湖北省黃岡市黃梅縣育才高級(jí)中學(xué)2023-2024學(xué)年高一下學(xué)期4月期中物理試題

期中高一物理試題一、單選題：本大題共7小題，共28分。1.A、B兩個(gè)完全相同的金屬小球，A帶有6Q電荷量B帶有4Q電荷量，當(dāng)它們?cè)谶h(yuǎn)大于自身直徑處固定時(shí)，其間靜電斥力大小為F。另有一個(gè)與A、B完全相同的不帶電金屬小球C，若讓C先與B接觸，再與A接觸，拿走C球后，A、B間靜電力的大小變?yōu)椋ǎ〢.6F B.3F C. D.0【答案】C【解析】【分析】【詳解】金屬小球A、B間為靜電斥力，則帶同種電荷，A帶有6Q電荷量，B帶有4Q電荷量，當(dāng)它們?cè)谶h(yuǎn)大于自身直徑處固定時(shí)，有不帶電金屬小球C，先與B接觸，再與A接觸，A電荷量為4Q，B電荷量為2Q，A、B間靜電力的大小變?yōu)槁?lián)立，解得故選C。2.如圖所示，滑雪運(yùn)動(dòng)員沿斜坡下滑了一段距離，重力對(duì)他做功，阻力對(duì)他做功，則下列說(shuō)法中正確的是（）A.滑雪運(yùn)動(dòng)員的重力勢(shì)能一定減少了B.由于未選定參考平面，故無(wú)法判斷滑雪運(yùn)動(dòng)員重力勢(shì)能的變化C.滑雪運(yùn)動(dòng)員的重力勢(shì)能一定減少了D.末位置的重力勢(shì)能等于【答案】A【解析】【詳解】ABC．重力做功為，根據(jù)重力做功與重力勢(shì)能的關(guān)系可知，重力勢(shì)能減小，重力勢(shì)能的變化量與是否選定參考平面無(wú)關(guān)，故A正確，BC錯(cuò)誤；D．由于未選定參考平面，無(wú)法確定末位置的重力勢(shì)能的大小，故D錯(cuò)誤。故選A。3.開(kāi)普勒有關(guān)行星的三個(gè)定律被稱(chēng)為“中世紀(jì)科學(xué)與近代科學(xué)的分水嶺”。如圖所示，下面說(shuō)法正確的是（）A火星繞太陽(yáng)運(yùn)行過(guò)程中，速率不變B.地球靠近太陽(yáng)的過(guò)程中，運(yùn)行速率減小C.在相等時(shí)間內(nèi)，火星和太陽(yáng)的連線(xiàn)掃過(guò)的面積與地球和太陽(yáng)的連線(xiàn)掃過(guò)的面積相等D.火星繞太陽(yáng)運(yùn)行一周的時(shí)間比地球的長(zhǎng)【答案】D【解析】【詳解】ABC．根據(jù)開(kāi)普勒第二定律行星與太陽(yáng)連線(xiàn)在相同時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積相等，即近日點(diǎn)速率大，遠(yuǎn)日點(diǎn)速率小；但是火星與太陽(yáng)連線(xiàn)、地球與太陽(yáng)連線(xiàn)在相同時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積是不相等的，ABC錯(cuò)誤；D．根據(jù)開(kāi)普勒第三定律，可知半徑大的周期長(zhǎng)，即火星繞太陽(yáng)運(yùn)行一周的時(shí)間比地球的長(zhǎng)，D正確；故選D．4.如圖所示，質(zhì)量相同的可視為質(zhì)點(diǎn)的甲、乙兩小球，甲從豎直固定的1/4光滑圓弧軌道頂端由靜止滑下，軌道半徑為R，圓弧底端切線(xiàn)水平，乙從高為R的光滑斜面頂端由靜止滑下．下列判斷正確的是A.兩小球到達(dá)底端時(shí)速度相同B.兩小球由靜止運(yùn)動(dòng)到底端的過(guò)程中重力做功不相同C.兩小球到達(dá)底端時(shí)動(dòng)能相同D.兩小球到達(dá)底端時(shí)，甲小球重力做功的瞬時(shí)功率等于乙小球重力做功的瞬時(shí)功率【答案】C【解析】【分析】【詳解】A．根據(jù)動(dòng)能定理得知兩物塊達(dá)到底端時(shí)的速度大小相等，但是速度的方向不同，速度不同。故A錯(cuò)誤；B．兩物塊運(yùn)動(dòng)到底端的過(guò)程中，下落的高度相同，由WG=mgh=mgR由于質(zhì)量m相同，則重力做功相同，故B錯(cuò)誤；C．兩小球到達(dá)底端時(shí)動(dòng)能m不同，則動(dòng)能不同，故C正確；D．兩物塊到達(dá)底端的速度大小相等，甲重力與速度方向垂直，瞬時(shí)功率為零，而乙球重力做功的瞬時(shí)功率不為零，則甲球重力做功的瞬時(shí)功率小于乙球重力做功的瞬時(shí)功率，故D錯(cuò)誤。故選C。5.如圖所示是地球的兩顆衛(wèi)量a和b，其中b是地球的同步衛(wèi)星，下列說(shuō)法正確的是（）A.衛(wèi)星a所受的向心力大于b所受的向心力B.衛(wèi)星a運(yùn)行周期小于24hC.在地面附近發(fā)射衛(wèi)星b的速度為D.衛(wèi)星a的運(yùn)行速度可能大于【答案】B【解析】【詳解】據(jù)，由于不知道ab兩顆衛(wèi)星的質(zhì)量，故僅根據(jù)r的大小不能判定向心力的大小，故A錯(cuò)誤；據(jù)可得衛(wèi)星的周期，所以a的半徑小于b的半徑，故a的周期小于b的周期24h，故B正確；11.2km/s是發(fā)射脫離地球束縛航天器的最小發(fā)射速度，同步衛(wèi)星仍圍繞地球圓周運(yùn)動(dòng)，故其發(fā)射速度小于11.2km/s，故C錯(cuò)誤；7.9km/s是第一宇宙速度是圍繞地球圓周運(yùn)動(dòng)的最大速度，故衛(wèi)星a的運(yùn)行速度小于7.9km/s，故D錯(cuò)誤．6.高空“蹦極”是勇敢者的游戲。蹦極運(yùn)動(dòng)員將彈性長(zhǎng)繩（質(zhì)量忽略不計(jì)）的一端系在雙腳上，另一端固定在高處的跳臺(tái)上，運(yùn)動(dòng)員無(wú)初速地從跳臺(tái)上落下。若不計(jì)空氣阻力，則（）A.彈性繩剛伸直時(shí)，運(yùn)動(dòng)員開(kāi)始減速B.整個(gè)下落過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)員的機(jī)械能一直在減小C.整個(gè)下落過(guò)程中，重力對(duì)運(yùn)動(dòng)員所做的功大于運(yùn)動(dòng)員克服彈性繩彈力所做的功D.從彈性繩從伸直到最低點(diǎn)的過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)員的重力勢(shì)能與彈性繩的彈性勢(shì)能之和先減小后增大【答案】D【解析】【詳解】A．彈性繩剛伸直到彈性繩彈力等于重力之前，重力大于彈性繩彈力，運(yùn)動(dòng)員都處于加速狀態(tài)，故A錯(cuò)誤；B．運(yùn)動(dòng)員從跳臺(tái)跳下到彈性繩剛伸直過(guò)程中，只受重力，運(yùn)動(dòng)員的機(jī)械能守恒，故B錯(cuò)誤；C．下落到最低點(diǎn)時(shí)，運(yùn)動(dòng)員速度為0，整個(gè)下落過(guò)程中重力對(duì)運(yùn)動(dòng)員所做的功等于運(yùn)動(dòng)員克服彈性繩彈力所做的功，故C錯(cuò)誤；D．從彈性繩從伸直到最低點(diǎn)的過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)員和彈性繩組成的系機(jī)械能守恒，彈性繩從伸直到最低點(diǎn)的過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)員先加速后減速到0，所以運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)能先增大后減小，則運(yùn)動(dòng)員的重力勢(shì)能與彈性繩的彈性勢(shì)能之和先減小后增大，故D正確。故選D。7.一起重裝置把靜置于地面上重物豎直向上提升的過(guò)程中，功率隨時(shí)間變化的Pt圖像如圖所示。在t=1s時(shí)，重物上升的速度達(dá)到最大速度的一半，在t=3s時(shí)，達(dá)到最大速度。在t=6s時(shí)，重物再次勻速上升，取，不計(jì)一切阻力。下列說(shuō)法正確的是（）A.重物的質(zhì)量為4kgB.在t=1s時(shí)，重物加速度大小C.0～6s時(shí)間內(nèi)，重物上升的高度h=85mD.在4～6s時(shí)間內(nèi)，重物做加速度逐漸增大的減速運(yùn)動(dòng)【答案】C【解析】【詳解】A．在t=3s時(shí)，重物達(dá)到最大速度，此時(shí)牽引力大小等于重力，則有解得A錯(cuò)誤；B．在t=1s時(shí)，重物上升的速度達(dá)到最大速度的一半，此時(shí)的牽引力大小為由牛頓第二定律可得解得B錯(cuò)誤；C．在t=6s時(shí)，重物再次勻速上升，由題圖可知，此時(shí)重物的速度在0~1s時(shí)間內(nèi)，重物做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，重物上升的高度在1~3s時(shí)間內(nèi)，重物做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)，由動(dòng)能定理可得代入數(shù)據(jù)解得在3~4s時(shí)間內(nèi)，重物做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，上升的高度則有在4~6s時(shí)間內(nèi)，重物做加速度逐漸減小的減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，由動(dòng)能定理可得代入數(shù)據(jù)解得可得0～6s時(shí)間內(nèi)，重物上升的高度C正確；D．重物速度最大時(shí)，牽引力大小等于重力，4s后功率減小到一半，到t=6s時(shí)，重物速度從最大20m/s減小到10m/s，此時(shí)t=4s時(shí)的牽引力此時(shí)牽引力小于重力，加速度方向向下，重物做減速運(yùn)動(dòng)，在t=6s時(shí)，速度是10m/s，此時(shí)牽引力此時(shí)牽引力等于重力，加速度是零，因此在4～6s時(shí)間內(nèi)，重物做加速度逐漸減小的減速運(yùn)動(dòng)，D錯(cuò)誤。故選C。二、多選題：本大題共3小題，共12分。8.如圖所示，光滑絕緣水平桌面上有A、B兩個(gè)帶電小球（可以看成點(diǎn)電荷），A球帶電量為+2q，B球帶電量為q，由靜止開(kāi)始釋放時(shí)A球加速度大小為B球的兩倍，不計(jì)空氣阻力，下列說(shuō)法正確的是（）A.A球的質(zhì)量是B球質(zhì)量的2倍B.A球與B球受到靜電力的大小相等C.A球與B球受到的靜電力是一對(duì)平衡力D.A、B球相互靠近過(guò)程中加速度都增大，且A球加速度大小總是B球的兩倍【答案】BD【解析】【詳解】BC．A球受到的靜電力和B球受到靜電力是一對(duì)作用力與反作用力，總是大小相等、方向相反，C錯(cuò)誤B正確；A．根據(jù)題意可得A球加速度大小為B球的兩倍，則根據(jù)牛頓第二定律，可知A的質(zhì)量為B的，A錯(cuò)誤；D．A、B球相互靠近過(guò)程中，AB之間靜電力變大，但二者的電場(chǎng)力總是等大反向，A球加速度大小仍為B球的2倍，D正確。故選BD。9.如圖所示，在“嫦娥”探月工程中，設(shè)月球半徑為R，月球表面的重力加速度為g0．飛船在半徑為4R的圓型軌道Ⅰ上運(yùn)動(dòng)，到達(dá)軌道的A點(diǎn)時(shí)點(diǎn)火變軌進(jìn)入橢圓軌道Ⅱ，到達(dá)軌道的近月點(diǎn)B時(shí)，再次點(diǎn)火進(jìn)入近月軌道Ⅲ繞月做圓周運(yùn)動(dòng)，則（）A.飛船在軌道Ⅲ的運(yùn)行速率大于B.飛船在軌道Ⅰ上運(yùn)行速率小于在軌道Ⅱ上B處的速率C.飛船在軌道Ⅰ上的重力加速度小于在軌道Ⅱ上B處重力加速度D.飛船在軌道Ⅰ、軌道Ⅲ上運(yùn)行的周期之比TI:TIII=4:1【答案】BC【解析】【詳解】試題分析：飛船在軌道Ⅲ上，由萬(wàn)有引力提供向心力可知，又在月球表面萬(wàn)有引力等于重力，所以，解得：v＝，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；飛船要由軌道Ⅱ進(jìn)入軌道Ⅲ，必須在B點(diǎn)處減速，故飛船在軌道Ⅱ上B處的運(yùn)行速率大于飛船在軌道Ⅲ上的運(yùn)行速率，而飛船在軌道Ⅰ上的運(yùn)行速率小于飛船在軌道Ⅲ上的運(yùn)行速率，故飛船在軌道Ⅰ上運(yùn)行速率小于在軌道Ⅱ上B處的速率，選項(xiàng)B正確；加速度是由萬(wàn)有引力提供的，由可知選項(xiàng)C正確；由可得，故飛船在軌道Ⅰ、軌道Ⅲ上運(yùn)行的周期之比TI:TIII=8:1，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．考點(diǎn)：萬(wàn)有引力定律及其應(yīng)用，衛(wèi)星的加速度、周期和軌道的關(guān)系，衛(wèi)星的變軌原理10.如圖所示，將個(gè)木板、、固定在墻角，木板與墻壁和地面構(gòu)成了個(gè)不同的三角形，其中和的底邊相同，和的高度相同?，F(xiàn)將一個(gè)可以視為質(zhì)點(diǎn)的物塊分別從個(gè)木板的頂端由靜止釋放，物塊沿木板下滑到底端，物塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為在這個(gè)過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（）A.沿著木板和下滑到底端時(shí)，物塊的速度大小不同；沿著木板和下滑到底端時(shí)，物塊的速度大小相同B.沿著木板下滑到底端時(shí)，物塊的速度最大C.物塊沿著木板下滑到底端的過(guò)程中，產(chǎn)生的熱量是最多的D.物塊沿著木板和下滑到底端的過(guò)程中，產(chǎn)生的熱量是一樣多的【答案】BCD【解析】【詳解】對(duì)物塊從高為的斜面上由靜止滑到底端時(shí)，根據(jù)動(dòng)能定理有①其中為物塊克服摩擦力做的功，因滑動(dòng)摩擦力所以物塊克服摩擦力做的功為②由圖可知，為斜面底邊長(zhǎng)，可見(jiàn)，物體從斜面頂端下滑到底端時(shí)，克服摩擦力做功與斜面底端長(zhǎng)度成正比。AB．因沿著和下滑到底端時(shí)，物體克服摩擦力做功相同，沿著重力做功大于沿重力做功，根據(jù)式得知，沿著下滑到底端時(shí)物塊的速度大于沿下滑到底端時(shí)速度；沿著和下滑到底端時(shí)，重力做功相同，而沿物體克服摩擦力做功小于沿克服摩擦力做功，則由式得知，沿著下滑到底端時(shí)物塊的速度大于沿下滑到底端時(shí)速度；所以沿著下滑到底端時(shí)，物塊的速率最大，而沿著下滑到底端時(shí)，物塊的速率最小，故A錯(cuò)誤，B正確；C．沿時(shí)克服摩擦力做的功最多，物體的機(jī)械能損失最大，產(chǎn)生的熱量最多，故C正確；D．同理，根據(jù)以上分析知，物塊沿和下滑到底端的過(guò)程中，產(chǎn)生的熱量一樣多，故D正確。故選BCD。三、實(shí)驗(yàn)題：本大題共2小題，共17分。11.某同學(xué)設(shè)計(jì)出如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”，讓小鐵球從A點(diǎn)自由下落，下落過(guò)程中經(jīng)過(guò)A點(diǎn)正下方的光電門(mén)B時(shí)，光電計(jì)時(shí)器記錄下小鐵球通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間，已知小鐵球的質(zhì)量為，直徑為，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹椤＃?）為了驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，除了該實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備的如下器材：鐵架臺(tái)、夾子、小鐵球、光電門(mén)、數(shù)字式計(jì)時(shí)器，還需要_____選填“天平”“刻度尺”或“秒表”；（2）若AB之間距離為，則小鐵球從A運(yùn)動(dòng)到B的過(guò)程中，減少的重力勢(shì)能為_(kāi)____，增加的動(dòng)能為_(kāi)____均用題中給出的字母表示；（3）調(diào)整AB之間距離，記錄下小鐵球通過(guò)光電門(mén)B時(shí)間，多次重復(fù)上述過(guò)程，作出隨的變化圖像如圖乙所示。若小球下落過(guò)程中機(jī)械能守恒，則該直線(xiàn)斜率_____；【答案】（1）刻度尺（2）①.②.（3）【解析】【小問(wèn)1詳解】為了驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，除了該實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備的如下器材：鐵架臺(tái)、夾子、小鐵球、光電門(mén)、數(shù)字式計(jì)時(shí)器，還需要使用刻度尺測(cè)量釋放點(diǎn)與光電門(mén)之間的距離【小問(wèn)2詳解】[1]小鐵球從A運(yùn)動(dòng)到B的過(guò)程中，減少的重力勢(shì)能為[2]小球經(jīng)過(guò)光電門(mén)的速度為小鐵球從A運(yùn)動(dòng)到B的過(guò)程中，增加的動(dòng)能為【小問(wèn)3詳解】若小球下落過(guò)程中機(jī)械能守恒，則有可得可知圖像的斜率為12.用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)時(shí)，將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺(tái)上，使重物帶動(dòng)紙帶從靜止開(kāi)始下落。（1）關(guān)于本實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是__________（填字母代號(hào)）。A．應(yīng)選擇密度大、體積小的重物進(jìn)行實(shí)驗(yàn)B．釋放紙帶之前，紙帶必須處于豎直狀態(tài)C．先釋放紙帶，后接通電源（2）實(shí)驗(yàn)中，得到如圖乙所示的一條紙帶。在紙帶上選取三個(gè)連續(xù)打出的點(diǎn)A、B、C，測(cè)得它們到起始點(diǎn)O（O點(diǎn)與下一點(diǎn)的間距接近2mm）的距離分別為為、、。已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期為T(mén)。設(shè)重物質(zhì)量為m。從打O點(diǎn)到B點(diǎn)的過(guò)程中，重物的重力勢(shì)能變化量__________，動(dòng)能變化量__________（用已知字母表示）（3）某同學(xué)用如圖丙所示裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，將力傳感器固定在天花板上，細(xì)線(xiàn)一端系著小球，一端連在力傳感器上。將小球拉至水平位置從靜止釋放，到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)力傳感器顯示的示數(shù)為F。已知小球質(zhì)量為m，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間。在誤差允許范圍內(nèi)，當(dāng)滿(mǎn)足關(guān)系式__________時(shí)，可驗(yàn)證機(jī)械能守恒?！敬鸢浮竣?AB##BA②.③.④.【解析】【詳解】（1）[1]A．應(yīng)選擇質(zhì)量大即密度大、體積小的重物進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以減小空氣阻力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，A正確；B．為了減小紙帶與計(jì)時(shí)器之間的摩擦，釋放紙帶之前，紙帶必須處于豎直狀態(tài)，B正確；C．實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通電源，后釋放紙帶，以獲得較多的數(shù)據(jù)點(diǎn)，C錯(cuò)誤。故選AB。（2）[2][3]從O點(diǎn)到B點(diǎn)的過(guò)程中，重物的重力勢(shì)能變化量為根據(jù)勻變速運(yùn)動(dòng)規(guī)律可得B點(diǎn)的瞬時(shí)速度為故此時(shí)動(dòng)能變化量為（3）[4]設(shè)繩長(zhǎng)為l，最低點(diǎn)時(shí)速度為，根據(jù)牛頓第二定律有以最低位置為零勢(shì)能面，可知此時(shí)動(dòng)能為小球在水平位置時(shí)的重力勢(shì)能為若機(jī)械能守恒有即四、計(jì)算題：本大題共3小題，共44分。13.中國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是中國(guó)自行研制全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。2018年11月19日，我國(guó)在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長(zhǎng)征三號(hào)乙運(yùn)載火箭以“一箭雙星”方式成功將北斗三號(hào)雙星送入預(yù)定軌道，成功完成北斗三號(hào)基本系統(tǒng)部署。如圖所示為其中一顆北斗衛(wèi)星的軌道示意圖。已知該衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T(mén)，地球半徑為R，地球表面附近的重力加速地速度為g，引力常量為G。（1）求地球的質(zhì)量M；（2）求該衛(wèi)星距離地面的高度h?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】【詳解】（1）設(shè)一物體的質(zhì)量為，在地球表面附近，萬(wàn)有引定律等于重力解得地球質(zhì)量（2）設(shè)衛(wèi)星質(zhì)量為，根據(jù)牛頓第二定律解得14.如圖所示，一質(zhì)量為的小物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)），從傾角的足夠長(zhǎng)的水平固定斜面底端，以大小為的速度沿斜面向上運(yùn)動(dòng)