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 实验班 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1-7题只有一项符合题目要求，第8-11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） 1. 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献的叙述中，正确的是（　　） A. 哥白尼首次提出了“地心说” B. 开普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轨迹是椭圆 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固定在水平桌面上，其轴线竖直，母线与轴线之间夹角为，一条长度为l的轻绳，一端固定在圆锥体的顶点O处，另一端拴着一个质量为m的小球（可看作质点），小球以角速度绕圆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。重力加速度g取，由图2可知（　　） A. 绳长为 B. 母线与轴线之间夹角 C. 小球质量为 D. 小球的角速度为时，小球刚离开锥面 3. 如图所示，在水平桌面上有一个固定竖直转轴且过圆心的转盘，转盘半径为r，边缘绕有一条足够长的细轻绳，细绳末端系住一小木块。已知木块与桌面之间的动摩擦因数。当转盘以角速度旋转时，木块被带动一起旋转，达到稳定状态后，二者角速度相同。已知，g=10m/s2，下列说法正确的是（　　） A. 当稳定时，木块做圆周运动的半径为1.5m B. 当稳定时，木块的线速度与圆盘边缘线速度大小之比为 C. 要保持上述的稳定状态，角速度 D. 无论角速度多大，都可以保持上述稳定状态 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摩擦因数均为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，滑动摩擦力等于最大静摩擦力，以下说法正确的是（　　） A. 当时，绳子拉力随增大 B. 物块C会先发生相对滑动 C. 当时，C受到的摩擦力为 D. 当时，A受到转盘的摩擦力为 5. 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. 地球的质量为 C. 卫星A的周期为7T D. 地球的第一宇宙速度为 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隧道。隧道直线穿过地球球心，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。已知：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零，地球半径为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. 物体从隧道口下落到深度为的位置时，其下落加速度为 C. 物体从隧道口由静止释放到达球心处的速度为 D. 物体在球心处的引力势能最大 7. 教职工趣味运动会排球垫球比赛中，某老师将球沿竖直方向垫起。已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，v表示排球速度、x表示排球相对垫起点的位移、Ek表示排球的动能、E机表示排球的机械能、t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理量关系的图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 8. 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，现在近地轨道1上的P点开启动力装置，使其变轨到椭圆轨道3上，然后在椭圆轨道上远地点Q再变轨到圆轨道2上，完成发射任务。已知圆轨道2的半径为3R，地球的半径为R，引力常量为G，飞行器在地球周围的引力势能表达式为Ep=，其中r为飞行器到O点的距离。飞行器在轨道上的任意位置时，r和飞行器速率的乘积不变。则下列说法正确的是（　　） A. 可求出飞行器在轨道1上做圆周运动时的机械能是 B. 可求出飞行器在椭圆轨道3上运行时的机械能是- C. 可求出飞行器在轨道3上经过P点的速度大小vP和经过Q点的速度大小vQ分别是、 D. 飞行器要从轨道1转移到轨道3上，在P点开启动力装置至少需要获取的动能是 9. 如图所示，一半径为R的四分之一光滑圆弧轨道AB与一足够长的水平传送带平滑对接，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）从圆弧轨道上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，物块与传送带间因摩擦而产生的内能为ΔE，已知P点距B点的高度为，重力加速度为g，下列判断正确的是 A. B. C. 若增大传送带逆时针转动的速率v，其它条件不变，物块返回圆弧轨道后可能从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，则物块返回到圆弧轨道上的最高点仍在P点 10. 如图所示，一倾角为α=30°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，上端固定一定滑轮。劲度系数为的轻弹簧下端固定在挡板上，上端与质量为的物块Q连接。一跨过定滑轮的轻绳一端与物块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Р连接。初始时物块Р在水平外力F作用下静止在直杆的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α，去掉水平外力F，物块Р由静止运动到B点时轻绳与直杆间的夹角β=53°。已知滑轮到水平直杆的垂直距离为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面平行，不计滑轮大小及摩擦，sin53°=0.8，cos53°=0.6。则下列说法正确的是（ ） A. 物块Р在A点时弹簧的伸长量为 B. 物块P从A点运动到B点时，物块Q的势能减少量等于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，轻绳拉力对物块Р做的功为 D. 物块P运动到B点时，物块Q的速度为 二、实验题〔本题共2小题，共14分） 11. 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，将细线一端固定在力传感器上，另一端固定一个直径为d的金属小球，该同学测出小球重心到悬点的距离为L，然后拉起小球，使细线仲直与竖直方向成一角度，静止释放小球，让小球在竖直平面内做圆周运动，当小球摆到最低点时，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△t。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△t，做出悬线拉力F与的关系图像如图乙所示，已知图像的斜率为k，截距为b，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） 12. 一学生小组利用给定的器材验证机械能守恒定律，步骤如下： （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m1；质量小的为物块2，其质量记为m2；（2）按图（a）所示组装器材：物块1、2由跨过轻质定滑轮的细绳连接；物物块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，且纸带竖直绷紧，打点计时器所用的交流电源频率为50Hz，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图（b）所示，每两个相邻的点之间还有4个打出的点未画出，将相邻点的间距依次记为s1，s2，s3，s4和s5，测量并记下它们的大小； （4）利用上述表示各物现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Ek=________，系统的重力势减少量为Ep=_________。 （5）该小组的实测数据为m1=0.250kg，m2=0.200kg，s1=16.4mm，s2=27.2mm，s3=39.8mm，s4=49.6mm，s5=59.0mm，取g=9.80m/s2，则从打出B点到打出E点，Ek =___________J，Ep =___________J，两者的相对偏差=___________%，如果<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） 三、解答题〔本题共3小题。共42分） 13. 一种升降电梯的原理如图所示，A为电梯的轿厢，B为平衡配重。在某次运行时A（含乘客）、B的质量分别为M＝1000kg和m＝800kg。A、B由跨过轻质滑轮的足够长轻质缆绳连接。电动机通过牵引绳向下拉配重B，使得电梯的轿厢由静止开始向上运动。电动机输出功率P＝2kW保持不变。不计空气阻力和摩擦阻力，。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向上的加速度为时，配重B下端的牵引绳上拉力F大小； （3）厢体A从静止开始到上升的高度为5m时（箱体已处于匀速状态），试求该过程中所用的时间t。 14. 如图所示，一根轻弹簧左端固定于竖直墙上，右端被质量m=1kg且可视为质点的小物块压缩而处于静止状态，且弹簧与物块不拴接，弹簧原长小于光滑平台的长度。在平台的右端有一传送带，AB长L=5m，物块与传送带间的动摩擦因数μ1=0.2，与传送带相邻的粗糙水平面BC长s=1.5m，它与物块间的动摩擦因数μ2=0.3，在C点右侧有一半径为R的光滑竖直圆弧与BC平滑连接，圆弧对应的圆心角为θ=120°，在圆弧的最高点F处有一固定挡板，物块撞上挡板后会以原速率反弹回来。若传送带以v=5m/s的速率顺时针转动，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Ep=18J能量全部释放时，小物块恰能滑到与圆心等高的E点，取g=10m/s2。 （1）求物块第一次到达B点时的速度和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。 15. 如图所示，轻弹簧一端固定在与斜面垂直的挡板上，另一端点在O位置。质量为m的物块A（可视为质点）以初速度v0从斜面的顶端P点沿斜面向下运动，与弹簧接触后压缩弹簧，将弹簧右端压到O′点位置后，A又被弹簧弹回。物块A离开弹簧后，恰好回到P点。已知OP的距离为x0，物块A与斜面间的动摩擦因数为μ，斜面倾角为θ。求： （1）O点和O′点间的距离x1； （2）弹簧在最低点O′处的弹性势能； （3）设B的质量为βm，μ = tanθ，v0 = 3。在P点处放置一个弹性挡板，将A与另一个与A材料相同的物块B（可视为质点与弹簧右端不拴接）并排一起，使两根弹簧仍压缩到O′点位置，然后从静止释放，若A离开B后给A外加恒力，沿斜面向上，若A不会与B发生碰撞，求β需满足的条件？ 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 实验班 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1-7题只有一项符合题目要求，第8-11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） 【1题答案】 【答案】D 【2题答案】 【答案】A 【3题答案】 【答案】C 【4题答案】 【答案】D 【5题答案】 【答案】B 【6题答案】 【答案】C 【7题答案】 【答案】BD 【8题答案】 【答案】BC 【9题答案】 【答案】BD 【10题答案】 【答案】BD 二、实验题〔本题共2小题，共14分） 【11题答案】 【答案】 ①. ②. 【12题答案】 【答案】 ①. ②. ③. 0.056 ④. 0.057 ⑤. 1.8 三、解答题〔本题共3小题。共42分） 【13题答案】 【答案】（1）；（2）；（3） 【14题答案】 【答案】（1）5m/s，0.8m；（2）；（3） 【15题答案】 【答案】（1）；（2）Ep =；（3） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $