河南省百師聯(lián)盟2023-2024學(xué)年高一下學(xué)期階段測試物理試卷(三)（含答案解析）

階段測試卷（三）物理試題注意事項(xiàng)：1.答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、考場號、座位號、準(zhǔn)考證號填寫在答題卡上。2.回答選擇題時，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目的答案標(biāo)號涂黑，如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標(biāo)號?；卮鸱沁x擇題時，將答案寫在答題卡上，寫在本試卷上無效。3.考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回?？荚嚂r間為75分鐘，滿分100分一、單項(xiàng)選擇題：本題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1.若已知物體運(yùn)動的初速度v0的方向及它受到的恒定的合力F的方向，如圖所示，則可能的軌跡是（）A. B.C. D.【答案】C【解析】【分析】【詳解】物體做曲線運(yùn)動，速度方向?yàn)檐壽E上該點(diǎn)的切線方向，且物體的運(yùn)動軌跡夾在合力與速度之間，且合力指向軌跡凹的一側(cè)，結(jié)合選項(xiàng)圖像，故選C?！军c(diǎn)睛】2.兩個互相垂直的力F1和F2作用在同一物體上，使物體通過一段位移過程中，F(xiàn)1對物體做功4J，F(xiàn)2對物體做功3J，則F1和F2的合力對物體做的功為（）A.5J B.12J C.7J D.1J【答案】C【解析】【詳解】功是標(biāo)量，各力做總功等于各個力做的功的代數(shù)和，則F1和F2的合力對物體做的功為故選C。3.以相同大小的初速度將物體從同一水平面分別豎直上拋、斜上拋、沿光滑斜面（足夠長）上滑，如圖所示，三種情況達(dá)到的最大高度分別為、和，不計(jì)空氣阻力，則（）A. B.C D.【答案】D【解析】【詳解】物體豎直上拋與沿光滑斜面（足夠長）上滑，這兩種運(yùn)動的末速度均為零，合外力做功均為重力做功，根據(jù)動能定理可知所以物體做斜上拋運(yùn)動時，在最高點(diǎn)速度不為零，由動能定理得所以綜合以上分析可得D正確，ABC錯誤。故選D。4.如圖甲所示，質(zhì)量為2kg的物體在水平恒力F作用下沿粗糙水平面運(yùn)動，1s后撤掉恒力F，其運(yùn)動的v-t圖像如圖乙所示，重力加速度g=10m/s2，下列說法正確的是（）A.在0～3s內(nèi)，合外力一直做正功B.在0.5s時，恒力F的功率為100WC.在0～ls內(nèi)，恒力F的平均功率為150WD.在0～3s內(nèi)，摩擦力做功為150J【答案】C【解析】【詳解】A．0~1s內(nèi)，速度增加，合外力與速度同向，合外力做正功，1～3s內(nèi)，速度減小，合外力與速度反向，合外力做負(fù)功，A錯誤；B．根據(jù)速度時間圖線知，勻加速運(yùn)動的加速度大小為a?=10m/s2勻減速運(yùn)動的加速度大小為根據(jù)牛頓第二定律分別可得F-f=ma1f=ma?解得f=10N，F(xiàn)=30N由圖知0.5s時，速度為5m/s，則恒力F的瞬時功率為P=Fv=30×5W=150WB錯誤；C．0~1s內(nèi)的平均速度等于0.5s時的瞬時速度5m/s，恒力F的平均功率為C正確；D．0~3s內(nèi)物體的位移大小為摩擦力做功為Wf=-fx=-10×15J=-150JD錯誤。故選C。5.哈雷彗星的運(yùn)行軌道是一個非常扁的橢圓，在近日點(diǎn)與太陽中心的距離為，在遠(yuǎn)日點(diǎn)與太陽中心的距離為，若地球的公轉(zhuǎn)軌道可視為半徑為r的圓軌道，哈雷彗星的公轉(zhuǎn)周期為T。則哈雷彗星（）A.質(zhì)量B.公轉(zhuǎn)周期年C.在近日點(diǎn)的速度比遠(yuǎn)日點(diǎn)的速度小D.在近日點(diǎn)與遠(yuǎn)日點(diǎn)的加速度大小之比為【答案】D【解析】【詳解】A．由萬有引力定律可以計(jì)算中心天體的質(zhì)量，依題意哈雷彗星是環(huán)繞天體，其質(zhì)量無法由萬有引力提供向心力模型計(jì)算。故A錯誤；B．由開普勒第三定律可得其中，解得故B錯誤；C．根據(jù)開普勒第二定律，取時間微元，結(jié)合扇形面積公式可得解得由得故在近日點(diǎn)的速度比遠(yuǎn)日點(diǎn)的速度大，故C錯誤；D．在近日點(diǎn)時，由牛頓第二定律可得在遠(yuǎn)日點(diǎn)時，由牛頓第二定律可得聯(lián)立，解得故D正確。故選D。6.如圖所示，兩個質(zhì)量相同的小球A、B分別用細(xì)線懸在等高的、點(diǎn)。A球的懸線比B球的長，把兩球的懸線拉至水平后無初速釋放，則經(jīng)過最低點(diǎn)時（）A.A球的機(jī)械能大于B球的機(jī)械能B.A球重力的瞬時功率等于B球重力的瞬時功率C.A球的速度小于B球的速度D.懸線對A球的拉力大于懸線對B球的拉力【答案】B【解析】【詳解】A．由于兩球質(zhì)量相等，初始時處于同一高度，且處于靜止?fàn)顟B(tài)，所以兩球機(jī)械能相等，而釋放后只有重力做功，小球的機(jī)械能守恒，所以經(jīng)過最低點(diǎn)時兩球機(jī)械能相等，故A錯誤；B．A球和B球在最低點(diǎn)時速度沿水平方向，豎直方向分速度為零，所以重力的瞬時功率為零，兩球在最低點(diǎn)的瞬時功率相等，故B正確；C．球由靜止釋放到運(yùn)動到最低點(diǎn)，由動能定理有由于A球的懸線比B球的懸線長，又由于兩球的質(zhì)量相同，所以A球在最低點(diǎn)的速度大于B球在最低點(diǎn)的速度，故C錯誤；D．小球在最低點(diǎn)時根據(jù)合力提供向心力得則兩球質(zhì)量相等，所以懸線對A球的拉力等于懸線對B球的拉力，故D錯誤。故選B。7.如圖所示，豎直平面內(nèi)固定一內(nèi)壁粗糙的半圓弧槽，半徑為2R，一質(zhì)量為m的滑塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）從距半圓弧槽D點(diǎn)正上方3R的A點(diǎn)自由下落，經(jīng)過半圓弧槽后，滑塊從半圓弧槽的左端沖出，剛好到達(dá)距半圓弧槽正上方2R的B點(diǎn)。不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g，則以下說法錯誤的是（）A.滑塊第一次到達(dá)半圓弧槽D點(diǎn)的速度為B.滑塊第一次到達(dá)D點(diǎn)時對半圓弧槽的壓力為3mgC.滑塊第一次通過半圓弧槽的過程中克服摩擦力做的功為mgRD.滑塊從B點(diǎn)返回后經(jīng)C再次到達(dá)D點(diǎn)時的速度為【答案】D【解析】【詳解】A．小球從A點(diǎn)到D點(diǎn)，由機(jī)械能守恒定律得解得故A正確不符合題意；B．滑塊第一次到達(dá)D點(diǎn)時，對半圓弧槽的壓力等于圓弧槽對其的彈力故B正確不符合題意；C．滑塊第一次通過半圓弧槽的過程中克服摩擦力做的功為故C正確不符合題意；D．如果兩次克服阻力做功相同，滑塊從B點(diǎn)返回后經(jīng)C再次到達(dá)D點(diǎn)時，速度為解得但第二次速度小于第一次，根據(jù)向心力方程可知，在各位置對應(yīng)壓力小于第一次，則阻力小于第一次，克服阻力做功小于第一次，所以速度大于，故D錯誤符合題意。故選D。二、多項(xiàng)選擇題：本題共3小題，每小題6分，共18分。在每小題給出的四個選項(xiàng)中，有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。8.有關(guān)圓周運(yùn)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的圓弧形拱橋的最高點(diǎn)時，為保證安全，速度應(yīng)滿足B.如圖乙所示是一圓錐擺，增大θ，若保持圓錐的高不變，則圓錐擺的角速度不變C.如圖丙，同一小球在光滑而固定的圓錐筒內(nèi)的A、B位置先后分別做勻速圓周運(yùn)動，則在A、B兩位置小球的運(yùn)動周期相等D.在空間站用細(xì)繩系住小瓶做成一個“人工離心機(jī)”可成功將瓶中混合的水和食用油分離，其中b、d部分是水【答案】BD【解析】【詳解】A．如圖甲，汽車在最高點(diǎn)有當(dāng)汽車將要脫離橋面時有可得可知汽車將脫離橋面發(fā)生危險，故汽車通過半徑為R的圓弧形拱橋的最高點(diǎn)時，為保證安全，速度應(yīng)滿足A錯誤；B．如圖乙所示是一圓錐擺，由重力和拉力的合力提供向心力，則有可知故增大θ，若保持圓錐的高不變，則圓錐擺的角速度不變，B正確；C．如圖丙，根據(jù)受力分析知兩球受力情況相同，若設(shè)側(cè)壁與豎直方向的夾角為θ；則向心力為可知r不同，周期不同，C錯誤；D．水和食用油的密度不同在空間站用細(xì)繩系住小瓶做成一個“人工離心機(jī)”可成功將瓶中混合的水和食用油分離，水的密度較大，分離時遠(yuǎn)離圓心，故b、d部分是水，D正確；故選BD。9.如圖所示，甲、乙兩顆衛(wèi)星以相同的軌道半徑分別繞半徑相同、質(zhì)量為M和2M的A、B兩行星做勻速圓周運(yùn)動，忽略行星的自轉(zhuǎn)，下列說法正確的是（）A.甲、乙兩顆衛(wèi)星的線速度大小之比為B.甲、乙兩顆衛(wèi)星的周期之比為C.A、B兩顆行星的地表重力加速度大小之比為1:2D.A、B兩顆行星的第一宇宙速度之比為1:2【答案】AC【解析】【詳解】AB．根據(jù)，得，，得甲、乙兩顆衛(wèi)星的線速度大小和周期之比分別為，A正確，B錯誤；C．根據(jù)，得，兩顆行星的地表重力加速度大小之比為C正確；D．A、B兩顆行星的第一宇宙速度之比為D錯誤。故選AC。10.如圖，質(zhì)量為m的小物塊P固定在豎直桿上，用輕繩跨過小定滑輪與質(zhì)量為2m的物體Q相連。開始時物塊P與定滑輪等高，豎直桿與小滑輪之間的距離為d，重力加速度為g，繩子與桿足夠長，不計(jì)一切摩擦。物塊P由靜止釋放至運(yùn)動到最低點(diǎn)的過程中，下列說法正確的是（）A.開始釋放時，物塊P的加速度為gB.物塊P下降的最大距離為C.物塊Q的速度可能大于物塊P的速度大小D.輕繩中的拉力大小總是大于【答案】AB【解析】【詳解】A．開始釋放時，物塊P水平方向受力平衡，豎直方向只受到重力，故加速度為g，故A正確；B．設(shè)物塊P下降的最大距離為h，此時物塊Q上升的高度為，此時物塊PQ的速度都為零，PQ整體機(jī)械能守恒，可知其中有聯(lián)立解得故B正確；C．將物塊P的速度分解為沿繩子方向和垂直繩子方向，故可知物塊Q的速度大小等于物塊P的速度在沿繩子方向的分速度，故物塊Q的速度不可能大于物塊P的速度大小，故C錯誤；D．開始時物塊P的速度為零，下降到最大距離時速度也為零，故可知物塊P先加速后減速，加速度先豎直向下后豎直向上，將物塊P的加速度分解為沿繩子方向和垂直繩子方向，故可知物塊Q的加速度先向上后向下，根據(jù)牛頓年第二定律可知輕繩中的拉力大小先大于后小于，故D錯誤。故選AB。三、非選擇題：本題共5小題，共54分。11.一同學(xué)要研究輕質(zhì)彈簧的彈性勢能與彈簧長度改變量的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，在離地面高為h的光滑水平桌面上，沿著與桌子右邊緣垂直的方向放置一輕質(zhì)彈簧，其左端固定，右端與質(zhì)量為m的小剛球接觸．將小球向左壓縮彈簧一段距離后由靜止釋放，使小球沿水平方向射出桌面，小球在空中飛行落到位于水平地面的記錄紙上留下痕跡。重力加速度為g（1）若測得某次壓縮彈簧釋放后小球落點(diǎn)P痕跡到O點(diǎn)的距離為s，則釋放小球前彈簧的彈性勢能表達(dá)式為_________；（2）該同學(xué)改變彈簧的壓縮量進(jìn)行多次測量得到下表一組數(shù)據(jù)：彈簧壓縮量x/cm1.001.502.002.503.003.50小球飛行水平距離2.013.004.014.986.016.99結(jié)合（1）問與表中數(shù)據(jù)，彈簧彈性勢能與彈簧壓縮量x之間的關(guān)系式應(yīng)為________；（3）完成實(shí)驗(yàn)后，該同學(xué)對上述裝置進(jìn)行了如圖乙所示的改變：（I）在木板表面先后釘上白紙和復(fù)寫紙，并將木板豎直立于靠近桌子右邊緣處，使小球向左壓縮彈簧一段距離后由靜止釋放，撞到木板并在白紙上留下痕跡O；（II）將木板向右平移適當(dāng)?shù)木嚯x固定，再使小球向左壓縮彈簧一段距離后由靜止釋放，撞到木板上得到痕跡P；（III）用刻度尺測量紙上O點(diǎn)到P點(diǎn)的豎直距離為y。若已知木板與桌子右邊緣的水平距離為L，則（II）步驟中彈簧的壓縮量應(yīng)該為_______?！敬鸢浮竣?②.③.【解析】【詳解】（1）[1]小球射出桌面后，做平拋運(yùn)動，在水平方向上有s=vt在豎直方向上有h=gt2聯(lián)立可得v=s運(yùn)動過程中機(jī)械能守恒定律，故有Ep=mv2=釋放小球前彈簧的彈性勢能表達(dá)式為Ep=（2）[2]從表格數(shù)據(jù)中可以知道，在誤差范圍內(nèi)小球的水平位移s和彈簧壓縮量x的關(guān)系為s=200x因?yàn)镋p=所以彈簧彈性勢能與彈簧壓縮量x之間的關(guān)系式應(yīng)為EP=（3）[3]因?yàn)閺椈蓮椥詣菽転镋p=小球釋放前壓縮彈簧的彈性勢能為Ep=由=可得彈簧的壓縮量應(yīng)該為x=12.利用如圖所示裝置做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)。①實(shí)驗(yàn)器材除帶夾子的重物、紙帶、鐵架臺（含鐵夾）、電磁打點(diǎn)計(jì)時器、導(dǎo)線及開關(guān)外，在下列器材中，還必須使用的器材是_________。A.交流電源B.刻度尺C.天平（含砝碼）D.低壓直流電源②實(shí)驗(yàn)中，先接通電源，再釋放重物，得到如圖所示的一條紙帶。在紙帶上選取三個連續(xù)打出的點(diǎn)A、B、C，測得它們到起始點(diǎn)O的距離分別為。已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，打點(diǎn)計(jì)時器打點(diǎn)的周期為T。設(shè)重物的質(zhì)量為m，從打O點(diǎn)到打B點(diǎn)的過程中，重物的重力勢能減少量為_________，動能增加量為_________（用題中字母表示）。③大多數(shù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，重力勢能的減少量大于動能的增加量，造成這個結(jié)果的原因是_________。A.利用公式計(jì)算重物速度B.利用公式計(jì)算重物速度C.存在空氣阻力和摩擦阻力的影響D.沒有采用多次實(shí)驗(yàn)取平均值的方法【答案】①.AB##BA②.mghB③.④.C【解析】【詳解】①[1]實(shí)驗(yàn)器材除帶夾子的重物、紙帶、鐵架臺（含鐵夾）、電磁打點(diǎn)計(jì)時器、導(dǎo)線及開關(guān)外，在下列器材中，還必須使用的器材是交流電源（供電磁打點(diǎn)計(jì)時器使用）和刻度尺（用于紙帶上點(diǎn)跡間距離的測量）。故選AB②[2]從打O點(diǎn)到打B點(diǎn)的過程中，重物的重力勢能減少量為[3]依題意，紙帶上打B點(diǎn)時，重物的速度大小為則從打O點(diǎn)到打B點(diǎn)的過程中，動能增加量為③[4]AB．利用公式計(jì)算重物速度和利用公式計(jì)算重物速度的前提是認(rèn)為重物做自由落體運(yùn)動，不會出現(xiàn)重力勢能的減少量大于動能的增加量的情況。故AB錯誤；C．大多數(shù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，重力勢能的減少量大于動能的增加量，造成這個結(jié)果的原因是存在空氣阻力和摩擦阻力的影響。故C正確；D．采用多次實(shí)驗(yàn)取平均值的方法，只會提高實(shí)驗(yàn)的精確度，不是導(dǎo)致重力勢能的減少量大于動能的增加量的情況的原因。故D錯誤。故選C。13.如圖所示，半徑R＝3m的光滑圓弧軌道BC與水平軌道CD平滑相連，質(zhì)量m＝1kg的小滑塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）從某一高度處的A點(diǎn)以的速度水平拋出，恰好沿切線方向從B點(diǎn)進(jìn)入圓弧軌道BC，滑塊經(jīng)C點(diǎn)后繼續(xù)向D方向運(yùn)動，當(dāng)運(yùn)動到D點(diǎn)時剛好停下來。已知AB高度差h＝0.45m，BO與豎直方向的夾角為θ，滑塊與粗糙水平軌道CD間的動摩擦因數(shù)μ＝0.45，不計(jì)空氣阻力，取，cos30°＝0.87，cos37°＝0.8，cos45°＝0.7，求：（1）滑塊剛進(jìn)入圓弧軌道的B點(diǎn)時的速度大小及BO與豎直方向的夾角θ；（2）滑塊到達(dá)C點(diǎn)時對軌道的壓力；（3）水平軌道CD的長度L。（結(jié)果可用分?jǐn)?shù)表示）【答案】（1），；（2），方向豎直向下；（3）【解析】【詳解】（1）小滑塊從A到B做平拋運(yùn)動，設(shè)運(yùn)動時間為t，則在豎直方向有解得則有滑塊剛進(jìn)入圓弧軌道的B點(diǎn)時的速度大小為則在B點(diǎn)時解得（2）設(shè)滑塊在C點(diǎn)時的速度大小為，滑塊由B到C點(diǎn)，根據(jù)動能定理解得滑塊到達(dá)C點(diǎn)時，設(shè)軌道對滑塊的支持力為F，根據(jù)牛頓第二定律得解得根據(jù)牛頓第三定律可知，滑塊到達(dá)C點(diǎn)時對軌道的壓力大小為，方向豎直向下。（3）在水平軌道CD上，根據(jù)動能定律解得14.在我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的現(xiàn)階段，低碳經(jīng)濟(jì)成為我國未來發(fā)展的主要方向，在此背景下，新能源汽車應(yīng)運(yùn)而生，新能源汽車具有節(jié)能減排、保護(hù)環(huán)境等多方面的優(yōu)點(diǎn)，也代表世界汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向。一輛質(zhì)量的電動汽車在水平的公路上由靜止啟動且沿直線前行，該電動汽車運(yùn)動的速度與時間的關(guān)系如圖甲所示，電動汽車所受牽引力與速度倒數(shù)關(guān)系如圖乙所示。設(shè)電動汽車在運(yùn)動過程中所受阻力不變，在23s末汽車的速度恰好達(dá)到最大。求：（1）電動汽車在運(yùn)動過程中所受阻力大??；（2）電動汽車的額定功率；（3）電動汽車在0～23s內(nèi)運(yùn)動過程中的位移大小?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3）240m【解析】【詳解】（1）由圖甲可知，汽車做勻加速直線運(yùn)動的加速度大小為根據(jù)牛頓第二定律可得由圖乙可知汽車做勻加速直線運(yùn)動對應(yīng)的牽引力為聯(lián)立解得電動汽車在運(yùn)動過程中所受阻力大小為（2）由圖甲可知，汽車的最大速度為，此時牽引力等于阻力，則電動汽車的額定功率為（3）汽車在的位移為在內(nèi)對電動汽車由動能定理得解得電動汽車在內(nèi)運(yùn)動過程中的位移大小為15.如圖所示，小物塊與水平傳送帶之間的動摩擦因數(shù)μ＝0.5，傾斜軌道和圓軌道光滑且位于同一豎直平面內(nèi)，圓軌道半徑R＝0.6m，A是傾斜軌道的最低點(diǎn)（小物塊滑過A點(diǎn)前后速度大小不變），B是圓軌道的最低點(diǎn)，AB長L＝0.8m?，F(xiàn)將質(zhì)量m＝0.4kg的小物塊從距離AB高h(yuǎn)處靜止釋放，取重力加速度。（1）若h＝0.8m，傳送帶不轉(zhuǎn)動，求小物塊停在傳送帶的位置距B點(diǎn)的長度；（2）若傳送帶順時針轉(zhuǎn)動，傳送帶的速度大小為6.0m／s，小物塊通過圓軌道的最高點(diǎn)時，對軌道的壓力大