精品解析：广东省东莞市东华高级中学2023-2024学年高一下学期5月期中物理试题

东莞市东华高级中学2023-2024学年第二学期期中教学质量检查（二） 高一物理 满分100分，考试时间75分钟。 一、单选题（共7题，每题4分，共28分） 1. 人类对行星运动的研究漫长而曲折，关于开普勒行星运动定律，下列说法中正确的是（　　） A. 牛顿发现万有引力定律后，开普勒整理牛顿的观测数据，发现了行星运动的规律 B. 所有行星的轨道半长轴的二次方跟公转周期的三次方的比值都相等 C. 开普勒行星运动定律适用于行星绕太阳运动，也适用于宇宙中其他卫星绕行星的运动 D. 行星环绕太阳运动时，线速度大小始终不变 2. 如图所示是某次射门时足球绕过人墙的运动轨迹俯视图。若考虑空气阻力，下列选项中足球飞行时所受合外力F与速度v的关系可能正确的是（　　） A. B. C D. 3. 如图所示，摩天轮是游乐场内的一种大型转轮状设施，摩天轮边缘悬挂透明座舱，游客随座舱在竖直平面内做匀速圆周运动，则游客（　　） A. 速度始终恒定 B. 加速度始终恒定 C. 受到合力不断改变 D. 对座椅的压力始终不变 4. 2023年4月11日至12日，“夸父一号”卫星观测数据向国内外试开放，这有助于国内外太阳物理学家广泛使用“夸父一号”卫星观测数据开展太阳物理前沿研究。如图所示，该卫星是我国2022年10月发射升空的，它绕地球的运动可看成匀速圆周运动，其运行周期约99分钟，下列说法正确的是（　　） A. 从地面看，“夸父一号”有可能静止在地球赤道的正上方 B. 若已知万有引力常量，利用题中数据可以估算出太阳的质量 C. “夸父一号”的轨道高度大于地球静止卫星的轨道高度 D. “夸父一号”的角速度大于地球自转的角速度 5. 物体从离地高H处的M点开始做自由落体运动，下落至离地高度为处的N点，下列能量条形图表示了物体在M和N处的动能和重力势能E的相对大小关系，可能正确的是（　　） A. B. C. D. 6. 如图所示，由于空气阻力的影响，炮弹实际飞行轨道不再是抛物线，而是按“弹道曲线”飞行，下列说法正确的是（　　） A. 炮弹在上升过程中动能减小 B. 炮弹下落过程中机械能增加 C. 炮弹到达最高点时速度为零 D. 炮弹到达最高点时加速度为零 7. 如图所示，由电动机带动着倾角的足够长的传送带以速率顺时针匀速转动。一质量的小滑块以平行于传送带向上的速率滑上传送带，已知小滑块与传送带间的动摩擦因数，取，则小滑块从接触传送带到与传送带相对静止的时间内（　　） A. 小滑块的加速度大小为 B. 小滑块的重力势能增加了120J C. 小滑块与传送带因摩擦产生热量为28J D. 电动机多消耗的电能为116J 二、多选题（共3题，每题6分，共18分，全部选对得6分，漏选得3分，错选不得分） 8. 某修正带结构包括上、下盖和大、小齿轮，它前部有压嘴，大、小齿轮分别嵌合在连接体的大、小轴孔中，并相互吻合，能均匀地从压嘴处送出修正带。如图所示，修正带的两个齿轮A、B的半径之比为1∶2，若齿轮A匀速转动，则两个齿轮A、B的（　　） A. 向心加速度之比为1∶2 B. 边缘线速度大小之比为1∶1 C. 转动角速度之比为1∶2 D. 转动周期之比为1∶2 9. 北京时间2020年11月24题时30分，长征五号遥五运载火箭在中国文昌航天发射场点火升空，嫦娥五号顺利发射。如图所示，经多次变轨修正之后，“着陆器、上升器组合体”降落月球表面。下列说法正确的是（　　） A. 在地球上的发射速度一定大于第二宇宙速度 B. 在P点由轨道1进入轨道2需要瞬间点火加速 C. 分别由轨道1与轨道2经过P点时，加速度大小相等 D. 在轨道2上经过Q点时的速度一定大于由轨道1上经过P点时的速度 10. 某人驾驶小型汽车行驶在平直封闭测试道路上，时刻开始无动力滑行，一段时间后以恒定功率加速行驶，车速达到最大后保持匀速，图像如图所示。汽车与人的总质量为，行驶中受到的阻力保持不变，则（　　） A. 汽车行驶中所受阻力大小为 B. 1s~11s内汽车的功率为10kW C. 1s~11s内汽车的位移约为67m D. 汽车加速过程中速度为6m/s时的加速度大小为 三、实验题（共1小题，每空2分，共10分） 11. 在“探究平抛运动的特点”实验中，两个实验小组选用不同的仪器进行实验。 （1）A组同学采用如图甲所示的装置做实验。在此实验中，下列操作或说法正确的是______。 A. 将斜槽轨道的末端调成水平 B. 用天平称出小球的质量 C. 斜槽轨道必须光滑 D. 图甲中挡条每次必须等间距下移 （2）B组同学通过频闪照相，得到做平抛运动的小球以竖直放置的方格板为背景的照片，如图乙所示，小方格的边长为5cm，取重力加速度g取，根据图乙中数据回答下列问题： ①图乙中的a点______（填“是”、“不是”或“不确定是”）平抛运动的起点。 ②该频闪照相的周期为______s。（结果保留两位有效数字） ③小球做平抛运动的初速度大小为______m/s，b点速度为______m/s。（计算结果均保留两位有效数字） 四、计算题（本题共4小题，共44分。作答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。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） 12. 我们常常在公园和古村落中见到拱形桥，如图甲所示。一辆质量为1000kg的小车，以10m/s速度经过半径为40m的拱形桥最高点，如图乙所示，取。求： （1）小车对桥的压力大小； （2）如图丙所示，有一半径为40m的凹形路面，若小车轮胎总共能够承受的最大压力为，试通过计算判断该小车能否以的速度安全通过该路段。 13. 如图所示是一颗地球卫星和地球，此卫星对地张角为，其中为地心。已知地球半径为，该卫星的公转周期为，万有引力常量为。求： （1）地球的质量； （2）地球的密度。 14. 如图甲，某电视台“智勇大冲关”游戏节目中的大转盘游戏环节，经验不足的人会坐在转盘边缘，当转盘转速达到某一数值时，人恰好滑离转盘落入水中，等效模型如图乙，现测得转盘半径R = 10m，离水面的高度H = 0.8m，人落水过程的水平位移大小x = 0.8m，设人在转盘上所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，可视为质点的人的质量m = 50kg，不计空气阻力，g取10m/s2，求： （1）人恰好离开转盘时的初速度大小v0； （2）人与转盘间的动摩擦因数μ； （3）人落水时重力的瞬时功率。 15. 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、水平直轨道EF及弹性板等组成，半圆轨道最高点D与水平直轨道右端点E处在同一竖直线上，且D点略高于E点。已知可视为质点的滑块质量，轨道BCD的半径，轨道EF的长度，滑块与轨道EF间的动摩擦因数，其余各部分轨道均光滑。游戏时滑块从A点弹出，经过圆轨道并滑上水平直轨道EF。弹簧的弹性势能最大值，弹射器中滑块与弹簧相互作用时，机械能损失忽略不计，滑块与弹性板作用后以等大速率弹回，不计滑块通过DE之间的能量损失，g取。求 （1）滑块恰好能通过D点的速度； （2）若弹簧的弹性势能，求滑块运动到与圆心O等高的C点时所受弹力； （3）若滑块最终静止在水平直轨道EF上，求弹簧弹性势能的范围。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 东莞市东华高级中学2023-2024学年第二学期期中教学质量检查（二） 高一物理 满分100分，考试时间75分钟。 一、单选题（共7题，每题4分，共28分） 1. 人类对行星运动的研究漫长而曲折，关于开普勒行星运动定律，下列说法中正确的是（　　） A. 牛顿发现万有引力定律后，开普勒整理牛顿的观测数据，发现了行星运动的规律 B. 所有行星的轨道半长轴的二次方跟公转周期的三次方的比值都相等 C. 开普勒行星运动定律适用于行星绕太阳运动，也适用于宇宙中其他卫星绕行星的运动 D. 行星环绕太阳运动时，线速度大小始终不变 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A．在开普勒发现了行星的运动规律后，牛顿才发现万有引力定律，开普勒整理第谷的观测数据后，发现了行星运动的规律。故A错误； B．所有行星的轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等。故B错误； C．开普勒行星运动定律不仅适用于行星绕太阳运动，还适用于宇宙中其他卫星绕行星的运动，故C正确； D．由开普勒第二定律可知，日星连线相同时间内扫过面积相等，行星绕太阳在椭圆轨道上运动时，线速度大小在变化，越靠近太阳，线速度越大，反之，则越小。故D错误。 故选C。 2. 如图所示是某次射门时足球绕过人墙运动轨迹俯视图。若考虑空气阻力，下列选项中足球飞行时所受合外力F与速度v的关系可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】在水平方向上，球做曲线运动，根据曲线运动的特点，速度、合外力、轨迹的空间关系，速度方向沿轨迹的切线上，力在轨迹的内侧，且指向凹向侧，因为受到空气阻力，足球减速，故选项D正确，选项ABC错误。 故选D。 3. 如图所示，摩天轮是游乐场内的一种大型转轮状设施，摩天轮边缘悬挂透明座舱，游客随座舱在竖直平面内做匀速圆周运动，则游客（　　） A. 速度始终恒定 B. 加速度始终恒定 C. 受到合力不断改变 D. 对座椅的压力始终不变 【答案】C 【解析】 【详解】A．游客做匀速圆周运动速度大小不变，方向不断改变，A错误； B．加速度大小不变，方向始终改变，B错误； C．所受的合力大小不变，方向始终发生改变，C正确； D．根据C选项分析可知游客对座椅的压力发生改变，D错误。 故选C。 4. 2023年4月11日至12日，“夸父一号”卫星观测数据向国内外试开放，这有助于国内外太阳物理学家广泛使用“夸父一号”卫星观测数据开展太阳物理前沿研究。如图所示，该卫星是我国2022年10月发射升空的，它绕地球的运动可看成匀速圆周运动，其运行周期约99分钟，下列说法正确的是（　　） A. 从地面看，“夸父一号”有可能静止在地球赤道的正上方 B. 若已知万有引力常量，利用题中数据可以估算出太阳的质量 C. “夸父一号”的轨道高度大于地球静止卫星的轨道高度 D. “夸父一号”的角速度大于地球自转的角速度 【答案】D 【解析】 【详解】ACD．“夸父一号”的运行周期约99分钟，小于地球自转周期，则“夸父一号”不可能静止在赤道的正上方，由 可知“夸父一号”的轨道高度低于地球静止卫星的轨道高度，由 可知“夸父一号”的角速度大于地球自转的角速度，故AC错误，D正确； B．“夸父一号”卫星是绕地球转动的，若已知万有引力常量，利用题中数据不可能估算出太阳的质量，故B错误。 故选D。 5. 物体从离地高H处的M点开始做自由落体运动，下落至离地高度为处的N点，下列能量条形图表示了物体在M和N处的动能和重力势能E的相对大小关系，可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】AD 【解析】 【详解】A．如果取地面下方－H的位置为零势能面，M点的势能就是2mgH，N点的势能就是，从M到N的势能减少量就是，即N点的动能为，A正确； BC．由于机械能守恒，动能与重力势能之和应等于释放时的机械能，BC错误； D．设释放位置所在平面为零势能面，则机械能为零，D正确。 故选AD。 6. 如图所示，由于空气阻力的影响，炮弹实际飞行轨道不再是抛物线，而是按“弹道曲线”飞行，下列说法正确的是（　　） A. 炮弹在上升过程中动能减小 B. 炮弹在下落过程中机械能增加 C. 炮弹到达最高点时速度为零 D. 炮弹到达最高点时加速度为零 【答案】A 【解析】 【详解】A．炮弹在上升过程中，重力、空气阻力都做负功，动能减小，机械能减小，故A正确； B．炮弹在下落过程中，空气阻力做负功，机械能减小，故B错误； C．炮弹到达最高点时竖直方向的速度为零，而水平方向的速度不为零，故C错误； D．炮弹到达最高点时受重力和空气阻力，合力不为零，加速度不为零，故D错误。 故选A。 7. 如图所示，由电动机带动着倾角的足够长的传送带以速率顺时针匀速转动。一质量的小滑块以平行于传送带向上的速率滑上传送带，已知小滑块与传送带间的动摩擦因数，取，则小滑块从接触传送带到与传送带相对静止的时间内（　　） A. 小滑块的加速度大小为 B. 小滑块的重力势能增加了120J C. 小滑块与传送带因摩擦产生的热量为28J D. 电动机多消耗的电能为116J 【答案】C 【解析】 【详解】A．由牛顿第二定律有 可得加速度大小为 故A错误； B．小滑块沿传送带上升距离 小滑块的重力势能增加了 故B错误； C．小滑块从接触传送带到与传送带相对静止的时间为 传送带传送的距离为 小滑块与传送带因摩擦产生的热量为 故C正确； D．电动机多消耗的电能为 故D错误 故选C。 二、多选题（共3题，每题6分，共18分，全部选对得6分，漏选得3分，错选不得分） 8. 某修正带结构包括上、下盖和大、小齿轮，它前部有压嘴，大、小齿轮分别嵌合在连接体的大、小轴孔中，并相互吻合，能均匀地从压嘴处送出修正带。如图所示，修正带的两个齿轮A、B的半径之比为1∶2，若齿轮A匀速转动，则两个齿轮A、B的（　　） A. 向心加速度之比为1∶2 B. 边缘线速度大小之比为1∶1 C. 转动角速度之比为1∶2 D. 转动周期之比为1∶2 【答案】BD 【解析】 【详解】B．齿轮传动，齿轮边缘的线速度大小相等，则边缘线速度大小之比为1：1，故B正确； A．根据 可知向心加速度之比为 故A错误； C．根据 可知转动角速度之比为 故C错误； D．根据 转动周期之比为 故D正确。 故选BD。 9. 北京时间2020年11月24题时30分，长征五号遥五运载火箭在中国文昌航天发射场点火升空，嫦娥五号顺利发射。如图所示，经多次变轨修正之后，“着陆器、上升器组合体”降落月球表面。下列说法正确的是（　　） A. 在地球上的发射速度一定大于第二宇宙速度 B. 在P点由轨道1进入轨道2需要瞬间点火加速 C. 分别由轨道1与轨道2经过P点时，加速度大小相等 D. 在轨道2上经过Q点时的速度一定大于由轨道1上经过P点时的速度 【答案】CD 【解析】 【详解】A．嫦娥五号发射出去后绕地球做椭圆运动，没有离开地球束缚，故嫦娥五号的发射速度大于第一宇宙速度，小于第二宇宙速度，故A错误； B．卫星在轨道1上的P点处减速，使万有引力大于向心力做近心运动，才能进入轨道2，故B错误； C．在P点嫦娥五号卫星产生的加速度都是由万有引力产生的 因为同在P点万有引力大小相等，故不管在哪个轨道上运动，在P点时万有引力产生的加速度大小相等，方向相同，故C正确； D．根据万有引力提供向心力有 卫星的运行速度由轨道半径决定，半径越大，运行速度越小所以在轨道1上经过P点做圆周运动的运行速度小于经过Q点绕月球做圆周运动的运行速度，又因为卫星在轨道2经过Q点要做离心运动，所以其速度大于经过Q点做圆周运动的速度，那么，卫星在轨道2经过Q点时速度就大于轨道1经过P点时的速度，故D正确； 故选CD。 10. 某人驾驶小型汽车行驶在平直封闭测试道路上，时刻开始无动力滑行，一段时间后以恒定功率加速行驶，车速达到最大后保持匀速，图像如图所示。汽车与人的总质量为，行驶中受到的阻力保持不变，则（　　） A. 汽车行驶中所受阻力大小为 B. 1s~11s内汽车的功率为10kW C. 1s~11s内汽车的位移约为67m D. 汽车加速过程中速度为6m/s时的加速度大小为 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．根据题意，由图像可得，汽车无动力滑行时的加速度大小为 m/s2 由牛顿第二定律可得，汽车行驶中所受阻力大小为 故A正确； B．根据题意，由图可知，当s时，汽车达到最大速度7.5m/s，此时汽车的牵引力为 = 汽车的功率为 kW 故B错误； C．根据题意，设1s~11s内汽车的位移为x，由动能定理有 代入数据解得 速度约为67m，故C正确； D．汽车加速过程中速度为6m/s时，牵引力为 由牛顿第二定律有 m/s2 故D正确。 故选ACD。 三、实验题（共1小题，每空2分，共10分） 11. 在“探究平抛运动的特点”实验中，两个实验小组选用不同的仪器进行实验。 （1）A组同学采用如图甲所示的装置做实验。在此实验中，下列操作或说法正确的是______。 A. 将斜槽轨道的末端调成水平 B. 用天平称出小球的质量 C. 斜槽轨道必须光滑 D. 图甲中挡条每次必须等间距下移 （2）B组同学通过频闪照相，得到做平抛运动的小球以竖直放置的方格板为背景的照片，如图乙所示，小方格的边长为5cm，取重力加速度g取，根据图乙中数据回答下列问题： ①图乙中的a点______（填“是”、“不是”或“不确定是”）平抛运动的起点。 ②该频闪照相的周期为______s。（结果保留两位有效数字） ③小球做平抛运动的初速度大小为______m/s，b点速度为______m/s。（计算结果均保留两位有效数字） 【答案】（1）A （2） ①. 是 ②. 0.10 ③. 1.0 ④. 1.4 【解析】 【小问1详解】 A．要使小球水平抛出，斜槽轨道的末端必须调成水平，故A正确； B．实验研究平抛运动的规律，与质量无关，不需要测量小球的质量，故B错误； C．斜槽轨道不需要光滑，只要保证小球每次从同一位置释放即可；故C错误； D．图甲中挡条不必等间距下移，这样会增加实验的复杂程度，最后描的点都需要用光滑的曲线连接起来，与是否等间距无关，故D错误。 故选A。 【小问2详解】 ①[1]由于a、b、c、d四个点间的相邻竖直距离之比为1:3:5，因此a点是平抛运动的起点； ②[2]竖直方向上由匀变速直线运动规律可得 可得该频闪照相的周期为 ③[3]小球做平抛运动的初速度大小为 [4]在b点的竖直速度 b点速度为 四、计算题（本题共4小题，共44分。作答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。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） 12. 我们常常在公园和古村落中见到拱形桥，如图甲所示。一辆质量为1000kg的小车，以10m/s速度经过半径为40m的拱形桥最高点，如图乙所示，取。求： （1）小车对桥的压力大小； （2）如图丙所示，有一半径为40m的凹形路面，若小车轮胎总共能够承受的最大压力为，试通过计算判断该小车能否以的速度安全通过该路段。 【答案】（1）7500N；（2）不能 【解析】 【详解】（1）汽车过拱形桥最高点时 可得桥对车的支持力为 根据牛顿第三定律可知汽车对桥的压力大小也是7500N； （2）汽车过凹形桥最低点时 可得安全速度为 该小车不能以的速度安全通过该路段。 13. 如图所示是一颗地球卫星和地球，此卫星对地张角为，其中为地心。已知地球半径为，该卫星的公转周期为，万有引力常量为。求： （1）地球的质量； （2）地球的密度。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）连接卫星所在点和地心，设卫星圆周运动的半径为，由几何关系可得 根据万有引力提供向心力，对卫星由牛顿第二定律可得 解得地球的质量 （2）由 解得地球的密度 14. 如图甲，某电视台“智勇大冲关”游戏节目中的大转盘游戏环节，经验不足的人会坐在转盘边缘，当转盘转速达到某一数值时，人恰好滑离转盘落入水中，等效模型如图乙，现测得转盘半径R = 10m，离水面的高度H = 0.8m，人落水过程的水平位移大小x = 0.8m，设人在转盘上所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，可视为质点的人的质量m = 50kg，不计空气阻力，g取10m/s2，求： （1）人恰好离开转盘时的初速度大小v0； （2）人与转盘间的动摩擦因数μ； （3）人落水时重力的瞬时功率。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）人离开转盘后做平抛运动，在竖直方向上有 在水平方向上有 解得人离开转盘时的初速度 （2）人离开转盘时，由向心力公式有 向心力由摩擦力提供 解得人与转盘间的动摩擦因数 （3）人落水面时竖直方向的速度为 人落水时重力的瞬时功率为 15. 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、水平直轨道EF及弹性板等组成，半圆轨道最高点D与水平直轨道右端点E处在同一竖直线上，且D点略高于E点。已知可视为质点的滑块质量，轨道BCD的半径，轨道EF的长度，滑块与轨道EF间的动摩擦因数，其余各部分轨道均光滑。游戏时滑块从A点弹出，经过圆轨道并滑上水平直轨道EF。弹簧的弹性势能最大值，弹射器中滑块与弹簧相互作用时，机械能损失忽略不计，滑块与弹性板作用后以等大速率弹回，不计滑块通过DE之间的能量损失，g取。求 （1）滑块恰好能通过D点的速度； （2）若弹簧的弹性势能，求滑块运动到与圆心O等高的C点时所受弹力； （3）若滑块最终静止在水平直轨道EF上，求弹簧的弹性势能的范围。 【答案】（1）；（2）N；（3）见解析 【解析】 【详解】（1）恰好通过D点时，由重力提供向心力，则有 解得 （2）滑块从A到圆心O等高处，由机械能守恒定律得 在C点，轨道的弹力提供向心力，由牛顿第二定律得 联立解得 （3）若滑块恰能通过半圆轨道最高点D，则有 若滑块以最大弹性势能弹出时，能停在水平直轨道EF上，在EF上滑行最大路程为，则有 代入数据解得 在轨道EF上往返一次损失的能量为 可知，若滑块最终静止在水平直轨道EF，如下两种情况满足要求： ①，则有 解得 ②，则有 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$