为的光滑轨道上P点由静止开始下滑，滑到水平传送带上的M点，物体和传送带之间的动摩擦因数为，传送带M、N之间的距离为，传送带以某一个恒定的速率v顺时针运动，g取10 m/s2.
（1）求物体从P运动到M点时速度的大小；
（2）若物体从M点向右经历了先减速运动再匀速运动到N点，求传送带速度范围；
（3）若物体从M点一直向右匀减速运动到N点，试写出系统因摩擦产生的热量Q与传送带的速度v的关系式，并在乙图中画出图像。