遼寧省鞍山市2023-2024學年高一下學期期中考試 物理 含解析

2023—2024學年度下學期期中考試高一物理（B）時間：75分鐘滿分：100分考試范圍：必修二68章一、選擇題：（本題共10小題，共46分。在每小題給出的四個選項中，第1~7題只有一項符合題目求，每小題4分，第8~10題有多項符合題目要求，每小題6分，全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。）1.物理學在發(fā)展完善的過程中，不同年代的物理學家對物理現(xiàn)象進行觀察、思考和研究、在實驗論證、邏輯推理、演繹論證等基礎(chǔ)上建構(gòu)了現(xiàn)在比較完善的體系。下列關(guān)于物理學重大歷史事件描述正確的是（）A.為了研究自由落體運動的規(guī)律，伽利略首先建立了平均速度、瞬時速度的概念B.亞里士多德否定了托勒密提出的地心說，提出了日心說C.開普勒對行星的運動進行了長期的觀測和記錄，并提出了關(guān)于行星運動的三條定律D.牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，并用扭秤實驗測出了引力常量【答案】A【解析】【詳解】A．為了研究自由落體運動的規(guī)律，伽利略首先建立了平均速度、瞬時速度的概念。故A正確；B．哥白尼否定了托勒密提出的地心說，提出了日心說。故B錯誤；C．第谷對行星的運動進行了長期的觀測和記錄，開普勒提出了關(guān)于行星運動的三條定律。故C錯誤；D．牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，卡文迪什用扭秤實驗測出了引力常量。故D錯誤。故選A。2.如圖所示，下列有關(guān)生活中圓周運動實例分析，其中說法正確是（）A.圖1中汽車通過凹形橋的最低點時，汽車處于失重狀態(tài)B.圖2中旋轉(zhuǎn)秋千裝置中，等長繩索對質(zhì)量相等座椅A、B的拉力相等C.圖3中在鐵路轉(zhuǎn)彎處，設(shè)計外軌比內(nèi)軌高，目的是火車轉(zhuǎn)彎時減小輪緣與外軌的側(cè)壓力D.圖4中脫水桶原理是水滴受到的離心力大于它受到的向心力，從而沿切線方向甩出【答案】C【解析】【詳解】A．汽車在最低點時向心加速度向上，此時支持力大于重力，汽車處于超重狀態(tài)，故A錯誤；B．旋轉(zhuǎn)秋干裝置中，根據(jù)牛頓第二定律可得由于B的圓周運動半徑大，則B繩索與豎直方向的夾角更大，根據(jù)可知繩索對座椅B的拉力更大，故B錯誤；C．外軌高于內(nèi)軌可以讓支持力水平分量充當部分向心力，從而減小側(cè)壓力，故C正確；D．脫水桶原理并不是水滴受到的離心力大于它受到的向心力，而是水滴受到的實際合力不足以提供所需的向心力，從而沿切線方向甩出，故D錯誤。故選C。3.小蜀同學用玩具汽車做實驗。如圖所示，汽車以恒定速率先后經(jīng)過某凹形橋面和拱形橋面，凹形橋面最低點為A點，拱形橋面最高點為B點。下列說法正確的是（）A.生活中，同樣材質(zhì)修建的橋面，凹形橋面不容易損壞B.拱形橋的B點汽車速度越快，需要的向心力越小C.過A點時，汽車對橋面壓力小于自身重力D.過B點時，汽車對橋面壓力小于自身重力【答案】D【解析】【詳解】A．汽車以恒定速率先后經(jīng)過某凹形橋面和拱形橋面，在A點向心加速度向上，處于超重狀態(tài)，在B點向心加速度向下，處于失重狀態(tài)，故拱形橋面不容易損壞，故A錯誤；B．由向心力公式可知，汽車速度越快，需要的向心力越大，故B錯誤；C．在A點，根據(jù)牛頓第二定律得可知根據(jù)牛頓第三定律可知，汽車對橋面壓力大于自身重力，故C錯誤；D．在B點，根據(jù)牛頓第二定律得可知根據(jù)牛頓第三定律可知，汽車對橋面壓力小于自身重力，故D正確。故選D。4.如圖所示，質(zhì)量為m的物體A靜止于傾角為的斜面體B上，斜面體B的質(zhì)量為M，現(xiàn)對該斜面體施加一個水平向左的推力F，使物體隨斜面體一起沿水平方向向左勻速運動的位移為l，則在此運動過程中斜面體B對物體A所做的功為（）A. B. C.0 D.【答案】C【解析】【詳解】對A受力分析可知，A受重力和B對A的作用力而處于平衡狀態(tài)，所以B對A的作用力大小等于mg，方向豎直向上，物體隨斜面體一起沿水平方向向左運動時，B對A的作用力與位移垂直，做功為0。故選C。5.嫦娥1號奔月衛(wèi)星與長征3號火箭分離后，進入繞地運行的周期約為16小時的橢圓軌道，稱為16小時軌道（如圖中曲線1所示）。隨后，為了使衛(wèi)星離地越來越遠，星載發(fā)動機先在遠地點點火，使衛(wèi)星進入圖中曲線2所示新軌道，以抬高近地點。后來又連續(xù)三次在抬高以后的近地點點火，使衛(wèi)星加速和變軌，抬高遠地點，相繼進入24小時軌道、48小時軌道和地月轉(zhuǎn)移軌道（分別如圖中曲線3、4、5所示）。衛(wèi)星最后進入繞月圓形軌道，距月面高度為h，周期為。已知月球半徑為r，萬有引力常量為G，則以下正確的是（）A.衛(wèi)星在16小時軌道上運行時，在近地點的機械能比在遠地點的機械能小B.24小時軌道與48小時軌道的半長軸之比為C.衛(wèi)星在地月轉(zhuǎn)移軌道上運行時速度大于第二宇宙速度D.月球的質(zhì)量為【答案】B【解析】【詳解】A.衛(wèi)星在16小時軌道上運行時，只有萬有引力做功，機械能守恒。在近地點的機械能等于在遠地點的機械能，故A錯誤；B.設(shè)24小時軌道與48小時軌道的半長軸分別為，，由開普勒第三定律有得故B正確；C.所有衛(wèi)星運行速度小于第一宇宙速度，而第一宇宙速度小于第二宇宙速度，所以衛(wèi)星在地月轉(zhuǎn)移軌道上運行時速度小于第二宇宙速度，故C錯誤；D.對衛(wèi)星有得故D錯誤。故選B。6.如圖所示，長為10m傳送帶以進行傳動，將一質(zhì)量為1kg的小煤塊無初速度地放在傳送帶左端，經(jīng)過一段時間小物塊運動到傳送帶的右端，已知小物塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)，，下列判斷正確的是（）A.小物塊先做變加速直線運動，再做勻速直線運動B.煤塊留在傳送帶上的劃痕長度為12mC.此過程因傳送小物塊多消耗的電能為36JD.此過程因摩擦產(chǎn)生的熱量為36J【答案】C【解析】【詳解】A．根據(jù)題意，由牛頓第二定律有解得由公式可得，當物塊的速度為時，運動的位移為則物塊先做勻加速直線運動后做勻速直線運動，故A錯誤；B．根據(jù)公式可得，當物塊的速度為時，所用時間為由公式可得，傳送帶的位移為則煤塊留在傳送帶上的劃痕長度為故B錯誤；D．此過程因摩擦產(chǎn)生的熱量為故D錯誤；C．此過程因傳送小物塊多消耗的電能為故C正確。故選C。7.如圖甲所示，長木板A放在光滑的水平面上，質(zhì)量為m＝2kg的另一物體B（可看成質(zhì)點）以水平速度v0＝2m/s滑上原來靜止的長木板A的上表面。由于A、B間存在摩擦力，之后A、B速度隨時間變化情況如圖乙所示。下列說法正確的是（g取10m/s2）（）A.木板A最終獲得的動能為2JB.系統(tǒng)損失的機械能為4JC.木板A的最小長度為2mD.A、B間的動摩擦因數(shù)為0.1【答案】D【解析】【詳解】A．由題圖乙可知，0～1s內(nèi)，A、B的加速度大小都為物體B和木板A水平方向均受滑動摩擦力，根據(jù)牛頓第二定律知二者質(zhì)量相等，則木板最終動能為故A錯誤；B．系統(tǒng)損失的機械能為故B錯誤；C．題圖乙可得二者相對位移為1m，即木板A的最小長度為1m，選項C錯誤；D．由對B受力分析，根據(jù)牛頓第二定律，可得解得D正確。故選D。8.如圖所示，小球質(zhì)量為，懸線長為，小球在位置A時懸線水平，放手后，小球運動到位置，懸線豎直。設(shè)在小球運動過程中空氣阻力忽略不計，重力加速度為，關(guān)于該過程，下列說法正確的是（）A.重力做的功為B.懸線拉力做的功不為0C.小球到達位置的速度為D.小球到達位置的速度為【答案】AC【解析】【詳解】A．重力做的功為選項A正確；B．懸線拉力方程始終與速度方向垂直，懸線拉力做的功為0，選項B錯誤；CD．根據(jù)機械能守恒定律可得可得小球到達位置的速度為選項C正確，D錯誤。故選AC。9.如圖所示，衛(wèi)星還未發(fā)射，在地球赤道上隨地球表面一起轉(zhuǎn)動，衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動且離地面高度為，衛(wèi)星是地球同步衛(wèi)星，則（）A.的線速度小于第一宇宙速度B.的向心加速度就是重力加速度C.的向心加速度比的向心加速度大D.與地球中心的連線在相等時間內(nèi)掃過的面積相等【答案】AC【解析】【詳解】A．第一宇宙速度是最大的環(huán)繞速度，除近地衛(wèi)星外，其他所有衛(wèi)星的環(huán)繞速度都小于第一宇宙速度，A正確；B．a(chǎn)隨地球一起做圓周運動的向心力是其所受萬有引力的一個很小的分力，比重力要小很多，其向心加速度不是重力加速度g，B錯誤；C．衛(wèi)星c是同步衛(wèi)星，周期等于地球自轉(zhuǎn)的周期，即向心加速度等于而所以的向心加速度比的向心加速度大，C正確；D．根據(jù)開普勒第二定律，同一衛(wèi)星繞中心天體運動在相同的時間內(nèi)掃過的面積相等，D錯誤。故選AC10.新能源汽車的發(fā)展為了減少對傳統(tǒng)燃料的依賴，減少環(huán)境污染和減少溫室氣體的排放。如圖所示為某一型號汽車某次測試行駛時的加速度和車速倒數(shù)的關(guān)系圖像，若汽車質(zhì)量為，它由靜止開始沿平直公路行駛，且行駛中阻力恒定，最大車速為，下列說法正確的是（）A.汽車勻加速所需時間為B.汽車牽引力的額定功率為C.汽車車速為時，功率為D.汽車所受阻力為【答案】AB【解析】【詳解】A．由圖可知，汽車在速度等于10m/s前，加速度不變?yōu)?，汽車是勻加速啟動的，根?jù)勻變速直線運動的基本規(guī)律可得s故A正確；BD．由圖可知，速度由10m/s到40m/s，加速度減小，汽車以額定功率行駛。汽車的最大速度為40m/s，之后汽車做勻速直線運動，此時當m/s時，汽車的加速度，根據(jù)牛頓第二定律可得解得N，W故B正確，D錯誤；C．汽車在車速為5m/s時，汽車處于勻加速階段，加速度，有解得W故C錯誤。故選AB。二、實驗題（14分。每空2分）11.如圖所示是探究向心力的大小F與質(zhì)量m、角速度和半徑r之間關(guān)系的實驗裝置。（1）下列實驗的實驗方法與本實驗相同的是___________；A.探究平拋運動的特點B.探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系C.探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律（2）當探究向心力的大小F與半徑r的關(guān)系時需調(diào)整傳動皮帶的位置使得左右兩側(cè)塔輪輪盤半徑___________（選填“相同”或“不同”）；（3）當探究向心力的大小F與角速度的關(guān)系時，需要把質(zhì)量相同的小球分別放在擋板___________（填“A、C”或者“B、C”）【答案】（1）B（2）相同（3）A、C【解析】【小問1詳解】探究向心力的大小F與質(zhì)量m、角速度和半徑r之間關(guān)系，采用的實驗方向是控制變量法。A．探究平拋運動的特點，采用的是等效思想，故A錯誤；B．探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系采用的實驗方法是控制變量法，故B正確；C．探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律采用的實驗方法是等效替代法，故C錯誤。故選B?！拘?詳解】當探究向心力的大小F與半徑r的關(guān)系時，需要控制質(zhì)量和角速度相同，兩側(cè)塔輪邊緣的線速度大小相等，根據(jù)可知需調(diào)整傳動皮帶的位置使得左右兩側(cè)塔輪輪盤半徑相同。【小問3詳解】當探究向心力的大小F與角速度的關(guān)系時，需要控制質(zhì)量和半徑相同，則需要把質(zhì)量相同的小球分別放在擋板A、C。12.用如圖甲所示的實驗裝置驗證m1、m2組成的系統(tǒng)機械能守恒。m2從高處由靜止開始下落，m1上拖著的紙帶打出一系列的點，圖乙給出的是實驗中獲取的一條紙帶，0是打下的第一個點，每相鄰兩計數(shù)點間還有4個點未標出，所用電源的頻率為50Hz。已知，。（結(jié)果均保留三位有效數(shù)字）則：（1）下列說法正確的是_________。A.先放m2，再打開打點計時器開關(guān)B.本實驗需要刻度尺，不需要秒表C.m2比m1越大越好D.用公式計算某點的速度（2）在打下0點到打下計數(shù)點5的過程中系統(tǒng)動能的增加量=________J。系統(tǒng)重力勢能的減少量=_________J。（當?shù)氐闹亓铀俣萭取9.8m/s2）（3）本實驗的誤差來源（寫一條）_________?！敬鸢浮浚?）B（2）①.1.15②.1.18（3）見解析【解析】【小問1詳解】A．根據(jù)實驗的操作，應(yīng)先打開打點計時器開關(guān)，后放m2，故A錯誤；B．本實驗需要刻度尺測量相鄰計數(shù)點間的距離，打點計時器就是計時儀器，故不需要秒表，故B正確；C．m2比m1大才能使m2下落，m1上升，但并不是m2比m1越大越好，速度太大，點跡很疏，誤差較大，故C錯誤；D．測量紙帶上各點到起始點間的距離，用中間時刻的瞬時速度等于這段位移的平均速度來求各點的速度，不能用公式計算某點的速度，故D錯誤。故選B?！拘?詳解】[1]相鄰兩計數(shù)點間的時間間隔為打下計數(shù)點5的瞬時速度為故打下0點到打下計數(shù)點5的過程中系統(tǒng)動能的增加量為[2]系統(tǒng)重力勢能的減少量為【小問3詳解】通過數(shù)據(jù)計算可知，系統(tǒng)重力勢能的減少量大于系統(tǒng)動能的增加量，誤差來源可能是存在空氣阻力或者是繩子與滑輪間存在摩擦。三、解答題（（本題共3小題，共40分，解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟.只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位）13.如圖，用一根長的細線，一端系一質(zhì)量的小球（可視為質(zhì)點），另一端固定在一光滑錐體頂端，錐面與豎直方向的夾角。小球在水平面內(nèi)繞錐體的軸做勻速圓周運動。取重力加速度，結(jié)果可用根式表示，求：（1）若要小球離開錐面，則小球的角速度至少為多大；（2）若細線與豎直方向的夾角為，則小球的角速度為多大?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】【詳解】（1）若要小球剛好離開錐面，則小球只受到重力和細線拉力，根據(jù)牛頓第二定律有解得代入數(shù)據(jù)得（2）同理，當細線與豎直方向成角時，由牛頓第二定律有解得代入數(shù)據(jù)得14.一滑雪項目如圖所示，可視為質(zhì)點的總質(zhì)量（包括裝備）為的滑板運動員，從高為的斜面的頂端A點由靜止開始沿斜面下滑，在B點進入光滑的四分之一圓弧，圓弧半徑為，運動員經(jīng)C點沿豎直軌道沖出向上運動，經(jīng)時間后到達C點正上方的最高點D（圖中未標出）。若運動員經(jīng)C點后在空中運動時只受重力，軌道段粗糙、段光滑.。（不計過B點時機械能的損耗和空氣阻力）求：（1）運動員在C點的速度大小和離開C點可上升的高度；（2）運動員（包括裝備）運動到圓軌道最低點B時對軌道的壓力大?。唬?）從A點到B點，運動員損失的機械能?！敬鸢浮浚?）10m/s，5m；（2）3000N；