安徽省马鞍山市第二中学2023-2024学年高一下学期期中素质测试物理试题

马鞍山二中2023-2024学年度第二学期期中素质测试 高一物理试题验班 一、选择题（本题共11小题，每小愿4分，共44分。在每小题给出的四个选项中，第1-7愿只有一项符 合题目要求，第811恩有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分) L,在物理学发展历程中，许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程。在对以下几位物理学家所作科 学贡就的叙述中，正确的是() A,哥白尼首次提出了“地心说 B.开着勒通过多年的天文观测，发现太阳系中各行星绕太阳运动的软迹是椭圆 C,哈雷通过计算首次发现了海王星 D.卡文迪什用实验的方法测出引力常量G,一旦测得G,就可以算出地球的质量，因此卡文迪什被称 为第一个称量地球质量的人”· 2,如图1所示，一个光滑的圆锥体周定在水平桌面上，其轴线竖直，母线与轴线之间夹角为日，一条长度 为1的轻绳，一端周定在圆锥体的顶点0处，另一端控者一个 N 质量为m的小球（可看作质点），小球以角速度仙绕因锥体的 轴线做匀速圆周运动，细线拉力F随变化关系如图2所示。 ◆v(rad's 重力加速度g取10ms2,出阁2可知() 图 阳2 A.绳长为l=2m B.母线与轴线之间夹角6=30 C,小球质量为0.6kg D.小球的角速度为3ad/s时，小球刚离开锥面 3。在水平桌面上有一个图定竖直转轴且过圆心的转盘，转盘半径为下，边缘绕有一条足够长的细轻绳，细 绳末端系住一小木块。已知木块与奥面之间的动摩捧因数4=5。当转症以角速度山=5ds黄转时，木 3 块被带动一起炎转，达到稳定状态后，二者角速度相同。己知r=m,g10mg3,下列说法正确的是《) A,当。=、5d/s稳定时，木块做圆周运动的半径为1,5m B.当向=√5ds稳定时，木块的线速度与圆盘边缘线速度大小之比为4：1 C.要保特上述的稳定状态，角速度如<\) D.无论角速度多大，都可以保特上述稳定状态 试卷第1页，共7页 4,如图所示，三个可视为质点的、相同的木块A、B和C放在转盘上，质量均为m,C放在A的上面，A 和B两者用长为L的细绳连接，木块与转盘、木块与木块之间的动犀泰因数均为k,A放在距离转轴L处， 整个装置能绕通过转盘中心的转轴O,Q转动。开始时，绳恰好伸直，现让该装置从静止开始转动，使角速 度缓慢增大，滑动摩溪力等于最大静摩擦力，以下说法正确的是( 图时，绳子拉力随@增大 A.当m?3 0 B.物块C会先发生相对滑动 C.当m"5i 时，C受到的摩擦力为mg 02 D.当0= 时，A受到转盘的率擦力为2m8 V4L 5。A.B两颗卫尼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△：随时间变化的关系 如图所示，己知地球的半径为0.8，方有引力常量为G,卫量A的线速度大于卫星B的线速度，不考忠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.地球的质量为256x中 49G77 C.卫星A的周期为7T 27 D.地球的第一字宙速度为5知 7T 6刘慈欣的科幻小说《地球大炮》中，人类利用当时的技术手段，建造了一个贯穿地球的大健道。隧道真 线穿过地球球心，长度为地球直径，两端开口，内部抽成真空，物体从一端由静止释放正好能到达另一端 并减速为零，己知：质量分布均匀的球壳对球壳内部任意位置质点的万有引力都为等，地球羊径为R,地球 表面重力加速度为g,地球可视为质量分布均匀的球体，忽略地球自转的影响。以下说法正确的是() A,物体从隧道口下落到球心的过程做加速度不断增大的加速运动 B.物体从菱道口下落到深度为学的位贸时，其下落加速度为，8 C,物体从笼道口由静止释放到达球心处的速度为√gR D.物体在球心处的引力势能最大 试卷第2页，共7页 7.“风调实验"指在风洞中安置飞行器或其他物体模型，研究气体流动及其与模型的相互作用，以了解飞行 器或其他物体的空气动力学特性的一种空气动力实验方法。在下图所示的矩形风洞中存在大小恒定的水平 风力，现有一小球从M点竖直向上抛出，其运动轨迹大致如下图所示，其中M、N两点在同一水平线上， 0点为轨迹的最高点，小球在M点动能为9J,在0点动能为16，不计空气阳力，下列说法正确的是() A,小球从M点运动到N点过程中的最小动能为5.76J B.小球落到N点时的动能为41U C.小球在上升和下降过程中机械能变化量之比为1：2 D。小球的型力和受到的风力大小之比为4：3 8.教职工趣味运动会排球垫球比赛中，某者师将球沿竖直方向垫起。己知排球在空中受到的空气阻力与速 度大小成正比，以竖直向上为正方向，￥表示排球速度、x表示排球相对垫起点的位移、瓦表示排球的动能 E表示排球的机械能、：表示排球自垫起开始计时的运动时间，下列表示排球上升和下落过程中各物避量关 系的图像可能正确的是() ↑E 上升 下降 D 下降 9。如图所示，质量为m的飞行器绕中心在O点、质量为M的地球做半径为R的圆周运动，规在近地轨 道1上的P点开启动力装置，使其变轨到椭圆轨道3上，然后在桶圈轨道上远地点Q再变轨到圆轨道2上， 完成发射任务。已知周轨道2的半径为3R,地球的半径为R,引力常量为G,规 2 定距地心无穷远处为引力势能的零势能点，飞行器在地球周围的引力势能表达式 为G,其中，为飞行器到0点的距离。飞行器在转道上的任意位置时。 :和飞行器速率的乘积不变，则下列说法正确的是() A.可求出飞行器在执道1上做图周运动时的机械能是G R B.可求出飞行器在椭圆软请3上运行时的机械能是一 4R C.可求出飞行器在轨道3上经过P点的速度大小和经过Q点的速度大小Vo分别是 3GM GM 2R、V6R D飞行器要从轨通1转移到赖道3上，在P点开启动力装置至少商要获取的的动能是 试卷第3项，共7页 10.如图所示，一半径为R的四分之一光潜园弧轨道AB与一足够长的水平传送带T滑对接，圆弧轨道半径 OA水平，传送带以某一速率v逆时针转动.现将一质量为m的小物块（可视为质点）从墨氢轨道上A点无 初速释放，物块滑上传送带后第一次返回到圆弧轨道上的最高点为P,该过程中，物块与传送带间因柴棒而 产生的内能为△E,己知P点距B点的高度为R,重力加速度为g,下列判新正确的是() A团 B.E-gk ●】 C,若增大传送带逆时针转动的速率，其它条件不变，物块返回圆氢轨道后可能从A点滑出 D.若物块从圆弧AP间某位置无初速释放，其它条件不变，物块返回到圈弧轨道上的最高点仍在P点 1如图所示。一倾角为a=3的光滑斜面固定在水平面上，斜面的底端固定一垂直斜面的挡板，上端周 定一定滑轮0。劲度系数为女=8的轻弹簧下瑞园定在挡板上，上端与质量为2m的物块Q注接，一跨过 3d 定滑轮0的轻绳一端与物块Q连接，另一端与套在水平固定的光滑直杆上质量为m的物块P连接。初始时 物块P在水平外力F作用下静止在商杆的A点，且恰好与直杆没有相互作用，轻绳与水平直杆的夹角也为口， 去掉水平外力F,物块P由静止运动到B点时轻绳与直杆 闻的夹角B=53,已知滑轮到水平直杆的垂直距高为d, 重力加速度大小为g,弹簧轴线、物块Q与定滑轮之间的 轻绳与斜而平行，不计滑轮大小及摩撫，sn53°=08， 7757777777777 cs53°-0.6，划下列说法正确的是《) Λ.物块P在A点时弹黄的伸长量为过 4 B.物块P从A点运动到B点时，物块Q的势能诚少量等于P、Q两物块增加的总动能 C物块P从A点运动到B点的过程中，经绳拉力对物块P做的功为行m D.物块P远动到B点时，物块Q的速度为5则 27 二、实验题（本题共2小题，共14分） 12.一同学用如图甲所示的装置探究向心力与角速度的关系。将力传感器固定在铁架台上，将细线一端周 定在力传感器上，另一端固定一个直径为d的金属小球，该司学测出小球重心到悬点的距离为L,然后拉起 小球，使细线伸直与竖直方向成一角度，静止释放小球，让小球在轻直平面内做西周运动，当小球摆到最 试卷第4页，共7页 低点时，小球中心恰好经过光电门，该同学在一次实验中测得小球通过光电门的时间为山， 多次拉起小球，每次拉起小球时细线与竖直方向的夹角不同，每次都记录小球通过光电门的时间△山，做出 1 翘线拉力F与A了的关系困像如图乙所示。已知图像的朝事为，表距为力，则小球的质量为 当地的重力加速度为 ,(用题中给出的字母表示) 13.。一学生小组利用给定的器材验证机械能守恒定律，步霞如下： (1)分别测量给定的两物块的质量，质量大的为物块1，其质量记为m:质量小的为物块2，其质量记为两： 《2)按图(a)所示组装器材：物块1、2由跨过轻质定沂轮的细绳连接：物块2下端与打点计时器纸带相 连，初始时，托住物块1，两物块保持静止，且纸带竖直塘紧，打点计时器所用的交流电源频率为Sz, 相邻两次打点的时间间隔记为△“， (3)接通打点计时器的电源，释放物块1，两物块开始运动，打出的纸带中的一段经整理后如留(b)所示， 每两个相邻的点之间还有4个打出的点未曹出，将相邻点的间距依次记为气，号，5,3和与，测量并记下它们 的大小 EE22RRAR 打点计时器 图(a (b) (4)利用上述表示各物理量的符号和重力加速度的大小g完成下列填空：从打出B点到打出E点，系统动 能增加量为△E= ，系统的里力势减少量为△品=： (5）该小组的实测数据为m=0.250kg,m2=0.200kg,号=16.4mm,多=27.2mm,乡=39.8mm, 5=49.6mm,马59.0mm,取g=9.80m/s2.则从打出B点到打出E点，△E,△5，“J 两者的相对偏差6 AE-AE AE. 一%，如果6<5%，则可认为本实验验证了机械能守恒定律，（结果 均保留2位有效数字) 试拳第5页，共7页 三、解答题（本题共3小题，共42分） 14.(12分)一种升降电梯的原理如图所示，A为电梯的轿霜，B为平衡配重， 滑苑 定滑轮 在某次运行时A(含乘客)、B的质量分别为M=I000k和m=800kg.A。B由跨 过轻质滑轮的足够长轻质拨绳连接。电动机通过牵引绳向下拉配重B,使得电梯的 配度B 轿厢由静止开始向上运动。电动机输出功率P=2水W保持不变，不计空气阳力和 转A 摩擦阳力，g=10ms',在A向上运动过程中，求： (1)轿厢A能达到的最大速度”。： (2)轿厢A向上的加速度为a=2m/s时，配重B下端的牵引绳上拉力F大小： 定清轮 电动机 (3)厢体A从静止开始到上升的偏度为5m时（箱体已处于匀速状态），试求该过 程中所用的时同， 15.(4分)如图所示，一根较弹簧左端固定于竖直墙上，右端被质量m=kg且可视为质点的小物块压缩 而处于静止状态，且弹簧与物块不栓接，弹簧原长小于光滑平台的长度。在平台的右端有一传送希，AB长 L-5m,物块与传送带间的动摩振因数4=0.2，与传送希相邻的租施水平而BC长5=1.5m,它与物块间 的动摩擦因数片=03，在C点右侧有一半径为R的光滑整直圆弧与BC平滑连接，圈敦对应的圆心角为 8=120°，在圆孤的最高点F处有一图定挡板，物块推上挡板后会以乘速率反弹回来。若传送指以￥=5ms 的速率颗时针转动，不考虑物块滑上和滑下传送带的机械能损失，当弹簧储存的E,=18)能量全部释放时 小物块恰能滑到与圆心等高的E点，取g-10ms。 (1)求右侧圆弧的轨道半径R: (2)求小物块最终停下时与C点的距离： (3)若传送带的速度大小可调，欲使小物块与挡板只碰一次，且碰后不脱离轨道，求传送带速度的可调节 范围。 w 试卷第6页，共7贞 16.《16分)如图甲所示，轻弹簧一端固定在与斜面垂直的挡板上，另一端点在0位置。质量为m的物块 A(可视为质点)以初速度彻从斜面的顶端P点沿斜面向下运动，与弹簧接触后压缩弹薇，将弹簧右端压到 0点位置后，A又被弹簧弹回。物块A离开弹贾后，恰好回到P点。已知OP的距离为0，物块A与斜面 间的动举擦因数为，斜面领角为8。求： (1)0点和0点间的距离x: (2)弹爱在最低点0处的弹性势能： (3)若4=a0,物=3√，sn8,如图乙所示，于P点处垂直放置一个弹性挡板，在轻弹赞旁并排放置另 一根与之完全相同的弹簧。一端与斜面底端同定。与A材料光全相同的物块B(可祝为质点)与两根弹簧 右端不栓接，将A与B并排一起、使两根弹簧仍压缩到0点位置，然后由静止释放。设B的质景为8m,A 离开B后给A外加恒力F=mgs血日，沿斜面向上，若A不会与B发生碰撞，求B需满足的条件？ 6 玉甲 乙 试卷第7页，共7页 马鞍山二中2023-2024学年度第二学期期中素质测试答案 高一物理试题 一、选择题（本题共11小题，每小题4分，共44分、在每小题给出的四个选项中，第17题只有一项符 合题目要求，第811题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分) 题号 1 4 6 答案 D A c D B c 题号 > 乎 9 10 11 答案 BD BC BD BD 二、实验题（本题共2小题，每空2分，共14分） 山学 db 缸 12(1))Ciony-(o (馬+号+，m-m)8 10w 10M1 (2)0056 0057 18 三、解答题 13.(12分)(1)。=1ms:(2)F=5600N:(3)1=5.4% 【详解】(1)(4分) 当轿厢A能达到的最大速度时，轿隔A做匀速直线运动，设此时电动机的牵引力为￡，则 F+mg =Mg P=FV 联合解得 v.=Im/s (2)(4分) 轿厢A向上的加速度为a=2m/s2时，设A,B之间绳子的拉力为T,由牛顿第二定律可得 T-Mg=Ma F+mg-T=ma 联立解得 F=5600N (3)(4分)】 由于箱体已经处于匀速状态，因此此时箱体的速度为”。，根据动能定理可得 Pt+mgh-Mgh=(M tm)v 2 解得 1=5.45s 14(14分)I)5ms,08m:(2)x=3m:(3)7ms≤v≤3ms 【详解】(1)(4分) 物块被弹黄弹出，由瓦一2m 可知。=6ms,因为。>v 故物块滑上传送梦后先减速物块与传送带相对滑动过程中，由 八mg=m风 v=。一H =4-24时 解得 a=2m/s? 4=0.5s v=5m/s x1=2.75m 因为 ,<L 故物块与传送带同速后相对静止，最后物块以5s的速度滑上水平面BC,物块滑离传送带后恰到E点， 由动能定理可知 m-pmgmgk 代入数据整理可以得到 R=0.8m (2)(4分) 设物块从E点返回至B点的速度为，由 2m=4mgx2石 得到 男=Vims 因为”，>0，故物决会再次滑上传送带，物块在恒定摩擦力的作用下先减速至0再反向加速，由运动的对称 性可知其以相同的速率腐开传送带，设最终停在距C点x处，由 时=%se-习 得到 (3)(6分)】 设传送带速度为，时物块能恰到F点，在F点满足 mgsin 30m R 从B到F过程中由动能定理可知 g(R:Ra0)时-时 解得 =v37m/s 设传送带速度为男，时，物块撞挡板后返回能再次上滑恰到B点，由： 2m=4mg×3s+mgR 解得 %=v43m/s 若物块在传送带上一直加速运动，由 知其到B点的最大速度 m=V56m⅓