甘肅省慶陽市華池縣第一中學(xué)2023-2024學(xué)年高一下學(xué)期期中考試物理試卷（解析版）

甘肅省華池縣第一中學(xué)2023—2024學(xué)年度第二學(xué)期期中考試高一物理注意事項(xiàng)：1．本試卷分選擇題和非選擇題兩部分。滿分100分，考試時(shí)間75分鐘。2．考生作答時(shí)，請(qǐng)將答案答在答題卡上。選擇題每小題選出答案后，用2B鉛筆把答題卡上對(duì)應(yīng)題目的答案標(biāo)號(hào)涂黑；非選擇題請(qǐng)用直徑0.5毫米黑色墨水簽字筆在答題卡上各題的答題區(qū)域內(nèi)作答，超出答題區(qū)域書寫的答案無效，在試題卷、草稿紙上作答無效。3．本試卷命題范圍：必修第二冊(cè)。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(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1.下列說法正確的是（）A.卡文迪什通過扭秤實(shí)驗(yàn)測(cè)出了引力常量B.伽利略發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，并測(cè)得了引力常量C.根據(jù)表達(dá)式可知，當(dāng)r趨近于零時(shí)，萬有引力趨近于無窮大D.兩物體間的萬有引力總是大小相等，方向相反，是一對(duì)平衡力【答案】A【解析】【詳解】A．卡文迪什通過扭秤實(shí)驗(yàn)測(cè)出了引力常量，故A正確；B．牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，卡文迪許測(cè)得了引力常量，故B錯(cuò)誤；C．當(dāng)r趨近于零時(shí)，兩物體不能視為質(zhì)點(diǎn)，萬有引力定律不適用，故C錯(cuò)誤；D．兩物體間的萬有引力總是大小相等，方向相反，是相互作用力，故D錯(cuò)誤。故選A。2.如圖甲所示，民航客機(jī)都有緊急出口，發(fā)生意外打開緊急出口，狹長(zhǎng)的氣囊會(huì)自動(dòng)充氣，生成一條連接出口與地面的斜面，人員可以較快地沿斜面滑行到地面（可等效為圖乙），斜面固定不動(dòng)，不計(jì)空氣阻力。若人員沿斜面加速下滑，則人在下滑過程中（）A.重力對(duì)人做正功 B.支持力對(duì)人做負(fù)功C.合力對(duì)人不做功 D.摩擦力對(duì)人做正功【答案】A【解析】【詳解】A．由于重力豎直向下，位移方向沿斜面向下，所以重力對(duì)人做正功，故A正確；B．支持力與斜面垂直，位移沿斜面向下，所以支持力不做功，故B錯(cuò)誤；C．合力沿斜面向下，合力做正功，故C錯(cuò)誤；D．摩擦力沿斜面向上，摩擦力做負(fù)功，故D錯(cuò)誤。故選A。3.如圖所示，在德州市的某十字路口，設(shè)置有右轉(zhuǎn)彎專用車道。現(xiàn)有一輛汽車正在水平右轉(zhuǎn)彎車道上行駛，其運(yùn)動(dòng)可視作圓周運(yùn)動(dòng)，行駛過程中車輛未發(fā)生打滑。司機(jī)和副駕駛座上的乘客始終與汽車保持相對(duì)靜止。當(dāng)汽車在水平的右轉(zhuǎn)彎車道上減速行駛時(shí)，下列說法正確的是（）A.司機(jī)和乘客具有相同的線速度B.汽車所受的合力一定指向圓心C.汽車對(duì)乘客的作用力小于汽車對(duì)司機(jī)的作用力D.汽車對(duì)乘客的作用力大于乘客所受的重力【答案】D【解析】【詳解】A．司機(jī)和副駕駛座上的乘客始終與汽車保持相對(duì)靜止，司機(jī)和乘客具有相同的角速度，但半徑不同，根據(jù)線速度與角速度的關(guān)系，則線速度不同，故A錯(cuò)誤；B．因汽車做減速圓周運(yùn)動(dòng)，汽車所受的合力分解為指向圓心的向心力和與運(yùn)動(dòng)方向相反使速率減小的切向力，故合力的方向一定不指向圓心，故B錯(cuò)誤；C．乘客和司機(jī)角速度相同，由牛頓第二定律有右轉(zhuǎn)彎時(shí)乘客的半徑小，但因不確定乘客和司機(jī)的質(zhì)量大小關(guān)系，故汽車對(duì)乘客的作用力和對(duì)司機(jī)的作用力大小關(guān)系無法確定，故C錯(cuò)誤；D．汽車對(duì)乘客的作用力有豎直方向的支持力和水平方向使乘客做減速圓周運(yùn)動(dòng)合力，豎直方向的支持力與乘客所受的重力平衡，則汽車對(duì)乘客兩個(gè)方向的力的合力一定大于乘客所受的重力，故D正確。故選D。4.已知地球同步衛(wèi)星距地面的高度約為地球半徑的6倍，月球繞地球一圈的時(shí)間約為27天。如圖，某時(shí)刻地球、月球和同步衛(wèi)星的中心在一條直線，此時(shí)月球到同步衛(wèi)星的距離與地球半徑之比約為（）A.28 B.48 C.56 D.63【答案】C【解析】【詳解】設(shè)月球圍繞地球運(yùn)行的軌道半徑為，同步衛(wèi)星的運(yùn)行軌道半徑為，根據(jù)開普勒第三定律有其中有，，聯(lián)立解得故此時(shí)月球到同步衛(wèi)星的距離與地球半徑之比約為故選C。5.如圖甲為一種兒熊玩具——不倒翁，其縱截面如圖乙，底部是半球形，球心為O，頂點(diǎn)為P。“翁”靜止時(shí)直立，用手推一下上部，“翁”傾斜，放手后來回?cái)[動(dòng)若干次后重新直立靜止。下列判斷正確的是（）A.“翁”的重心位于O點(diǎn) B.“翁”的重心位于O點(diǎn)上方C.擺動(dòng)中“翁”從直立變傾斜過程，重力勢(shì)能增加 D.擺動(dòng)中“翁”從直立變傾斜過程，重力勢(shì)能減少【答案】C【解析】【詳解】AB．假設(shè)“翁”的重心在O點(diǎn)，則傾斜后，支持力還是沿半徑過球心，“翁”仍平衡，不會(huì)自動(dòng)恢復(fù)直立，假設(shè)重心在O上方，“翁”傾斜后會(huì)傾倒，更不會(huì)自動(dòng)直立，所以重心位于O、P連線上且在O點(diǎn)下方某處，故AB錯(cuò)誤；CD．“翁”靜止時(shí)重心位置最低，所以從直立到傾斜的過程中，重力勢(shì)能增加，故C正確，D錯(cuò)誤。故選C6.如圖所示，木塊A、B并排且固定在水平桌面上，A的長(zhǎng)度是L，B的長(zhǎng)度是。一顆子彈沿水平方向以速度射入A，以速度穿出B。子彈可視為質(zhì)點(diǎn)，其運(yùn)動(dòng)視為勻變速直線運(yùn)動(dòng)。則子彈穿出A時(shí)的速度為（）A. B. C. D.【答案】C【解析】【分析】【詳解】設(shè)子彈穿出A時(shí)的速度為v，由速度位移公式可得，射穿A過程滿足射穿B過程滿足聯(lián)立解得故選C。7.如一質(zhì)量為1kg的物體在水平拉力的作用下，由靜止開始在水平地面上沿x軸運(yùn)動(dòng)，出發(fā)點(diǎn)為x軸零點(diǎn)，拉力做的功W與物體坐標(biāo)x的關(guān)系如圖所示，物體與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，重力加速度大小取，下列說法正確的是（）A.在x=1m時(shí)，拉力的功率為6WB.在x=4m時(shí)，物體的動(dòng)能為3JC.從x=2m之后，物體將做勻減速直線運(yùn)動(dòng)D.從x=0到x=2m過程中，物體克服摩擦力做的功為4J【答案】D【解析】【詳解】A．由于拉力在水平方向，則拉力做的功為可看出圖像的斜率代表拉力F，知在x1=1m時(shí)拉力。物體運(yùn)動(dòng)到x解得物體的速度為v則此時(shí)拉力的功率故A錯(cuò)誤；B．物體運(yùn)動(dòng)到x=4此時(shí)物體的動(dòng)能為故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)圖像可知，的過程中拉力，的過程中拉力F2=2N，由于物體受到的摩擦力恒為所以從之后物體將做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤；D．從運(yùn)動(dòng)到，物體克服摩擦力做的功為故D正確。故選D。二、多項(xiàng)選擇題：本題共3小題，每小題5分，共15分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。8.如圖所示為一種齒輪傳動(dòng)裝置，忽略齒輪嚙合部分的厚度，甲、乙兩個(gè)輪子的半徑之比為1∶3，則在傳動(dòng)的過程中（）A.甲、乙兩輪的角速度之比為3∶1B.甲、乙兩輪的周期之比為3∶1C.甲、乙兩輪邊緣處的線速度之比為3∶1D.甲、乙兩輪邊緣上的點(diǎn)相等時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過的弧長(zhǎng)之比為1∶1【答案】AD【解析】【分析】【詳解】C．這種齒輪傳動(dòng)，與不打滑的皮帶傳動(dòng)規(guī)律相同，即兩輪邊緣的線速度大小相等，即線速度之比為1∶1，C錯(cuò)誤；D．根據(jù)線速度的定義可知，弧長(zhǎng)即弧長(zhǎng)之比為1∶1，D正確；A．根據(jù)甲、乙兩個(gè)輪子的半徑之比1∶3，故甲、乙兩輪的角速度之比A正確；B．周期所以甲、乙兩輪的周期之比B錯(cuò)誤。故選AD。9.如圖所示為中國(guó)無人機(jī)“翼龍”飛行時(shí)的照片。無人機(jī)巡航時(shí)水平分速度為40m/s，豎直分速度為0。無人機(jī)接收到動(dòng)作指令后立即在豎直方向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，在水平方向上仍以40m/s的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)。以無人機(jī)接收到動(dòng)作指令為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，當(dāng)無人機(jī)運(yùn)動(dòng)的水平位移為160m時(shí)，其豎直位移也為160m，關(guān)于這一過程，下列說法正確的是（）A.無人機(jī)的運(yùn)動(dòng)軌跡為直線B.無人機(jī)的運(yùn)動(dòng)軌跡為曲線C.無人機(jī)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為4sD.無人機(jī)的加速度大小為20m/s2【答案】BCD【解析】【詳解】AB．水平方向勻速直線運(yùn)動(dòng)，豎直方向勻加速直線運(yùn)動(dòng)，其合運(yùn)動(dòng)是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，軌跡為曲線，A錯(cuò)誤，B正確；C．水平方向滿足解得運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為C正確；D．豎直方向滿足解得D正確故選BCD。10.如圖所示，一條不可伸長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)繩繞過光滑的定滑輪，一端連接輕質(zhì)彈簧，另一端連接質(zhì)量的物塊Q，彈簧下端與放置在地面上的質(zhì)量的重物P相連，物塊Q放置在傾角的足夠長(zhǎng)的粗糙斜面上，它與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)，連接物塊Q的輕繩與斜面平行。已知彈簧的勁度系數(shù)為，重力加速度取，，?，F(xiàn)將細(xì)繩剛好拉直，然后由靜止釋放物塊Q，直至重物P剛要離開地面，針對(duì)上述過程，下列說法正確的是（）A.物塊Q重力勢(shì)能的減少量為12JB.物塊Q損失的機(jī)械能為8JC.物塊Q的動(dòng)能先增大后減小D.物塊Q的機(jī)械能先增大后減小【答案】AC【解析】【詳解】A.由題意可得解得物塊Q重力勢(shì)能的減少量為故A正確；B.物塊Q損失機(jī)械能為克服摩擦力和繩子拉力做的功為解得故B錯(cuò)誤；C.在Q下滑過程有當(dāng)時(shí)，有故動(dòng)能先增大后減小，故C正確；D.下滑過程，繩子拉力和摩擦力均對(duì)物塊Q做負(fù)功，故機(jī)械能一直減小，故D錯(cuò)誤。故選AC。三、非選擇題：本題共5小題，共57分。11.在某次探究平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中，描出小球平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖所示，A、、是運(yùn)動(dòng)軌跡上的三個(gè)點(diǎn)，以A點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)建立坐標(biāo)系，已知小球從到的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為，回答以下問題：（1）由軌跡圖來判斷，A點(diǎn)__________平拋運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)（選填“是”或“不是”）；由圖可計(jì)算得出平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為__________（保留兩位有效數(shù)字）；（2）小球在點(diǎn)的速度大小為__________（保留兩位有效數(shù)字），當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萠_________（保留三位有效數(shù)字）?！敬鸢浮竣?不是②.1.0③.2.2④.10.0【解析】【詳解】（1）[1]根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)可知小球從A到B的運(yùn)動(dòng)時(shí)間也為，由初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移比為可知A點(diǎn)不是拋出點(diǎn)；[2]由圖可計(jì)算得出平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為（2）[3]小球在點(diǎn)的豎直分速度大小在B點(diǎn)的速度為[4]由可得12.某同學(xué)利用豎直上拋小球的頻閃照片驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，頻閃儀每隔0.05s閃光一次，如圖所標(biāo)數(shù)據(jù)為實(shí)際距離，該同學(xué)通過計(jì)算得到不同時(shí)刻的速度如下表。（當(dāng)?shù)刂亓铀俣热?.8m/s2，小球質(zhì)量m=0.2kg，結(jié)果保留3位有效數(shù)字）時(shí)刻t2t3t4t5速度/（m·s-1）4.994.483.98（1）由頻閃照片上的數(shù)據(jù)計(jì)算時(shí)刻小球的速度=______m/s；（2）從到時(shí)間內(nèi)，重力勢(shì)能增量=______J，動(dòng)能減少量=______J；（3）在誤差允許范圍內(nèi)，若與近似相等，即可驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律。由上述計(jì)算得______（選填“>”、“<”或“=”），造成這種結(jié)果的主要原因是______。【答案】①.3.48②.1.24③.1.28④.<⑤.存在空氣阻力【解析】【詳解】（1）[1]根據(jù)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度，則有（2）[2]重力勢(shì)能的增加量[3]在t2時(shí)刻小球的速度則從t2到t5時(shí)間內(nèi)，動(dòng)能的減小量為（3）[4]由上述計(jì)算得ΔEp<ΔEk[5]由于紙帶和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的摩擦以及空氣阻力的存在，導(dǎo)致動(dòng)能減小量沒有全部轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能。13.木星的衛(wèi)星之一叫“艾奧”，它上面的珞珈火山噴出的巖塊初速度為時(shí)，上升高度可達(dá)h，已知“艾奧”的半徑為R，忽略“艾奧”的自轉(zhuǎn)及巖塊運(yùn)動(dòng)過程中受到稀薄氣體的阻力，引力常量為，求：（1）“艾奧”的質(zhì)量；（2）在“艾奧”上發(fā)射衛(wèi)星所需的最小發(fā)射速度。【答案】（1）；（2）【解析】【詳解】（1）巖塊做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，則有解得衛(wèi)星表面重力加速度為忽略“艾奧”的自轉(zhuǎn)，則有解得（2）行星的第一宇宙速度等于衛(wèi)星在該行星表面軌道做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的線速度，某衛(wèi)星在“艾奧”表面繞其做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)有解得14.近段時(shí)間，針對(duì)佩洛西竄訪臺(tái)灣，我解放軍在臺(tái)海周邊6個(gè)區(qū)域組織了航母編隊(duì)威懾演練。如圖甲，我國(guó)山東艦航母上的艦載機(jī)采用滑躍式起飛，甲板是由水平甲板和上翹甲板兩部分組成，假設(shè)上翹甲板BC是與水平甲板AB平滑連接的一段斜面，模型簡(jiǎn)化圖如圖乙所示，BC長(zhǎng)為L(zhǎng)，BC與AB間夾角為。若艦載機(jī)從A點(diǎn)處由靜止開始以加速度a做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)時(shí)間t達(dá)到B點(diǎn)，進(jìn)入BC保持恒定功率加速，在C點(diǎn)剛好達(dá)到起飛速度v。已知艦載機(jī)的總質(zhì)量為m（忽略滑行過程中的質(zhì)量變化），艦載機(jī)在甲板上運(yùn)動(dòng)時(shí)受到甲板的摩擦力和空氣阻力之和看作恒力，大小為其重力的k倍，重力加速度為g。求：（1）艦載機(jī)的最小額定功率；（2）艦載機(jī)在BC段運(yùn)行的最長(zhǎng)時(shí)間?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】【詳解】（1）艦載機(jī)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)且達(dá)到額定功率時(shí)，對(duì)應(yīng)功率最小，設(shè)，從A點(diǎn)到B點(diǎn)，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有由牛頓第二定律有B點(diǎn)處有聯(lián)立解得（2）艦載機(jī)在BC段運(yùn)行的最長(zhǎng)時(shí)間設(shè)為，根據(jù)動(dòng)能定理有解得15.如圖，半徑的光滑圓弧軌道與足夠長(zhǎng)的粗糙軌道在處平滑連接，為圓弧軌道的圓心，點(diǎn)為圓弧軌道的最低點(diǎn)，半徑、與的夾角分別為和。在高的光滑水平平臺(tái)上，一質(zhì)量的小物塊壓縮彈簧后被鎖扣鎖住，儲(chǔ)存了一定量的彈性勢(shì)能，若打開鎖扣，小物塊將以一定的水平速度向右滑下平臺(tái)，做平拋運(yùn)動(dòng)恰從點(diǎn)沿切線方向進(jìn)入圓弧軌道，物塊進(jìn)入圓弧軌道后立即在處放一個(gè)彈性擋板碰撞過程機(jī)械能不損失。已知物體與軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)，重力加速度取，，。求：（1）彈簧存儲(chǔ)的彈性勢(shì)能；（2）物體經(jīng)過點(diǎn)時(shí)，對(duì)圓弧軌道壓力的大小；（3）物體在軌道上運(yùn)動(dòng)的路程?！敬鸢浮浚?）；（2），方向豎直向下；（3