第=page1313頁，共=sectionpages1515頁湖北省武漢市重點(diǎn)中學(xué)2024-2025學(xué)年高一（下）期中物理試卷一、單選題：本大題共7小題，共28分。1.關(guān)于力學(xué)規(guī)律的認(rèn)識(shí)，下列說法正確的是(

)A.若物體所受合外力對(duì)物體做功為零，則物體的機(jī)械能守恒

B.一對(duì)相互作用力，對(duì)相互作用的兩個(gè)物體做功的代數(shù)和一定為零

C.狹義相對(duì)論認(rèn)為在不同的慣性參考系中，物理規(guī)律的形式都是相同的

D.牛頓力學(xué)觀點(diǎn)不僅適用于宏觀、低速的物體，對(duì)于微觀、高速的物體也同樣適用2.如圖所示，水平地面上固定一豎直輕質(zhì)彈簧，一物體由彈簧正上方某位置由靜止開始豎直下落，不計(jì)空氣阻力。則物體從與彈簧接觸到第一次到達(dá)最低點(diǎn)的過程中，下列說法正確的是(

)

A.物體的動(dòng)能逐漸減小 B.彈簧的彈性勢(shì)能逐漸增大

C.物體的機(jī)械能守恒 D.物體克服彈力做功的功率逐漸增大3.如圖所示是地月天體系統(tǒng)，在地月連線上存在一種特殊點(diǎn)，稱為拉格朗日點(diǎn)。在地球上將一顆質(zhì)量為m0的人造衛(wèi)星發(fā)射至該點(diǎn)后，它受到地球、月球?qū)λ囊ψ饔?，并恰好和月球一起繞地球以相同的角速度做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。已知相對(duì)于地球質(zhì)量M和月球質(zhì)量m來說，m0很小，所以衛(wèi)星對(duì)地球和月球的引力不影響地球和月球的運(yùn)動(dòng)。若地心到月心間距為L，月心到該拉格朗日點(diǎn)的距離為d，則(

)

A.該衛(wèi)星的發(fā)射速度大于第二宇宙速度11.2km/s

B.地月連線所在直線上只存在1個(gè)拉格朗日點(diǎn)

C.該衛(wèi)星在圖中拉格朗日點(diǎn)的線速度大小小于月球的線速度大小

4.如圖是一輛電動(dòng)車在平直公路上測(cè)試時(shí)的速度—時(shí)間圖像，0～8s及18s之后的圖線均為直線，中間曲線平滑連接。已知該電動(dòng)車的額定功率為8kW，其所受阻力大小恒定不變，由靜止開始啟動(dòng)，在18sA.電動(dòng)車前8s運(yùn)動(dòng)過程中功率恒定

B.電動(dòng)車的最大牽引力大小為800N

C.電動(dòng)車在0～18s內(nèi)的牽引力做功為1.12×5.質(zhì)量為2kg的物體以20m/s的初速度，從A點(diǎn)豎直向上拋出，在它上升到某點(diǎn)時(shí)，物體的動(dòng)能減小了80J，機(jī)械能損失了20J。假設(shè)物體在上升、下降階段空氣阻力大小恒定，重力加速度大小gA.300J B.200J C.40036.如圖(a)所示，靜止在水平地面上的物體，在豎直向上的拉力F作用下開始運(yùn)動(dòng)。在物體向上運(yùn)動(dòng)的過程中，其機(jī)械能E與位移x的關(guān)系圖像如圖(b)所示，物體到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)的位移為x3，圖線上位移為x1的點(diǎn)A處的斜率最大，位移為x2處的斜率恰好為零。已知重力加速度大小為gA.物體在位移為x1處的速度大小一定最大 B.物體在位移為x1處的加速度大小一定最大

C.物體在位移為x2處開始減速 D.7.如圖所示，質(zhì)量分別為m、2m的小球a、b通過鉸鏈用長為2L的剛性輕桿連接，a套在豎直細(xì)桿M上，b套在水平細(xì)桿N上，最初剛性輕桿與細(xì)桿M的夾角為45°，兩根細(xì)桿M、N不接觸(a、b球均可越過O點(diǎn))，兩桿間的距離忽略不計(jì)，且不計(jì)一切摩擦，重力加速度大小為g。將a、b從圖示位置由靜止釋放，則下列說法中正確的是A.a球從初位置下降到最低點(diǎn)的過程中，剛性輕桿對(duì)a球的彈力先做負(fù)功，后做正功

B.剛性輕桿與水平方向夾角為θ時(shí)，a、b兩球運(yùn)動(dòng)的速率滿足vacosθ=vbsinθ

C.a球的最大速度為二、多選題：本大題共3小題，共12分。8.某次發(fā)射衛(wèi)星時(shí)，先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道Ⅰ，衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)到軌道Ⅰ上的A點(diǎn)時(shí)實(shí)施變軌進(jìn)入橢圓軌道Ⅱ，到達(dá)軌道Ⅱ上的遠(yuǎn)地點(diǎn)B時(shí)，再次實(shí)施變軌進(jìn)入軌道半徑為3R(R為地球半徑)的圓形軌道Ⅲ繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)。下列判斷正確的是(

)

A.衛(wèi)星在軌道Ⅰ上運(yùn)動(dòng)的角速度與在軌道Ⅲ上運(yùn)動(dòng)的角速度之比是3:1

B.衛(wèi)星在軌道Ⅰ上運(yùn)動(dòng)的周期與在軌道Ⅱ上運(yùn)動(dòng)的周期之比是1:22

C.衛(wèi)星在軌道Ⅲ上經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)的速度大小大于在軌道Ⅱ上經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)的速度大小

D.衛(wèi)星在軌道Ⅲ上運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能小于在軌道9.如圖所示，置于圓形水平轉(zhuǎn)臺(tái)邊緣的小物塊隨轉(zhuǎn)臺(tái)由靜止開始緩慢加速轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)過60s后小物塊恰好滑離轉(zhuǎn)臺(tái)做平拋運(yùn)動(dòng)。已知小物塊質(zhì)量m=1.0kg，轉(zhuǎn)臺(tái)半徑R=0.5m，轉(zhuǎn)臺(tái)離水平地面的高度H=0.8m，小物塊平拋落地過程水平位移的大小s=0.4mA.小物塊與轉(zhuǎn)臺(tái)間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5 B.轉(zhuǎn)臺(tái)對(duì)小物塊做功為0.5J

C.摩擦力對(duì)小物塊的沖量大小為120N?s10.如圖(a)所示，傳送帶沿順時(shí)針方向以恒定的速率轉(zhuǎn)動(dòng)，將質(zhì)量為1?kg的貨物輕放在傳送帶的底端，4?s后從傳送帶的頂端離開，貨物的速度大小隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖(b

圖a

圖bA.摩擦力對(duì)貨物做的功為32?J B.傳送帶克服摩擦力做功為48?J

C.貨物與傳送帶間因摩擦產(chǎn)生的熱量為12三、實(shí)驗(yàn)題：本大題共2小題，共16分。11.為估測(cè)排球從空中落下到彈起過程中對(duì)地面的平均作用力，某同學(xué)設(shè)計(jì)了入下實(shí)驗(yàn)步驟：①壓力傳感器水平固定于地面，組裝實(shí)驗(yàn)器材如圖(a②讓質(zhì)量為m的排球從高處自由下落，測(cè)得釋放時(shí)排球下邊緣與壓力傳感器的距離H；③排球落到壓力傳感器上彈起到最大高度時(shí)，測(cè)得下邊緣與壓力傳感器的距離為h；已知重力加速度為g，忽略空氣阻力，回答以下問題：(1)傳感器測(cè)得的壓力F與時(shí)間t的關(guān)系圖像如圖(b)所示，則排球與壓力傳感器的接觸時(shí)間可表示為(2)排球彈起時(shí)的速度大小為________________；(3)排球與傳感器接觸過程中，對(duì)傳感器的平均作用力大小為___________________。12.某同學(xué)用如圖(a)所示的裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。實(shí)驗(yàn)原理如下：先用天平測(cè)出A、B兩物塊的質(zhì)量mA=300g，mB=200g，然后將A、B用輕質(zhì)細(xì)繩連接并跨過輕質(zhì)定滑輪，B的下端連接紙帶，紙帶穿過固定的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器。讓A從高處由靜止開始下落，B拖著紙帶經(jīng)過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出一系列的點(diǎn)，對(duì)紙帶上的點(diǎn)跡進(jìn)行測(cè)量，即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。圖(b)給出的是實(shí)驗(yàn)中獲取的一條紙帶：O是打下的第一個(gè)點(diǎn)，計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、D到O點(diǎn)的距離分別為41.53cm、58.21cm、(1)在打下O點(diǎn)至C點(diǎn)過程中系統(tǒng)重力勢(shì)能的減小量ΔEp=__________J，系統(tǒng)動(dòng)能的增加量ΔEk=(2)根據(jù)(1)的計(jì)算結(jié)果，可以得出的結(jié)論是：__________。(3)若計(jì)算得到的結(jié)論是動(dòng)能的增加量大于重力勢(shì)能的減少量，錯(cuò)誤的原因可能是由于__________A.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作的實(shí)際頻率大于B.C.(4)若想利用該裝置測(cè)量當(dāng)?shù)刂亓铀俣?，用v表示物塊A的速度，h表示物塊A下落的高度，作出的v2-h圖像如圖(c)所示，則可測(cè)得當(dāng)?shù)貙?shí)際的重力加速度g=__________四、計(jì)算題：本大題共3小題，共44分。13.如圖(a)所示，質(zhì)量為m=1kg的物體靜止在水平地面上，t=0時(shí)刻，對(duì)物體施加一個(gè)水平向右的作用力，作用力隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖(b(1)0～4s內(nèi)力(2)物體運(yùn)動(dòng)速度最大的時(shí)刻及最大速度的大小．14.2023年8月13日，我國將陸地探測(cè)四號(hào)01星(以下簡稱“01星”)送入地球同步衛(wèi)星軌道。如圖所示，“01星”、衛(wèi)星A均繞地心在同一平面內(nèi)沿逆時(shí)針方向做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其中衛(wèi)星A運(yùn)動(dòng)的周期為3h。某時(shí)刻“01星”與地心連線和衛(wèi)星A與地心連線的夾角為60°，求(1)衛(wèi)星A與“01星”的向心加速度大小之比;(2)從該時(shí)刻至衛(wèi)星A與“01星”第一次相距最近所需的時(shí)間．15.如圖所示，在某光滑水平臺(tái)面上，一個(gè)質(zhì)量m=1kg的小物塊以一定的水平速度v0向右滑離平臺(tái)，恰好從距平臺(tái)水平距離x=1.2m的A點(diǎn)沿AB方向進(jìn)入傾角θ=37°的光滑斜面AB，運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后進(jìn)入與斜面的B點(diǎn)相切的組合軌道。組合軌道由半徑R=2m的豎直光滑螺旋軌道BCDB?C?(可看作圓軌道)和與C?點(diǎn)相切的粗糙水平軌道組成。已知小物塊恰好能在豎直平面內(nèi)做完整圓周運(yùn)動(dòng)，并從圓軌道最低點(diǎn)C(1)小物塊做平拋運(yùn)動(dòng)初速度v0(2)斜面AB的長度l；(3)若小物塊與擋板只發(fā)生一次彈性碰撞，且運(yùn)動(dòng)過程中不脫離組合軌道，那么小物塊與水平軌道C?P之間的動(dòng)摩擦因數(shù)

答案和解析1.【答案】C

【解析】A.若物體在豎直面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，物體所受合外力對(duì)物體做功為0，但物體的動(dòng)能不變，重力勢(shì)能在不斷變化，即物體的機(jī)械能不守恒，故A錯(cuò)誤；

B.因作用力和反作用力作用在兩個(gè)不同的物體上，而兩個(gè)物體的位移大小不一定相等，故作用力與反作力做功的代數(shù)和不一定為零，故B錯(cuò)誤；

C.狹義相對(duì)論的其中一個(gè)假設(shè)是在不同的慣性參考系中物理規(guī)律的形式都是相同的，符合狹義相對(duì)論的基本原理，故C正確；

D.牛頓力學(xué)不適用于微觀物體、高速運(yùn)動(dòng)的物體，故D錯(cuò)誤；2.【答案】B

【解析】A、根據(jù)動(dòng)能的概念結(jié)合物體接觸彈簧后受力及運(yùn)動(dòng)情況，開始一段時(shí)間彈力小于重力，加速度向下，物體向下做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，彈力大于重力后加速度向上，物體向上做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng)，可知物體的動(dòng)能先增大后減小，故A錯(cuò)誤；

C.下落過程中，物體受到的重力做正功，彈簧彈力對(duì)物體做負(fù)功，根據(jù)機(jī)械能守恒條件可知，物體的機(jī)械能不守恒，C錯(cuò)誤；

B.彈簧的形變量越來越大，彈性勢(shì)能逐漸變大，故B正確；

D.根據(jù)P=Fv可知，接觸瞬間彈簧的彈力為零，克服彈力做功的功率為零，到最低點(diǎn)瞬間物體的速度為零，克服彈力做功的功率為零，則物體克服彈力做功的功率先增大后減小，故D錯(cuò)誤。

故選3.【答案】D

【解析】C、依題意知，該衛(wèi)星在圖中拉格朗日點(diǎn)時(shí)，衛(wèi)星和月球的角速度ω相同，且衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑大于月球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑，根據(jù)v=ωr可知，該衛(wèi)星的線速度比月球的線速度大，故C錯(cuò)誤；

A、當(dāng)物體(航天器)飛行速度達(dá)到11.2km/s時(shí)，就可以擺脫地球引力的束縛，飛離地球進(jìn)入環(huán)繞太陽運(yùn)行的軌道，而該衛(wèi)星沒有脫離地球引力的束縛，所以該衛(wèi)星的發(fā)射速度小于第二宇宙速，即小于11.2km/s，故A錯(cuò)誤；

B、地月連線所在直線上除了題中那個(gè)拉格朗日點(diǎn)外，拉格朗日點(diǎn)還可能出現(xiàn)在地月之間，故地月連線所在直線上不止1個(gè)拉格朗日點(diǎn)，故B錯(cuò)誤；

D、根據(jù)地球和月球?qū)υ撔l(wèi)星萬有引力的合力提供衛(wèi)星所需要的向心力，得

F向衛(wèi)=GMm04.【答案】C

【解析】AB.結(jié)合題意及題圖可知，機(jī)電動(dòng)車以恒定加速度啟動(dòng)，0～8s電動(dòng)車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，t=8s時(shí)電動(dòng)車達(dá)到額定功率，8～18s電動(dòng)車做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)，該過程電動(dòng)車的功率始終為額定功率，當(dāng)故AB錯(cuò)誤；C.根據(jù)v-t圖像可知，0～8s內(nèi)電動(dòng)車則該過程，牽引力做的功為：W1結(jié)合前面分析可知，8～18s內(nèi)，電動(dòng)車牽引力的功率恒為8則電動(dòng)車在0～18s故C正確；D.當(dāng)牽引力等于阻力時(shí)，電動(dòng)車的速度達(dá)到最大值，則有：P=可得該電動(dòng)車在運(yùn)動(dòng)過程中所受阻力大小為：f=設(shè)從靜止開始到18s末該電動(dòng)車前進(jìn)的距離為x由動(dòng)能定理可得：WF解得：x=127.5則電動(dòng)車在8s～18故D錯(cuò)誤；故選：C。5.【答案】B

【解析】根據(jù)動(dòng)能定理可知

W機(jī)械能的減少量為摩擦力所做的功

W故合外力所做的功為摩擦力所做功的4倍，故當(dāng)物體上升到最高點(diǎn)時(shí)，摩擦力所做的功為

W則有

4解得

W即機(jī)械能損失了100J，由于空氣阻力大小恒定，所以下落過程機(jī)械能也損失了100J，則物體落回A點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為

故選B。6.【答案】D

【解析】根據(jù)功能關(guān)系，E-x圖像的斜率表示F（除重力外物體所受的其他力的合力），A處斜率最大，說明x1處物體受到的拉力F最大，

物體在F作用下從靜止開始豎直向上運(yùn)動(dòng)，在0~x1過程合力向上F合=F-mg，由圖知F增大，合力增大，加速度增大，做加速度增大的加速運(yùn)動(dòng)，

x1~x2過程，F(xiàn)減小，當(dāng)F減小至F=mg時(shí)合力為零，加速度為零，速度達(dá)到最大，所以物體在位移為x1處的速度大小不是最大，此后F繼續(xù)減小，合力向下F合=mg-F，合力增大，向上做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng)，因?yàn)椴恢繤與mg的具體關(guān)系，所以物體在位移為x1處的加速度大小不一定最大，x2處的斜率恰好為零，F(xiàn)7.【答案】D

【解析】A.a球從初位置下降到O點(diǎn)的過程中，b球的速度先增大后減小，說明桿對(duì)b球先做正功后做負(fù)功，則桿對(duì)a球先做負(fù)功后做正功，a球從O到最低點(diǎn)過程中，a球速度先增大后減小，開始時(shí)a球的重力大于輕桿拉力的豎直分量，a球做加速運(yùn)動(dòng)，后來a球的重力小于輕桿拉力的豎直分量，a球做減速運(yùn)動(dòng)，來到最低點(diǎn)時(shí)速度減為0，桿對(duì)a球做負(fù)功，即a球從初位置下降到最低點(diǎn)的過程中，輕桿對(duì)a球先做負(fù)功后做正功，再做負(fù)功，故A錯(cuò)誤；B.根據(jù)關(guān)聯(lián)速度可知，剛性輕桿與水平方向夾角為θ時(shí)，a、b兩球運(yùn)動(dòng)的速率滿足v故B錯(cuò)誤；C.a球和b球所組成的系統(tǒng)中只有重力做功，故系統(tǒng)機(jī)械能守恒，當(dāng)a球運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)時(shí)b球速度為零且高度不變，b球機(jī)械能等于最初位置時(shí)的機(jī)械能，由于系統(tǒng)機(jī)械能守恒，a球此時(shí)的機(jī)械能與最初位置時(shí)的機(jī)械能相等，由

mgL可得

v但此時(shí)不是最大速度，過了O點(diǎn)后a球的重力大于桿向上的分力會(huì)繼續(xù)向下加速直到桿向上的分力與重力大小相等時(shí)速度達(dá)到最大，故C錯(cuò)誤；D.當(dāng)a球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)a球的機(jī)械能最小，b球的機(jī)械能最大，動(dòng)能最大，a球的機(jī)械能全部轉(zhuǎn)化為b球的動(dòng)能，根據(jù)

mgb球的最大速度為v故D正確。故選：D。8.【答案】BC

【解析】A、由GMmr2=mω2r可得：ω=GMr3，軌道Ⅰ半徑為R，軌道Ⅲ半徑為3R，則衛(wèi)星在軌道I和軌道Ⅲ上運(yùn)動(dòng)的角速度之比為ω1ω3=(3R)3R3=33:1，A錯(cuò)誤；

B、軌道I的半徑為r1=R，軌道Ⅱ的半長軸為r=R+3R2=2R，根據(jù)開普勒第三定律r13T12=r39.【答案】BD

【解析】A.在豎直方向上有H=12gt2，在水平方向上有s=v0t，聯(lián)立解得v0=sg2H=1m/s，

物塊離開轉(zhuǎn)臺(tái)時(shí)，最大靜摩擦力提供向心力，有fm=mv02R，又fm=10.【答案】AC

【解析】AB.根據(jù)圖b可知，貨物在0～2s內(nèi)做a=1m/s2的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則f1-mgsinθ=ma，解得f1=6N，2s后與傳送帶共速，即傳送帶速度v=2m/s，此時(shí)摩擦力f2=mgsinθ=5N，0～2s內(nèi)貨物位移x1=12×2×11.【答案】(1)t(2)(3)m(【解析】(1)排球與壓力傳感器的接觸時(shí)間為t2(2)根據(jù)速度—位移公式v2=2(3)同理，排球下落與傳感器接觸時(shí)速度為v'=2gH，

以向上為正方向，根據(jù)動(dòng)量定理可得(F-12.【答案】(1)0.736；0.723；(2)在誤差允許范圍