山东省青岛第三十九中学2023-2024学年高一下学期期中物理试卷

青岛39中(海大附中) 2023-2024学年第二学期期中检测 高一物理 考试时间：90分钟 注意事项： 1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2.请将答案正确填写在答题卡上 第Ⅰ卷(选择题, 共40分) 一、单选题(每题3分，共24分) 1.北京2022年冬奥会极大推动了全国范围内的冰雪运动设施建设，如图所示为一个开阔、平坦的倾斜雪坡，一个小孩靠推一棵树获得大小为v₀的水平初速度。雪坡的倾角为α，与小孩之间的滑动摩擦系数为μ，不计空气阻力，不考虑摩擦力随速度大小的变化。雪坡足够大，经过足够长的时间关于小孩运动的说法，正确的是 ( ) A.可能一直做曲线运动 B.可能做匀加速直线运动，与初速度v的夹角小于 90° C. 若做匀速运动, 则可判断μ>tanα D.若没有停下，则最终速度的方向一定与初速度v₀垂直 2.一只小船过河，河中水流速度各处相同且恒定，小船的初速度大小为v、方向垂直于平直河岸，小船在河中的运动轨迹如图中虚线所示，其中虚线AB为直线。小船相对于水面分别做匀加速运动、匀减速运动、匀速运动。由此可以确定( ) A.船沿AC轨迹过河所用的时间最短 B.船沿AB轨迹运动时，相对于静水做匀加速直线运动 C.船沿三条不同路径渡河的时间相同 D.船沿AD轨迹到达对岸前瞬间的速度最大 1-- 3.实验小组利用风洞研究曲线运动，如图所示。在风洞内无风时，将一小球从O点以某一速度水平抛出后，经过一段时间小球落到水平面上的O₂点。现让风洞内存在图示方向的风，使小球受到恒定的风力，小球仍以相同的速度从O点水平抛出。下列说法正确的是( ) A.小球从抛出到落到水平面上的时间一定将增大 B.小球落到水平面上时的速度方向一定不与水平面垂直 C.小球可能落在水平面上的O₁点 D.小球可能落在水平面上的O₂点 4.如图所示，水平转台上一个质量为m的物块用长为L的细绳连接到转轴上，此时细绳刚好伸直但无拉力，与转轴的夹角为θ。已知物块与转台间的动摩擦因数为μ，且μ<tanθ，重力加速度为g，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现让物块随转台一起转动，在转台的角速度从零逐渐增大到 的过程中，下列说法正确的是 ( ) A.物块离开转台前所受的摩擦力逐渐增大 B.当转台角速度为 时物块将脱离转台 C.物块要离开转台时的速度大小为 D.当角速度增至ω₀时，细绳与竖直方向的夹角α满足 5.2022年2月10日，经历半年多的飞行，“天问一号”探测器完成“刹车”减速，开始它的环绕火星之旅。它先是花了半个月时间多次调整轨道，让自己观察火星的距离更近一些，视角更好一些；然后是仔仔细细考察火星地形，拍摄高清照片，为火星车考察着陆区地形。已知“天问一号”探测器的运行轨道距离火星地面的高度为H，火星半径为 R，自转周期为T，火星表面的重力加速度为g，探测器每次经过火星赤道上空的时候，携带的摄像机都可以对赤道进行一次拍摄，要使摄像机在火星1天(火星自转一周)的时间内将整个赤道拍摄下来，则每次拍摄赤道的长度至少为( ) -4/1 6.A、B两颗卫星在同一平面内沿同一方向绕地球做匀速圆周运动，它们之间的距离△r随时间变化的关系如图所示。已知地球的半径为0.8r，万有引力常量为G，卫星A的线速度大于卫星 B的线速度，不考虑A、B之间的万有引力，则下列说法正确的是( ) A.卫星A的加速度小于卫星 B的加速度 B. 卫星A与B的周期之比为1: 4 C.地球的质量为 D.地球的第一宇宙速度为 7.一篮球质量为 m=0.60kg，一篮球运动员使其从距地面高度为 处由静止自由落下，反弹高度为 若使篮球从距地面 的高度由静止下落，并在开始下落的同时向下拍球、球落地后反弹的高度也为 1.6m。假设运动员拍球时对球的作用力为恒力，作用时间为 t=0.3s；该篮球每次与地面碰撞前后的速率的比值不变。重力加速度大小取g=10m/s²,不计空气阻力。则下列说法正确的是 ( ) A.运动员拍球过程中对篮球做的功为 12J B.运动员拍球时对篮球的作用力的大小为12N C.运动员拍球过程中篮球运动的位移为1.0m D. 拍球时篮球的加速度为 20m/s² 8.如图甲所示，电动机通过绕过定滑轮的轻细绳，与放在倾角为θ=30°的足够长斜面上的物体相连，启动电动机后物体沿斜面上升；在0~6s时间内物体运动的v-t图象如图乙所示，其中除1~5s时间段图象为曲线外，其余时间段图象均为直线，1s后电动机的输出功率保持不变；已知物体的质量为2kg，不计一切阻力，重力加速度. 则下列判断正确的是 ( ) A.在0~1s内电动机牵引力大小为10N B. 1s后电动机的输出功率为 100W C.物体达到的最大速度 D. 在0~5s内物体沿斜面向上运动了 32.5m 二、多选题(每题4分，共16分)---4/2 9.如图所示，人在岸上拉船，开始时绳与水面夹角为θ=30°，水的阻力恒为f，船在靠岸的过程中，关于船的运动，下列说法正确的是 ( ) A.若人以恒定的速度拉绳，则船的速度变大 B.若人以恒定的速度拉绳，则船的速度不变 C.若人以恒定的拉力F=2f拉绳，则船加速度的大小先变小后变大 D.若人以恒定的拉力F=2f拉绳，则船加速度的大小先变大后变小 10. 2022年1月22日，我国将一颗失效的北斗二号G2 卫星从轨道半径为R₁的地球同步轨道上变轨后运行到轨道半径为R₂的“墓地轨道”上，此举标志着航天器被动移位和太空垃圾处理新方式的成功执行。该过程的简化示意图如图所示。已知椭圆形转移轨道与同步轨道和“墓地轨道”分别相切于 P、Q两点，则北斗二号 G2卫星 ( ) A.在转移轨道上Q点的加速度小于在“墓地轨道”上Q点的加速度 B.在转移轨道上Q点的速度小于在“墓地轨道”上Q点的速度 C.在转移轨道上P点的速度与Q 点速度之比为 R₁：R₂ D.沿转移轨道从P点运动到Q 点所用的时间为 天 11.2023年11月 16 日，中国北斗系统正式成为全球民航通用的卫星导航系统。如图，北斗系统空间段由若干地球同步卫星a、倾斜地球同步轨道卫星 b和中圆地球轨道卫星c等组成。将所有卫星的运动视为匀速圆周运动、地球看成质量均匀的球体，若同步卫星a的轨道半径是地球半径的k倍，下列说法正确的是 ( ) A.卫星b有可能每天同一时刻经过重庆正上方 B.卫星c的线速度小于卫星a的线速度 C.地球赤道重力加速度大小与北极的重力加速度大小之比为 D.地球赤道重力加速度大小与北极的重力加速度大小之比为 12.如图所示，光垂直照射斜面，把一个质量为0.2kg的小球从斜面顶端水平弹射出来做平抛运动，小球刚好落在木板底端。然后使用手机连续拍照功能，拍出多张照片记录小球此运动过程。通过分析照片可以得到小球的飞行时间为0.6s，小球与其影子距离最大时，影子A距木板顶端和底端的距离之比约为7：9，重力加速度. 下列说法正确的是 ( ) A.飞行过程中，重力对小球做的功为1.8J B.小球与影子距离最大时，刚好是飞行的中间时刻 C. 斜面的倾角θ=30° D. 木板的长度为3.6m 第II 卷 (非选择题, 共60分) 三、实验题(共12分) 13.(5分)(1)在做研究平抛运动的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法作出小球平抛运动的轨迹.为了能较准确地描绘运动轨迹，将你认为正确选项前面的字母填在横线上: 。 A.通过调节使斜槽的末端保持水平 B.每次释放小球的位置可以不同 C.每次必须由静止释放小球 D.记录小球位置用的木条(或凹槽)每次必须严格地等距离下降 E.小球运动时不应与木板上的白纸(或方格纸)相接触 F.将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线 G.斜槽必须光滑 (2)某同学采用频闪摄影的方法拍摄“小球做平抛运动”的照片，如图是照片的一部分。图中每个小方格的边长为40cm，则由图可求得该小球平抛运动的水平初速度v₀= m/s，小球开始做平抛运动到落到2位置的速度变化量为 m/s，方向为 (g取 10m/s²)。 1------- 14.(7分)某实验小组用图1实验装置探究合力做功与动能变化的关系。铁架台竖直固定放置在水平桌面上，将长木板倾斜放置，一端固定在水平桌面边缘P处，另一位置放置在铁架台的铁杆上，忽略铁杆粗细，木板与铁杆接触处记为Q，P处放置一光电门。--4/3 实验步骤是： ①用游标卡尺测出滑块的挡光片宽度 L，用天平测出滑块的质量m； ②平衡摩擦力：以木板放置在水平桌面上的P处为轴，调节长木板在铁架台上的放置位置，使滑块恰好沿木板向下做匀速运动。在铁架台竖直杆上记下此位置Q₁，用刻度尺测出Q₁到水平面的高度H； ③保持P位置不变，长木板一端放置在铁架台竖直杆 上。用刻度尺量出 的距离h₁,将滑块从木板上的Q₂位置由静止释放，由光电门计时器读出滑块的挡光时间t₁； ④保持P位置不变，重新调节长木板一端在铁架台上的放置位置，重复步骤③数次。 (1)滑块沿长木板由Q₂运动到P的过程中，用测量的物理量回答下列问题(已知重力加速度为g): ①滑块动能的变化量△ Eₖ= ; ②滑块克服摩擦力做的功 Wf= ； ③合力对滑块做的功 (2)某学生以铁架台竖直杆上的放置位置到Q₁的距离h为横坐标，以滑块通过光电门的挡光时间的平方倒数， 为纵坐标，根据测量数据在坐标中描点画出如图2所示直线，若图线过原点，且图线斜率k= ，则能证明合外力做的功等于物体动能增量。 四、解答题(共48分) 15.(10分)小华站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为 的小球，甩动手腕，使球在竖直平面内做圆周运动.当球某次运动到最低点时，绳恰好受到所能承受的最大拉力被拉断，球以绳断时的速度水平飞出，球飞行水平距离 后落地，如图所示，已知握绳的手离地面高度. ，手与球之间的绳长 ，重力加速度g 取 10m/s².忽略手的运动半径和空气阻力. (1)求绳断时球的速度大小v₁和球落地时的速度大小 v₂ (2)问绳能承受的最大拉力多大? (3)改变绳长，使球重复上述运动，若绳仍在球运动到最低点时断掉，要使球抛出的水平距离最大，绳长应为多少?最大水平距离为多少? 16.(14分)如图所示，AB为竖直半圆形光滑圆管轨道，其半径R=1.6m，A端切线水平。水平轨道AC与半径r=1m的光滑圆弧轨道CD相接于C点，D为圆弧轨道的最低点，相切于粗糙程度可调的水平轨道DE，圆弧轨道CD对应的圆心角( 一质量 的小球(可视为质点)在弹射器的作用下从水平轨道AC上某点以某一速度冲上竖直圆管轨道，并从B点飞出，经过C点恰好沿切线进入圆弧轨道，再经过E点，随后落到右侧圆弧面MN上，圆弧面内边界截面为四分之一圆形，其圆心与小球在E处球心等高，半径为 取 求: (1)物块到达C点时的速度大小vc； (2)物块从B点飞出的速度大小vB和在B点受到轨道作用力大小F和方向； (3)现改变水平轨道DE的粗糙程度，当小球从E点抛出后落到圆弧面MN的速度最小时，小球在E点抛出的水平速度大小为多少。 17.(10分)质量为1t的汽车，沿一条平直公路由静止开始运动，汽车在运动过程中受摩擦阻力大小恒为2000N，汽车发动机的额定输出功率为40kW，开始时以( 的加速度做匀加速运动(g取10m/s²), 求: (1)汽车所能达到的最大速率； (2)汽车做匀加速运动的时间t₁； (3)若汽车达到最大速度后立即关闭发动机，从汽车开始运动到再一次静止共经历了20s时间，那么汽车加速阶段位移是多少。 18.(14分)一游戏装置竖直截面如图所示，该装置由倾角θ=53°的固定斜面 CD、水平传送带EF、粗糙水平轨道FG、光滑圆弧轨道GPQ、及固定在Q处的弹性挡板组成。斜面CD高度 传送带EF与轨道FG离地面高度均为h，两者长度分别为 OG、OP分别为圆弧轨道的竖直与水平半径，半径R=0.8m，圆弧PQ所对应的圆心角( 轨道各处平滑连接。现将质量m=1kg的滑块(可视为质点)从斜面底端的弹射器弹出，沿斜面从 D 点离开时速度大小 恰好无碰撞从E点沿水平方向滑上传送带。当传送带以v=5m/s的速度顺时针转动，滑块恰好能滑至P 点。已知滑块与传送带间的动摩擦因数 滑块与挡板碰撞后原速率反向弹回，不计空气阻力。 求: (1) 高度h; (2)滑块与水平轨道 FG间的动摩擦因数 (3)滑块最终静止时离G点的距离x； (4)若传送带速度大小可调，要使滑块与挡板仅碰一次，且始终不脱离轨道，则传送带速度大小v的范围。 --4/4 学科网（北京）股份有限公司 $$