齐齐哈尔市实验中学2022-2022学年度上学期期中考试物理试卷一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分．7-12题为多选题,在多选题中全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的或不选得0分．)1．如图所示，质量为M的方形物体放在水平地面上，内有光滑圆形轨道，一质量为m的小球在竖直面内沿此圆形轨道做圆周运动，小球通过最高点P时恰好不脱离轨道，则当小球通过与圆心等高的A点时，地面对方形物体的摩擦力大小和方向分别为(小球运动时，方形物体始终静止不动)( )A．2mg，向左B．2mg，向右C．3mg，向左D．3mg，向右2．如图所示，质量为m的物块从A点由静止开始下落，加速度是g/2，下落H到B点后与一轻弹簧接触，又下落h后到达最低点C，在由A运动到C的过程中，空气阻力恒定，则( )A．物块机械能守恒B．物块和弹簧组成的系统机械能守恒C．物块机械能减少mg(H＋h)D．物块和弹簧组成的系统机械能减少mg(H＋h)3．如图所示，一个固定汽缸的活塞通过两端有转轴的杆AB与圆盘边缘连接，半径为R的圆盘绕固定转动轴O点以角速度ω逆时针匀速转动，形成活塞水平左右振动。在图示位置，杆与水平线AO夹角为θ，AO与BO垂直，则此时活塞速度为（）A．B．C．D．4．质量为m的小球从高h处由静止开始自由下落（不计空气阻力），以地面作为零势能面。当9\n小球的动能和重力势能相等时，重力的瞬时功率为（）A．B．C．D．5．如图所示竖直放置的两个平行金属板间存在匀强电场，与两板上边缘等高处有两个质量相同的带电小球，P小球从紧靠左极板处由静止开始释放，Q小球从两板正中央由静止开始释放，两小球最终都能运动到右极板上的同一位置，则从开始释放到运动到右极板的过程中它们的A．运行时间B．电势能减少量之比C．电荷量之比D．动能增加量之比6．一根质量为m、长为L的均匀链条一半放在光滑的水平桌面上，另一半挂在桌边，桌面足够高，如图（a）所示。若在链条两端各挂一个质量为m/2的小球，如图（b)所示。若在链条两端和中央各挂一个质量为m/2的小球，如图（c)所示。由静止释放，当链条刚离开桌面时，图（a）中链条的速度为va，图（b)中链条的速度为vb，图（c)中链条的速度为vc（设链条滑动过程中始终不离开桌面，挡板光滑）。下列判断中正确的是()A．va＝vb＝vc B．va＜vb＜vcC．va＞vb＞vc D．va＞vc＞vb7．在滑沙场有两个坡度不同的滑道AB和（均可看作斜面）．甲、乙两名旅游者分别乘两个相同完全的滑沙撬从A点由静止开始分别沿AB和滑下，最后都停在水平沙面BC上，如图所示．设滑沙撬和沙面间的动摩擦因数处处相同，斜面与水平面连接处均可认为是圆滑的，滑沙者9\n保持一定姿势坐在滑沙撬上不动．则下列说法中正确的是（）A．甲在B点的速率一定大于乙在点的速率B．甲滑行的总路程一定大于乙滑行的总路程C．甲全部滑行的水平位移一定大于乙全部滑行的水平位移D．甲在B点的动能一定大于乙在点的动能8．如图所示，质量为m的长方体物块放在水平放置的钢板C上，物块与钢板间的动摩擦因数为μ，由于固定在水平地面上的光滑导槽A、B的控制，该物块只能沿水平导槽运动．现使钢板以速度v1向右匀速运动，同时用水平力F拉动物块使其以速度v2(v2的方向与v1的方向垂直，沿y轴正方向)沿槽匀速运动，以下说法中正确的是 ( )A．若拉力F的方向在第Ⅰ象限，则其大小一定大于μmgB．若拉力F的方向在第Ⅱ象限，则其大小可能小于μmgC．若拉力F的方向沿y轴正方向，则此时F有最小值，其值为μmgD．若拉力F的方向沿y轴正方向，则此时F有最小值，其值为μmg9．已知地球赤道上的物体随地球自转的线速度大小为，向心加速度大小为，近地卫星速度大小为，向心加速度大小为，地球同步卫星线速度大小为，向心加速度大小为，设近地卫星距地面高度不计，同步卫星距地面高度约为地球半径的6倍，则以下结论正确的是( )A．B．C．D．10．滑块以速率v1靠惯性沿固定斜面由底端向上运动,当它回到出发点时速率为v2,且v2<v1若滑块向上运动的位移中点为A,取斜面底端重力势能为零，则（）A．上升时机械能减小，下降时机械能增大。B．上升时机械能减小，下降时机械能也减小。C．上升过程中动能和势能相等的位置在A点上方。D．上升过程中动能和势能相等的位置在A点下方。11．如图所示，在平行于xOy平面的区域内存在着电场，一个正电荷沿直线先后从C点移动到A点和B点，在这两个过程中，均需要克服电场力做功，且做功的数值相等．下列说法正9\n确的是( )A．A、B两点在同一个等势面上B．B点的电势低于C点的电势C．该电荷在A点的电势能大于在C点的电势能D．这一区域内的电场可能是在第Ⅳ象限内某位置的一个正点电荷所产生的12．在光滑的绝缘水平面上，有一个正三角形abc，顶点a、b、c处分别固定一个正点电荷，电荷量相等，如图所示，D点为正三角形外接圆的圆心，E、G、H点分别为ab、ac、bc的中点，F点为E点关于c电荷的对称点，则下列说法中正确的是( )A．D点的电场强度为零、电势可能为零B．E、F两点的电场强度等大反向、电势相等C．E、G、H三点的电场强度和电势均相同D．若释放c电荷，c电荷将一直做加速运动(不计空气阻力)二.实验题(本题共2小题，共12分)13．（4分）“探究动能定理”的实验装置如图所示，当小车在两条橡皮筋作用下弹出时，橡皮筋对小车做的功记为W0。当用4条、6条、8条……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、第4次……实验时，橡皮筋对小车做的功记为2W0、3W0、4W0……，每次实验中由静止弹出的小车获得的最大速度可由打点计时器所打的纸带测出。关于该实验，下列说法正确的是。A．本实验不需要平衡摩擦力B．实验中使用的若干根橡皮筋的原长可以不相等C．每次实验中应使小车从同一位置由静止弹出D．利用每次测出的小车最大速度vm和橡皮筋做的功W，依次做出W-vm、W-vm2、W-vm3、W2-vm、W3-vm……的图象，直到找出合力做功与物体速度变化的关系。 14．（8分）在研究弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系的实验中，弹簧长度的改变量可以利用刻度尺直接测量得到，而弹性势能的大小只能通过物理原理来间接测量．现有两组同9\n学分别按图甲(让钢球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，使钢球沿水平方向射出桌面)和图乙(让滑块向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，使滑块在气垫导轨上向右运动，通过相应的测量仪器可以测出滑块脱离弹簧后的速度)两组不同的测量方案进行测量．请写出图甲方案中弹性势能与小球质量及图中各量之间的关系Ep＝______；图乙方案中除了从仪器上得到滑块脱离弹簧后的速度外还要直接测量的量为________；两种方案的共同点都是将弹性势能的测量转化为对________的测量．三．计算题（(本题共3小题，共40分，要有必要的文字说明和主要方程式以及重要的结果,只写出结果的不给分）15．(12分)中国计划在2022年实现返回式月球软着陆器对月球进行科学探测，届时发射一颗运动半径为r的绕月卫星，登月着陆器从绕月卫星出发，沿椭圆轨道降落到月球的表面上，与月球表面经多次碰撞和弹跳才停下来.假设着陆器第一次弹起的最大高度为h，水平速度为v1,第二次着陆时速度为v2.已知月球半径为R，求在月球表面发射人造月球卫星的最小发射速度.16．(14分)如图所示，左侧为一个半径为R的半球形的碗固定在水平桌面上，碗口水平，O点为球心，碗的内表面及碗口光滑。右侧是一个固定光滑斜面，斜面足够长，倾角θ=30°。一根不可伸长的不计质量的细绳跨在碗口及光滑斜面顶端的光滑定滑轮两端上，线的两端分别系有可视为质点的小球m1和m2，且m1>m2。开始时m1恰在右端碗口水平直径A9\n处，m2在斜面上且距离斜面顶端足够远，此时连接两球的细绳与斜面平行且恰好伸直。当m1由静止释放运动到圆心O的正下方B点时细绳突然断开，不计细绳断开瞬间的能量损失。(1)求小球m2沿斜面上升的最大距离s；θm1m2BORA(2)若已知细绳断开后小球m1沿碗的内侧上升的最大高度为R/2，求=？17．(14分)如图所示，让摆球从图中的C位置由静止开始摆下，摆到最低点D处，摆线刚好被拉断，小球在粗糙的水平面上由D点向右做匀减速运动，到达小孔A进入半径R=0.3m的竖直放置的光滑圆弧轨道，当摆球进入圆轨道立即关闭A孔.已知摆线长L=2m，θ=60°，小球质量为m=0.5kg，D点与小孔A的水平距离s=2m，g取10m/s2.试求：（1）摆线能承受的最大拉力为多大？（2）要使摆球能进入圆轨道并且不脱离轨道，求粗糙水平面摩擦因数μ的范围。（存在两种情况需讨论）9\n9\n齐齐哈尔市实验中学2022-2022学年度上学期期中考试物理答案一、选择题123456789101112CDABCDABBDBCBCACDAD二.实验题13.CD14.mgx2/4h滑块质量动能15.解:以着陆器为研究对象，在其由第一次弹起的最大高度至第二次着陆过程中，据机械能守恒定律有(5分)以最小发射速度发射的卫星为近月卫星，则由牛顿第二定律有(5分)(2分)16.解（１）设重力加速度为g，小球m1到达最低点B时m1、m2速度大小分别为v1、v2，由运动合成与分解得①(2分)对m1、m2系统由功能关系得②(2分)③(1分)设细绳断后m2沿斜面上升的距离为s′，对m2由机械能守恒定律得④(2分)小球m2沿斜面上升的最大距离⑤(2分)联立得⑥(1分)（２）对m1由机械能守恒定律得：⑦(2分)联立①②③⑦得(2分)9\n17．解（1）当摆球由C到D运动机械能守恒：mg(L-Lcosθ)=mvD2(1分)由牛顿第二定律可得：Fm-mg=m(1分)可得：Fm=2mg=10N(1分)（2）小球不脱圆轨道分两种情况：①要保证小球能达到A孔，设小球到达A孔的速度恰好为零，由动能定理可得：-mgs=0-mvD2(1分)可得：=0.5(1分)若进入A孔的速度较小，那么将会在圆心以下做等幅摆动，不脱离轨道.其临界情况为到达圆心等高处速度为零，由机械能守恒可得：mvA2=mgR(1分)由动能定理可得：-mgs=mvA2-mvD2(2分)可求得：=0.35(1分)②若小球能过圆轨道的最高点则不会脱离轨道，在圆周的最高点由牛顿第二定律可得：mg=m(1分)由动能定理可得：-mgs-2mgR=mv2-mvD2(2分)解得：=0.125(1分)综上所以动摩擦因数μ的范围为：0.35≤≤0.5或者≤0.125(1分)9
