山东省青岛第二中学2023-2024学年高一下学期期中物理试卷

青岛二中2023-2024学年第二学期期中考试一高一物理试题 命题人：李荣意丁嘉睿审核人：张睿 本试卷分第I卷（进择题入第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共100分。考试时间90分钟： 一、单项选择题：本题包括8小题，每小题3分，共24分，在每小题给出的四个选项中只有一 项是符合题目要求的。 1.下列说法中，正确的是() A。在不同高度处的物体，重灯势能一定不相同 B.地球上的任何一个物体的重力势能都有一个确定值 C.从同一高度将某一物体以不同的速率平抛或向下抛出，落到地面上时，物体的重力势能变化 相同 D.位于零势能参考平面以下的物体的重力势能不一定小于在零势能面以上的物体的重力势能 2.一物体从地面由静止开始运动，取地面为零势能面，运动过程中重力对物体做功W和1，阻力对 物体做功W,其他力对物体做功W3,则该过程终态时() A.物体的重力势能为W B.物体的动能为刚十% C.物体的机械能为W十W3 D.物体的机械能为R1十W 3.2017年，人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波.根据科学家们复原的过程，在 两颗中子星合并前的某一时刻，他们相距L,绕二者连线上的某点每秒转动n圈.将两颗中子星 都看作是质量均匀分布的球体，已知万有引力常量为G,结合牛顿力学知识可算出这一时刻两颗 中子星的质量之和为(】 A. 4π2n2 B 8r'n'p G G C. G 4π2n2 D. 8π2n2P 4.如图所示，质量、初速度大小都相同的A、B、C三个小球，在同一水平面上，A球竖直上抛， B球以倾斜角8斜向上抛，空气阻力不计，C球沿倾角为0的光滑斜面上滑，它们上升的最大高 度分别为hu、ha、hc,则) A.ha=hg<hc B.ha=hB=hc C.ha=ha>hc D.ha=hc>hB A B C 5,如图所示，两个质量相等的物体在同一高度沿倾角不同的两个光滑斜面由静止开始自由下滑， 不计空气阻力，在它们到达斜面底端的过程中( ) A.重力的冲量相同 B. 斜面弹力的冲量不同' G斜面弹力的冲量均为琴 带 D.合力的冲量相同 重妙不颜干心部翁 02 高一物理试题乡 6.如图所示，一根轻质细杆的两端分别固定着A、B两个质量均为m的小球，O点是一固定的光 滑水平轴已知4O声D.BO#2L重力加速度为g使细杆从水平位置由静止开始绕O.点转动， 转到0点正下方的过程中，B球的速度大小为《） 自文代合$共 A.1V5 )国，示图顾 8g网 B.1V 0。 ma2长8 = C.VgL 多伏窗 但豇 米 面狱音因粽帕9六食则 D.1V 需泊下原。长组 7.某农场安装有一种自动浇水装置如图所示，在农田中央装有竖直细水管，其上端水平喷水嘴 的高度为、重力加速度为g,竖直细水管带动喷水嘴在水平面内缓缓转动（如图），喷水嘴水平 长度为出水速度可调节，其调节范满足，￠渠≤心2 孕平大 忽略空气阻力。则这种自动浇水装置能灌溉农田的面积为( A.12nd B.14nd2 i记g的S C.15πd h D.16nd 达同城广 8.2021年美国“星链”卫星曾近距离接近我国运行在距地390k近圆轨道上的天宫空间站。为避 免发生危险，天宫空间站实施了发动机点火变轨的紧急避碰措施。已知质量为m的物体从距地心 r处运动到无穷远处克服地球引力所做的功为GM价，式中M为地球质量，G为引力常量：现将 Mm 空间站的质量记为m。,变轨前后稳定运行的轨道半径分别记为、乃，如图所示。空间站紧急避 碰过程发动机做的功至少为（ S州叠记士两乎木帕歌议 t A.GMmo 11 大雅纸阿年太皮，面 “夹冠 mN)景五者 77润下口 B.GMmo 1 恒的港游木A 护 1尖洲藏日 3 ', .然木3 C. 甲兴章 AO 2 D.2GMmo 页共3页 二、多项进择题：本题包括4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多 项符合题目要求。全部进对的得4分，选对但不全的得2分，有透情的得0分。 9.一质量为2kg的物块在合外力F的作用下从静止开始沿直线运动， AFNN F随时间：变化的图线如图所示，则() A.t=1s时物块的速率为1m/s/ 1 B.t=2s时物块的动量大小为4kgm/s C t=3s时物块的动量大小为5kgm/s 0 12.348 -1 D.t=4s时物块的速度为零 10.如图甲所示，一个倾角为日的斜面固定在地面上，一辆质量为m的汽车由静止以额定功率P 驶上斜面，汽车行驶的最大速度为；如图乙所示，若汽车从斜面顶端由静止以额定功率P向 下运动，汽车行驶的最大速度为？。己知汽车行驶过程中受到的阻力大小恒定不变，重力加速度 为g，下列说法正确的是（ A,汽车均做匀加速直线运动 面平木一冰氮还影者 B,最大行驶速度Ⅵ小于2 %灵满 C.阻力大小为+业mgsi血6 %-2 D. 额定功率大小为些·2 mg sin(0 甲 4-4 11.设北斗导航系统中的地球同步卫星在距地面高度为h的同步轨道做圆周运动。已知地球的 半径为R,地球表面的重力加速度为g,万有引力常量为G。下列说法正确的是() ★.同步卫星运动的周期为2 R B.同步卫星运行的线速度为√g(R+) c同步轨道处的置力方加速度为(。皇)》g R+h 38 D.地球的平均密度为4πGR 12.如图甲所示，长木板A放在光滑的水平面上，质量m=2kg的另一物体B以水平速度0=3mS 滑上原来静止的长木板A的上表面，由于A、B间存在摩擦，之后A、B速度随时间变化情况如 图乙所示，则下列说法正确的是(g取10ms2)（) A.木板获得的动能为！ B.系统损失的机械能为6J 以ms) C.木板A的最小长度为2m 3 D.A、B间的动摩擦因数为02 s 甲 高一物理试 三、实脸题，本题共2小题，16分。把落案填在题中的横线上成按题目要求做答， 13.(1)研究平抛运动，下面做法可以减小实验误差的是 (填选项前的字母)。 A.尽量减小钢球与斜槽间的摩擦 B.使用密度大、体积小的钢球 C.实验时，让小球每次都从同一位置由静止开始滚下 D.使斜槽末端切线保持水平 (2)某同学在做“研究平抛运动”的实验时，忘记记下小球做平抛运动的起点位置O,A为小球运 动一段时间后的位置，以A为坐标原点建立的坐标系如图所示，由图可求出小球做平抛运动的初 速度为 ms,小球在经过位置B时的速度yg m/s。(计算时g取10m/s2) 10 20 x/cm 15 40 y/cm 14.如图1所示为验证机械能守恒定律”的实验装置。某同学正确操作得到的一条纸带如图2 所示，O为第一个点，A、B、C为三个连续点，已知打点计时器每隔0.02s打一个点，实验中 夹子和重物的质量m=200g,当地的重力加速度取g9.8m/s2。 打点计时器 一纸带 铁夹 B 铁架台 接电夹子 4一14.30—s 单位：cm -17.80 重物 21.70- 图1 图2 (1)现有的器材：带铁夹的铁架台、 电磁打点计时器、纸带、带夹子的重物、导线若干。为完 成此实验，除了所给的器材，还需要 。(填选项前的字母) A.刻度尺 B.秒表 C.220V交流电源 D.低压交流电源 (2)根据图2中纸带可以判断，实验时纸带的 (填“左”或“右”)端和重物相连接。 (3)若选取图2中B点来验证机械能守恒定律，则夹子和重物重力势能减少量△E,=」 J 动能增加量△E= 】(以上均要求保留2位有效数字)。 (4)实验中发现夹子和重物增加的动能略小于减少的重力势能，其主要原因是 2页共3页 四、计算题，本题共4小题，44分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只 写出最后答聚的不能得分有数值计算的题，答聚中必须明确写出数值和单位， 15.(10分)如图所示，一可以看成质点的质量m=2kg的小球以初速度0沿光滑的水平桌面飞出 后，恰好从A点沿切线方向进入圆弧轨道，其中B为轨道的最低点，C为最高点且与水平桌面等 高，圆弧AB对应的圆心角0=37°，轨道半径R=0.5m.已知si37=0.6,cos37°=0.8，不计空 气阻力，g取10m/s2 桌面 WM四 (1)求小球的初速度0的大小： (2)若小球恰好能通过最高点C,求在圆弧轨道上摩擦力对小球做的功. 16.(10分)如图所示，半径为r的光滑圆轨道固定在水平地面上·O为圆心，AB、CD分别为竖 直直径和水平直径。一质量为m的小球（视为质点）从轨道上的P点获得一个沿轨道向下的速 度wV层 下滑到Q点时刚好与轨道分离，小球在Q点的速度的延长线与地面的交点为。小 球从Q点离开轨道时，立即给小球施加一个恒定的作用力F(F为未知量)，使小球沿着QJ做匀 加速直线运动。已知∠B0P-37°，sin37-0.6,cos37P-0.8,重力加速度为g。求： (1)02与0D间的夹角8？ (2)当F取最小值时，小球从Q到J的加速度大小以及小球刚到达J点时的动能？ B 777 777777177 高一物理试题第3 17.(12分)如图甲，物体A的质量m1=1kg,静止在光滑水平面上的木板B的质量为m2=2kg: 某时刻A以o=6ms的初速度从左端滑上木板B的上表面，在A滑上B的同时，给B施加一个 水平方向的拉力F,F随时间变化如图乙，共作用1.5s,以水平向右为正方向：已知A与B之间 的动摩擦因数4=02，木板B足够长（忽略物体A的大小）。求： (1)1.5s末，A、B的速度分别为多大： (2)最终，物体A和木板B由于摩擦产生的热量（结果用分数表示） 个FN 6 F B2 0 1.5 7777777777777777777777777 图甲 图乙 18.(12分)如图所示，一弹射游戏装置由安装在水平台面上的固定弹射器、水平直轨道AB,圆心 为O,的竖直半圆轨道BCD、圆心为O2的竖直半圆管道DEF,水平直轨道FG及弹性板等组成， 轨道各部分平滑连接。已知滑块（可视为质点）质量m=O.01kg,轨道BCD的半径R=O.8m,管道 DEF的半径=0.1m,滑块与轨道FG间的动摩擦因数0.5，其余各部分轨道均光滑，轨道FG 的长度=2m,弹射器中弹簧的弹性势能最大值E0.5】,滑块与弹簧作用后，弹簧的弹性势能完 全转化为滑快动能，滑块与弹性板作用后以等大速率弹回。 (1)若滑块刚好能过D点，求滑块静止释放时弹簧的弹性势能： (2)若滑块在运动过程中不脱离轨道，求第1次经过管道DEF的最高点F时，滑块对轨道弹力 Fw的最小值： (3)若弹簧以最大弹性势能弹出，请判断游戏过程中滑块会脱离轨道吗？若不会，请求出滑块 最终静止位置 弹性板 G 弹射器 页共3页 青岛二中2023-2024学年第二学期期中考试一高一物理试题【参考答案】 2 3 4 5 6 8 9 10 11 12 C D B A AB BD CD BD 13.BCD 1m/s v5m/s 14.AD左0.350.34纸带与限位孔间存在摩擦，夹子和重物下落过程受到空气阻力 15.(1)3m/s:(2)-27J 【详解】(1)小球到达A点时速度沿轨道的切线方向，与水平方向的夹角为0=53°，小球到达A点时竖直 分速度设为，则有y,2=2gR1+cos)由an0=兰解得w4W2m5 a (2)小球恰好能通过最高点C,在C点，由重力提供向心力，由牛顿第二定律得mg=m R 对小球从平台到C点的过程，运用动能定理得W,=m。-2m心2解得W=-2刃 2 16.(1)0=37°：(2)a=0.8g、E4=1.9mgr 【详解】(I)设QD两点的高度差为h,则有sin0= r 小球从P到Q由机械能守恒定律可得me(os3-)-m后一m 2 va 当小球刚运动到Q点，轨道对小球的支持力刚好为0，把重力分别沿着00和垂直00分解，由牛顿第二 定律可得mgsin0="m适 结合=、 gr ,解得0=37° (2)小球沿着QJ做匀加速度直线运动，F与mg的合力沿着QJ方向，根据二力合成的矢量三角形分析 可得，当F与QJ垂直即沿着O斜向右上方向时，F取最小值：当F取最小值时，小球的合力为 F含=mgcos0 由牛顿第二定律可得F会=ma 1 小球从到J,由动能定理可得mgh+r)=E2m6 由（1)可知2m6-6mgr 3 综合解得a=0.8g、Eu=1.9mg 17.(1)3ms2.5ms:(2)Q=19j 3 【详解】(1)0~1s内，A一直做匀减速运动，B一直做匀加速运动，根据牛顿第二定律，对A有 4m18=m41 对B有F+4m8=m2a2 解得a=2m/s2a2=4m/s2 1s时A的速度为=v%-a4=4m/s 1s时B的速度为%2=a24=4m/s 1s后力反向，若一起减速，根据牛顿第二定律F'=(m+m2)a 解得a-m A做匀减速运动的最大加速度为43=2m/s2 即A以a3=2m/s2 做匀减速运动，对B分析F'-m,g=m2a 解得aa=3m/s2 1.5s时13=0.5s B的速度为v4=y2-a42=2.5m/s 1.5s时，A的速度为=y-ay2=3m/s (2)0-15内，物体A和木板B相对位移为A=”4-兰=3m 2 15-15s内，物体A和木板B相对位移为A=”与-：如 2 2 1.5s后A做匀减速运动的加速度为a,=2m/s2 B做匀加速运动，根据牛顿第二定律mg=m,a6 解得as=lm/s2 共速时v=3-a543=v+a653解得3=二s 6 物体A和木板B相对位移为△，艺-”兰 1 -224m 之后，A和B一起做匀速运动，物体A和木板B由于摩擦产生的热量为Q=4m8(△s+A52+As) 解得0=1 3 18.(1)Ep=02J(2)0.3N:(3)不会，最终滑块停在距离F点0.4m处 【详解】(I)设恰好通过轨道BCD的最高点D时的速度为vD,则mg=m R 得vo=√gR=2W2m/s 由能量守恒E,=mg2R+号mvD2代入可得E,-0.2J (2)要求运动中，滑块不脱离轨道，恰好通过轨道BCD的最高点D时的速度vD=2√2m/S 滑块从D运动到F过程，由机械能守恒)mv%=,m听+2mg 在F点有F、+mg=m 生联立解得F=0.3N,=2m/s 由牛顿第三定律得滑块对轨道弹力为0.3N。 (3)弹簧以最大弹性势能Em=0.5J弹出滑块，设第一次达到D处的速度为vD1,同理由系 统的机械能守恒得：Bm=2mgR+mwD12代入数据解得：v1=27m/3 因vD1>vDm,故滑块可以第一次经过D处。 设返回时第二次达到D处的速度为vD2,由动能定理得： -mg24=方mvm2-专mtr2 代入数据解得：vp2=2√7m/s 因vD2>VD0,故滑块可以第二次经过D处沿BCD轨道返回。 由机械能守恒定律可知，滑块第三次经过D的速度大小仍为vD3=2√7m/s,设此后滑块在 轨道FG上运动的最大路程为s,由动能定理得： -mg8-2mgr=0-专mwps2代入数据解得：8=2,4m 因s<2l=4m,故滑块最终静止在轨道FG上，游戏过程中滑块不会脱离轨道。 最终位置距离弹性板2.4m-2m=0.4m处。