高級中學名校試卷PAGEPAGE12024級高一學年下學期期中考試物理考生注意：1．本試卷滿分100分，考試時間75分鐘。2．答題前，考生務必用直徑0.5毫米黑色墨水簽字筆將密封線內(nèi)項目填寫清楚。3．考生作答時，請將答案答在答題卡上。選擇題每小題選出答案后，用2B鉛筆把答題卡上對應題目的答案標號涂黑；非選擇題請用直徑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。4．本卷命題范圍：必修第二冊，選擇性必修第一冊第一章第1節(jié)至第2節(jié)。一、選擇題（本題共10小題，共46分。在每小題給出的四個選項中，第1~7題只有一項符合題目要求，每小題4分，第8~10題有多項符合題目要求，全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分）1.質(zhì)量的物體在合外力F的作用下由靜止開始運動，其F隨時間t變化的關系圖像如圖所示。內(nèi)，合外力F對物體的沖量為（）A. B. C. D.【答案】A【解析】內(nèi)，合外力F對物體的沖量故選A。2.如圖所示，水平桌面上有一質(zhì)量為m的小木塊，在水平拉力的作用下做半徑為R的勻速圓周運動。已知小木塊與水平桌面間的動摩擦因數(shù)為，重力加速度為g，在小木塊運動一周的過程中，摩擦力做的功為（）A.0 B. C. D.【答案】B【解析】在小木塊運動一周的過程中，摩擦力做功故選B。3.如圖所示，物體用跨過定滑輪的輕繩與汽車連接，汽車以的速度向右做勻速運動。連接小車端的輕繩與水平方向的夾角為，在物體上升的過程中，下列說法正確的是（）A.物體向上做減速運動 B.物體向上做勻速運動C.物體始終處于超重狀態(tài) D.當時，物體的速度大小為【答案】C【解析】ABC．根據(jù)關聯(lián)速度，將小車的速度沿繩和垂直繩方向分解，沿繩方向有物體上升過程中，小車與水平方向的夾角逐漸減小，則物體的速度逐漸增大，做加速運動，物體始終處于超重狀態(tài)，AB錯誤，C正確；D．當時，有，D錯誤；故選C。4.如圖所示為地球沿橢圓軌道繞太陽運動過程中所處的四個位置，其中a、c和太陽在同一直線上，b、d是a、c兩側(cè)軌跡的中點。下列說法正確的是（）A.地球在a位置時的公轉(zhuǎn)速度最小B.地球從a位置經(jīng)b到c位置的時間為半年C.地球從b位置經(jīng)c到d位置的時間為半年D.地球從d位置經(jīng)a到b位置的時間大于半年【答案】B【解析】A．由開普勒第二定律可知，地球在近日點的公轉(zhuǎn)速度最大，故地球在a位置時的公轉(zhuǎn)速度最大，故A錯誤；BCD．地球從a位置經(jīng)b到c位置，公轉(zhuǎn)速度逐漸減小，從c位置經(jīng)d到a位置，公轉(zhuǎn)速度逐漸增大，根據(jù)對稱性可知，地球從a位置經(jīng)b到c位置的時間為半年，從b位置經(jīng)c到d位置的時間大于半年，從d位置經(jīng)a到b位置的時間小于半年，故B正確，CD錯誤。故選B。5.如圖所示，質(zhì)量的小球從離桌面高處由靜止下落，桌面到地面的高度，重力加速度g取，下列說法正確的是（）A.小球在桌面上的重力勢能為零B.若以地面為參考平面，小球在P點的重力勢能為4JC.若以桌面為參考平面，小球在Q點的重力勢能為5JD.P到Q的過程中，重力對小球做正功，小球的重力勢能減少了9J【答案】D【解析】A．選擇不同的參考平面，小球在桌面上的重力勢能不同，故A錯誤；B．若以地面為參考平面，小球在P點的重力勢能，故B錯誤；C．若以桌面為參考平面，小球在Q點的重力勢能，故C錯誤；D．整個下落過程中，重力對小球做正功，小球的重力勢能減少了，故D正確。故選D。6.如圖所示，質(zhì)量為m的人造衛(wèi)星在橢圓軌道上運動，遠地點M和近地點N到地球球心的距離分別為和，衛(wèi)星在M、N處的速度和所受地球萬有引力大小分別為、和、。下列關系式正確的是（）A. B.C. D.【答案】C【解析】當衛(wèi)星做勻速圓周運動時，由萬有引力提供向心力，此時有以地心為圓心，分別以半徑和作出兩個圓形軌道，可知，衛(wèi)星在遠地點M做近心運動，萬有引力大于向心力，則有衛(wèi)星在近地點N做離心運動，萬有引力小于向心力，則有故選C。7.質(zhì)量的汽車在水平路面上從靜止開始做加速度的勻加速直線運動，其牽引力F和車速的倒數(shù)的關系圖像如圖所示。已知汽車前進過程中所受阻力大小恒定，汽車達到額定功率后保持該功率不變，重力加速度g取，下列說法正確的是（）A.汽車所受阻力大小為B.汽車的額定功率為C.汽車做勻加速運動的時間為10sD.當汽車的速度大小為時，其加速度大小為【答案】D【解析】AB．由圖像可知，汽車的最大速度此時有則汽車的額定功率，故AB錯誤；C．汽車做勻加速直線運動的末速度大小則汽車做勻加速運動的時間，故C錯誤；D．當汽車的速度可知汽車達到額定功率，此時牽引力大小根據(jù)牛頓第二定律有解得，故D正確。8.某科學試驗衛(wèi)星繞與地球赤道平面垂直軌道做勻速圓周運動，該衛(wèi)星每天在相同時刻沿相同方向經(jīng)過地球表面某點正上方，且恰好繞地球運行n圈。已知地球的半徑為R，地球自轉(zhuǎn)周期為T，地球表面重力加速度為g，下列說法正確的是（）A.該衛(wèi)星運行速度小于 B.該衛(wèi)星的發(fā)射速度大于C.該衛(wèi)星的周期為 D.該衛(wèi)星的軌道半徑為【答案】AC【解析】AB．因該衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，故衛(wèi)星的運行速度小于，發(fā)射速度滿足，故A正確，B錯誤；C．由于衛(wèi)星每天在相同時刻沿相同方向經(jīng)過地球表面某點正上方，且恰好繞地球運行n圈，有解得，故C正確；D．由萬有引力提供向心力，有在地球表面有聯(lián)立解得，故D錯誤。故選AC。9.如圖所示，一噴泉廣場中有一圓形水池，在水池邊緣的圓周上安裝了噴管，噴管口高度與水面相平，噴管與水面的夾角為，每根噴管的橫截面積均為S。開啟后，噴管以速度v噴出的水柱恰好落到水池圓心處，重力加速度為g，不計空氣阻力，下列說法正確的是（）A.水在空中的運動時間為 B.水在空中的最大高度為C.水池的半徑為 D.每根噴管噴出的水柱在空中的總體積為【答案】BD【解析】AB．水的豎直分速度大小則水在空中運動時間在空中的最大高度，故A錯誤，B正確；C．水的水平分速度大小水平方向有，故C錯誤；D．每根噴管噴出的水柱在空中的總體積，故D正確。故選BD。10.如圖甲所示，一質(zhì)量的物塊（可視為質(zhì)點）以一定的初速度從斜面底端沿斜面向上運動?，F(xiàn)以斜面底端為坐標原點，沿斜面向上建立坐標軸x，選擇地面為零勢能面，物塊上升過程中的動能和重力勢能隨坐標x的變化圖像如圖乙所示。重力加速度g取，下列說法正確的是（）A.物塊的初速度大小 B.斜面的傾角C.物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為 D.物塊返回斜面底端時的動能為8J【答案】AD【解析】A．由圖乙可知，物塊的初動能解得，故A正確；BC．設斜面的傾角為，物塊上滑的最大距離由動能定理有物塊上滑距離時，因動能和重力勢能相等，有由動能定理有聯(lián)立解得，，故BC錯誤；D．物塊從開始到再次返回斜面底端的過程，由動能定理有解得，故D正確。故選AD。二、實驗題（本題共2小題，共16分）11.某同學利用如圖甲所示實驗裝置來“探究小球做圓周運動所需向心力大小Fn與質(zhì)量m、角速度ω和半徑r之間的關系”。（1）該同學利用圖甲裝置是在研究向心力大小Fn與__________（填“質(zhì)量”“角速度”或“半徑”）的關系。（2）若想探究向心力大小Fn與角速度ω的關系，需控制不變的物理量是__________。A.ω和r B.m和r C.ω和m D.m和Fn（3）該同學接下來把兩小球都換成質(zhì)量相等的鋼球，如圖乙所示，實驗中觀察到標尺上紅白相間的等分格顯示出兩個小球所受向心力的比值為1:9，可知皮帶連接的變速塔輪相對應的半徑之比為__________?！敬鸢浮浚?）質(zhì)量（2）B（3）3:1【解析】【小問1解析】由圖甲可知，一個鋼球，一個鐵球，兩小球的質(zhì)量不同，所以該同學是在研究向心力的大小Fn與質(zhì)量的關系。【小問2解析】若想探究向心力的大小Fn與角速度ω的關系，根據(jù)，需要控制不變的物理量是m和r。故選B?！拘?解析】根據(jù)，解得根據(jù)題意，兩小球為質(zhì)量相等，兩個小球所受向心力的比值為1:9；根據(jù)圖乙，兩小球做圓周運動的半徑相等；則塔輪的角速度之比為1:3。根據(jù)，由于與皮帶連接的變速塔輪邊緣處的線速度大小相等，則塔輪相對應的半徑之比為3:1。12.某物理實驗小組用如圖甲所示裝置做“驗證機械能守恒定律”實驗。（1）關于本實驗，下列說法正確的是__________。A.重物最好選用密度較小的物體B.必須用天平測出重物的質(zhì)量C.實驗時先接通電源，后釋放重物D.可以根據(jù)來計算重物在t時刻的瞬時速度（2）用該裝置打出的一條紙帶如圖乙所示，圖中O為打點計時器打下的第1個點，A、B、C、D為連續(xù)打出的點，交流電頻率為50Hz。可知打點計時器打下點C時，重物的速度大小__________。（結果保留三位有效數(shù)字）（3）若重物的質(zhì)量，當?shù)氐闹亓铀俣?，結合圖乙，可知從打O點到打C點的過程中，重物的動能增加量__________J，重物的重力勢能減少量__________J。（結果均保留三位有效數(shù)字）（4）通過計算發(fā)現(xiàn)，重物動能的增加量總是略小于重物重力勢能的減少量，其主要原因是__________。A.重物下落過程受到阻力 B.重物的實際末速度大于計算值C.重物下落的實際距離大于測量值 D.重物下落的實際距離小于測量值【答案】（1）C（2）2.91（3）2.122.14（4）A【解析】【小問1解析】A．重物最好選用密度較大、體積較小的物體，以減小空氣阻力的影響，故A錯誤；B．由于重力勢能的減少量與動能的增加量均含有重物的質(zhì)量，式子兩邊可以約掉，所以不需要測量重物的質(zhì)量，故B錯誤；C．實驗時先接通電源，后釋放重物，故C正確；D．若根據(jù)來計算重物在t時刻的瞬時速度，相當于默認重物是做自由落體運動，而做自由落體的重物的機械能一定守恒，則失去了驗證的意義，故D錯誤。故選C?！拘?解析】交流電頻率為50Hz，所以相鄰兩計數(shù)點間的時間間隔根據(jù)勻變速直線運動的推論，可知打點計時器打下點C時，重物的速度大小【小問3解析】O點速度為零，故從打O點到打C點的過程中，重物的動能增加量重物的重力勢能減少量【小問4解析】A．實驗中重物的動能增加量略小于重力勢能的減少量，其主要原因是重物下落過程受到阻力作用，重力勢能的減少量有一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，使得動能的增加量略小于重力勢能的減少量，是系統(tǒng)誤差，故A正確；B．重物的實際末速度大于計算值，是偶然誤差，故B錯誤；C．重物下落的實際距離大于測量值，會使重力勢能的減小量偏小，也是偶然誤差，故C錯誤；D．重物下落的實際距離小于測量值，會使重力勢能的減小量偏大，也是偶然誤差，故D錯誤。故選A。三、計算題（本題共3小題，共38分。作答時應寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟。只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位）13.如圖所示，“V”形光滑支架可隨水平面上的底座繞軸線旋轉(zhuǎn)，支架兩桿足夠長且與水平面間夾角均為。一原長、勁度系數(shù)的輕彈簧套在AB桿上，下端固定于桿的B端，另一端與質(zhì)量的小球（可視為質(zhì)點）拴接，現(xiàn)讓小球隨支架以一定的角速度勻速轉(zhuǎn)動。輕彈簧始終在彈性限度內(nèi)，重力加速度g取，，，求：（1）當彈簧恰為原長時，小球的線速度大小；（2）當支架的角速度時，系統(tǒng)穩(wěn)定后輕彈簧的長度?！敬鸢浮浚?）（2）【解析】【小問1解析】輕彈簧恰原長時，對小球受力分析，水平方向根據(jù)牛頓第二定律可得解得小球的線速度大小【小問2解析】輕彈簧恰好為原長時，小球的角速度因，可知輕彈簧被壓縮，設穩(wěn)定時輕彈簧的長度為L，對小球受力分析，如圖所示豎直方向，有水平方向，有聯(lián)立解得14.如圖所示，豎直面內(nèi)的光滑軌道ABCD，其中AB段為曲面，BC段水平，CD段為半圓形軌道，BC段與AB、CD段分別在B、C點相切。一質(zhì)量的小球（可視為質(zhì)點）從A點由靜止釋放，沿軌道恰好能通過D點，最后沿水平方向飛出落到水平軌道BC段上的E點。已知A點距水平面的高度，重力加速度g取，求：（1）小球運動到C點時的速度大??；（2）半圓形軌道的半徑；（3）D、E兩點的水平距離?！敬鸢浮浚?）（2）（3）【解析】【小問1解析】小球從A到C的過程中，由機械能守恒定律有解得【小問2解析】小球在D點，由向心力公式有小球從A到D的過程中，由機械能守恒定律有聯(lián)立解得，【小問3解析】小球從D點飛出后做平拋運動，豎直方向有解得則D、E兩點的水平距離15.如圖所示，放置在水平臺面輕質(zhì)彈簧左端固定且處于原長狀態(tài)，P點左側(cè)光滑，長的PN部分粗糙，平臺右側(cè)等高處緊靠長的水平傳送帶，其右端與豎直平面內(nèi)半徑的光滑圓弧軌道相切于M，O為圓心，半徑OM豎直，OA與OM的夾角。傳送帶始終以大小的速度沿逆時針傳動，一質(zhì)量的物塊（可視為質(zhì)點）從A點由靜止釋放。物塊與臺面PN部分及傳送帶間的動摩擦因數(shù)均為，重力加速度g取，彈簧始終在彈性限度內(nèi)。求：（1）物塊剛滑上傳送帶時的加速度；（2）輕彈簧被壓縮后具有的最大彈性勢能；（3）物塊最終停止的