第=page11頁，共=sectionpages11頁2023-2024學(xué)年北京四中高一（下）期中物理試卷一、單選題：本大題共8小題，共24分。1.萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)者是(

)A.開普勒 B.伽利略 C.牛頓 D.卡文迪許2.如圖所示，質(zhì)量為m1和m2的兩個物體，在大小相等的兩個力F1和F2的作用下分別沿水平方向移動了相同的距離，F(xiàn)1和F2與水平方向的夾角相同。若兩物體與地面間的動摩擦因數(shù)分別為μ1，μ2，且μ1≤μ2，mA.W1>W2 B.W1<3.一個學(xué)生用100N的力，將靜止在球場的質(zhì)量為0.5kg的足球，以10m/sA.25J B.50J C.500J4.一名宇航員來到某星上，此星的密度為地球的一半，半徑也為地球的一半，則他受到的“重力”為在地球上所受重力的(

)A.14 B.12 C.2倍 D.5.2017年6月15日上午，我國在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射首顆X射線調(diào)制望遠(yuǎn)鏡衛(wèi)星“慧眼”。它的總質(zhì)量約2.5噸，在距離地面550公里的軌道上運行，其運動軌道可近似看成圓軌道。已知地球半徑約為6400公里，根據(jù)上述信息可知該衛(wèi)星

(

)A.運行速度大于7.9?km/s B.軌道平面可能不通過地心

6.如圖所示，質(zhì)量相同的兩物體從同一高度由靜止開始運動，沿著固定在地面上的光滑斜面下滑，做自由落體運動，兩物體分別到達(dá)地面，下列說法正確的是(

)A.運動過程中重力的平均功率PA>PB

B.運動過程中重力的平均功率PA=PB7.如圖所示，把一個帶彈簧但質(zhì)量未知的簽字筆筆尖朝上，沿豎直方向壓縮到底，無初速釋放后筆上升的最大高度為h；再把筆水平放置在桌面上，沿水平方向壓縮到底，無初速釋放后，筆在桌面上滑行的最大距離為s。忽略空氣阻力。則由上述物理量可估算出(

)

A.彈簧的彈性勢能的最大值 B.上升過程中重力所做的功

C.水平滑行過程中摩擦力所做的功 D.筆與桌面間的動摩擦因數(shù)8.如圖所示，質(zhì)量m=1kg的物塊，以速度v0=4m/s滑上正沿順時針轉(zhuǎn)動的水平傳送帶，傳送帶上A、B兩點間的距離L=6mA.摩擦力對物塊做功為12J

B.摩擦力對傳送帶做功為?10J

C.整個運動過程中由于摩擦產(chǎn)生的熱量為12J二、多選題：本大題共6小題，共24分。9.質(zhì)量m的物體，由靜止開始下落，由于阻力作用，下落的加速度為23g。則在物體下落h的過程中，下列說法中正確的是(

)A.物體的動能增加了23mgh B.物體的重力勢能減少了mgh

C.10.如圖所示，小球從一定高處自由下落到豎直放置在地面上的輕質(zhì)彈簧上，直至速度為零，再反向運動回到出發(fā)點。不計空氣阻力，則從最高點開始向下運動到最低點的過程中(

)A.小球的動能先增大后減小

B.小球的動能最大的位置與向上運動過程中動能最大的位置相同

C.小球重力所做的功等于克服彈簧彈力所做的功

D.小球在運動過程中重力勢能與動能之和先不變再增大

11.圖甲為“中星9A”在定位過程中所進行的10次調(diào)整軌道的示意圖，其中的三條軌道如圖6乙所示，曲線Ⅰ是最初發(fā)射的橢圓軌道，曲線Ⅱ是第5次調(diào)整后的橢圓軌道，曲線Ⅲ是第10次調(diào)整后的最終預(yù)定圓軌道；軌道Ⅰ與Ⅱ在近地點A相切，軌道Ⅱ與Ⅲ在遠(yuǎn)地點B相切。衛(wèi)星在變軌的過程中質(zhì)量變化忽略不計，下列說法正確的是(

)

A.衛(wèi)星在軌道Ⅲ上運行的速度大于第一宇宙速度

B.衛(wèi)星在軌道Ⅱ上經(jīng)過B點時的速度小于衛(wèi)星在軌道Ⅲ上經(jīng)過B點時的速度

C.衛(wèi)星在軌道Ⅰ上經(jīng)過A點時的機械能小于衛(wèi)星在軌道Ⅲ上經(jīng)過B點時的機械能

D.衛(wèi)星在軌道Ⅱ上經(jīng)過B點時的加速度小于衛(wèi)星在軌道Ⅲ上經(jīng)過B點時的加速度12.一質(zhì)量為m的電動汽車在平直公路上以恒定的功率加速行駛，當(dāng)速度大小為v時，其加速度大小為a(a≠0)，設(shè)汽車所受阻力恒為kmA.汽車的功率為kmgv B.汽車的功率為(kmg+m13.一物塊在一個水平拉力作用下沿粗糙水平面運動，其速度隨時間變化的v?t圖象如圖甲所示，水平拉力的功率隨時間變化的P?t圖象如圖乙所示，gA.物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)μ=0.1

B.物塊運動全過程水平拉力所做的功W=24J

C.物塊在0～14.如圖甲所示，水平面上有質(zhì)量相等的兩個木塊A、B用一根輕彈簧相連接，整個系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)。現(xiàn)用一個豎直向上的力F拉動木塊A，使木塊A向上做勻加速直線運動，彈簧始終處于彈性限度內(nèi)，如圖乙所示。研究從力F剛作用在木塊A上時(x=0)到木塊B剛離開地面時(x=x0)這個過程，并且選定這個過程中木塊A的起始位置為坐標(biāo)原點，得到表示力F和木塊A.彈簧的勁度系數(shù)k=F2?F1x0

B.該過程中拉力做功WF=F1三、實驗題：本大題共1小題，共12分。15.利用如圖1裝置做驗證機械能守恒定律實驗。

(1)除帶夾子的重物、紙帶、鐵架臺(含鐵夾)、電磁打點計時器、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)

(2)對于重物的選擇，下述哪種更為有利？______。

A.只要足夠重就可以

B.只要體積足夠小就可以

C.既要足夠重，又要體積非常小

D.因為不需要知道動能和勢能的具體數(shù)值，不需要測量重物的質(zhì)量，所以對重物可任意選擇

(3)選出一條清晰的紙帶如圖2所示。其中O點為起始點，A、B、C為三個計數(shù)點，打點計時器打點周期為0.02s，重物的質(zhì)量m=100g，用最小刻度為1mm的刻度尺，測量得OA=11.13cm，OB=17.69cm，OC=25.9cm。這三個數(shù)據(jù)中不符合有效數(shù)字要求的是______cm，應(yīng)該寫成______cm。在計數(shù)點A和B之間、B和C之間有一個點跡未畫出，當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭取9.8m/s2，根據(jù)以上數(shù)據(jù)，當(dāng)打點針打到B點時重物的重力勢能比開始下落時減少了______J，這時它的動能是______J；(計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)

(4)大多數(shù)學(xué)生的實驗結(jié)果顯示：重物的重力勢能的減少量大于動能的增加量，原因是______；

A.利用公式v=gt計算重物速度

B.利用公式v=2四、簡答題：本大題共4小題，共33分。16.如圖，粗糙斜面固定于水平地面上。一小滑塊以速度v0=4.0m/s從斜面底端開始沿斜面上滑。已知斜面足夠長，傾角為37°，滑塊與斜面之間的動摩擦因數(shù)μ=0.25。sin37°=17.如圖所示為某農(nóng)莊滯溉工程的示意圖，地面與水面的距離H=5m。用水泵從地下水池抽水(抽水過程中H保持不變)，龍頭離地面高h(yuǎn)=3.2m，水管橫截面積S=1×10?3m2，水從管口以不變的速度源源不斷地沿水平方向噴出，水落地的位置到管口的水平距離x=8m。設(shè)管口橫截面上各處水的速度都相同。已知水的密度ρ=1.0×103kg18.游樂場的過山車可以底朝上在圓軌道上運行，游客卻不會掉下來，我們把這種情況抽象為如圖1的模型：彎曲軌道下端與半徑為R的豎直圓軌道相接于B點，一質(zhì)量為m的小球從彎曲軌道上的A點無初速滾下，小球進入圓軌道下端后沿圓軌道運動。A點距軌道下端高度為h，不考慮摩擦等阻力。

(1)若h=3R，求小球通過B點時對軌道的壓力；

(2)若要使小球在圓軌道上的運動中不脫離圓軌道，求h需滿足的條件；

(3)若改變h的大小，小球通過最高點C時的動能Ek也隨之發(fā)生變化，試通過計算在如圖2中作出Ek19.19世紀(jì)末，有科學(xué)家提出了太空電梯的構(gòu)想：在赤道上建設(shè)一座直到地球同步靜止軌道處的高塔，并在塔內(nèi)架設(shè)電梯。已知地球質(zhì)量為M，萬有引力常量為G，地球半徑為R、自轉(zhuǎn)周期為T。

(1)這種電梯可用于運送貨物。若“太空電梯”將貨物從赤道基站運到距同步軌道站，求同步軌道站距離地面的高度h0；

(2)這種電梯可用于發(fā)射人造衛(wèi)星。發(fā)射方法是將衛(wèi)星通過太空電梯提升到預(yù)定軌道高度處，此時衛(wèi)星相對電梯靜止，然后再啟動“推進裝置”將衛(wèi)星從太空電梯橫向發(fā)射出去，使其直接進入預(yù)定圓軌道。

a.若某次通過太空電梯發(fā)射質(zhì)量為m的衛(wèi)星時，預(yù)定其軌道高度為h(h<h0)。以地心為參考系，求“推進裝置”需要對衛(wèi)星做的功W是多少？

b.若某次發(fā)射失敗，推進裝置失靈未對衛(wèi)星做功，衛(wèi)星就直接從h處離開了電梯。

衛(wèi)星質(zhì)量為五、計算題：本大題共1小題，共7分。20.利用萬有引力定律可以測量天體的質(zhì)量．

(1)測地球的質(zhì)量

英國物理學(xué)家卡文迪許，在實驗室里巧妙地利用扭秤裝置，比較精確地測量出了引力常量的數(shù)值，他把自己的實驗說成是“稱量地球的質(zhì)量”．

已知地球表面重力加速度為g，地球半徑為R，引力常量為G.若忽略地球自轉(zhuǎn)的影響，求地球的質(zhì)量．

(2)測“雙星系統(tǒng)”的總質(zhì)量

所謂“雙星系統(tǒng)”，是指在相互間引力的作用下，繞連線上某點O做勻速圓周運動的兩個星球A和B，如圖所示．已知A、B間距離為L，A、B繞O點運動的周期均為T，引力常量為G，求A、B的總質(zhì)量．

(3)測月球的質(zhì)量

若忽略其它星球的影響，可以將月球和地球看成“雙星系統(tǒng)”.已知月球的公轉(zhuǎn)周期為T1，月球、地球球心間的距離為L1答案和解析1.【答案】C

【解析】解：A、開普勒發(fā)現(xiàn)了行星運動的三大規(guī)律，故A錯誤；

B、伽利略的理想斜面實驗推論了物體不受力時運動規(guī)律，故B錯誤；

C、牛頓在前人(開普勒、胡克、雷恩、哈雷)研究的基礎(chǔ)上，憑借他超凡的數(shù)學(xué)能力，發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，故C正確；

D、經(jīng)過了100多年后，卡文迪許測量出了萬有引力常量，故D錯誤；

故選：C．

萬有引力定律是牛頓在前人(開普勒、胡克、雷恩、哈雷)研究的基礎(chǔ)上，憑借他超凡的數(shù)學(xué)能力證明，在1687年于《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》上發(fā)表的．

萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)，是17世紀(jì)自然科學(xué)最偉大的成果之一．它把地面上物體運動的規(guī)律和天體運動的規(guī)律統(tǒng)一了起來，對以后物理學(xué)和天文學(xué)的發(fā)展具有深遠(yuǎn)的影響．它第一次解釋了(自然界中四種相互作用之一)一種基本相互作用的規(guī)律，在人類認(rèn)識自然的歷史上樹立了一座里程碑．2.【答案】C

【解析】解：由題意可得F1和F2是恒力，物體移動的位移相同，并且力與位移的夾角相等，所以由功的公式W=FLcosθ可知，它們對物體做的功是相同的，故C正確，ABD錯誤。

故選：C3.【答案】A

【解析】解：對于踢球過程，由動能定理得該同學(xué)對足球做的功為：W=12mv2=12×0.5×102J4.【答案】A

【解析】解：在星球表面的物體受到的重力等于萬有引力mg=GMmR2，得星球的質(zhì)量M=R2gG。

所以星球的密度為ρ=MV=R2gG43πR3=3g45.【答案】D

【解析】解：A、7.9

km/s是衛(wèi)星繞地球做圓周運動的最大運行速度，故該衛(wèi)星的運行速度一定小于7.9?km/s，故A錯誤。

B、衛(wèi)星要繞地球做圓周運動，其軌道平面必須通過地心，故B錯誤。

C、衛(wèi)星的軌道半徑越大，運行越慢，周期越大，所以該衛(wèi)星的運行周期一定大于低軌道近地衛(wèi)星的周期。故C錯誤。

D、離地球越遠(yuǎn)重力加速度越小，故該衛(wèi)星所在軌道的重力加速度小于地球表面的重力加速度，而衛(wèi)星的向心加速度等于衛(wèi)星所在軌道的重力加速度，所以向心加速度小于地球表面重力加速度值。故D正確。

6.【答案】C

【解析】解：A、B做自由落體運動，運動時間tB=2hg.A做勻加速直線運動，a=gsinθ，根據(jù)hsinθ=12gsinθt2得，t=2hgsin7.【答案】D

【解析】解：設(shè)筆的質(zhì)量為m，筆豎直上升時，根據(jù)能量守恒定律得：彈簧的彈性勢能的最大值Epm=mgh…①

上升過程中重力所做的功W=?mgh…②

筆在水平滑行過程中，由能量守恒定律得Epm=μm8.【答案】D

【解析】解：A、由題意可知v0<v，所以物塊滑上傳送帶做勻加速直線運動，由牛頓第二定律有：μmg=ma

設(shè)物塊速度達(dá)到6m/s所用的時間為t0，則t0=v?v0a

物塊在時間t0內(nèi)運動的位移：x0=v0+v2t0

代入數(shù)據(jù)可得：t0=1s，x0=5m

x0<L，物塊與傳送帶共速后做勻速直線運動，則摩擦力對物塊做功：Wf=μmg?x0=0.2×1×10×5J9.【答案】AB【解析】解：A.物體下落h的過程根據(jù)動能定理有

m×23gh=Ek?0

即物體增加的動能為23mgh，故A正確；

B.根據(jù)功能關(guān)系有

mgh=?ΔEP

整理可得

ΔEP=?mgh

即物體的重力勢能減少了mgh，故B正確；

CD.根據(jù)牛頓第二定律有

mg?10.【答案】AB【解析】解：A、小球自由下落過程，重力做正功，小球動能增加，小球與彈簧接觸后，開始彈簧彈力小于重力，小球合力豎直向下，合力做正功，動能增加，當(dāng)彈力與重力相等時，合力為零，小球動能最大，小球繼續(xù)向下運動，彈簧彈力大于重力，合力豎直向上，合力做負(fù)功，小球的動能減小，到達(dá)最低點速度減為零，動能減為零，所以從最高點到最低點過程，小球動能先增大后減小，故A正確；

B、無論從最高點到最低點過程，還是從最低點到最高點過程，小球都是先做加速運動后做減速運動，小球彈簧彈力和重力大小相等時，合力為零，動能最大，所以兩個過程彈力大小相等，形變量相等，彈簧都處于壓縮狀態(tài)，所以小球的動能最大的位置與向上運動過程中動能最大的位置相同，故B正確；

C、小球從最高點開始向下運動到最低點的過程中，由動能定理有：WG?W彈=0?0，可得WG=W彈，即小球重力所做的功等于克服彈簧彈力所做的功，故C正確；

D、小球自由下落過程，只有重力做功，小球重力勢能和動能之后保持不變，與彈簧接觸后，彈簧形變量增大，彈性勢能增大，根據(jù)能量守恒可知小球重力勢能與動能之和減小，故D錯誤。

故選：ABC。11.【答案】BC【解析】解：A、所有衛(wèi)星的運行速度都不大于第一宇宙速度，則A錯誤

B、由軌道Ⅱ上經(jīng)過B點時到軌道Ⅲ上的運動要加速做離心運動，則B正確

C、由衛(wèi)星在軌道Ⅰ上經(jīng)過A點時要加速做離心運動到軌道Ⅱ，則機械能要增加，則C正確

D、在同一點受力相同，則加速度相等，則D錯誤

故選：BC。

在圓軌道上運動，根據(jù)萬有引力提供向心力，得出線速度與軌道半徑的關(guān)系，從而比較出速度的大小。在近地圓軌道加速，做離心運動而做橢圓運動，在遠(yuǎn)地點，需再次加速，使得萬有引力等于向心力，進入同步軌道。根據(jù)變軌的原理比較速度的大小。

12.【答案】BC【解析】解：AB、設(shè)汽車的額定功率為P，汽車的速度為v時，根據(jù)牛頓第二定律得Pv?kmg=ma，得P=(kmg+ma)v，故A錯誤，B正確。

CD、汽車勻速運動時，牽引力等于阻力，速率最大，故有vm=P13.【答案】AB【解析】解：A、由P?t圖像可知，在5s∽9s內(nèi)，拉力為零，由牛頓第二定律可得：a=μmgm=μg，由v?t圖像可知：在5s∽9s時間內(nèi)，加速度的大小為：a=ΔvΔt=44m/s2=1m/s2，聯(lián)立解得：μ=0.1，故A正確；

B、由P?t圖象與時間軸所圍成的面積表示拉力做功，故物塊運動全過程水平拉力所做的功為：W=12×12×2J+4×3J=24J，故B正確；

C、由v?t圖像可知，物體在0∽2s內(nèi)做勻加速運動，當(dāng)t1=2.0s時，14.【答案】BD【解析】解：A、A物體靜止時，彈簧的壓縮量為x1=mgk，當(dāng)物體B剛脫離地面時，此時彈簧的伸長量為x2=mgk，故在整個過程中，彈簧的總變化量為x0=x1+x2，故x=x02時，彈簧剛好恢復(fù)原長，此時根據(jù)牛頓第二定律結(jié)合圖像可知

F1+F22?mg=ma

即

k=F1+F2?2max0

故A錯誤；

B、在F?x圖象中，與15.【答案】AB

C

25.9

25.90

0.173

0.171

C【解析】解：(1)打點計時器需接交流電源，實驗中需要用刻度尺測量點跡間的距離，從而求出瞬時速度以及重力勢能的減小量，實驗中驗證動能的增加量和重力勢能的減小量是否相等，根據(jù)mgh=12mv2可知，質(zhì)量可以約去，不需要用天平測量質(zhì)量，故AB正確，C錯誤。

故選：AB。

(2)為了減小空氣阻力的影響，在選擇重物時，要選擇密度大的實心金屬球，即選擇質(zhì)量大體積小的重物，故ABD錯誤，C正確。

故選：C。

(3)刻度尺最小刻度為1mm，應(yīng)估讀到0.1mm即0.01cm，所以不符合有效數(shù)字要求的是25.9cm，應(yīng)該寫成25.90cm；

打B點時的速度為：vB=xAC4T=(25.90?11.13)×0.014×0.02m/s=1.85m/s，

減少的重力勢能為：ΔEP=mgxOB=100×10?3×9.8×17.69×0.01J=0.173J

打B點時的動能為：Ek=12mvB2=12×100×10?3×1.852J=0.171J

(4)由于存在空氣阻力和摩擦阻力的影響使得重物重力勢能的減少量大于動能的增加量，故C正確，16.【答案】解：(1)設(shè)滑塊沿斜面上滑的最大距離為x，滑塊的質(zhì)量為m，則在上滑的過程中，由動能定理可得：?mgsin37°?x?μmgcos37°?x=0【解析】(1)在上滑的過程中，由動能定理可求滑塊沿斜面上滑的最大距離；

(217.【答案】解：(1)水從管口射出后到落地前做平拋運動，故由平拋的位移公式有：h=12gt2

x=v1t

可得運動時間為：t=0.8s

所以有：v1=10m/s；

(2)t=0.8s時間內(nèi)從管口噴出的水體積V=Sv1t

質(zhì)量m0=ρV=ρSv1t【解析】(1)根據(jù)平拋運動的位移公式求得平拋運動時間及初速度；根據(jù)平拋運動速度公式求解；

(2)根據(jù)質(zhì)量與體積的