精品解析：云南省保山市腾冲市第八中学2023-2024学年高一下学期4月期中考试物理试题

腾八中2023—2024学年度高一下学期期中考 物理试卷 考试时间：90分钟，总分100分 一、选择题（本题共12小题，共48分，1-8题有一个选项是对的，每小题4分，9-12题至少有一个选项是对的，每小题4分，全部选对的得4分，部分选对的得2分，有错选或不选的得0分。） 1. 下列选项是四位同学根据图中驾驶员和乘客的身体姿势，分别对向前（向左）运动的汽车运动情况做出的判断，其中正确的是（　　） A. 汽车一定做匀加速直线运动 B. 汽车一定做匀速直线运动 C. 汽车可能是突然减速 D. 汽车可能是突然加速 2. 2021年5月15日7时18分，“天问一号”着陆巡视器成功在火星乌托邦平原南部附近软着陆，“天问一号”着陆巡视器在距离火星面100m时，用激光三维成像敏感器进行精确避障，然后缓缓降落。下列说法正确的是（　　） A. 2021年5月15日7时18分指的是时间间隔 B. 精确避障过程中，着陆巡视器通过的位移大小是100m，路程大于100m C. 任何情况下都可以将“天问一号”着陆巡视器看作质点 D. 在降落过程中，以“天问一号”着陆巡视器为参考系，火星静止不动 3. 汽车在平直公路上行驶，刹车后位移随时间变化的关系为，则从刹车开始，内和内汽车的位移之比为（ ） A. B. C. D. 4. 如图所示，光滑半球形容器固定在水平面上，O为球心，一质量为m的小滑块，在水平力F的作用下静止P点。设滑块所受支持力为FN，OP与水平方向的夹角为θ， 下列关系正确的是（　　） A. B. C. D. 5. 如图所示，x轴在水平地面上，y轴在竖直方向。图中画出了从y轴上沿x轴正方向水平抛出的三个小球a、b和c的运动轨迹。不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. a和b的初速度大小之比为 B. a和b在空中运动的时间之比为2︰1 C. a和c在空中运动的时间之比为 D. a和c的初速度大小之比为2︰1 6. “旋转纽扣”是一种传统游戏。如图，先将纽扣绕几圈，使穿过纽扣的两股细绳拧在一起，然后用力反复拉绳的两端，纽扣正转和反转会交替出现。拉动多次后，纽扣绕其中心的转速可达50r/s，此时纽扣上距离中心1cm处的点向心加速度大小约为（　　） A. 10m/s2 B. 100m/s2 C. 1000m/s2 D. 10000m/s2 7. 2023年10月26日，神舟十七号飞船在中国西昌卫星发射中心发射成功。若神舟十七号飞船绕地球做匀速圆周运动，周期为T，离地高度为h，已知地球半径为R，引力常量为G，则（　　） A. 卫星的运行速度为 B. 地球表面的重力加速度为 C. 地球的质量为 D. 地球的第一宇宙速度为 8. 如图所示，某一斜面的顶端到正下方水平面O点的高度为h，斜面与水平面平滑连接。一小木块从斜面的顶端由静止开始滑下，滑到水平面上的A点停止。已知斜面倾角为，小木块质量为m，小木块与斜面、水平面间的动摩擦因数均为，A、O两点的距离为x。在小木块从斜面顶端滑到A点的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 如果h和一定，越大，x越大 B. 如果h和一定，越大，x越小 C. 摩擦力对木块做功为 D. 重力对木块做功为 9. 如图所示，总质量为460kg的热气球，从地面刚开始竖直上升时的加速度为0.5m/s2，当热气球上升到180m时，以5m/s的速度向上匀速运动．若离开地面后热气球所受浮力保持不变，上升过程中热气球总质量不变，重力加速度g=10m/s2．关于热气球，下列说法正确的是（ ） A. 所受浮力大小为4830N B. 加速上升过程中所受空气阻力保持不变 C. 从地面开始上升10s后的速度大小为5m/s D. 以5m/s匀速上升时所受空气阻力大小为230N 10. A，B两艘快艇在湖面上做匀速圆周运动（如图），在相同的时间内，它们通过的路程之比是6：5，运动方向改变的角度之比是3∶2，则它们（　　） A. 线速度大小之比为3∶4 B. 角速度大小之比为3∶2 C. 圆周运动的半径之比为4：5 D. 向心加速度大小之比为9：5 11. 在倾角为30°的斜面上，某人用平行于斜面的力把原来静止于斜面上的质量为2kg的物体沿斜面向下推了2m的距离，并使物体获得1m/s的速度，已知物体与斜面间的动摩擦因数为，g取10m/s2，如图所示，则在这个过程中（ ） A. 人对物体做功1 J B. 合外力对物体做功1 J C. 物体克服摩擦力做功21 J D. 物体重力势能减小20 J 12. 质量分别为m和2m的两个小球P和Q，中间用轻质杆固定连接，杆长为L，在离P球处有一个光滑固定转轴O，如图所示。现在把杆置于水平位置后自由释放，Q球顺时针摆动到最低位置，则（重力加速度为g）（　　） A. 小球P在最高位置的速度大小为 B. 小球Q在最低位置的速度大小为 C. 小球P在此过程中机械能增加量为mgL D. 小球Q在此过程中机械能减少mgL 二、实验题（每空2分，共16分。） 13. 某同学设计了一个“探究加速度a与物体所受合力F及物体质量m的关系”的实验，如图甲所示为实验装置简图（交流电源的频率为50Hz）。 （1）如图乙所示为某次实验得到的纸带，根据纸带可求出小车的加速度大小为___________m/s2。（结果保留两位有效数字） （2）保持沙和沙桶的质量不变，改变小车质量m，分别得到小车加速度a与质量m及对应的，数据如下表。 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 小车加速度 a/（m·s-2） 1.90 1.72 1.49 1.25 1.00 0.75 0.50 0.30 小车质量m/kg 0.25 0.29 0.33 0.40 0.50 0.71 1.00 1.67 /kg-1 4.00 3.45 3.03 2.50 2.00 1.41 1.00 0.60 请在图丙所示的坐标纸中画出图线___________，由图线可得小车的加速度a与质量的倒数之间的关系式为___________。 （3）保持小车的质量不变，改变沙和沙桶的质量，该同学根据实验数据作出了加速度a随合力F变化的图线，如图丁所示。该图线不通过原点，其主要原因是___________。 14. 如图甲是用“落体法”验证机械能守恒定律的实验装置。（g取9.80 m/s2） （1）选出一条清晰的纸带如图乙所示，其中O点为打点计时器打下的第一个点，A、B、C为三个计数点，打点计时器通以频率为50 Hz的交变电流。用分度值为1 mm的刻度尺测得，，，在计数点A和B、B和C之间还各有一个点，重锤的质量为1.00 kg。甲同学根据以上数据算出：当打点计时器打到B点时重锤的重力势能比开始下落时减少了________J；此时重锤的速度________m/s，此时重锤的动能比开始下落时增加了________J。（结果均保留三位有效数字） （2）某同学利用他自己实验时打出的纸带，测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h，算出了各计数点对应的速度v，然后以h为横轴、以为纵轴作出了如图丙所示的图线，图线的斜率近似等于________。 A．19.6　 　B.9.8　　 　C.4.90 三、计算题（本题包括3小题，共36分。解答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。） 15. 竖直光滑轨道固定在距地面高为H＝0.8m的桌子边缘，轨道末端可视作半径为r＝0.3m的圆形轨道，其末端切线水平，桌子边缘距离竖直墙壁x＝0.6m。质量为m＝0.1kg的小球从轨道某处滚下，与竖直墙壁的撞击点距地面高度为0.6m。重力加速度取g＝10m/s2，求： (1)小球经过轨道末端时速度的大小； (2)小球经过轨道末端时对轨道的压力。 16. 如图所示，倾角为37°的斜面与一竖直光滑圆轨道相切于A点，轨道半径R=1m，将滑块由B点无初速度释放，滑块恰能运动到圆周的C点，OC水平，OD竖直，xAB=2m，滑块可视为质点，取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求： （1）滑块在斜面上第一次下滑到A点的时间； （2）若滑块能从D点抛出，滑块仍从斜面上无初速度释放，释放点至少应距A点多远。 17. 如图所示，AB为固定在竖直平面内的光滑圆弧轨道，其半径为R=0.8m。轨道的B点与水平地面相切，质量为m=0.2kg的小球由A点静止释放，g取10m/s2。求： (1)小球滑到最低点B时，小球速度v的大小； (2)小球通过LBC=1m的水平面BC滑上光滑固定曲面CD，恰能到达最高点D，D到地面的高度为h=0.6m，小球在水平面BC上克服摩擦力所做的功Wf； (3)小球最终所停位置距B点的距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 腾八中2023—2024学年度高一下学期期中考 物理试卷 考试时间：90分钟，总分100分 一、选择题（本题共12小题，共48分，1-8题有一个选项是对的，每小题4分，9-12题至少有一个选项是对的，每小题4分，全部选对的得4分，部分选对的得2分，有错选或不选的得0分。） 1. 下列选项是四位同学根据图中驾驶员和乘客的身体姿势，分别对向前（向左）运动的汽车运动情况做出的判断，其中正确的是（　　） A. 汽车一定做匀加速直线运动 B. 汽车一定做匀速直线运动 C. 汽车可能是突然减速 D. 汽车可能是突然加速 【答案】C 【解析】 【详解】根据图中驾驶员和乘客的身体姿势，可知乘客相对于汽车有向前的运动趋势，则汽车可能是突然减速。 故选C。 2. 2021年5月15日7时18分，“天问一号”着陆巡视器成功在火星乌托邦平原南部附近软着陆，“天问一号”着陆巡视器在距离火星面100m时，用激光三维成像敏感器进行精确避障，然后缓缓降落。下列说法正确的是（　　） A. 2021年5月15日7时18分指的是时间间隔 B. 精确避障过程中，着陆巡视器通过的位移大小是100m，路程大于100m C. 任何情况下都可以将“天问一号”着陆巡视器看作质点 D. 在降落过程中，以“天问一号”着陆巡视器为参考系，火星静止不动 【答案】B 【解析】 【详解】A．“2021年5月15日7时18分”对应时间轴上的点，为时刻，故A错误； B．由题知，巡视器的运动是相对于火星的，以火星为参考系，巡视器一边下降一边避障，做的不是直线运动，巡视器通过的位移大小是100m，路程大于100m，故B正确； C．当研究“天问一号”巡视器的姿态、转动情况等时，不能将“天问一号”巡视器看作质点，故C错误； D．在降落过程中，以“天问一号”巡视器为参考系，火星是运动的，故D错误。 故选B。 3. 汽车在平直公路上行驶，刹车后位移随时间变化的关系为，则从刹车开始，内和内汽车的位移之比为（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【分析】根据速度时间公式求出汽车速度减为零的时间，判断汽车是否停止，结合位移公式求出2s末和5s末的位移。 【详解】位移s随时间t变化的关系为 对比 可知该车的初速度为20m/s，加速度为，由汽车速度减为零的时间为 则2s内的位移为 5s内的位移等于4s内的位移，则有 可知2s末与5s末时汽车的位移之比为3：4．故B正确，ACD错误。 故选B。 4. 如图所示，光滑半球形容器固定在水平面上，O为球心，一质量为m的小滑块，在水平力F的作用下静止P点。设滑块所受支持力为FN，OP与水平方向的夹角为θ， 下列关系正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】对小滑块受力分析，受水平推力 、重力 、支持力 ，根据三力平衡条件，将受水平推力和重力合成，如图所示，由几何关系可得 故选A。 【点睛】 5. 如图所示，x轴在水平地面上，y轴在竖直方向。图中画出了从y轴上沿x轴正方向水平抛出的三个小球a、b和c的运动轨迹。不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. a和b的初速度大小之比为 B. a和b在空中运动的时间之比为2︰1 C. a和c在空中运动的时间之比为 D. a和c的初速度大小之比为2︰1 【答案】C 【解析】 【分析】平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，根据水平位移和竖直位移的大小求出运动的时间以及初速度之比。 【详解】BC．小球在竖直方向上做自由落体运动，根据可得，小球在空中运动时间 可知a、b、c在空中运动的时间之比为 故B错误，C正确； AD．在水平方向上做匀速直线运动，再根据可知a、b、c的初速度大小之比为 故AD错误。 故选C。 6. “旋转纽扣”是一种传统游戏。如图，先将纽扣绕几圈，使穿过纽扣的两股细绳拧在一起，然后用力反复拉绳的两端，纽扣正转和反转会交替出现。拉动多次后，纽扣绕其中心的转速可达50r/s，此时纽扣上距离中心1cm处的点向心加速度大小约为（　　） A. 10m/s2 B. 100m/s2 C. 1000m/s2 D. 10000m/s2 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】纽扣在转动过程中 由向心加速度 故选C。 7. 2023年10月26日，神舟十七号飞船在中国西昌卫星发射中心发射成功。若神舟十七号飞船绕地球做匀速圆周运动，周期为T，离地高度为h，已知地球半径为R，引力常量为G，则（　　） A. 卫星的运行速度为 B. 地球表面的重力加速度为 C. 地球的质量为 D. 地球的第一宇宙速度为 【答案】B 【解析】 【详解】A．卫星的运行速度为 故A错误； BC．根据万有引力提供向心力可得 根据万有引力和重力的关系 联立可得 ， 故B正确，C错误； D．根据 可得地球的第一宇宙速度 故D错误。 故选B。 8. 如图所示，某一斜面的顶端到正下方水平面O点的高度为h，斜面与水平面平滑连接。一小木块从斜面的顶端由静止开始滑下，滑到水平面上的A点停止。已知斜面倾角为，小木块质量为m，小木块与斜面、水平面间的动摩擦因数均为，A、O两点的距离为x。在小木块从斜面顶端滑到A点的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 如果h和一定，越大，x越大 B. 如果h和一定，越大，x越小 C. 摩擦力对木块做功为 D. 重力对木块做功为 【答案】D 【解析】 【详解】AB．对小木块运动的整个过程，根据动能定理有 解得 所以x与θ无关，故AB错误； CD．根据前面分析可知重力对木块做功为 摩擦力对木块做功为 故C错误，D正确。 故选D。 9. 如图所示，总质量为460kg的热气球，从地面刚开始竖直上升时的加速度为0.5m/s2，当热气球上升到180m时，以5m/s的速度向上匀速运动．若离开地面后热气球所受浮力保持不变，上升过程中热气球总质量不变，重力加速度g=10m/s2．关于热气球，下列说法正确的是（ ） A. 所受浮力大小为4830N B. 加速上升过程中所受空气阻力保持不变 C. 从地面开始上升10s后的速度大小为5m/s D. 以5m/s匀速上升时所受空气阻力大小为230N 【答案】AD 【解析】 【详解】A、从地面刚开始竖直上升时，速度为零，故阻力为零，气球受重力和浮力，根据牛顿第二定律，有：F浮-mg=ma，解得：F浮=m（g+a）=460×（10+0.5）N=4830N，故A正确； B、气球受重力、浮力和空气阻力，若阻力不变，合力不变，气球匀加速上升，矛盾，故B错误； C、刚开始竖直上升时的加速度为0.5m/s2，气球是变加速运动，加速度逐渐减小，故10s后的速度大小小于5m/s，故C错误； D、以5m/s匀速上升时，根据平衡条件，有：F浮=mg+f，解得f=230N，故D正确； 故选AD. 10. A，B两艘快艇在湖面上做匀速圆周运动（如图），在相同的时间内，它们通过的路程之比是6：5，运动方向改变的角度之比是3∶2，则它们（　　） A. 线速度大小之比为3∶4 B. 角速度大小之比为3∶2 C. 圆周运动的半径之比为4：5 D. 向心加速度大小之比为9：5 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．线速度，A、B通过的路程之比为6：5，时间相等，则线速度之比为6：5，故A错误； B．角速度，运动方向改变的角度等于圆周运动转过的角度，A、B转过的角度之比为3：2，时间相等，则角速度大小之比为3：2，故B正确； C．根据v=rω得，圆周运动的半径，线速度之比为6：5，角速度之比为3：2，则圆周运动的半径之比为4：5，故C正确； D．根据a=vω得，线速度之比为6：5，角速度之比为3：2，则向心加速度之比为9：5，故D正确。 故选BCD。 11. 在倾角为30°的斜面上，某人用平行于斜面的力把原来静止于斜面上的质量为2kg的物体沿斜面向下推了2m的距离，并使物体获得1m/s的速度，已知物体与斜面间的动摩擦因数为，g取10m/s2，如图所示，则在这个过程中（ ） A. 人对物体做功1 J B. 合外力对物体做功1 J C. 物体克服摩擦力做功21 J D. 物体重力势能减小20 J 【答案】ABD 【解析】 【详解】AB．根据动能定理得 W合=EK= 且 代入数据解得 W人=1J 故AB正确； C．根据题意可知 W克=Wf=μmgxcosθ=20J 故C错误； D． 物体重力势能减少 EP=mgh=mgx•sin30°=2×10×2×0.5J=20J 重力势能减少了20J，故D正确。 故选ABD。 12. 质量分别为m和2m的两个小球P和Q，中间用轻质杆固定连接，杆长为L，在离P球处有一个光滑固定转轴O，如图所示。现在把杆置于水平位置后自由释放，Q球顺时针摆动到最低位置，则（重力加速度为g）（　　） A. 小球P在最高位置的速度大小为 B. 小球Q在最低位置的速度大小为 C. 小球P在此过程中机械能增加量为mgL D. 小球Q在此过程中机械能减少mgL 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．设Q球顺时针摆动到最低位置时的速度为v1，此时P运动到最高点的速度为v2，整个系统机械能守恒，有 由于两球都绕O点转动，角速度相同，则 联立解得 ， 故A正确，B错误； CD．在此过程中，小球P机械能增加量为 由于整个系统机械能守恒，因此小球Q机械能减少为 故C正确，D错误。 故选AC。 二、实验题（每空2分，共16分。） 13. 某同学设计了一个“探究加速度a与物体所受合力F及物体质量m的关系”的实验，如图甲所示为实验装置简图（交流电源的频率为50Hz）。 （1）如图乙所示为某次实验得到的纸带，根据纸带可求出小车的加速度大小为___________m/s2。（结果保留两位有效数字） （2）保持沙和沙桶的质量不变，改变小车质量m，分别得到小车加速度a与质量m及对应的，数据如下表。 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 小车加速度 a/（m·s-2） 1.90 1.72 1.49 1.25 1.00 0.75 0.50 0.30 小车质量m/kg 0.25 0.29 0.33 0.40 0.50 0.71 1.00 1.67 /kg-1 4.00 3.45 3.03 2.50 2.00 1.41 1.00 0.60 请在图丙所示的坐标纸中画出图线___________，由图线可得小车的加速度a与质量的倒数之间的关系式为___________。 （3）保持小车的质量不变，改变沙和沙桶的质量，该同学根据实验数据作出了加速度a随合力F变化的图线，如图丁所示。该图线不通过原点，其主要原因是___________。 【答案】（1）3.2； （2） ①. ②. （3）实验前没有补偿阻力或者补偿阻力不足 【解析】 【小问1详解】 在连续相等的时间间隔内，从纸带上可得到四段位移，因此可以用逐差法计算加速度。已知x1=6.19 cm，x2=6.70 cm，x3=7.21 cm，x4=7.72 cm，电火花打点计时器的计时周期 由逐差法可得 故 【小问2详解】 [1][2]在坐标系中描点连线，得图线如图所示，故a=。 【小问3详解】 由图线可知，F增大到某一值时小车开始有加速度，说明实验前没有补偿阻力或者补偿阻力不足。 14. 如图甲是用“落体法”验证机械能守恒定律的实验装置。（g取9.80 m/s2） （1）选出一条清晰的纸带如图乙所示，其中O点为打点计时器打下的第一个点，A、B、C为三个计数点，打点计时器通以频率为50 Hz的交变电流。用分度值为1 mm的刻度尺测得，，，在计数点A和B、B和C之间还各有一个点，重锤的质量为1.00 kg。甲同学根据以上数据算出：当打点计时器打到B点时重锤的重力势能比开始下落时减少了________J；此时重锤的速度________m/s，此时重锤的动能比开始下落时增加了________J。（结果均保留三位有效数字） （2）某同学利用他自己实验时打出的纸带，测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h，算出了各计数点对应的速度v，然后以h为横轴、以为纵轴作出了如图丙所示的图线，图线的斜率近似等于________。 A．19.6　 　B.9.8　　 　C.4.90 【答案】 ①. 1.85 ②. 1.83 ③. 1.67 ④. B 【解析】 【详解】（1）[1][2][3]当打点计时器打B点时，重锤的重力势能减少量 打B点时重锤的速度 此时重锤的动能增加量 （2）[4]由机械能守恒定律有 可得 由此可知图线的斜率近似等于重力加速度g。 故选B。 三、计算题（本题包括3小题，共36分。解答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。） 15. 竖直光滑轨道固定在距地面高为H＝0.8m的桌子边缘，轨道末端可视作半径为r＝0.3m的圆形轨道，其末端切线水平，桌子边缘距离竖直墙壁x＝0.6m。质量为m＝0.1kg的小球从轨道某处滚下，与竖直墙壁的撞击点距地面高度为0.6m。重力加速度取g＝10m/s2，求： (1)小球经过轨道末端时速度的大小； (2)小球经过轨道末端时对轨道的压力。 【答案】(1) 3m/s；(2) 4N。 【解析】 【详解】(1)小球离开轨道后做平抛运动，从离开轨道到碰到墙壁的过程中 竖直方向 H﹣h＝ 水平方向 x＝v0t 联立两式代入数值解得 v0＝3m/s 即小球经过轨道末端的速度大小为3m/s。 (2)小球在轨道末端，在竖直方向由牛顿第二定律得 FN﹣mg＝m 代入数值解得 FN＝4N 由牛顿第三定律得小球对轨道的压力为 F'N＝FN＝4N。 16. 如图所示，倾角为37°的斜面与一竖直光滑圆轨道相切于A点，轨道半径R=1m，将滑块由B点无初速度释放，滑块恰能运动到圆周的C点，OC水平，OD竖直，xAB=2m，滑块可视为质点，取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求： （1）滑块在斜面上第一次下滑到A点的时间； （2）若滑块能从D点抛出，滑块仍从斜面上无初速度释放，释放点至少应距A点多远。 【答案】（1）1s；（2）5.75m 【解析】 【详解】（1）设滑块到达A点的速度为vA，以A点所在水平面为参考平面，从A到C过程，由机械能守恒定律有 从B到A过程，滑块做匀加速直线运动，由匀变速直线运动规律可知 联立解得 ， （2）设滑块能从D点抛出的最小速度为vD，在D点，由重力提供向心力，有 从A到D由机械能守恒定律有 联立各式解得 17. 如图所示，AB为固定在竖直平面内的光滑圆弧轨道，其半径为R=0.8m。轨道的B点与水平地面相切，质量为m=0.2kg的小球由A点静止释放，g取10m/s2。求： (1)小球滑到最低点B时，小球速度v的大小； (2)小球通过LBC=1m的水平面BC滑上光滑固定曲面CD，恰能到达最高点D，D到地面的高度为h=0.6m，小球在水平面BC上克服摩擦力所做的功Wf； (3)小球最终所停位置距B点的距离。 【答案】(1)4m/s；(2)0.4J；(3)小球最后停在B点，距离为0 【解析】 【详解】(1)初由机械能守恒 mgR=mv2 得： v=4m/s (2)由动能定理 Wf+mgh=mv2 得： Wf=0.4J (3)摩擦力做功 Wf=μmgL mgR=μmgs 得： s=4L 可知小球最后停在B点。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $