河北省唐县第一中学2023-2024学年高一下学期5月期中考试物理试题(含答案)

这是一份河北省唐县第一中学2023-2024学年高一下学期5月期中考试物理试题(含答案)，共17页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题（共7个小题，每小题4分，共28分）
1．关于物体做曲线运动的条件，下列说法正确的是（ ）
A．物体在恒力作用下不可能做曲线运动
B．做曲线运动的物体，在一段时间内路程可能为零
C．合力的方向与物体速度的方向既不相同又不相反时，物体一定做曲线运动
D．变速运动都是曲线运动
2．如图所示，修正带是通过两个齿轮的相互咬合进行工作的，其原理可简化为图中所示的模型。A、B是转动的大小齿轮边缘的两点，C是大齿轮上的一点。大齿轮上B、C的半径分别为3r、r，小齿轮上A的半径为2r，则A、B、C三点（ ）
A．角速度之比是2∶3∶3B．加速度大小之比是6∶3∶1
C．线速度大小之比是3∶3∶1D．转动周期之比是3∶2∶2
3．一个质量为0.18kg的垒球，以25m/s的水平速度飞向球棒，被球棒击打后，反向水平飞回，速度大小为45m/s，以垒球初速度的方向为正方向，则垒球被棒击打前后动量变化量为（ ）
A．B．C．D．
4．如图，将地球看成圆球，地球赤道上某点有一物体，北纬45°线上某点有一物体，在地球自转过程中，A、B两物体均相对于地面静止且看作质点，下列说法正确的是（ ）
A．A、B两物体线速度大小之比为B．A、B两物体角速度之比为
C．A、B两物体向心加速度大小之比为D．A、B两物体向心力大小之比为
5．某次网球训练时，运动员将网球从离水平地面高处以的速度水平击出，已知网球的质量为。取重力加速度大小，不计空气阻力。关于网球从刚被击出到落地的过程，下列说法正确的是（ ）
A．该过程中网球受到的重力做的功为
B．网球落到地面时的速度大小为
C．网球在空中运动过程中重力做功的平均功率为
D．网球落到水平地面前瞬间受到的重力做功的功率为
6．如上图所示，长为的小车置于光滑的水平面上，小车前端放一小物块。用大小为的水平力将小车向右拉动一段距离，物块刚好滑到小车的左端。物块与小车间的摩擦力为，在此过程中（ ）
A．小物块的机械能增加量为B．小物块与小车系统的机械能增加量为
C．小车的机械能增加量为D．木块与小车组成的系统产生的内能为
7．如图所示，质量均为的物体通过轻绳连接，穿在固定的竖直光滑杆上，B放在固定的光滑斜面上，斜面倾角，轻弹簧一端固定在斜面底端的挡板上，另一端连接物体B。初始时，位于点，轻弹簧处于原长状态，轻绳绷直（段水平）。现将由静止释放，当运动到点时的速度为。设为运动的最低点，运动过程中不会碰到轻质滑轮，弹簧始终在弹性限度内，，重力加速度为，不计一切阻力。下列说法正确的是（ ）
A．从点运动到点的过程中，绳的拉力对做的功为
B．A从点运动到点的过程中，减少的机械能等于增加的机械能
C．运动到点时，的速度为
D．A运动到点时，弹簧增加的弹性势能为
二、多选题（共3小题，每题6分共18分。全对得6分，选对但不全的得3分，错选或不选得0分）
8．如图所示，排球比赛中运动员将排球从点水平击出，排球飞到点时，被对方运动员击出，球又斜向上飞出后落到点正下方的点，点与点等高，轨迹的最高点与等高，不计空气阻力，下列说法正确的有（ ）
A．排球两次飞行过程中加速度相同B．排球两次飞行过程中重力对排球做的功相等
C．排球离开点的速率比经过点的速率大D．排球到达点时的速率比离开点时的速率大
9．如图甲所示，质量为的小球从最低点冲入竖直放置在水平地面上、半径为的半圆轨道，已知小球恰能到达最高点，轨道粗䊁程度处处相同，空气阻力不计。小球由到的过程中速度的平方与其高度的关系图像如图乙所示，取，B为轨道中点。下列说法正确的是（ ）
A．图乙中B．小球在C点时的重力功率为
C．小球从到克服摩擦力做功为D．小球从到过程损失的机械能等于
10．如图所示，传送带与水平地面的夹角，以的速率顺时针方向转动。将一质量为的物体（可视为质点）从端无初速释放，经过运动到端。物体与传送带间的动摩擦因数（取）。则（ ）
A．物体运动的加速度恒为B．传送带的长为
C．物体运动到端时的动量大小为D．传送带与物体因摩擦产生的热量为
三、实验题（共2小题，每空2分，共16分）
11．（本题共8分，每空2分）某学习小组利用不同的实验装置，进行探究平抛运动规律的实验：
（1）甲同学采用如图甲所示的装置。为了验证做平抛运动的小球在竖直方向做自由落体运动，用小锤打击弹性金属片，A球水平抛出，同时B球被松开自由下落。关于该实验，下列说法中正确的有______。
A．两球的质量应相等B．两球的质量可以不相等
C．两球应同时落地D．应改变装置的高度，多次实验
E．实验也能说明A球在水平方向上做匀速直线运动
（2）乙同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图乙所示的小球做平抛运动的照片，图中背景方格的边长均为，重力加速度取，照相机的闪光频率为______；小球平抛的初速度大小为______，经过B点时的竖直分速度大小为______。（所有结果保留2位有效数字）
12．（本题共8分，每空2分）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d；
C．分别测出滑块与挡光条的总质量M及托盘与砝码的总质量m；
D．将滑块移至图示位置，测出挡光条到光电门的距离L；
E．由静止释放滑块，读出挡光条通过光电门的时间t；
F．改变挡光条到光电门的距离，重复步骤D、E，测出多组L和t。已知重力加速度为g。
（1）本实验中______（填“需要”或“不需要”）满足m远小于M。
（2）若某次测得挡光条到光电门的距离为L，挡光条通过光电门的时间为t，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______。（用实验步骤中各测量量符号表示）
（3）多次改变挡光条到光电门的距离，重复步骤D、E，测出多组L和t，作出L随的变化图像如图所示，图线为过坐标原点的直线，如果在误差允许的范围内当地的重力加速度大小为______时，可以判断槽码带动滑块运动过程中机械能守恒。（用题中已知量和测得的物理量符号表示）
四、解答题（本题共3小题，共38分。13题10分，14题12分，15题16分。解题过程中要求写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写最后结果不得分）
13．（本题10分）如图甲所示，一台起重机将质量的重物由静止开始竖直向上匀加速提升，末达到额定功率，之后保持该功率继续提升重物。末重物达到最大速度。整个过程中重物的图像如图乙所示。取，不计额外功率。试计算：
图甲 图乙
（1）起重机的额定功率；
（2）前起重机的平均功率。
14．（本题12分）如图所示，竖直面内的光滑半圆形导轨半径，粗䊁水平面与半圆形导轨在点相切，长度为。一个质量的物块（可视为质点）将弹簧压缩至点后由静止释放，在弹力作用下物块获得一向右速度后脱离弹簧（此时物块还未到B点），之后向上运动恰能运动到轨道最高点，已知物块与水平面间的动摩擦因数，重力加速度取。试求：
（1）物块运动到点时的速度大小。
（2）物块经过B点时对圆弧轨道的压力大小。
（3）此过程中弹簧最短时的弹性势能。
15．（本题16分）宇航员乘坐“量子零号”卫星到达星球“墨子6710”上做了这样一个实验：将一质量为小滑块从斜面上静止滑下，斜面的倾角为，动摩擦因数为0.5，水平面光滑，斜面与水平面接触处无能量损失，在点以速度水平拋出，经过1秒从点沿切线方向进入竖直放置的光滑圆轨道，圆心为点。与竖直方向的夹角为，圆半径，不计小球受到空气的阻力。。求：
（1）小滑块在斜面运动的时间；
（2）在最高点轨道对小滑块的弹力的大小；
（3）若该星球的半径为，该星球的第一宇宙速度是多少？
参考答案：
1．C
【详解】A．物体在恒力作用下可做曲线运动，如匀变速曲线运动，故A错误；
B．路程是指物体实际运动轨迹的长度，所以做曲线运动的物体在一段时间内路程不可能为零，故B错误；
C．合力的方向与物体速度的方向既不相同、也不相反，即合力与速度不在同一条直线上时，物体做曲线运动，故C正确；
D．变速运动可能是直线运动，也可能是曲线运动，故D错误。
故选C。
2．C
【详解】AC．A、B是转动的大小齿轮边缘的两点，可知
根据
可得
由于B、C两点都在大轮上，可知
根据
可得
则A、B、C三点线速度大小之比为
则A、B、C三点角速度之比为
故A错误，C正确；
B．根据
可知
故B错误；
D．根据
，
可得
故D错误。
故选C。
3．D
【详解】初动量为
打击后动量为
故动量变化为
故选D。
4．A
【详解】地球自转时，各点角速度大小相等，有
设地球半径为r，由几何关系知
A．由线速度与角速度、半径的关系得
故A正确；
B．地球自转时，各点角速度大小相等，故B错误；
C．由知，又角速度相等，故向心加速度之比等于半径之比，应为√2：1，故C错误；
D．由知，因不知A、B两物体质量关系，故无法求解向心力之比，故D错误。
故选A。
5．C
【详解】A．该过程中网球受到的重力做的功
选项A错误；
B．网球做平抛运动，有
解得
选项B错误；
C．网球在空中运动过程中重力做功的平均功率
选项C正确；
D．网球落到水平地面前瞬间受到的重力做功的功率
选项D错误。
故选C。
6．C
【详解】A．小物块对地的位移方向向右，大小为
小物块受到的摩擦力方向水平向右，则摩擦力对小物块做的功等于小物块的机械能增加量为
故A错误；
B．小物块与小车系统的机械能增加量为
故B错误；
C．小车的机械能增加量为
故C正确；
D．木块与小车组成的系统产生的内能为
故D错误。
故选C。
7．D
【详解】A．A从N点运动到M点的过程中，根据动能定理有
解得绳的拉力对A做的功为
A错误；
B．A从N点运动到M点的过程中，A、B和弹簧组成的系统满足机械能守恒，A减少的机械能等于B增加的机械能和增加的弹性势能之和，则A减少的机械能大于B增加的机械能，故B错误；
C．A运动到M点时，设MN与竖直方向的夹角为，则有
可得
此时B的速度为
故C错误;
D．根据系统机械能守恒可得
解得A运动到M点时，弹簧增加的弹性势能为
故D正确。
故选D。
8．ACD
【详解】A．排球两次飞行过程中，加速度均为重力加速度，故A正确；
B．设高度差为，第一次从M点到P点重力做功为
第二次从P点到N点重力做功为0，故B错误；
C．排球从M点到P点与排球从Q点到N点，均做平抛运动，下落高度相同，则下落时间相等，水平方向根据
由于从M点到P点的水平位移大于从Q点到N点的水平位移，则排球离开M点的速率比经过Q点的速率大，故C正确；
D．根据
排球到达P点时的竖直分速度等于离开P点时竖直分速度，排球到达P点时的水平分速度大于离开P点时水平分速度，则排球到达P点时的速率比离开P点时的速率大，故D正确。
故选ACD。
9．AC
【详解】
A．当h=0.8m时，小球运动到最高点，因为小球恰能到达最高点C，则有
解得
vC=2m/s
则
x=4
A项正确；
B．小球在C点时，重力与速度垂直，故重力功率为零，B项错误；
C．从A到C过程，动能减小量为
解得
重力势能的增加量为
则机械能减小
则克服摩擦力做功为5J，C项正确；
D．由于A到B过程中压力大于B到C过程中的压力，则A到B过程中的摩擦力大于B到C过程中的摩擦力，可知A到B的过程克服摩擦力做功较大，知小球从B到C过程损失的机械能小于2.5J ，D项错误。
故选AC。
10．BD
【详解】AB．对小煤块进行受力分析，由牛顿第二定律有
解得
小煤块下滑到与传送带速度相等
解得
此时小煤块的位移
解得
又因为， 小煤块继续下滑的加速度
解得
又
代入数据解得
故
故A错误，B正确；
C．由

解得
故C错误；
D．第一阶段小煤块相对传送带位移
解得
第二阶段小煤块相对传送带位移
解得
m
摩擦产生的热量
解得
故D正确。
故选BD。
11． BCD 10 1.5 2.0
【详解】（1）[1]AB．根据实验结果可知平抛运动在竖直方向上的分运动是自由落体运动，不需要质量相等，因此实验时需要A、B两球从同一高度开始运动，不需要两球质量相等，故A错误，B正确；
C．小锤打击弹性金属片后，A球做平抛运动，B球做自由落体运动，A球在竖直方向上的运动情况应该跟B球相同，因此两球同时落地，故C正确；
D．为探究实验的科学性，应改变装置的高度多次实验，故D正确；
E．本实验只能说明A球在竖直方向的运动性质，不能说明A球在水平方向做匀速直线运动，故E错误。
故选BCD。
（2）[2]由图乙可知，在竖直方向上
根据
可得
故
[3]小球平抛的初速度大小为
[4]经过B点时的竖直分速度大小为
12．(1)不需要
(2)
(3)
【详解】（1）实验中需验证砝码及托盘减少的重力势能与系统增加的动能是否相等，并不需要测量拉力，故不需要满足m远小于M。
（2）[1]滑块由静止释放至光电门的过程，系统的重力势能减少了
[2]根据极短时间的平均速度等于瞬时速度，滑块通过光电门时速度大小为
系统动能增加了
系统机械能守恒有
则系统机械能守恒成立的表达式是
（3）由（2）可知系统机械能守恒成立的表达式是
整理得
图像的斜率为
解得当地的重力加速度大小为
13．（1）；（2）
【详解】（1）由图可知重物匀加速的加速度为
由牛顿运动定律得
代入得
起重机的额定功率为
（2）重物由静止开始竖直向上匀加速提升，前内的位移为
代入得
由功能关系得
代入得
14．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）依题意，物块恰能运动到轨道最高点C，由牛顿第二定律可得
解得
（2）物块从B运动到C过程，根据动能定理可得
物块在B点，由牛顿第二定律，可得
联立，解得
根据牛顿第三定律可知物块经过B点时对圆弧轨道的压力大小为
（3）根据能量守恒，可得
15.（12分）（1）1.5s；（2）0.64N；（3）8000m/s
解：（1）小滑块从C点到P点做平抛运动，在P点速度与水平方向夹角为53°，由
（1分）
（1分）
解得
小滑块从A到B做匀加速直线运动，由牛顿第二定律
（1分）
又
（1分）
解得
（1分）
（2）小滑块在P点的速度
（1分）
小滑块从P点到最高点，由机械能守恒
，（1分）
在最高点由牛顿第二定律
（1分）
代入数据，，求得
（1分）
（3）星球半径，第一宇宙速度为，由牛顿第二定律
（2分）
解得
（1分）