四川省成都市樹德名校2023-2024學(xué)年高一下學(xué)期期中考試物理試題姓名：__________班級：__________考號：__________題號一二三四總分評分一、單項選擇題（每題3分，共24分）1．下列說法中正確的是（）A．勻速圓周運動一定是加速度變化的曲線運動B．圓周運動不可以分解為兩個相互垂直的直線運動C．功是標(biāo)量，功有正負(fù)值，功的的正負(fù)表示功的大小D．做曲線運動的物體，在任何Δt時間內(nèi)所受合外力的沖量一定不為零2．一質(zhì)點在恒力F的作用下做直線運動，前一半路程從靜止開始在粗糙水平面上運動，后一半路程進入光滑水平面繼續(xù)運動，兩階段末速度分別為v1、v2，所用時間分別為t1、t2，恒力F的沖量分別為I1、I2，恒力F做的功分別為W1、W2，則（）A．v2<2C．I2<(3．如圖所示，質(zhì)量分別為mA和mB(mA>mB)的A、BA．0 B．mAg C．mB4．如圖所示，在輕桿上端B點系上一根長為R的細線，細線下端連上一個質(zhì)量為m的小球．以輕桿的A點為頂點，使輕桿旋轉(zhuǎn)起來，其B點在水平面內(nèi)做勻速圓周運動，輕桿的軌跡為一個母線長為L的圓錐，輕桿與中心軸AO間的夾角為α。同時小球在細線的約束下開始做圓周運動，輕桿旋轉(zhuǎn)的角速度為ω，小球穩(wěn)定后，細線與輕桿間的夾角β=2α。已知重力加速度為g，則（）A．小球做圓周運動的周期為πB．小球做圓周運動的線速度與角速度的比值為RsinβC．小球做圓周運動的線速度與角速度的乘積為gtanαD．細線對小球的拉力為mg5．如圖是在牛頓著作里畫出的一幅原理圖．圖中表示出從高山上用不同的水平速度拋出的物體的軌跡．物體的速度越大，落地點離山腳越遠．當(dāng)速度足夠大時，物體將環(huán)繞地球運動，成為一顆人造地球衛(wèi)星。若衛(wèi)星的運動可視為勻速圓周運動，已知：①引力常數(shù)；②地球質(zhì)量；③地球半徑；④地球表面處重力加速度；⑤地球自轉(zhuǎn)周期，則由上述數(shù)據(jù)可以計算出第一宇宙速度的是（）A．①②③ B．①②⑤ C．①④ D．③⑤6．如圖所示，一半徑為R=0.2m、內(nèi)壁光滑的四分之三圓形管道豎直固定在墻角處，O點為圓心，P點為最低點，A、B兩點處為管口，O、A兩點連線沿豎直方向，O、B兩點連線沿水平方向。一個質(zhì)量為m=0.4kg的小球從管道的頂部A點水平飛出，恰好又從管口B點射入管內(nèi)，重力加速度g取10m/s2，則小球從A．2N B．18N C．20N D．22N7．如圖所示，發(fā)射同步衛(wèi)星時是先將衛(wèi)星發(fā)射至近地軌道，在近地軌道的A點加速后進入轉(zhuǎn)移軌道，在轉(zhuǎn)移軌道上的遠地點B加速后進入同步軌道；已知近地軌道半徑為r1，同步軌道半徑為r2。則下列說法正確的是（）A．衛(wèi)星在轉(zhuǎn)移軌道上運動時，A、B兩點的線速度大小之比為rB．衛(wèi)星在近地軌道與同步軌道上運動的向心加速度大小之比為rC．衛(wèi)星在近地軌道與同步軌道上運動的周期之比為rD．衛(wèi)星在轉(zhuǎn)移軌道上從A運動到B的過程中，引力做負(fù)功，機械能減小8．北京時間2022年6月5日10時44分，搭載“神舟十四號”載人飛船的“長征二號”F遙十四運載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心點火發(fā)射，約577s后，“神舟十四號”載人飛船與火箭成功分離，進入預(yù)定軌道，飛行乘組狀態(tài)良好，發(fā)射取得圓滿成功。北京時間2022年6月5日17時42分，“神舟十四號”成功對接“天和”核心艙徑向端口，整個對接過程歷時約7h。對接后組合體在距地面高為h的軌道上做勻速圓周運動，環(huán)繞的向心加速度為a，環(huán)繞的線速度為v，引力常量為G，則下列判斷正確的是（）A．組合體環(huán)繞的周期為2πvB．地球的平均密度為3C．地球的第一宇宙速度大小為vD．地球表面的重力加速度大小為v二、多選題（每小題全對得4分，漏選得2分，錯選0分，共16分）9．關(guān)于在恒定阻力作用下，做豎直上拋運動的物體，下列說法正確的是（）A．動能Ek隨時間t變化的快慢ΔEB．動量p隨時間t變化的快慢ΔpΔtC．重力勢能Ep隨位移x變化的快慢ΔED．機械能E隨位移x變化的快慢ΔEΔx10．工業(yè)生產(chǎn)中，常常利用彈簧裝置與粘稠的油液配合，起到緩沖作用。如圖所示，一輕彈簧下端固定在油缸上，豎直輕桿穿過豎直輕彈簧，桿的上端連一輕質(zhì)水平工作臺，桿的下端連一輕質(zhì)薄圓盤。圓盤浸泡在粘稠的油液中，當(dāng)圓盤在豎直方向以速度v運動時，其所受液體阻力大小為f=bv（其中b僅與油液的粘性有關(guān)，粘性越大，b越大），方向與運動方向相反。現(xiàn)將一木塊無初速放置在工作臺上，工作臺緩緩下降一定高度后重新靜止。已知下降過程中，彈簧處在彈性限度內(nèi)，圓盤沒有達到油缸底部，不計空氣阻力。某次檢修后，油缸內(nèi)換成了粘性更大的油液，其他條件不變。下列說法正確的是（）A．木塊下降的高度減小 B．木塊下降過程的時間變長C．重力對木塊所做的功減小 D．液體阻力對圓盤所做的功增大11．宇航員在空氣稀薄的某星球上用一根不可伸長輕繩一端連接固定的拉力傳感器，另一端連接質(zhì)量為200g的小鋼球，如圖甲所示。多次拉起小鋼球使繩伸直至不同位置并由靜止釋放，每次釋放后小球均在豎直平面內(nèi)擺動，拉力傳感器分別記錄下每次釋放小鋼球后，小鋼球在豎直平面內(nèi)擺動過程中繩子拉力的最大值F1和最小值F2。作出A．增大小球質(zhì)量，F(xiàn)1B．隨著釋放高度增加，F(xiàn)1與FC．該星球表面的重力加速度為8m/D．若該星球半徑是地球半徑的一半，則其第一宇宙速度約為4km/s12．某同學(xué)將一帶傳感器的木箱從傾角為30°的斜坡頂端由靜止釋放，木箱滑到斜面底端時速度剛好為0，木箱與斜坡上下兩部分的動摩擦因數(shù)分別為μ1、μ2，通過分析處理傳感器的數(shù)據(jù)得到木箱的動能和機械能與木箱下滑位移的關(guān)系圖像分別如圖中a、b所示，已知木箱動能最大時，機械能與動能大小之比為3:A．μB．μC．動能最大時，木箱的機械能為3mgD．木箱在上、下兩段斜坡上滑行過程中產(chǎn)生的熱量之比為1三、實驗題（共15分）13．某同學(xué)通過實驗測量玩具上的小直流電動機轉(zhuǎn)動的角速度大小。如圖甲所示，將一圓盤固定在電動機轉(zhuǎn)動軸上，將紙帶的一端穿過打點計時器后，固定在圓盤的側(cè)面，圓盤轉(zhuǎn)動時，紙帶可以卷在圓盤的側(cè)面上，打點計時器所接交流電的頻率為50Hz。（1）實驗得到一卷繞在圓盤上的紙帶，將紙帶抽出一小段，測量相鄰2個點之間的長度L如圖乙所示，則此時紙帶運動的速度大小為m/s。測得此時圓盤直徑為7.20cm，則可求得電動機轉(zhuǎn)動的角速度為（2）該同學(xué)根據(jù)多次測量的數(shù)據(jù)，作出了紙帶運動速度（v）與相應(yīng)圓盤直徑（d）的關(guān)系圖像，如圖丙所示，分析圖線，可知電動機轉(zhuǎn)動的角速度在實驗過程中（選填“增大”、“減小”或“不變”）14．某同學(xué)利用氣墊導(dǎo)軌驗證機械能守恒定律。一傾斜導(dǎo)軌與水平桌面的夾角為θ，導(dǎo)軌底端P點有一帶擋光片的滑塊，滑塊和擋光片的總質(zhì)量為M，擋光片的寬度為b，滑塊與沙桶由跨過輕質(zhì)光滑定滑輪的細繩相連，滑塊與導(dǎo)軌間的摩擦可忽略，導(dǎo)軌上的Q點處固定一個光電門。擋光片到光電門的距離為d，重力加速度為g。（1）實驗時，該同學(xué)進行了如下操作：①調(diào)節(jié)細沙的質(zhì)量，使滑塊和沙桶恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)，則沙桶和細沙的總質(zhì)量為；（用已知物理量和字母表示）②在沙桶中再加入質(zhì)量為Δm的細沙，讓滑塊從P點由靜止開始運動，已知光電門記錄擋光片擋光的時間為Δt，則滑塊通過Q點時的瞬時速度為。（用已知物理量和字母表示）（2）在滑塊從P點運動到Q點的過程中，滑塊的機械能增加量ΔE1=；沙桶和細沙的機械能減少量ΔE2=（均用已知物理量和字母表示）；若在誤差允許的范圍內(nèi)，ΔE1ΔE2（填“大于”“小于”或“等于”），則機械能守恒定律得到驗證。四、計算題（共45分）15．如圖所示，半徑為R=1.5m的光滑圓弧支架豎直放置，圓心角θ=60°，支架的底部CD水平，離地面足夠高，圓心O在C點的正上方，右側(cè)邊緣P點固定一個光滑小輪，可視為質(zhì)點的小球A、B系在足夠長的跨過小輪的輕繩兩端，兩球的質(zhì)量分別為mA=0.3kg、mB=0.1kg。將A球從緊靠小輪P處由靜止釋放，不計空氣阻力，g取10m/s2。（1）求A球運動到C點時的速度大小；（2）若A球運動到C點時輕繩突然斷裂，從此時開始，需經(jīng)過多長時間兩球重力的功率大小相等。(計算結(jié)果可用根式表示)16．宇宙空間有兩顆相距較遠、中心距離為d的星球A和星球B。在星球A上將一輕彈簧豎直固定在水平桌面上，把物體P輕放在彈簧上端，如圖（a）所示，P由靜止向下運動，其加速度a與彈簧的壓縮量x間的關(guān)系如圖（b）中實線所示。在星球B上用完全相同的彈簧和物體P完成同樣的過程，其a-x關(guān)系如圖（b）中虛線所示。已知兩星球密度相等。星球A的質(zhì)量為m0，引力常量為G。假設(shè)兩星球均為質(zhì)量均勻分布的球體。（1）求星球A和星球B的表面重力加速度的比值；（2）若將星球A看成是以星球B為中心天體的一顆衛(wèi)星，求星球A的運行周期T1；（3）若將星球A和星球B看成是遠離其他星球的雙星模型，這樣算得的兩星球做勻速圓周運動的周期為T2。求此情形中的周期T2與上述第(2)問中的周期T1的比值。17．如圖所示，水平軌道OC的右端C貼近同高度的水平傳送帶軌道的左端，其中OB段光滑，BC段粗糙，傳送帶與豎直面內(nèi)的光滑半圓形軌道DE相切于D點，已知BC＝CD＝L＝2m，圓軌道半徑R＝0.4m，彈簧左端固定在墻壁上，自由放置時其右端在B點。一個質(zhì)量m＝0.5kg的物塊（視為質(zhì)點）將彈簧壓縮到A點并鎖定，物塊與水平軌道BC、傳送帶間的動摩擦因數(shù)均為μ=0.25，重力加速度（1）若傳送帶逆時針轉(zhuǎn)動，要使物塊始終不脫離軌道，解除鎖定前彈簧的彈性勢能多大？（2）若傳送帶順時針轉(zhuǎn)動，鎖定前彈簧的彈性勢能取第（1）問中的最大值，若要使物塊在半圓軌道上運動的過程中不脫離軌道，試計算傳送帶的速度范圍；（3）在第（1）問的情形下，且彈簧的彈性勢能取最大值，試寫出物塊最后的靜止位置到C點的間距d與傳送帶速度v間的定量關(guān)系。

答案解析部分1．【答案】A【解析】【解答】A、勻速圓周運動的加速度指向圓心，方向不斷改變，一定是加速度變化的曲線運動，故A正確；

B、圓周運動可以分解為兩個相互垂直的直線運動，故B錯誤；

C、功只有大小，沒有方向，是標(biāo)量，功的正負(fù)表示動力做功還是阻力做功，故C錯誤；

D、如果物體做勻速圓周運動的物體所受合力不為零，當(dāng)Δt=T時間內(nèi)，動量變化為零，根據(jù)動量定理

Ft=Δp

可知Δt時間內(nèi)所受合外力的沖量為零，故D錯誤。

故答案為：A。

【分析】勻速圓周運動的加速度指向圓心，方向不斷改變，是加速度變化的曲線運動。功是標(biāo)量。熟練掌握曲線運動的特點，根據(jù)動量定理分析物體合外力沖量的大小。2．【答案】C【解析】【解答】A、設(shè)質(zhì)點的總路程為2x，在粗糙水平面上所受摩擦力為f，質(zhì)點在第一階段有

F-fx=12mv12

在第二階段有

Fx=12mv22-12mv12

可得

12mv22-12mv12>12mv12

整理得

v2>2v1

故A錯誤；

B、質(zhì)點在第一階段有3．【答案】B【解析】【解答】設(shè)桿的長度為2L，當(dāng)A球運動到最高點時，桿對B球的作用力恰好為零，對B分析只有重力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律m解得ω=對A分析，由牛頓第二定律得F+聯(lián)立解得F=方向向下，B符合題意，ACD不符合題意。故答案為：B。

【分析】B球的重力提供向心力可以求出角速度的大小，結(jié)合A球的牛頓第二定律可以求出A球受到桿的作用力大小。4．【答案】C【解析】【解答】A、對小球，做圓周運動的周期為

T=2πω

故A錯誤；

B、小球做圓周運動的線速度與角速度的關(guān)系滿足

r=vω

由幾何關(guān)系可知

r=(L+R)sinα

即小球做圓周運動的線速度與角速度的比值為

vω=(L+R)sinα

故B錯誤；

C、小球做圓周運動的線速度與角速度的乘積

vω=ωrω=ω2r=a

由受力分析可知

ma=mgtanα

5．【答案】A【解析】【解答】根據(jù)萬有引力提供向心力得

GMmR2=mv2R

第一宇宙速度

v=GMR

則已知地球的質(zhì)量、半徑和引力常數(shù)，可以求出第一宇宙速度，根據(jù)重力提供向心力得

GMm6．【答案】B【解析】【解答】小球從A點做平拋運動到B點，則有

R=vAt，R=12gt2

解得

vA=Rg2

在A點若小球?qū)ι稀⑾鹿鼙诰鶡o壓力，則

mg=mv2R

解得

v=Rg

因為

vA<Rg

所以管壁對小球有向上的支持力，則

mg-N1=mvA2R

解得

N1=12mg=2N

7．【答案】A【解析】【解答】A、根據(jù)開普勒第二定律得

12r1vA?Δt=12r2vB?Δt

可知衛(wèi)星在轉(zhuǎn)移軌道上運動時經(jīng)過A、B兩點的線速度大小之比為

vAvB=r2r1

故A正確；

B、衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動時，根據(jù)萬有引力提供向心力有

GMmr2=ma

所以

a=GM8．【答案】A,C【解析】【解答】A、組合體的向心加速度

a=vω=2πvT

解得

T=2πva

故A正確；

D、組合體的軌道半徑

r=v2a

又

GMmr2=mv2r

GMm'R2=m'g

R=r-h

聯(lián)立解得

g=v4av9．【答案】A,C【解析】【解答】A、上升過程，有

v=v0-at

動能為

Ek=12mv2=12m(v02-2v0at+a2t2)

則

ΔEkΔt=-mv0a+ma2t

下降過程，有

v'=a't

動能為

Ek=12mv'10．【答案】B,D【解析】【解答】A、無論換什么樣的油液，對于工作臺上的木塊只受到壓力以及重力，二者等大反向，可知彈簧被壓縮的長度一樣，工作臺的高度不變，木塊下降的高度不變，故A錯誤；

B、換液之后阻力變大，通過相同的距離，木塊下降過程的時間變長，故B錯誤；

C、換液前后靜止時工作臺高度是一樣的，高度變化量也一樣，重力做功為

W=mgΔh

因此換液前后重力做功不變，故C錯誤；

D、換液前后靜止時工作臺高度是一樣的，阻力變大，高度變化量也一樣，液體阻力對圓盤所做的功增大，故D正確。

故答案為：BD。

【分析】粘稠的油液只有在圓盤運動過程才會對圓盤產(chǎn)生阻力，當(dāng)圓盤靜止時，油液對圓盤的阻力為零。故更換油液后，最終圓盤處于靜止?fàn)顟B(tài)，工作臺的受力情況不變，及彈簧形變量不變，重物下降高度不變。根據(jù)牛頓第二定律可知更換油液后，木板下降的加速度增大，運動相同的位移所需時間變大。再結(jié)合公的定義分析重力及液體阻力做功情況。11．【答案】B,D【解析】【解答】AB、設(shè)剛釋放時繩與豎直方向的夾角為θ，此時繩上拉力最小為

F2=mgcosθ

球擺到最低點時繩上拉力最大，設(shè)繩長為L，球到最低點時速度為v，由機械能守恒有

mgL(1-cosθ)=12mv2

據(jù)向心力公式有

F1-mg=mv2L

聯(lián)立解得

F1=3mg-2F2

可見F1-F2圖像的斜率為定值-2，與m無關(guān)

F1-F2=3mg-3F2=3mg-3mg12．【答案】B,C【解析】【解答】AC、木箱在斜面上段滑行的過程有

(mgsin30°-μ1mgcos30°)L1=Ek-0

E1=E0-μ1mgcos30°L1

由題意有

E1=3Ek

由圖可知

L1=5L0

13．【答案】（1）1.8；50（2）不變【解析】【解答】（1）根據(jù)速度公式可得，紙帶運動的速度大小為

v=Lt=3.6×10-2150m/s=1.8m/s

根據(jù)角速度公式可得

14．【答案】（1）Msinθ；b（2）12M(【解析】【解答】（1）滑塊靜止在傾角為θ的斜面上時，設(shè)繩子此時的拉力為T，則根據(jù)平衡條件可有

T=Mgsinθ

而繩子上的拉力由沙和沙桶的重力提供，則可知沙和沙桶的總重力為Mgsinθ，由此可知沙和沙桶的總質(zhì)量為Msinθ；

該實驗中用平均速度代替瞬時速度，則滑塊通過Q點時的瞬時速度為

vQ=bΔt

（2）機械能為動能與勢能之和，在滑塊從P點運動到Q點的過程中，滑塊到達Q點時的動能為

Ek=12Mv2=12M(bΔt)2

滑塊增加的勢能為

Ep=Mgh=Mgdsin15．【答案】（1）解：由題意可知，A、B組成的系統(tǒng)機械能守恒，有1根據(jù)幾何關(guān)系有hh根據(jù)運動的合成與分解有v聯(lián)立解得v（2）解：輕繩斷裂后，A球做平拋運動，B球做豎直上拋運動，B球上拋初速度v設(shè)經(jīng)過時間t兩球重力的功率大小相等，則mvv聯(lián)立解得t=【解析】【分析】（1）AB為連接體模型，兩球沿繩方向的分速度大小相等，且在整個運動過程中，AB構(gòu)成的系統(tǒng)機械能守恒，根據(jù)幾何關(guān)系確定A球滑到C時，AB兩球運動的位移，再根據(jù)機械能守恒定律及運動的合成與分解進行解答；

（2）輕繩斷裂后，A球做平拋運動，B球做豎直上拋運動，結(jié)合（1）中分析及結(jié)論確定B球做豎直上拋運動的初速度。當(dāng)兩球重力的功率大小相等，根據(jù)瞬時功率公式確定此時兩球速度的大小關(guān)系，再結(jié)合平拋運動豎直方向的運動特點及豎直上拋運動的規(guī)律進行解答。16．【答案】（1）解：對物體P受力分析，根據(jù)牛頓第二定律mg?kx=ma可得a=g?結(jié)合a?x圖像可知，縱截距表示星球表面重力加速度。則有g(shù)（2）解：設(shè)星球B的質(zhì)量為M。根據(jù)黃金替換公式G根據(jù)質(zhì)量與體積關(guān)系式M=ρ?聯(lián)立得ρ=由于星球A和星球B密度相等，可見gAR則星球B與星球A的質(zhì)量比M聯(lián)系以上各式可得M=8星球A以星球B為中心天體運行時，受到星球B的萬有引力作用做勻速圓周運動。研究星球A，根據(jù)向心力公式G解得T（3）解：將星球A和星球B看成雙星模型時，它們在彼此的萬有引力作用下做勻速圓周運動。研究星球AG研究星球BG又r聯(lián)立可得T則T【解析】【分析】（1）對物體進行受力分析，豎直方向受到重力和彈力，在豎直方向利用牛頓第二定律求解物體的加速度表達式，結(jié)合圖像求解重力加速度；

（2）衛(wèi)星做圓周運動，萬有引力提供向心力，結(jié)合衛(wèi)星的質(zhì)量，根據(jù)向心力公式列方程求解運動的周期；

（3）兩個星球繞著兩者的質(zhì)心做圓周運動，萬有引力提供向心力，角速度相同，利用向心力公式求解周期的關(guān)系。17．【答案】（1）解：若傳送帶逆時針轉(zhuǎn)動，要使物塊始終不脫離軌道，物塊最多上升到半圓軌道與圓心等高處，則根據(jù)能量守恒定律，解除鎖定前彈簧彈性勢能的最大值為E所以解除鎖定前彈簧彈性勢能E（2）解：若物塊剛好能通過半圓軌道的最高點E，則根據(jù)牛頓第二定律有mg=m解得v物塊從D到E的過程中，根據(jù)機械能守恒定律有mg2R=解得v物塊被彈簧彈出滑到C點的過程中，根據(jù)能量守恒定律有E解得v若傳送帶以vDμmgx=解得x=0若物塊只能上升到與圓心等高處，根據(jù)機械能守恒定律有mgR=解得v設(shè)物塊在傳送帶上向右減速到v'D=2?μmg解得x所以傳送帶可以逆時針轉(zhuǎn)動且速度任意大小，傳送帶也可以順時針轉(zhuǎn)動且速度v≤22m/s（3）解