上海市同济大学第二附属中学2023-2024学年高一下学期期末考试物理（等级考）试卷（解析版）-A4.docxVIP

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同济大学第二附属中学2023学年第二学期期末考试

高一年级物理学科试卷

考生注意∶

1.试卷满分100分，考试时间60分钟。

2.本试卷标注“多选”的试题，每小题应选两个及以上的选项，但不可全选；未特别标注的选择类试题，每小题只能选一个选项。

3.本试卷标注“计算”“简答”“论证”的试题，在列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中，须给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。

4.除特殊说明外，本卷所用重力加速度大小g取9.8m/s2。

一、圆周运动

圆周运动是指一种运动轨迹为圆或圆的一部分的平面曲线运动，它是一种最常见的曲线运动。例如电动机转子、自行车轮、火车拐弯等都做圆周运动。

有一段单人绸吊空中表演，运动员拉住一根长绸带在水平面内做近似圆周运动，如图所示，若运动员重心到悬点距离不变，绸带与竖直方向夹角为θ。

1.在图中画出运动员的受力示意图。

2.运动员做匀速圆周运动的向心力由___________力提供。

3.若θ增大，其他条件不变，运动员的周期会（）

A.增大 B.不变 C.减小

如图所示为自行车的主要传动部件，链轮和飞轮用链条相连，踏板通过曲柄和链轮固定连接，后轮与飞轮固定连接。当用力蹬踏板时，后轮就会转动，从而使自行车前进，表中给出了某变速自行车的链轮、飞轮的齿数，通过匹配两者不同的齿数，可以改变踏板转动一周时自行车的行进距离。已知该自行车前后轮的周长均为2m，人脚踩踏板转速1r/s恒定。

名称

链轮

飞轮

齿数

48

38

28

16

18

21

24

28

4.曲柄长度为170mm，踏板做圆周运动的角速度为________rad/s，线速度为________m/s（线速度结果保留两位有效数字）。

5.求骑行的最大速度。

6.火车在弯道转弯时，对于其向心力的分析正确的是（）

A.由于火车本身作用而产生了向心力

B.由于内、外轨的高度差，车身略有倾斜，车身所受重力的分力产生了向心力

C.火车拐弯时的速率小于规定速率时，内轨将给火车侧压力，侧压力就是向心力

D.火车拐弯时的速率大于规定速率时，外轨将给火车侧压力，侧压力作为向心力的一部分

7.如图所示为蔡特曼和柯氏改进后测定分子速度大小的装置简图。银蒸汽分子以相同速率从小炉O的细缝中逸出沿虚线通过圆筒上的细缝S?进入圆筒C并落在玻璃板G上。已知圆筒C的半径为R，转速为n，银分子在玻璃板G上的落点与b之间的弧长为s，求银分子的最大速率表达式。

【答案】1.2.重力和绸带拉力的合力

3.C4.①.6.3②.1.1

5.6m/s6.D

7.

【解析】

【1题详解】

运动员的受力示意图

【2题详解】

运动员做匀速圆周运动的向心力由重力和绸带拉力的合力提供；

【3题详解】

根据牛顿第二定律有

得

当θ增大时，其他条件不变，则T减小，故选C；

【4题详解】

曲柄长度为170mm，踏板做圆周运动的角速度为

线速度为

【5题详解】

后轮周长为L=2m，链轮与脚踏板的转速相相等为n=1r/s，设链轮与飞轮齿数比为k，即

链轮与飞轮边缘的线速度大小相等，则有

2πr链n=2πr飞n飞

得到

n飞=kn

后轮与飞轮的转速相同，即后轮转速为nk，自行车每秒前进距离为nkL，即自行车的速度大小为

v=nkL

当k最大为

自行车速度最大

vm=nkmL=1×3×2m/s=6m/s

【6题详解】

AB．由于内、外轨的高度差，车身略有倾斜，车身所受轨道支持力的分力产生了向心力，而不是由于火车本身作用而产生了向心力，选项AB错误；

C．火车拐弯时的速率小于规定速率时，内轨将给火车侧压力，侧压力方向沿轨道平面斜向上，而向心力是水平方向，则该力不是向心力，只是向心力的一部分，选项C错误；

D．火车拐弯时的速率大于规定速率时，外轨将给火车侧压力，该压力沿轨道平面斜向下，而向心力是水平方向，则该侧压力作为向心力的一部分，选项D正确。

故选D

【7题详解】

设银分子的速度为v，银分子从S3进入圆筒后打到b处，所需要的时间为

而圆筒从b转动到e时间为

因此则有

二、太空

宇宙中除了地球和其他天体外，还充满着各种射线、星际磁场、星际尘埃等物质。

8._______把所有物体之间都存在的相互吸引力叫做万有引力，卡文迪什利用_______实验测出了引力常量，其值为G=6.67x10-11_______。

9.长征五号B运载火箭在中国文昌航天发射场成功首飞，将新一代载人飞船试验船送入太空，若试验船绕地球做匀速圆周运动，周期为T，轨道半径为r，已知地球半径为R，万有引力常量为G，则地球的第一宇宙速度为_______；地球的质量为_______。

【答案】8.①.