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    2024武汉华中师范大学第一附中高一下学期期中物理试题含答案

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    这是一份2024武汉华中师范大学第一附中高一下学期期中物理试题含答案,共10页。试卷主要包含了选择题,实验题,计算题等内容,欢迎下载使用。

    时间:75分钟 满分:100分
    一、选择题(本题包括10小题。其中第1-7题为单选题,第8-10题为多选题。每小题4分,共40分,单选题有且仅有一个选项正确,选对得4分,选错或不答得0分.多选题至少有两个选项正确,全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分.)
    1.我校举行教职工排球比赛,如图是我校排球队许老师在排球比赛中的精彩掠影,许老师经历了加速跑、起跳、击球三段过程,且排球击出后的速度比击出前大,下列说法正确的是( )
    A.加速跑阶段,地面静摩擦力对许老师做正功
    B.起跳阶段,地面支持力对许老师做正功
    C.击球全过程,许老师对排球不做功
    D.从起跑到击球前,许老师消耗的生物能(ATP)大于自身机械能增加量
    2.“东湖之眼”摩天轮面朝东湖,背靠磨山,是武汉市东湖风景区著名地标之一。假设“东湖之眼”悬挂的座舱及舱内乘客在竖直面内做匀速圆周运动,下列说法正确是( )
    A.乘客线速度一直不变
    B.乘客在最高点处于失重状态
    C.若转速增大,乘客在最低点与最高点对座椅的压力之差不变
    D.若转速增大,乘客在最低点与最高点对座椅的压力之和增大
    3.如图为某卫星变轨前后的示意图,变轨前Ⅰ轨道为近地圆轨道,地球半径为R,F为地心,在Ⅰ轨道上A点点火加速后变为椭圆Ⅱ轨道,B为椭圆轨道远地点,。则( )
    I
    A.Ⅱ轨道上A点速度大于11.2km/sB.Ⅱ轨道上A、B两点线速度大小之比为1:3
    C.Ⅱ轨道周期是Ⅰ轨道周期两倍D.在B点要变轨到更高的圆轨道,需要点火使卫星加速
    4,如图所示,一劲度系数轻质弹性绳上端固定在天花板上O点,原长时下端刚好在A点,A点处固定一光滑钢钉。在弹性绳下端挂一质量为的物块,物块静止在地面上B点,A、B间距离,物块与地面间动摩擦因数,现用一水平向右的外力拉动物块向右运动0.4m到C点,,关于该过程摩擦生热Q的计算正确的是( )
    A.B.C.D.
    5.如图所示,一质量为的物块静止在粗糙水平地面上A点,对物块施加一水平向右的外力(其中),1s后撤去外力F,最后物块停在C点。已知物块与地面间动摩擦因数,,则间距离为( )
    6.某工地利用如图所示的传送带来运送货物,已知传送带倾角为30°,传送带下端A与上端B之间距离为10m,传送带以5m/s的速度顺时针传送。某次运送时,工人将质量为100kg的大理石轻放在传送带上,已知大理石与传送带间动摩擦因数为,大理石从A运动到B的全过程中,下列说法正确的是( )
    A.大理石运动时间为3sB.大理石在传送带上的划痕为10m
    C.大理石与传送带间摩擦生热为7500JD.电动机因为运送大理石多做的功为10500J
    7.物理学中有些问题可能暂时无法定量计算,但可以通过一定的逻辑分析,判断结果的合理性。几位同学运用圆周运动和动能的公式,得到一质量为m长度为L的匀质直杆绕延长线上距离近端为L的定点O以角速度转动时的动能表达式,你认为最合理的是( )
    A.B.C.D.
    8.如图所示,一质量为m的物块A穿在固定竖直杆上,轻绳一端系于物块A上,绕过轻质定滑轮O后,另一端系于质量为2m的物块B上。初始时A在外力作用下保持静止,且连线水平、长为L。现撤去外力,全过程A未落地,B未触碰定滑轮,不计任何阻力,重力加速度为g。在两物块的运动过程中,下列说法正确的是( )
    A.刚释放A时,物块A的加速度为B.物块B上升的最大高度为
    C.当A下降到最低点后,将保持静止D.当A下降时,系统总动能最大
    9.如图甲所示,一质量为1kg的物块静止在一倾角为37°的斜面底端,现给物块施加沿斜面向上的力F,当物块运动到C点时撤去外力,运动到D点速度刚好为0。取物块在斜面底端时重力势能为零,物块的机械能E关于位移x的图像如图乙所示,D点对应图像虚线上某一点(图中未具体标出),重力加速度。下列说法正确的是( )
    图甲 图乙
    A.段拉力大小为16NB.段拉力大小为4N
    C.B、C两点重力功率相等D.全过程中外力F做功为48J
    10.地月系统可视为双星系统,某科研小组计划发射一颗卫星到月球,然后再将该卫星发射到地月连线延长线上的拉格朗日点(在该点卫星可以只在地月共同引力作用下,随地月系统一起绕转动中心公转)。已知地球质量为月球质量的81倍,地心和月心之间距离为L。若将该卫星从地球沿地月连心线方向以初动能发射到月球,该过程克服地球引力做功为W,或可用到近似表达式,。下列说法正确的是( )
    A.必须大于或等于W,卫星才能到达月球B.小于W,卫星一定不能到达月球
    C.位于点的卫星的向心加速度比月球大D.点距离月球的距离大约为
    二、实验题(共15分)
    11.高中阶段教材给出了单个物体合外力做功与动能变化的关系即动能定理。某物理兴趣小组为探究合外力做功与系统动能变化的关系,利用下列器材完成实验:带有定滑轮的长木板,质量为M的小车(左端带有宽度为d的遮光片),光电门传感器,质量为m的重物。
    (1)将长木板右端适当垫高,使小车可以匀速下滑;
    (2)将小车和重物用跨过定滑轮的轻绳相连,滑轮右边轻绳与长木板平行,在长木板上标记A、B两点,测出A、B间距离s(),在B点安装光电门传感器,初始时遮光片前端与A点对齐并由静止释放小车,测得遮光片通过光电门的时间t。则小车从A到B的过程中,小车、细绳、重物构成的系统合外力做功__________,系统动能变化量__________。分析测量数据可知,在误差允许的范围内,系统合外力做功等于动能变化量;
    (3)某同学由以上实验结果作出猜想:系统合外力做功等于系统动能变化在经典力学条件下都成立。结合上述实验和一定的理论分析,请判断该猜想是否正确?__________(填“正确”或“不正确”)
    12.用如图所示的装置验证机械能守恒定律,是带有刻度的竖直长挡板,是半径为R的圆弧轨道,与相切于B点,在C点安装一压力传感片,整个装置固定在水平地面上。现将一质量为m的小钢球从竖直挡板上P点由静止释放,小钢球沿轨道运动至C点,读出间距离h,通过计算机读出小钢球经过C点时的压力F。本次实验能允许的相对误差为(小于3%),当地平均重力加速度为g。
    (1)小钢球从P点运动至C点的全过程中,重力势能的减小量__________;动能的增量__________。
    (2)若满足__________关系,则可认为机械能守恒。(仅用、及表示)
    (3)多次实验结果显示,比略小,某同学提出以下解释,合理的是( )
    A.小球与竖直挡板间摩擦力做负功,导致机械能损失
    B.空气阻力对小球做负功,导致机械能损失
    C.小球与圆弧轨道之间摩擦力做负功,导致机械能损失
    三、计算题(请写出必要的文字说明、方程式和重要步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。共45分)
    13·开普勒-22b(K-22b)是一颗在类太阳恒星开普勒-22(K-22)宜居带内运行的行星。已知K-22的辐射功率大约为太阳的0.75倍,K-22b公转周期约为292天,K-22b表面温度与地球大致相同(单位时间垂直照在行星表面单位面积上光能大致相同)。已知地球绕太阳公转周期为365天,地球公转轨道半径为一个天文单位即1AU。根据以上信息求下列问题:
    (1)行星开普勒-22b的公转轨道半径。
    (2)恒星开普勒-22与太阳的质量之比。
    14.某同学为研究炮弹发射过程,设计了下图所示实验装置。将发射口固定在坐标为处。某次发射时,将发射口调至水平,弹簧压缩量为d,质量为m的小球由静止释放,射出后经过处。不计任何阻力及小球在管内的重力势能变化,重力加速度为g,试回答下列问题:
    (1)求发射前弹簧弹性势能。
    (2)保持发射口位置不变,调节弹簧压缩量及发射方向,要使小球击中的目标位置,求弹簧压缩量的最小值。(已知在弹性限度内,弹簧弹性势能与形变量平方成正比)
    15.如图所示,一倾角为的足够长的斜面上有一质量为的长木板B,长木板B右上端有一质量为的小物块A。长木板B下表面光滑,上表面以D点为分界线,右边部分动摩擦因数为,左边部分动摩擦因数。初始时D点在斜面上的C点处,小物块A、长木板B沿斜面向下和向上的初速度分别为和,小物块A第一次经过C点时速度恰好减为0,且最终小物块A恰好未滑离长木板B。不计长木板B厚度,小物块A可视为质点,取,,。求:
    (1)初始时,小物块A、长木板B的加速度。
    (2)长木板B上D点右侧部分的长度。
    (3)从初始到小物块A、长木板B共速全过程中系统摩擦生热Q。
    华中师大一附中2023—2024学年度下学期期中检测
    高一年级物理参考答案
    一、选择题
    二、实验题
    11.(7分)
    (2) ………………(每空3分)
    (3)不正确………………(1分)
    12.(8分,每空2分)
    (1)
    (2)
    (3)BC
    三、计算题
    13.(13分)
    (1)设太阳辐射功率为P,则K-22辐射功率为0.75P
    在行星和地球表面取垂直面元,照射时间,则有:
    ………………(2分)
    则………………(1分)
    解得………………(1分)
    (2)对环绕天体由万有引力提供向心力:
    ………………(3分)
    ………………(3分)
    故………………(2分)
    解得………………(1分)
    14.(16分)
    (1)小球弹出过程由能量守恒:
    ………………(2分)
    对小球从A到C平抛过程有:
    ………………(2分)
    ………………(2分)
    则………………(2分)
    (2)设发射初速度为v,发射方向与水平方向夹角为
    对小球斜抛过程有:
    ………………(2分)
    ………………(2分)
    解得
    ………………(2分)
    由于弹性势能

    故………………(2分)
    15.(16分)
    (1)初始时,对A:………………(1分)
    解得………………(1分)
    对B:………………(1分)
    解得,方向沿斜面向下………………(1分)
    (2)A到达长木板上D点左侧减速加速度
    ………………(1分)
    解得,方向沿斜面向上………………(1分)
    A从D点到斜面上C点运动位移为d
    则………………(1分)
    由于B在第一阶段的减速位移也为d,故而有:
    解得或(舍)………………(1分)
    因此A第一阶段匀速位移………………(1分)
    故长木板D点右边部分长度………………(1分)
    (3)当A到达D点时,A速度依然为
    B速度………………(1分)
    设此后B加速度,则有:
    解得………………(1分)
    设经过时间,A、B共速速度为,对A、B在该过程分别有:
    解得………………(1分)
    则D点左侧部分长度即为该阶段相对位移
    解得………………(1分)
    故全过程摩擦生热………………(1分)
    解得………………(1分)1
    2
    3
    4
    5
    6
    7
    8
    9
    10
    D
    B
    D
    B
    B
    A
    C
    BD
    BD
    CD
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