湖北省武漢市江夏實(shí)驗(yàn)中學(xué)2024-2025學(xué)年高一物理下學(xué)期期中試題含解析

PAGE15-湖北省武漢市江夏試驗(yàn)中學(xué)2024-2025學(xué)年高一物理下學(xué)期期中試題（含解析）一、選擇題1.在科學(xué)的發(fā)展歷程中，很多科學(xué)家做出了杰出的貢獻(xiàn)。下列敘述符合物理學(xué)史實(shí)的是（）A.伽利略在前人的基礎(chǔ)上通過視察總結(jié)得到行星運(yùn)動(dòng)三大定律B.開普勒以行星運(yùn)動(dòng)定律為基礎(chǔ)總結(jié)出了萬有引力定律C.卡文迪許通過試驗(yàn)測(cè)出了引力常量D.牛頓提出了萬有引力定律，并通過試驗(yàn)測(cè)出了引力常量【答案】C【解析】【詳解】A．開普勒在前人的基礎(chǔ)上通過視察總結(jié)得到行星運(yùn)動(dòng)三大定律，故A錯(cuò)誤；B．牛頓以行星運(yùn)動(dòng)定律為基礎(chǔ)總結(jié)出了萬有引力定律，故B錯(cuò)誤；C．卡文迪許通過試驗(yàn)測(cè)出了引力常量，故C正確；D．牛頓提出了萬有引力定律，卡文迪許通過試驗(yàn)測(cè)出了引力常量，故D錯(cuò)誤。故選C。2.如圖，海王星繞太陽沿橢圓軌道運(yùn)動(dòng)，P為近日點(diǎn)，Q為遠(yuǎn)日點(diǎn)，M、N為軌道短軸的兩個(gè)端點(diǎn)，運(yùn)行的周期為T0，若只考慮海王星和太陽之間的相互作用，則海王星在從P經(jīng)過M、Q到N的運(yùn)動(dòng)過程中()A.從P到M所用的時(shí)間等于B.從Q到N階段，機(jī)械能漸漸變大C.從P到Q階段，速率漸漸變小D從M到N階段，萬有引力對(duì)它先做負(fù)功后做正功【答案】CD【解析】【詳解】A．海王星在PM段的速度大小大于MQ段的速度大小，則PM段的時(shí)間小于MQ段的時(shí)間，所以P到M所用的時(shí)間小于，故A錯(cuò)誤；B．從Q到N的過程中，由于只有萬有引力做功，機(jī)械能守恒，故B錯(cuò)誤；C．從P到Q階段，萬有引力做負(fù)功，速率減小，故C錯(cuò)誤；D．依據(jù)萬有引力方向與速度方向的關(guān)系知，從M到N階段，萬有引力對(duì)它先做負(fù)功后做正功，故D正確。故選D。3.歐洲天文學(xué)家宣布在太陽系之外發(fā)覺了一顆可能適合人類居住的類地行星，命名為“格利斯581c”。該行星的質(zhì)量約是地球的5倍，直徑約是地球的1.5倍，現(xiàn)假設(shè)有一艘宇宙飛船繞該星球在其表面旁邊軌道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是（）A.飛船在“格利斯581c”表面旁邊運(yùn)行時(shí)的周期要比繞地球表面旁邊運(yùn)行時(shí)的周期小B.“格利斯581c”的平均密度比地球的平均密度小C.“格利斯581c”表面處重力加速度小于9.8m/s2D.飛船在“格利斯581c”表面旁邊運(yùn)行時(shí)的線速度小于7.9km/s【答案】A【解析】【詳解】A．依據(jù)得，行星的質(zhì)量是地球質(zhì)量的5倍，直徑是地球的1.5倍，則周期是地面運(yùn)行的周期的倍，周期比地球表面運(yùn)行的周期小，故A正確；B．依據(jù)密度行星的質(zhì)量是地球質(zhì)量的5倍，直徑是地球的1.5倍，所以密度大約是地球的1.5倍，比地球密度大，故B錯(cuò)誤。C．在星球表面，依據(jù)得，行星的質(zhì)量是地球質(zhì)量的5倍，直徑是地球的1.5倍，知表面的重力加速度是地球表面重力加速度的2.2倍，大于9.8m/s2，故C錯(cuò)誤。D．依據(jù)得，行星的質(zhì)量是地球質(zhì)量的5倍，直徑是地球的1.5倍，則線速度是地球表面運(yùn)行速度的1.8倍，大于7.9km/s，故D錯(cuò)誤。故選A。4.人造飛船首先進(jìn)入的是近地點(diǎn)距地面高度為200km、遠(yuǎn)地點(diǎn)距地面高度為340km的橢圓軌道，在飛行第五圈的時(shí)候，飛船從橢圓軌道運(yùn)行到以遠(yuǎn)地點(diǎn)與地心間距為半徑的圓形軌道上，如圖所示，飛船在橢圓軌道1上運(yùn)行，Q為近地點(diǎn)，P為遠(yuǎn)地點(diǎn)，當(dāng)飛船運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)點(diǎn)火加速，而后沿圓軌道2運(yùn)行，以下說法正確的是（）A.飛船在軌道1上經(jīng)過P點(diǎn)的加速度大于在軌道2上經(jīng)過P點(diǎn)的加速度B.飛船在Q點(diǎn)受到的萬有引力大于該點(diǎn)所需的向心力C.飛船在軌道1上經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)受到的萬有引力小于該點(diǎn)所需的向心力D.飛船在軌道1上經(jīng)過P點(diǎn)的速度小于在軌道2上經(jīng)過P點(diǎn)的速度【答案】D【解析】【詳解】A．飛船在軌道1上經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)所受的萬有引力與在軌道2上經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)所受的萬有引力相等，則飛船在軌道1上經(jīng)過P點(diǎn)的加速度等于在軌道2上經(jīng)過P點(diǎn)的加速度，故A錯(cuò)誤；BC．萬有引力大于該點(diǎn)所需的向心力會(huì)做近心運(yùn)動(dòng)，萬有引力小于該點(diǎn)所需的向心力會(huì)做離心運(yùn)動(dòng)。即飛船在Q點(diǎn)的萬有引力小于該點(diǎn)所需的向心力，飛船在軌道1上經(jīng)過P點(diǎn)的萬有引力大于該點(diǎn)所需的向心力，故BC錯(cuò)誤；D．當(dāng)飛船運(yùn)動(dòng)到軌道1上的P點(diǎn)時(shí)點(diǎn)火，使飛船沿圓軌道2運(yùn)行，使萬有引力不夠供應(yīng)向心力，做離心運(yùn)動(dòng)。所以飛船在軌道1上P的速度小于在軌道2上P的速度，故D正確。故選D。5.半徑分別為r和R（r＜R）的兩個(gè)光滑半圓形槽的圓心在同一水平面上，如圖所示，質(zhì)量相等的兩小球分別自兩個(gè)半圓形槽左邊緣的最高點(diǎn)由靜止釋放，在下滑過程中兩小球（）A.機(jī)械能總是相等的B機(jī)械能均漸漸減小C.經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大小相等D.在最低點(diǎn)時(shí)的向心加速度大小不相等【答案】AC【解析】【詳解】AB．半圓形槽光滑，兩個(gè)物體在下滑過程中，均只有重力做功，機(jī)械能均守恒；因起先時(shí)兩球機(jī)械能相等，則兩球的機(jī)械能總是相等且是不變的，故A正確，B錯(cuò)誤；CD．依據(jù)機(jī)械能守恒定律，得則到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)的向心加速度即在最低點(diǎn)時(shí)的向心加速度大小相等，與軌道半徑無關(guān)；由牛頓其次定律解得N=3mg即經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大小相等，與軌道半徑無關(guān)，故C正確，D錯(cuò)誤。故選AC。6.如圖所示，豎直放置的光滑圓軌道被固定在水平地面上，軌道半徑r=0.4m，軌道最低點(diǎn)處有一小球（半徑比r小很多）?，F(xiàn)給小球一水平向右的初速度v0，要使小球不脫離圓軌道運(yùn)動(dòng)，下列v0取值合適的是（g取10m/s2）（）A.v0≤2m/s B.v0≥0C.v0≥4m/s D.v0≥2m/s【答案】AD【解析】【詳解】在最高點(diǎn)的臨界狀況解得依據(jù)動(dòng)能定理得解得若不通過四分之一圓周，依據(jù)動(dòng)能定理有解得所以或故選AD。7.如圖所示，一個(gè)長為L、質(zhì)量為M的長方形木板靜止在光滑水平面上，一個(gè)質(zhì)量為m的物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）以水平初速度v0從木板的左端滑向另一端，設(shè)物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，當(dāng)物塊與木板達(dá)到相對(duì)靜止時(shí)，物塊仍在長木板上，物塊相對(duì)木板的位移為d，木板相對(duì)地面的位移為s，重力加速度為g。在此過程中（）A.系統(tǒng)由于摩擦而產(chǎn)生的熱量為μmgdB.摩擦力對(duì)物塊做功為－μmg（s＋d）C.摩擦力對(duì)木板做功為－μmgsD.木板動(dòng)能的增量為μmgs【答案】ABD【解析】【詳解】A．系統(tǒng)由于摩擦而產(chǎn)生的熱量等于摩擦力乘以相對(duì)位移，即為Q=μmgd故A正確；B．物塊相對(duì)于地運(yùn)動(dòng)的位移x1=s+d，則摩擦力對(duì)物塊做功為Wf=-μmg（s+d）故B正確；C．木板受到的摩擦力方向與運(yùn)動(dòng)方向相同，則該摩擦力對(duì)木板做正功，則摩擦力對(duì)木板做功為W板=μmgs故C錯(cuò)誤；D．依據(jù)動(dòng)能定理可知，木板動(dòng)能的增量等于摩擦力對(duì)木板做的功，即為μmgs，故D正確。故選ABD。8.如圖所示，小球在豎直向下的力F作用下，將豎直輕彈簧壓縮，若將力F撤去，小球?qū)⑾蛏蠌椘鸩㈦x開彈簧，直到速度為零時(shí)為止，不計(jì)空氣阻力，則小球在上升過程中A.小球的動(dòng)能先增大后減小，彈簧彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化成小球的動(dòng)能B.小球在離開彈簧時(shí)動(dòng)能達(dá)到最大值C.小球動(dòng)能最大時(shí)彈簧彈性勢(shì)能為零D.小球、彈簧與地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒【答案】D【解析】【詳解】A．撤去外力剛起先的一段時(shí)間內(nèi)，小球受到的彈力大于重力，合力向上，小球向上加速運(yùn)動(dòng)，隨著彈簧形變量的減小，彈力減小，后來彈力小于重力，小球做減速運(yùn)動(dòng)，離開彈簧后，小球僅受重力作用而做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，由此可知，小球的動(dòng)能先增大后減小，彈簧的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能和重力勢(shì)能，故A錯(cuò)誤；BC．由A分析可知，小球先做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)彈力等于重力時(shí)，a=0，速度最大，動(dòng)能最大，此后彈力小于重力，小球做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng)，直到彈簧復(fù)原原長時(shí)，小球飛離彈簧，故小球在離開彈簧時(shí)動(dòng)能不是最大，小球動(dòng)能最大時(shí)彈性勢(shì)能不為零，故BC錯(cuò)誤；D．由于整體所受外力不做功，故小球、彈簧與地球所組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，故D正確。故選D。9.某測(cè)試員測(cè)試汽車啟動(dòng)、加速、正常行駛及剎車的性能．前4s漸漸加大油門，使汽車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，4—15s保持油門位置不變，可視為發(fā)動(dòng)機(jī)保持恒定功率運(yùn)動(dòng)，達(dá)到最大速度后保持勻速，15s時(shí)松開油門并踩剎車，經(jīng)3s停止．已知汽車的質(zhì)量為1200kg，在加速及勻速過程中汽車所受阻力恒為f，剎車過程汽車所受阻力為5f，依據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)描繪v-t圖象如圖所示，下列說法正確的是A.f=1200NB.0—4s內(nèi)汽車所受牽引力36×l0NC.4~15s汽車功率為360kWD.4~15s內(nèi)汽車位移為141m【答案】D【解析】【詳解】A．汽車剎車時(shí)的加速度則依據(jù)牛頓定律可知5f=ma1解得f=2400N故A錯(cuò)誤；B．0-4s內(nèi)汽車的加速度則所受牽引力為故B錯(cuò)誤；C．4~15s汽車功率為P=Fv=fv=2400×30W=72kW故C錯(cuò)誤；D．4-15s內(nèi)由動(dòng)能定理代入數(shù)據(jù)可得x=141m故D正確。故選D10.質(zhì)量為M和m0的滑塊用輕彈簧連接，以恒定速度v沿光滑水平面運(yùn)動(dòng)，與位于正對(duì)面的質(zhì)量為m的靜止滑塊發(fā)生碰撞，如圖所示，碰撞時(shí)間極短，在此過程中，下列狀況可能發(fā)生的是（）A.M、m0、m速度均發(fā)生變更，M和m0的速度都變?yōu)関1，m的速度變?yōu)関2，且滿意（M＋m0）v=（M＋m0）v1＋mv2B.M、m0、m速度均發(fā)生變更，碰后分別為v1、v2、v3，且滿意（M＋m0）v=Mv1＋mv2＋m0v3C.m0的速度不變，M和m的速度變?yōu)関1和v2，且滿意Mv=Mv1＋mv2D.m0的速度不變，M和m的速度都變?yōu)関′，且滿意Mv=（M＋m）v′【答案】CD【解析】【詳解】碰撞的瞬間M和m組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，m0的速度在瞬間不變，以M的初速度方向?yàn)檎较?，若碰后M和m的速度變v1和v2，由動(dòng)量守恒定律得Mv=Mv1+mv2若碰后M和m速度相同，由動(dòng)量守恒定律得故CD正確，AB錯(cuò)誤。

故選CD。11.兩輛質(zhì)量相同的小車，置于光滑的水平面上，有一人靜止在小車A上，兩車靜止，如圖所示．當(dāng)這個(gè)人從A車跳到B車上，接著又從B車跳回A車并與A車保持相對(duì)靜止，則A車的速率A.等于零B.小于B車的速率C.大于B車的速率D.等于B車的速率【答案】B【解析】【詳解】分析系統(tǒng)受力狀況可知，系統(tǒng)水平方向不受外力，水平方向動(dòng)量守恒，規(guī)定水平向右為正方向，由系統(tǒng)動(dòng)量守恒可得：因?yàn)橘|(zhì)量關(guān)系：故速度關(guān)系：故B選項(xiàng)正確．12.如圖所示，質(zhì)量為M的盒子放在光滑的水平面上，盒子內(nèi)表面不光滑，盒內(nèi)放有一塊質(zhì)量為m的物體．從某一時(shí)刻起給m一個(gè)水平向右的初速度v0，那么在物塊與盒子前后壁多次往復(fù)碰撞后（）A.兩者的速度均為零B.兩者的速度總不會(huì)相等C.車的最終速度為，向右D.車的最終速度為，向右【答案】C【解析】【詳解】選物體與小車組成的系統(tǒng)為探討對(duì)象，由水平方向動(dòng)量守恒得：mv0=（M+m）v所以v方向與v0同向，即方向水平向右，故C正確，ABD錯(cuò)誤。二、試驗(yàn)題13.在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的試驗(yàn)中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源頻率為50Hz，當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊闹禐?.80m/s2，測(cè)得所用重物的質(zhì)量為1.00kg．若按試驗(yàn)要求正確地選出紙帶進(jìn)行測(cè)量，量得連續(xù)三點(diǎn)A、B、C到第一個(gè)點(diǎn)的距離如圖所示（相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)間間隔為0.02s）．按要求將下列問題補(bǔ)充完整．（1）紙帶的________(左、右)端與重物相連；（2）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B時(shí)，物體的速度vB=________________m/s；（3）從起點(diǎn)O到打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B的過程中重力勢(shì)能削減量是△Ep=______________J，此過程中物體動(dòng)能的增加量△Ek=_____________J；（計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）（4）試驗(yàn)的結(jié)論是_____________________．【答案】(1).左(2).(3).(4).(5).在誤差允許的范圍內(nèi)，驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律成立【解析】【詳解】(1)[1]物體做加速運(yùn)動(dòng)，由紙帶可知，紙帶上所打點(diǎn)之間的距離越來越大，這說明物體與紙帶的左端相連．(2)[2]勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于該過程中的平均速度，由此可知(3)[3][4]從起點(diǎn)O到B點(diǎn)的過程中重力勢(shì)能削減量是△Ep=mgh=1×9.8×0.0501J≈0.49J動(dòng)能的增加量(4)[5]由(3)可知，在誤差允許的范圍內(nèi)，驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律成立。三、計(jì)算題14.宇航員在地球表面以肯定初速度豎直上拋一小球，經(jīng)過時(shí)間t小球落回原處；他在某星球表面以相同的初速度豎直上拋同一小球，經(jīng)過時(shí)間3t小球落回原處。（地球表面的重力加速度g取10m/s2，空氣阻力不計(jì)）(1)求該星球表面旁邊的重力加速度g′的大??；(2)已知該星球的半徑與地球半徑之比為，求該星球的質(zhì)量與地球的質(zhì)量之比?！敬鸢浮?1)；(2).【解析】【詳解】(1)設(shè)初速度為v0；小球運(yùn)動(dòng)過程只受重力作用，故小球做勻變速運(yùn)動(dòng)；由勻變速運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知：小球回到原點(diǎn)時(shí)的速度和初速度大小相同，方向相反；故加速度(2)由星球表面物體重力等于萬有引力可得所以該星球的質(zhì)量與地球質(zhì)量之比15.如圖所示，傳送帶的水平部分AB的長度為L=1.00m，AB與一圓心在O點(diǎn)、半徑為R=1m的豎直光滑圓軌道的末端相切于A點(diǎn)，AB高出水平地面H=1.25m，一質(zhì)量m=0.1kg的小滑塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）在圓軌道上的P點(diǎn)由靜止釋放，OP與豎直線的夾角θ=37°。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2，滑塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.1，不計(jì)空氣阻力。(1)求滑塊滑到圓軌道末端時(shí)對(duì)軌道的壓力；(2)若傳送帶始終保持靜止，求滑塊的落地點(diǎn)與B間的水平距離；(3)若傳送帶以v0=0.5m/s的速度沿逆時(shí)針方向運(yùn)行（傳送帶上部分由B到A運(yùn)動(dòng)），求滑塊在傳送帶上滑行過程中產(chǎn)生的內(nèi)能?！敬鸢浮?1)1.4N；(2)；(3)0.154J【解析】【詳解】(1)從P到圓軌道末端的過程中，由動(dòng)能定理可得可得滑塊到達(dá)A點(diǎn)時(shí)的速度在軌道末端依據(jù)牛頓其次定律有

可得依據(jù)牛頓第三定律得：滑塊對(duì)圓軌道末端的壓力大小為1.4N，方向豎直向下；(2)從A到B的過程中，只有摩擦力對(duì)滑塊做功，依據(jù)動(dòng)能定理得：代入數(shù)據(jù)可解得滑塊到達(dá)B時(shí)的速度vB=m/s滑塊恰好從B點(diǎn)起先做平拋運(yùn)動(dòng)，所以滑塊落地點(diǎn)距B點(diǎn)的水平距離(3)傳送帶向左運(yùn)動(dòng)和傳送帶靜止對(duì)滑塊的受力狀況沒有變更，滑塊從A至B的運(yùn)動(dòng)狀況沒有變更，所以滑塊對(duì)傳送帶間的相對(duì)位移為所以滑塊在皮帶上滑行過程中產(chǎn)生的內(nèi)能Q=μmg△x=0.1×0.1×10×1.54J=0.154J16.如圖所示，甲車質(zhì)量m1=30kg，車上有質(zhì)量M=50kg的人，甲車（連同車上的人）以v=3m/s的速度向右滑行。此時(shí)質(zhì)量m2=50kg的乙車正以v0=1.8m/s的速度迎面滑來，為了避開兩車相撞，當(dāng)兩車相距適當(dāng)距離時(shí)，人從甲車跳到乙車上，求人跳出甲車