2022-2023学年黑龙江省大庆实验中学高一下学期期中物理试题

黑龙江省大庆实验中学2022-2023学年高一下学期期中物理试题

一、单选题（本大题共8小题）

1．在万有引力定律理论建立的过程中，有许多科学家做出了杰出的贡献，关于科学家和他们的贡献，下列说法中正确的是（　　）

A．开普勒通过对第谷的观测数据的研究，认为行星的运动轨道都是圆

B．牛顿通过扭秤实验测出了万有引力常量，成为测出地球质量的第一人

C．开普勒发现在相等时间内，地球与太阳的连线和火星与太阳的连线扫过的面积相等

D．月地检验验证了地面物体的重力与太阳对行星的引力是同一性质的力

2．下列说法正确的是（    ）

A．物体的动能不变，其动量也一定不变 B．物体受恒力作用时，其动量一定变化

C．物体动量为零时，一定处于平衡状态 D．物体做曲线运动时，其动量可以不变

3．我国新能源汽车发展迅速，如图所示为某型号汽车某次测试行驶时的加速度和车速倒数的关系图像。若汽车质量为，它由静止开始沿平直公路行驶，且行驶中所受阻力恒定，最大车速为30m/s，则（    ）

A．汽车匀加速所需时间为10s B．汽车是恒定功率启动的

C．汽车所受阻力为 D．汽车在车速为5m/s时，功率为

4．2022年6月23日，我国在西昌卫星发射中心使用“长征二号”运载火箭，采取“一箭三星”方式，成功将“遥感三十五号”02组卫星发射升空。卫星发射并进入轨道是一个复杂的过程，可将其简化为如图所示，发射同步卫星时是先将卫星发射至近地轨道，在近地轨道的A点加速后进入转移轨道，在转移轨道上的远地点加速后进入同步轨道；已知近地轨道半径为，卫星在近地轨道运行速率为，运行周期为，同步轨道半径为。则下列说法正确的是（　　）

A．卫星在转移轨道经过点的速率可能等于

B．卫星在转移轨道上经过点时加速度等于在同步轨道上运动时经过点的加速度

C．卫星在近地轨道与同步轨道上运动的向心加速度大小之比为

D．卫星在转移轨道上运动时的周期等于

5．如图所示，质量为M、长度为L的木板静止在光滑的水平面上，质量为m的小物体（可视为质点）放在木板上最右端，现用一水平恒力F作用在木板上，使木板从静止开始做匀加速直线运动。当小物体处于木板的最左端时，木板相对地面的运动的距离为x，已知小物体和木板之间的滑动摩擦力为f，则在此过程中（　　）

A．水平恒力F对小物体所做的功为FL

B．摩擦力f对小物体所做的功为fL

C．小物体处于木板最左端时木板具有的动能为Fx

D．小物体处于木板最左端时系统产生的内能为fL

6．如图所示，a、b两物块质量分别为m、2m，用不计质量的细绳相连接，悬挂在定滑轮的两侧。开始时，a、b两物块距离地面高度相同，用手托住物块b，然后由静止释放，直至a、b物块间高度差为h，b未落地，不计滑轮质量和一切阻力，重力加速度为g。在此过程中，下列说法正确的是（    ）

A．b物体的加速度大小为

B．绳子拉力大小是mg

C．a、b高度差为h时，物块b的速度大小为

D．此过程物块a克服重力做功为mgh

7．汽车的安全性是一个日益突出的问题。汽车如果发生剧烈碰撞，车内的安全气囊会被弹出并瞬间充满气体，若碰撞后汽车的速度在很短时间内减小为零，关于安全气囊在此过程中发挥的作用,下列说法正确的是（　　）

A．增加了司机单位面积的受力大小 B．延长了司机的受力时间并减小了冲力

C．使司机受到的冲量减少 D．减少了碰撞前后司机动量的变化量

8．如图甲所示，跳跳杆底部装有一根弹簧，小孩和杆的总质量为，某次小孩从最低点弹起，以小孩运动的最低点为坐标原点、竖直向上为轴正方向，小孩与杆整体的动能与其坐标位置的关系如图乙所示，图像之间为曲线，x2为其最高点，为直线，不计弹簧质量和空气阻力的影响，重力加速度为，则（　　）

A．弹簧劲度系数

B．小孩和杆的最大加速度

C．在x1处的速度为

D．在x1处的弹性势能为

二、多选题（本大题共2小题）

9．如图所示，圆心为的竖直光滑半圆轨道ab、圆心为的竖直光滑半圆管道cd与水平粗糙平面bc连接，轨道ab半径与管道cd半径均为R，bc距离也为R。一小滑块以某一速度从半圆轨道最高点a水平向左进入半圆轨道做圆周运动，最终从半圆管道最高点d水平向左飞出。若小滑块在轨道ab最高点a和管道cd最高点d受到弹力大小均为0.6mg。重力加速度为g，小滑块可视为质点，管道内径较小，则（    ）

A．滑块在a点的速度与经过d点时的速度大小相等

B．滑块从a点水平飞出的速度为

C．水平粗糙平面bc的动摩擦因数为0.6

D．滑块对轨道ab最低点和管道cd最低点的压力大小比为11:9

10．如图所示，质量为的物体P，穿在一固定的光滑水平直杆上，直杆右端固定一光滑定滑轮。一绕过两光滑定滑轮的细线的一端与物体P相连，另一端与质量为的物体Q相连。开始时物体P在外力作用下静止于A点，杆上B点位于滑轮O正下方，绳处于伸直状态。已知，，重力加速度g取，两物体均视为质点，不计空气阻力。某时刻释放物体P，在物体P从A滑到B的过程中，下列说法正确的是（    ）

A．物体P的机械能增加，物体Q的机械能减少

B．物体P的速度先增加后减小

C．物体Q的重力势能减少20J

D．物体P运动的最大速度为4m/s

三、实验题（本大题共2小题）

11．某同学设计了一个用打点计时器“探究碰撞中的不变量”的实验：在小车A前端装有橡皮泥，推动小车A使之匀速运动，然后与原来静止在前方的小车B相碰并黏合成一体，继续做匀速运动．他们设计的装置如下图所示，在小车A的后面连着纸带，电磁打点计时所用器电源频率为50 Hz．

（1）在实验中，需要的测量工具有(   )

A．弹簧测力计B．毫米刻度尺C．天平D．螺旋测微器

（2）已测得小车A（包括橡皮泥）的质量为，小车B（包括撞针）的质量为，由以上测得数据可计算碰前两车质量与速度乘积之和为___；碰后两车质量与速度乘积之和为___．（结果保留三位有效数字）

（3）本探究实验的结论：________．

12．某实验小组设计了如图甲所示的实验装置来验证机械能守恒定律。绳和滑轮的质量忽略不计，轮与轴之间的摩擦忽略不计。

（1）实验时，该同学进行了如下操作：

①用天平测出物块A（含遮光片）、B的质量分别为3m和2m；

②用仪器测出遮光片的挡光宽度为d；

③将重物A、B用轻绳按图示连接，跨放在轻质定滑轮上，一个同学用手托住重物B，另一个同学测量出挡光片中心到光电门中心的竖直距离h，之后释放重物B使其由静止开始下落。测得遮光片经过光电门的时间为，则重物A的速度大小为________，重物B的速度大小为________。

（2）若A、B组成的系统机械能守恒，应满足的关系式为：________（用重力加速度g，，d和h表示）。若实验发现上述关系式没能满足，原因可能是：________________。（写出一条，合理即可）

四、解答题（本大题共3小题）

13．假如宇航员乘坐宇宙飞船到达某行星，在该行星“北极”距地面h处由静止释放一个小球（引力视为恒力，阻力可忽略），经过时间t落到地面．已知该行星半径为R，引力常量为G，求：

（1）该行星的平均密度；

（2）该行星的第一宇宙速度v。

14．如图甲所示，倾斜的传送带以恒定的速率逆时针运行．在t＝0时刻，将质量为1.0 kg的物块(可视为质点)无初速度地放在传送带的最上端A点，经过1.0 s，物块从最下端的B点离开传送带．取沿传送带向下为速度的正方向，则物块的对地速度随时间变化的图象如图乙所示(g＝10 m/s2)，求：

(1)物块与传送带间的动摩擦因数；

(2)物块从A到B的过程中，传送带对物块做的功．

15．如图甲所示，粗糙的水平桌面上放置一个弹簧，左端固定，右端自由伸长到桌边A点。水平桌面右侧有一竖直放置的固定光滑圆弧轨道BNM，MN为其竖直方向的直径，其中∠BON=60°。现使一个质量m=1kg、可视为质点的小物块放在桌面的右端A点，并施加一个水平向左的外力F在小物块上，使它缓慢移动，并将弹簧压缩x=0.2m，在这一过程中，所用外力F与压缩量的关系如图乙所示，然后撤去F释放小物块，让小物块沿桌面运动，小物块飞离桌面一段时间后恰好沿切线由B点进入圆弧轨道，并能够到达M点。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10 m/s2。求：

（1）弹簧压缩过程中存储的最大弹性势能Ep；

（2）小物块由A运动到B的时间（结果可用分数表示）；

（3）圆弧轨道的半径R的取值范围。

参考答案

1．【答案】D

【详解】A．开普勒通过对第谷的观测数据的研究，认为行星的运动轨道都是椭圆，A错误；

B．卡文迪许通过扭秤实验测出了万有引力常量，成为测出地球质量的第一人，B错误；

C．开普勒第二定律是指发现在相等时间内，某行星与太阳的连线扫过的面积相等，不同行星与太阳连线扫过的面积不等，C错误；

D．月地检验验证了地面物体的重力与太阳对行星的引力是同一性质的力，D正确。

故选D。

2．【答案】B

【详解】A．动能为标量，动量为矢量，速度大小不变，方向改变时，其动能不变，动量发生变化，故A错误；

B．物体受恒力作用时，根据动量定理可知，其动量一定变化，故B正确；

C．物体动量为零时，速度为零，但物体的合外力可能不为零，所以物体不一定处于平衡状态，如竖直上抛到最高点的物体，故C错误；

D．做曲线运动的物体速度方向不断改变，故动量的方向不断改变，故D错误；

故选B。

3．【答案】C

【详解】AB．由图可知，汽车在速度等于前，加速度不变，故汽车是恒加速度启动的，根据匀变速直线运动的基本规律可知

AB错误；

C．由图可知，汽车的最大速度为，汽车开始做匀速直线运动，此时

当时，汽车的加速度，根据牛顿第二定律可知

解得

C正确；

D．汽车在车速为5m/s时，汽车处于匀加速阶段，故

代入数据解得

D错误。

故选C。

4．【答案】B

【详解】A．卫星在转移轨道点加速才能进入同步轨道，则在转移轨道上的B点的速度小于在同步轨道速度，根据

同步轨道速度小于近地轨道速度，所以卫星在转移轨道经过点速度肯定小于，故A错误；

BC．根据

卫星加速度的表达式为

所以卫星两次经过点时加速度相等，在近地轨道和同步轨道卫星的加速度比为，故B正确、C错误；

D．根据开普勒第三定律可知

卫星在转移轨道周期应为

故D错误。

故选B。

5．【答案】D

【详解】AB．由题意可知，水平恒力F没有作用在物块上，对小物块不做功，木板相对地面的位移为x，则有小物体相对地面的位移为x-L，摩擦力f对小物体所做的功即为

AB错误；     

C．对木板受力分析可知，木板在竖直方向受力平衡，在水平方向受水平恒力F和小物体的摩擦力f，木板相对地面的位移为x，由动能定理，可得小物体处于木板最左端时木板具有的动能为

C错误；

D．小物体与木板的相对位移为L，则有小物体处于木板最左端时系统产生的内能为摩擦力与相对位移的乘积，即为fL，D正确。

故选D。

6．【答案】C

【详解】AB．对b物体，根据牛顿第二定律有

对a物体，根据牛顿第二定律有

解得

，

故AB错误；

C．块a、b组成的系统，运动过程中物块a、b的速度大小始终相同，在a、b物块间高度差为h时，根据机械能守恒，有

解得

故C正确；

D．物块a上升的高度为，此过程物块a克服重力做功为

故D错误；

故选C。

7．【答案】B

【详解】

A．安全气囊增大了受力面积，令司机单位面积的受力减小，A错误；

BCD．无论有没有安全气囊，碰撞前后司机的动量变化量不变，根据动量定理可知司机受到的冲量不变，但安全气囊延长了司机的受力时间，令冲力减小。B正确C错误D错误。

故选B。

8．【答案】C

【详解】A．由图像可知，在x3处物块脱离弹簧，此时弹簧在原长，弹簧在最低点时被压缩x3，在x2位置弹力等于重力，则

解得

选项A错误；

B．在最低点时加速度最大，则

解得

选项B错误；

C．在x1处的速度等于在x3处的速度，因从x3到x4做竖直上抛运动，则

选项C正确；

D．从x1处到x3处，由机械能守恒

可知

选项D错误。

故选C。

9．【答案】CD

【详解】AB．水平面bc粗糙，则小滑块运动过程中机械能减小，所以滑块在a点的速度大于经过d点时的速度，小滑块在轨道ab最高点a和管道cd最高点d受到弹力大小均为0.6mg，根据牛顿第二定律有

解得

，

故AB错误；

C．小滑块从a点到d点，根据动能定理有

解得

故C正确；

D．从a点到b点，根据动能定理有

在b点，根据牛顿第二定律有

解得

从c点到d点，根据动能定理有

在c点，根据牛顿第二定律有

解得

结合牛顿第三定律可知滑块对轨道ab最低点和管道cd最低点的压力大小比为11:9，故 D正确；

故选CD。

10．【答案】AD

【详解】AB、从A到B绳上的拉力对物体P做正功，所以物体P的机械能增加，速度一直增大，绳的拉力对Q做负功，所以Q机械能减少，故A正确，B错误，

C、重力对物体Q的做的功为

根据几何关系

解得

所以物体Q的重力势能减少8J，故C错误，

D、对于PQ组成的系统，由机械能守恒定律得：物体P运动到B处时，Q的速度为0。

解得

v=4m/s

故D正确。

故选AD。

11．【答案】     BC     0.570     0.564     在实验误差范围内，两小车的质量和速度的乘积（mv）在碰撞中总量保持不变．

【详解】(1)[1]实验中需要测量小车的质量和速度，所以需要天平，需要运用刻度尺测量点迹间的距离，从而计算出速度．故BC正确，AD错误．

(2)[2][3]碰撞前，小车A的速度

碰撞后，系统的速度

则碰撞前两车质量与速度乘积之和

P1=m1v1+0=0.285×2.0=0.570kg•m/s

碰撞后两车质量与速度乘积之和

P2=（m1+m2）v2=（0.285+0.185）×1.2=0.564kg•m/s

(3)[4]可知在实验误差范围内，两小车的质量和速度的乘积（mv）在碰撞中总量保持不变．

12．【答案】          由于空气阻力的影响

【详解】（1）[1] [2]由光电门测速原理，重物A通过光电门的速率为

根据滑轮组的连接方式，可知重物B的速率为重物A的2倍，则

（2）[3] [4]如果系统（重物A、B）的机械能守恒，应满足的关系式为

整理得

上述关系式没能满足主要是重力势能减少量大于动能增加量，其主要原因可能是由于空气阻力的影响。

13．【答案】（1）；（2）

【详解】（1）设行星表面的重力加速度为g，对小球，有

解得

在该行星“北极”，对行星表面的物体m，有

解得行星质量为

故行星的密度

（2）根据

可知该行星的第一宇宙速度

14．【答案】(1)      (2) －3.75 J

【详解】解：(1)由图象可知，物块在前0.5 s的加速度为：

后0.5 s的加速度为：

物块在前0.5 s受到的滑动摩擦力沿传送带向下，由牛顿第二定律得：

物块在后0.5 s受到的滑动摩擦力沿传送带向上，由牛顿第二定律得：

联立解得：

(2)由v－t图象面积意义可知，在前0.5 s，物块对地位移为：

则摩擦力对物块做功：

在后0.5 s，物块对地位移为：

则摩擦力对物块做功

所以传送带对物块做的总功：

联立解得：W＝－3.75 J

15．【答案】（1）1.4J；（2）s；（3）

【详解】（1）由题图乙可知滑动摩擦力

F做的功

由功能关系有

（2）从撤去F后到刚要飞离桌面阶段对小物块由动能定理有

代入数据解得

小物块做平抛运动到达B点，水平分速度

竖直分速度

所以小物块由A运动到B的时间

（3）B点速度为

从B到M的过程中，对小物块由动能定理有

在M点，有

解得