2024武汉六校联盟高一下学期4月期中联考物理试题含解析

这是一份2024武汉六校联盟高一下学期4月期中联考物理试题含解析，文件包含湖北省武汉市六校联盟2023-2024学年高一下学期4月期中联考物理试题含解析docx、湖北省武汉市六校联盟2023-2024学年高一下学期4月期中联考物理试题无答案docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共28页， 欢迎下载使用。
本试卷共6页，15题。满分100分。考试用时75分钟。
注意事项：
1.答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将准考证号条形码贴在答题卡上的指定位置。
2.选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答：用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后，请将本试卷和答题卡一并上交。
一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~10题有多项符合题目要求。每小题全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
1. 下列说法中，正确的是（ ）
A. 牛顿发现了万有引力定律，并测定了引力常量G
B. 第谷根据自己多年天文观测数据，发现了行星沿椭圆轨道绕太阳运动，且太阳位于椭圆轨道的一个焦点上
C. 冲量是描述力对物体作用的时间积累效应的物理量，力的冲量是一个状态量
D. 功是描述力对物体作用的空间积累效应的物理量，功是一个过程量
2. 相关科研发现，近年地球的自转速率呈现加快趋势。这样的极细微差别，尽管在人们的日常生活中无从体现，但却会在通讯、电力、导航等领域产生重要影响。由于地球自转加快引起的影响，下列描述正确的是（ ）
A. 地球同步卫星的高度要略调高一些
B. 地球的第一宇宙速度增大
C. 在北京的物体重力减小，方向改变
D. 在武汉的物体重力减小，方向不变
3. 一物体静止在光滑水平面上，从时刻起，受到的水平外力F如图所示，以向右运动为正方向，物体质量为2.5kg，则下列说法正确的是（ ）
A. 前1s内力F对物体的冲量为B. 时物体回到出发点
C. 时物体的速度大小为1m/sD. 第3s内物体的位移为1m
4. “复兴号”动车组用多节车厢提供动力，从而达到提速的目的。总质量为m的动车组在平直的轨道上行驶。该动车组有三节动力车厢，每节车厢发动机的额定功率均为P，若动车组所受的阻力与其速率成正比（，k为常量），动车组能达到的最大速度为。下列说法正确的是（ ）
A. 动车组在匀加速启动过程中，牵引力恒定不变
B. 若三节动力车厢输出功率均为额定值，则动车组从静止开始做匀加速运动
C. 若三节动力车厢输出的总功率为，则动车组匀速行驶的速度为
D. 若三节动力车厢输出功率均为额定值，动车组从静止启动，经过时间t达到最大速度，则这一过程中该动车组克服阻力做的功为
5. 如图所示，直角杆AOB位于竖直平面内，OA水平，OB竖直且光滑，用不可伸长的轻细绳相连的两小球a和b分别套在OA和OB杆上，b球的质量为1.2kg，在作用于a球的水平拉力F的作用下，a、b均处于静止状态。此时a球到O点的距离为0.3m。b球到O点的距离为0.4m。改变力F的大小，使a球向右加速运动，已知a球向右运动0.1m时速度大小为6m/s。，则在此过程中绳对b球的拉力所做的功为（ ）
A. 39.6JB. 38.6JC. 33JD. 40J
6. 如图所示，某实验小组用电池、电动机等器材自制风力小车。为测试小车电机性能，将小车固定不动，接通电源让叶片匀速转动将空气以速度v向后排开，叶片旋转形成的圆面积为S，空气密度为，则下列说法正确的是（ ）
A. 风力小车的原理是将电动机发热的内能转化为小车的动能
B. 叶片匀速旋转时，空气对小车的推力为
C. t时间内叶片排开的空气质量为
D. 叶片匀速旋转时，单位时间内空气流动的动能为
7. 天问一号是我国首个火星探测器，已知火星距离地球最远时有4亿公里，最近时大约0.55亿公里。由于距离遥远，地球与火星之间的信号传输会有长时间的时延。当火星离我们最远时，从地球发出一个指令，约22分钟才能到达火星。为了节省燃料，我们要等火星与地球之间相对位置合适的时候发射探测器。为简化计算，已知火星的公转周期约是地球公转周期的1.9倍，认为地球和火星在同一平面内、沿同一方向绕太阳做匀速圆周运动，如图所示。根据上述材料，结合所学知识，判断下列说法正确的是（ ）
A. 地球的公转线速度小于火星的公转线速度
B. 当火星离地球最近时，地球上发出的指令需要约5分钟到达火星
C. 下一个发射时机需要再等约2.1年
D. 若火星运动到B点、地球恰好在A点时发射探测器，则探测器沿椭圆轨道运动到C点时，恰好与火星相遇
8. 中国天眼FAST观测某脉冲双星系统如图所示。该双星系统由两颗相距较近的天体组成，并远离其他天体，它们在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的一点做匀速圆周运动。若较大天体质量为M、运动轨道半径为R，较小天体质量为m、运动轨道半径为r，引力常量为G，则（ ）
A. 两天体质量与半径之间的关系式为
B. 两天体质量与半径之间的关系式为
C. 天体运动的角速度为
D. 天体运动角速度为
9. 过山车是一种深受年轻人喜爱的游乐项目。实验表明：当普通人所承受的加速度约为5倍的重力加速度时就会发生晕厥。图甲中，过山车轨道的回环部分是半径为R的经典圆环轨道，A为圆轨道最高点、B为最低点；图乙中，过山车轨道的回环部分是倒水滴形轨道，上半部分是半径为R的半圆轨道、C为最高点，下半部分为两个半径为2R的四分之一圆弧轨道、D为最低点。若载从过山车可视为质点，分别从两轨道顶峰上部由静止开始下降，沿轨道内侧经过A、C点时均恰好和轨道没有相互作用，点B、D等高，忽略空气阻力和摩擦。则下列说法正确的是（ ）
A. 过山车经过A、C点时速度为0
B. 图甲过山车轨道比图乙轨道更安全
C. 图乙过山车轨道比图甲轨道更安全
D. “图乙中轨道顶峰的高度”比“图甲中轨道顶峰的高度”高R
10. 如图所示，一倾角为的足够长的传送带由电动机带动，始终保持恒定速率顺时针转动，物块从传送带底端由静止释放，物块与传送带间的动摩擦因数为，物块从传送带底端运动到顶端时恰好与传送带速度相等。在此过程中，传送带对物块做的功为；传送带克服摩擦力做的功为，物块与传送带之间因摩擦产生的热量为Q，物块机械能变化量为，电动机多消耗的电能为E。下列表达式正确的是（ ）
A. B.
C. D.
二、非选择题：本题共5小题，共60分。
11. 下图为某实验小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律的装置，实验的主要步骤有：
A.将气垫导轨放在水平桌面上并调至水平；
B.测出挡光条的宽度；
C.分别测出滑块与挡光条的总质量及托盘与砝码的总质量；
D.将滑块移至图示位置，测出挡光条到光电门的距离；
E.由静止释放滑块，读出挡光条通过光电门的时间；
F.改变挡光条到光电门的距离，重复步骤D、E，测出多组和。已知重力加速度为，请回答下列问题：
（1）本实验中______________（填“需要”或“不需要”）满足远小于。
（2）若某次测得挡光条到光电门的距离为，挡光条通过光电门的时间为，滑块由静止释放至光电门的过程，系统的重力势能减少了______________；若系统机械能守恒，应满足______________（用以上物理量表示）。
（3）若利用图像法处理实验数据，下列选项中能符合实验要求的是______________。
A． B. C. D.
12. 如图所示，某同学采用重物自由下落的方法“验证机械能守恒定律”。打点计时器所用电源频率为50Hz，当地重力加速度的值为。
（1）下面是他实验时的操作步骤：其中不必要以及不恰当的步骤有______。
A. 按照图示的装置安装器件
B. 将打点计时器接到电源的直流输出端上
C. 用天平测量出重锤的质量
D. 先释放纸带，然后再接通电源
E. 测量打出的纸带上某些点之间的距离
F. 计算重锤下落过程中减少重力势能和增加的动能
G. 改换纸带，重做几次
（2）本实验选择纸带的要求是：纸带上打下的第1、2点间距离接近______。若已知重物的质量为1.00kg，按实验要求正确地选出纸带，用毫米刻度尺测量连续三点A、B、C到第一个点O的距离如图（乙）所示，那么：从打下O点到打下计数点B的过程中重力势能的减少量______J（保留3位有效数字）；而动能的增加量______J（保留3位有效数字）。
（3）某同学想用下述方法研究机械能是否守恒，在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点O的距离h，计算对应计数点的重物速度v，描绘图像，并做如下判断：若图像是一条过原点的直线，则重物下落过程中机械能守恒，请你分析论证该同学的判断是否正确：______（填“正确”或“不正确”）。
（4）若实验中经过计算发现增加的动能大于减少的重力势能，则可能的原因是（ ）
A. 用公式算各点瞬时速度（设t为纸带上打下O点到打下其它记录点的时间）
B. 由于纸带和打点计时器的限位孔之间存在摩擦阻力
C. 先释放纸带后接通电源，导致打第一个O点时便有了初速度
D. 重锤下落过程中受到空气阻力
13. 把篮球从距地板某一高度处由静止释放，观察篮球与水平地板撞击后反弹上升的最大高度，是判断篮球是否充好气的一种简单方法。某次，运动员将一质量的篮球从的高度处由静止释放，与水平地板撞击后反弹上升的最大高度为，于是运动员确定该篮球充气较好。已知篮球与地面接触的时间为，忽略空气阻力，重力加速度取。求：
（1）篮球弹起瞬间的速度为多大？
（2）篮球与地板碰撞过程中，地板对篮球的平均冲力的大小。
14. 中国空间站的机械臂具有七个自由度，类似于人类手臂的灵活性，可实现抓取、拖拽、爬行、对接等功能。如图所示，在长为d的机械臂作用下，微型卫星、空间站、地球位于同一直线，伸直的机械臂沿该直线方向抓住微型卫星，微型卫星与空间站一起做角速度为的匀速圆周运动。已知地球表面的重力加速度为g，地球半径为R，微型卫星质量为m，空间站轨道半径为r，求：
（1）在轨运行时，空间站线速度和微型卫星的线速度之比；
（2）机械臂对微型卫星的作用力大小F；（忽略空间站与卫星之间的万有引力以及机械臂对空间站的作用力，用m，g，R，r，d表示）
（3）物体在引力场中具有的势能叫做引力势能。若取无穷远处为引力势能零点，质量为m的物体在地球引力场中具有的引力势能为（式中G为引力常量，M为地球的质量，r为物体到地心的距离）。若让机械臂松开卫星，通过控制卫星上自带的火箭发动机，使卫星由当前半径为r的圆轨道变轨到离地球更远的半径为的圆轨道，则在此过程中，万有引力对卫星做的功为多少？（用g、R、m、r、表示）
15. 如图甲所示，下端带有挡板、光滑且足够长的斜面固定在水平地面上，物块a、b用轻弹簧连接，一不可伸长的轻绳跨过光滑定滑轮后一端与物块b连接，另一端连接轻质挂钩，滑轮左侧轻绳与斜面平行。开始时物块a、b静止，在挂钩上挂一物块c（图中未画出）并由静止释放，当物块b的速度减为零时，物块a刚要开始滑动。物块b运动过程中不会碰到定滑轮，弹簧的形变始终在弹性限度内，弹簧的弹力F随物块b的位移x变化的关系如图乙所示。已知斜面与水平地面之间的夹角为，物块a的质量为，取重力加速度。求：
（1）物块b质量；
（2）从物块b“刚要滑动”到“速度减为零”的过程中，弹簧弹力对物块b做的功以及物块c的质量；
（3）物块b在运动过程中速度的最大值。