浙江省錢塘聯盟2023-2024學年高一下學期4月期中聯考物理試題2

2023學年第二學期錢塘聯盟期中聯考高一年級物理學科試題考生須知：1．本卷共8頁滿分100分，考試時間90分鐘。2．答題前，在答題卷指定區(qū)域填寫班級、姓名、考場號、座位號及準考證號并填涂相應數字。3．所有答案必須寫在答題紙上，寫在試卷上無效。4．考試結束后，只需上交答題紙。選擇題部分一、選擇題（本題共15小題，每小題3分，共45分．每小題列出的四個備選項中只有一個是符合題目要求的，不選、多選、錯選均不得分）1.現代健身人群，常控制卡路里（cal）的攝入來達到健身效果。已知，下列用國際單位制中的基本單位來表示卡路里的單位正確的是（）A. B. C. D.2.物體做勻速圓周運動的過程中（）A.速度和加速度都不變 B.速度變化，加速度不變C.速度和加速度都變化 D.速度不變，加速度變化3.下列關系式中正確的是（）A.重力對某物體做功： B.物體的重力勢能：C.物體動能的變化量： D.物體的加速度：4.關于萬有引力的下列說法，正確的是（）A.牛頓發(fā)現了萬有引力定律并測定了引力常量B.卡文迪許發(fā)現了萬有引力定律并測定了引力常量C.開普勒行星運動定律是發(fā)現萬有引力定律的基礎之一D.開普勒定律只適用于行星的運動，不適用于衛(wèi)星繞行星的運動5.株洲市時代新材風電項目部可以生產風力發(fā)電設備，如圖所示的風力發(fā)電葉片上有M、N兩點，在葉片轉動過程中（）A. B. C. D.6.在一個高速旋轉的巨大轉盤上放置三個完全相同的時鐘，a放在轉軸處，b放在中間，c放在邊緣處，如圖所示。對于地面上的觀察者，根據相對論認為三個時鐘的快慢情況，下列說法正確的是（）A.a鐘最快，b、c鐘一樣慢B.a鐘最慢，b、c鐘一樣快C.a鐘最快，c鐘最慢D.a鐘最慢，c鐘最快7.光滑水平面上，一小物塊在水平拉力作用下做直線運動，物塊運動的速度—時間圖像如圖所示，圖線按正弦規(guī)律變化。下列說法正確的是（）A.在的時間內，外力做負功B.在的時間內，外力的功率先增大后減小C.在的時間內，外力的功率一直增大D.在時刻，外力的功率最大8.火星的公轉軌道是半徑1.5個AU的圓（）。中國發(fā)射的天問一號成功著陸火星，它在地火轉移軌道上的運動符合開普勒三定律，天問一號在轉移軌道上時，它與太陽連線在單位時間內掃過的面積為S，地球與太陽連線在單位時間內掃過的面積為，火星與太陽連線在單位時間內掃過的面積為。則（）A. B. C. D.9.如圖，兩光滑直桿OA、OB成60°夾角固定在豎直平面內，其角平分線OC豎直。質量均為m的甲、乙兩小環(huán)套在桿上，用輕質彈簧相連，開始時兩環(huán)在同一高度且彈簧處于原長狀態(tài)。將兩環(huán)同時由靜止釋放，彈簧始終在彈性限度內，不計空氣阻力。在兩環(huán)沿直桿下滑的過程中，下列說法正確的是（）A.兩環(huán)的加速度一直減小B.兩環(huán)的速度先增大后減小C.兩環(huán)與桿間的彈力先增大后減小D.兩環(huán)的加速度為零時，彈簧的彈性勢能最大10.有關圓周運動的基本模型，下列說法正確的是（g為重力加速度）（）A.如圖甲，汽車通過半徑為R圓弧形拱橋的最高點時，為保證安全，速度應滿足B.如圖乙所示列車以超出規(guī)定速度行駛時，內軌與輪緣之間有擠壓。C.如圖丙，一小球在繩子牽引下在其水平面上做勻速圓周運動，小球所需的向心力由重力與繩子拉力的合力提供。D.如圖丁，滑塊與粗糙圓盤一同做圓周運動，滑塊的向心力一定為摩擦力與拉力的合力。11.如圖甲所示為游樂場中一種叫“魔盤”的娛樂設施，簡化模型如圖乙，魔盤側面與水平面的夾角為。質量為m的游客隨魔盤以角速度一起轉動，半徑為r，已知重力加速度大小為g，則游客（）A.受到重力、支持力、摩擦力、向心力四個力的作用B.受到支持力一定小于C.受到的摩擦力可能小于D.受到魔盤作用力的大小為12.“嫦娥奔月”非神話，“破壁飛天”化玉娥?！叭f戶”精魂付火箭，屈原“天問”下長河。2020年7月23日12時41分，文昌航天發(fā)射場上，長征五號遙四運載火箭成功將“天問一號”火星探測器順利送入預定軌道。2020年10月中旬，“天問一號”在距離地球約2940萬公里處進行一次深空機動，4個月后探測器將與火星交會。然后通過“剎車”完成火星捕獲，完成多次變軌后，擇機開展著陸、巡視等任務。已知火星和地球繞太陽公轉半徑之比為3：2，火星與地球質量之比1：10，半徑之比為1：2，自轉周期之比近似1：1，則（）A.火星與地球繞太陽運動的向心加速度大小之比為9：4B.火星與地球表面重力加速度之比2：1C.火星與地球第一宇宙速度之比2：1D.火星與地球平均密度之比4：513.如圖所示是高山纜車的簡化示意圖．傳送軌道由傾斜直軌道AC與部分圓弧形軌道CD組成，B為AC間一點，D為圓弧最高點，整個裝置在同一豎直平面內?，F利用該纜車運送貨物上山，先加速從A點運動到C點，再勻速率通過CD。貨物M與纜車底板接觸面始終水平，則關于貨物M的描述正確的是（）A.過B點時，處于超重狀態(tài)，摩擦力水平向左B.過B點時，處于超重狀態(tài)，摩擦力沿AC向上C.過D點時，處于平衡狀態(tài)，摩擦力為零D.過D點時，處于失重狀態(tài)，底板支持力可能為零14.我國北斗衛(wèi)星導航系統定位精度可達米級。如圖所示，P是北緯（即）地球表面附近的近地衛(wèi)星，質量相同的北斗導航衛(wèi)星A、B均繞地心O做勻速圓周運動，衛(wèi)星B是同步地球衛(wèi)星。某時刻P、A、B、O在同一平面內，其中O、P、A在一條直線上，且OA垂直AB，則（）A.三顆衛(wèi)星中角速度最小的是A衛(wèi)星 B.三顆衛(wèi)星中線速度最小的是P衛(wèi)星C.衛(wèi)星A、B的加速度之比為4∶3 D.衛(wèi)星A、B的動能之比為3∶415.力F對物體所做的功可由公式求得。但用這個公式求功是有條件的，即力F必須是恒力。而實際問題中，有很多情況是變力在對物體做功。那么，用這個公式不能直接求變力的功，我們就需要通過其他的一些方法來求解力F所做的功。如圖，對于甲、乙、丙、丁四種情況下求解某個力所做的功，下列說法正確的是（）A.甲圖中若F大小不變，物塊從A到C過程中力F做為B.乙圖中，全過程中F做的總功為108JC.丙圖中，繩長為R，若空氣阻力f大小不變，小球從A運動到B過程中空氣阻力做的功D.圖丁中，F始終保持水平，無論是F緩慢將小球從P拉到Q，還是F為恒力將小球從P拉到Q，F做的功都是非選擇題部分二、非選擇題（本題共5小題，共55分）16.小明同學利用生活中的儀器，設計了一個有趣的實驗設備來感受向心力。選一根圓珠筆桿，取一根長的尼龍細線，一端系一個小鋼球；另一端穿過圓珠筆桿，吊上若干質量相同的鉤碼，如圖所示。調節(jié)尼龍細線，使小鋼球距圓珠筆桿的頂口（筆尖部）的線長為L。握住圓珠筆桿，并在該同學頭部的上方盡量使小鋼球穩(wěn)定在一個水平面內做勻速圓周運動。已知小球的質量為m，鉤碼的質量為M，重力加速度為g。（1）為了讓小球做勻速圓周運動的向心力大小近似等于懸掛鉤碼的重力，應該保證圓珠筆桿的頂口盡量光滑，且筆尖上方的尼龍線盡可能水平，此時鉤碼的質量應該______小球質量。A.遠小于 B.等于 C.遠大于（2）小球能夠穩(wěn)定在水平面做勻速圓周運動時，小球圓周運動的角速度的表達式為______。（3）在問題（2）的基礎上，小明同學逐漸加快小球轉動的角速度，發(fā)現下方的鉤碼在______（填“逐漸上升”或“逐漸下降”或“靜止”）。17.小明同學想“探究向心力大小與角速度的關系”，并設計了如下實驗。裝置如圖中甲所示?；瑝K套在水平桿上，可隨水平桿一起繞豎直桿做勻速圓周運動，力傳感器通過細繩連接滑塊，可測繩上拉力大小?；瑝K上固定一遮光片，它們的總質量為m，遮光片寬度為d，光電門可以記錄遮光片通過的時間，測出滑塊中心到豎直桿的距離為l。實驗過程中細繩始終被拉直。（滑塊與桿之間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力）（1）滑塊隨桿轉動做勻速圓周運動時，每經過光電門一次。力傳感器和光電門就同時獲得一組拉力F和遮光時間t，則滑塊的角速度______（用t、l、d表示）。（2）為探究向心力大小與角速度的關系，得到多組實驗數據后，應作出F與______（填“t”、“”“”或“”）的關系圖像。若作出圖像是一條過原點的傾斜直線（如圖中乙），表明此實驗過程中向心力與______成正比（選填“角速度”、“角速度平方”或“角速度二次方根”）。（3）若該物體與水平桿的最大靜摩擦力為，則圖乙中圖像與橫軸的交點的表達式為______。（4）在此實驗設備基礎上，小明想要繼續(xù)設計實驗，欲探究“向心力大小與質量的關系”。他設計如下方案，控制轉動角速度不變，改變滑塊質量多次進行試驗，記錄數據后繪出的圖像，下列四幅圖像中，你認為最符合實際的是（）A. B. C. D.18.圖一是離心機的工作原理圖，離心機工作時離心管繞轉軸高速轉動，每分鐘所轉圈數稱為rpm值，離心管中的微粒做圓周運動所需向心力與其重力的比值稱為rcf值。圖2是差速離心法分離肝組織勻漿液的流程圖，圖中“1000×g”指的是細胞勻漿液中微粒的向心力需要達到1000倍自身重力。已知實驗室某一型號的離心機在完成此實驗時，假設各部分液體在實驗過程中轉動的半徑可視為不變，第一步沉淀細胞核時設置的rpm為2000時，恰好能實現細胞核的沉淀：（1）在沉淀細胞核的過程中，液體轉動的角速度有多大？（2）在沉淀核糖體時，rpm應該設置為多少？19.改編自劉慈欣科幻小說的電影——《流浪地球2》中，電影中的太空電梯非常吸引人。如圖甲所示。太空電梯的原理并不復雜，與生活中的普通電梯十分相似。只需在地球同步軌道上建造一個空間站，并用某種足夠長也足夠結實的“繩索”將其與地面相連，當空間站圍繞地球運轉時，宇航員、乘客以及貨物可以通過像電梯轎廂一樣的升降艙沿“繩索”直入太空，這樣不需要依靠火箭、飛船這類復雜航天工具?，F假設已經建成了如圖所示的太空電梯，其通過超級纜繩將地球赤道上的固定基地、同步空間站和配重空間站連接在一起，它們隨地球同步旋轉。圖中同步空間站與地球同步衛(wèi)星處在同一個運行軌道，距離地面的高度為。配重空間站比同步空間站更高，P是纜繩上的一個平臺，距離地面高度為。已知地球的半徑大小為R，地球自轉周期為T，引力常量為G。求：（1）求地球質量的表達式。（2）平臺P跟隨地球自轉的向心加速度的大小。（3）若綁定同步空間站與配重空間站的纜繩均斷裂，同步空間站將做______（填圓周運動/離心運動/近心運動），配重空間站將做______（填圓周運動/離心運動/近心運動）。若此后配重空間站開始調整速度，最終以速度v在更高的軌道環(huán)繞地球做圓周運動，求：此時配重空間站距離地面的高度的表達式。20.復興號CR400AF型城際電力動車組由6節(jié)車廂編組而成，每節(jié)車廂的質量均為，其中第1節(jié)和第4節(jié)車廂帶有動力，它們的牽引電機的額定功率分別為和。該動車組以的加速度沿水平直軌道由靜止開始勻加速啟動，當第1節(jié)車廂的牽引電機達到額定功率時，第4節(jié)車廂的牽引電機立即啟動，繼續(xù)使動車組保持的勻加速運動。當第四節(jié)車廂的牽引電機也達到額定功率時，整列動車保持恒定功率進一步加速。動車組行駛過程中受到的阻力為車重的0.1倍，重力加速度。求：（1）從靜止開始到第4節(jié)車廂的牽引電機剛要啟動時所經歷的時間；（2）動車組能達到的最大速度有多大？（3）從動車組剛出發(fā)開始計時，經過30s后動車組的速度為50m/s，求這段過程中動車組行駛的位移大小。21.一般的曲線運動可以分成很多小段，每小段都可以看成圓周運動的一部分，即把整條曲線用一系列不同半徑的小圓弧來代替。如圖（a）示，曲線上A點的曲率圓定義為：通過A點和曲線上緊鄰A點兩側的兩點作一圓，在極限情況下，這個圓就叫做A點的曲率圓，其半徑叫做A點的曲率半徑。圖（b）為一玩具