精品解析：福建省三明市尤溪县第七中学2023-2024学年高一下学期期中考试物理试题

2023--2024学年度下学期期中考试卷 高一物理 （考试时间：75分钟 满分：100分） 一、单项选择题（本大题共5小题，每题4分，计20分。） 1. 某同学进行体能训练(如图所示),用了100s时间跑上20m高的高楼,试估测她登楼的平均功率最接近的数值是(　 　) A. 10W B. 100W C. 1kW D. 10kW 2. 一辆汽车在水平公路上转弯，沿曲线由M向N行驶，速度逐渐减小，图中分别画出了汽车转弯时所受合力F的四种方向，你认为其中正确的是（　　） A. B. C. D. 3. 关于机械能守恒定律的适用条件，下列说法中正确的是（　　） A. 只有重力作用时，机械才能守恒 B. 当有其他外力作用（除重力外）时，只要合外力零，机械能守恒 C. 当有其他外力作用（除重力外）时，只要其他力的合力的功为零，机械能守恒 D. 炮弹在空中飞行不计阻力时，仅受重力作用，所以爆炸前后机械能守恒 4. 如图，我国“天宫”空间站位于距地面约400km高的近地轨道，是我国宇航员进行太空工作和生活的场所；而同样也是我国自主研发的北斗卫星导航系统，由5颗同步卫星、30颗非静止轨道卫星和备用卫星组成，其广泛应用于三维卫星定位与通信。若上述的空间站和北斗系统的卫星均在各自轨道上绕地球做匀速圆周运动，则下面说法正确的是（　　） A. “天宫”空间站的运行速度小于北斗同步卫星的运行速度 B. “天宫”空间站里的宇航员处于悬浮状态是因为不受重力 C. 所有的同步卫星离地球表面的高度都是一定的 D. 若北斗卫星在飞行的过程中点火加速了，它将靠近地球 5. 如图，光滑圆轨道固定在竖直面内，一质量为m的小球沿轨道做完整的圆周运动。已知小球在最低点时对轨道的压力大小为N1，在最高点时对轨道的压力大小为N2。重力加速度大小为g，则N1–N2的值为（　　） A. 3mg B. 4mg C. 5mg D. 6mg 二、双项选择题（本题共4小题，每小题6分，共24分。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选的得0分） 6. 关于曲线运动，下列说法正确的是（　　） A. 平抛运动是匀变速曲线运动 B. 做曲线运动的物体速度一定发生变化 C. 匀速圆周运动是匀变速曲线运动 D. 做圆周运动的物体合外力一定等于向心力 7. 共享电动车为市民出行带来了极大的方便，已经成为我们日常生活中不可或缺的重要交通工具。某次骑行过程中驾驶员和共享电动车的总质量为100kg，行驶时所受阻力大小为车和人所受总重力的0.06倍。该电动车从静止开始在水平公路上沿直线行驶，前5s内做匀加速直线运动，5s末达到额定功率，之后保持额定功率行驶，其v—t图像如图所示。重力加速度g取10m/s2，则（ ） A. 匀加速过程加速度为0.6m/s2 B. 该电动车的额定功率为480W C. 该电动车所能行驶的最大速度为6m/s D. 当行驶速度为4m/s时，电动车的加速度为0.4m/s2 8. 一质量为的汽车在水平公路上行驶，路面对轮胎的径向最大静摩擦力为，当汽车经过半径为80m的弯道时，下列判断正确的是（ ） A. 汽车转弯时所受的力有重力、弹力、摩擦力和向心力 B. 汽车转弯的速度为20m/s时汽车会发生侧滑 C. 汽车转弯的速度为20m/s时所需的向心力为 D. 汽车能安全转弯的向心加速度不超过 9. 2022年2月4日，北京冬奥会盛大开幕。在首钢大跳台进行的跳台滑雪项目极具视觉冲击，深受观众喜爱。如图所示，一位跳台滑雪运动员从平台末端a点以某一初速度水平滑出，在空中运动一段时间后落在斜坡b点，假设运动员及其装备可视为质点，不计空气阻力，关于运动员在空中的运动，下列说法正确的是（　　） A. 在相等的时间间隔内，重力势能的改变量总是相同的 B. 在相等的时间间隔内，速度的改变量总是相同的 C. 在下落相等高度过程中，动能的改变量越来越大 D. 若增大初速，则运动员落在斜坡上时速度方向与水平方向的夹角不变 三、非选择题（共56分。其中10.11.12小题为填空题，每空2分，13.14小题为实验题，每空2分，15～17小题为计算题。考生根据要求在答题卡的非选择区域内作答。） 10. 如图所示，小立同学使用扳手更换家里的水龙头，当用扳手拧水龙头旋转时，扳手上两点的角速度分别和，线速度大小分别为和，则_________，_________（填“>”、“=”或“<”）。 11. 如图所示，汽车沿水平路面匀速向右运动，通过定滑轮带一滑块A，当绳与水平方向的夹角为时，若此时物体A的速度为，则汽车的速度大小为________ m/s；汽车匀速向右运动的过程中，A物体处于________状态。（填“超重”、“失重”或“平衡”）。 12. 某船在静水中划行的速率为6m/s，河水的流速为10m/s，要渡过60m宽的河，该船渡河所用的最短时间为_______s，该船渡河所通过的位移最小为_______ m。 13. 图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图。 （1）实验时，每次须将小球从轨道同一位置静止释放，目的是使小球_________。 A. 在空中运动的时间相等 B. 离开轨道时水平速度相等 （2）实验记录小球在平抛运动途中的几个位置如图乙所示，每小格的边长，通过实验，则该小球做平抛运动的初速度为_______m/s，小球在B点的合速度大小为_______m/s。（g取） 14. 某小组进行验证机械能守恒定律实验。 （1）图中操作合理的是___________。 （2）某实验小组利用上述装置将打点计时器接到50Hz的交流电源上，按正确操作得到了一条完整的纸带，由于纸带较长，图中有部分未画出，如图所示。纸带上各点是打点计时器打出的计时点，其中O点为纸带上打出的第一个点。重物下落高度应从纸带上计时点间的距离直接测出，利用下列测量值能完成验证机械能守恒定律的选项有________。 A. OA、AD和EG的长度 B. OC、BC和CD的长度 C. BD、CF和EG的长度 D. AC、BD和EG的长度 （3）某同学想用下述方法研究机械能是否守恒，在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点O的距离h，计算对应计数点的重物速度v，描绘v2-h图象，并做如下判断：若图象是一条过原点的直线，则重物下落过程中机械能守恒，请分析该同学的判断_______（填“合理”或“不合理”），理由：_______。 15. 小球沿粗糙的水平面冲上一个光滑的半圆形轨道，已知轨道的半径为R，小球到达轨道的最高点A时对轨道的压力大小恰好等于小球的重力2倍，不计空气阻力。请求出： （1）小球到达轨道最高点A时的速度为多大； （2）小球落地点到最低点B的距离是多少？ 16. 嫦娥五号任务圆满完成，标志着我国航天事业发展中里程碑式的新跨越。嫦娥五号从地面发射后进入地月转移轨道，再经过变轨后进入绕月圆形轨道，已知圆形轨道距月球表面高度为h，月球半径为R，月球表面重力加速度为，已知引力常量为G。求： （1）月球质量M； （2）月球的平均密度； （3）探测器在圆轨道上运动线速度v的大小。 17. 如图所示，BC是高处的一个平台，BC右端连接内壁光滑、半径r=0.2m的四分之一细圆管CD，管口D端正下方一根劲度系数为k=100N/m的轻弹簧直立于水平地面上，弹簧下端固定，上端恰好与管口D端平齐。一可视为质点的小球在水平地面上的A点斜向上抛出，恰好从B点沿水平方向进入高处平台，A、B间的水平距离为xAB=1.2m，小球质量m=1kg。已知平台离地面的高度为h=0.8m，小球与BC间的动摩擦因数μ=0.2，小球进入管口C端时，它对上管壁有10N的作用力，通过CD后，在压缩弹簧过程中小球速度最大时弹簧弹性势能Ep=0.5J。若不计空气阻力，取重力加速度大小g=10m/s2。求： (1)小球通过C点时的速度大小vc； (2)平台BC的长度L； (3)在压缩弹簧过程中小球的最大动能Ekm。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2023--2024学年度下学期期中考试卷 高一物理 （考试时间：75分钟 满分：100分） 一、单项选择题（本大题共5小题，每题4分，计20分。） 1. 某同学进行体能训练(如图所示),用了100s时间跑上20m高的高楼,试估测她登楼的平均功率最接近的数值是(　 　) A 10W B. 100W C. 1kW D. 10kW 【答案】B 【解析】 【详解】学生上楼时所做的功，则他做功的功率，故选项B正确，A、C、D错误． 2. 一辆汽车在水平公路上转弯，沿曲线由M向N行驶，速度逐渐减小，图中分别画出了汽车转弯时所受合力F的四种方向，你认为其中正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】根据曲线运动的特点可知，合外力指向曲线凹侧部分，且为减速运动，合外力与运动方向夹角为钝角。 故选B。 3. 关于机械能守恒定律的适用条件，下列说法中正确的是（　　） A. 只有重力作用时，机械才能守恒 B. 当有其他外力作用（除重力外）时，只要合外力为零，机械能守恒 C. 当有其他外力作用（除重力外）时，只要其他力的合力的功为零，机械能守恒 D. 炮弹在空中飞行不计阻力时，仅受重力作用，所以爆炸前后机械能守恒 【答案】C 【解析】 【详解】A．机械能守恒定律的条件是“只有重力或系统内弹力做功”而不是“只有重力和弹力作用”，“做功”和“作用”是两个不同的概念，故A错误； B．物体受其他外力作用且合外力为零时，机械能可以不守恒，如拉一物体匀速上升，合外力为零，物体的动能不变，重力势能增加，机械能增加，故B错误； C．当有其他外力作用时，只要其他力的合力的功为零，只有重力做功，则机械能守恒，故C正确； D．在炮弹爆炸过程中产生的内能转化为机械能，机械能不守恒，故D错误。 故选C。 4. 如图，我国“天宫”空间站位于距地面约400km高的近地轨道，是我国宇航员进行太空工作和生活的场所；而同样也是我国自主研发的北斗卫星导航系统，由5颗同步卫星、30颗非静止轨道卫星和备用卫星组成，其广泛应用于三维卫星定位与通信。若上述的空间站和北斗系统的卫星均在各自轨道上绕地球做匀速圆周运动，则下面说法正确的是（　　） A. “天宫”空间站的运行速度小于北斗同步卫星的运行速度 B. “天宫”空间站里的宇航员处于悬浮状态是因为不受重力 C. 所有的同步卫星离地球表面的高度都是一定的 D. 若北斗卫星在飞行的过程中点火加速了，它将靠近地球 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据万有引力提供向心力有 可得 “天宫”空间站的运行轨道半径小于北斗同步卫星的轨道半径，则“天宫”空间站的运行速度大于北斗同步卫星的运行速度，故A错误； B．“天宫”空间站里的宇航员处于悬浮状态是因为处于完全失重状态，但仍受重力，故B错误； C．根据万有引力提供向心力有 所有的同步卫星具有相同的周期，则离地球表面的高度都是一定的，故C正确； D．若北斗卫星在飞行的过程中速度变大了，万有引力小于所需的向心力，则它将向远离地球的方向运动，故D错误。 故选C。 5. 如图，光滑圆轨道固定在竖直面内，一质量为m的小球沿轨道做完整的圆周运动。已知小球在最低点时对轨道的压力大小为N1，在最高点时对轨道的压力大小为N2。重力加速度大小为g，则N1–N2的值为（　　） A. 3mg B. 4mg C. 5mg D. 6mg 【答案】D 【解析】 【详解】在最高点，根据牛顿第二定律可得 在最低点，根据牛顿第二定律可得 从最高点到最低点过程中，机械能守恒，故有 联立解得 故选D。 【点睛】根据机械能守恒定律可明确最低点和最高点的速度关系；再根据向心力公式可求得小球在最高点和最低点时的压力大小，则可求得压力的差值。要注意明确小球在圆环内部运动可视为绳模型；最高点时压力只能竖直向下。 二、双项选择题（本题共4小题，每小题6分，共24分。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选的得0分） 6. 关于曲线运动，下列说法正确的是（　　） A. 平抛运动是匀变速曲线运动 B. 做曲线运动的物体速度一定发生变化 C. 匀速圆周运动是匀变速曲线运动 D. 做圆周运动的物体合外力一定等于向心力 【答案】AB 【解析】 【详解】A．做平抛运动物体，加速度恒定，是匀变速曲线运动。故A正确； B．做曲线运动的物体速度方向时刻改变，所以速度一定发生变化。故B正确； C．做匀速圆周运动的物体，加速度大小不变，方向指向圆心时刻改变，是非匀变速曲线运动。故C错误； D．做匀速圆周运动的物体合外力一定等于向心力。故D错误。 故选AB。 7. 共享电动车为市民出行带来了极大的方便，已经成为我们日常生活中不可或缺的重要交通工具。某次骑行过程中驾驶员和共享电动车的总质量为100kg，行驶时所受阻力大小为车和人所受总重力的0.06倍。该电动车从静止开始在水平公路上沿直线行驶，前5s内做匀加速直线运动，5s末达到额定功率，之后保持额定功率行驶，其v—t图像如图所示。重力加速度g取10m/s2，则（ ） A. 匀加速过程加速度0.6m/s2 B. 该电动车的额定功率为480W C. 该电动车所能行驶的最大速度为6m/s D. 当行驶速度为4m/s时，电动车的加速度为0.4m/s2 【答案】AC 【解析】 【详解】A．根据匀变速直线运动的速度与时间的关系有 v = at 解得 a = 0.6m/s2 故A正确； B．由题知，共享单车5s末达到额定功率，则有 P额 = F5v 根据牛顿第二定律有 F5－0.06mg = ma 联立解得 P额 = 360W 故B错误； C．当车达到最大速度时有 P额 = 0.06mgvmax 代入数据有 vmax = 6m/s 故C正确； D．当电动车行驶速度为4m/s时，汽车已经达到额定功率则有 P额 = F4v4 再根据牛顿第二定律有 F4－0.06mg = ma4 联立解得 a1 = 0.3m/s2 故D错误。 故选AC。 8. 一质量为的汽车在水平公路上行驶，路面对轮胎的径向最大静摩擦力为，当汽车经过半径为80m的弯道时，下列判断正确的是（ ） A. 汽车转弯时所受的力有重力、弹力、摩擦力和向心力 B. 汽车转弯的速度为20m/s时汽车会发生侧滑 C. 汽车转弯的速度为20m/s时所需的向心力为 D. 汽车能安全转弯的向心加速度不超过 【答案】CD 【解析】 【详解】A．汽车转弯时所受的力有重力、弹力、摩擦力和牵引力，故A错误； C．汽车转弯的速度为20m/s时，根据向心力公式得 故C正确； B．根据C选项可知，汽车转弯的速度为20m/s时，向心力小于最大静摩擦力，故汽车不会侧滑，故B错误； D．汽车能安全转弯的向心加速度不超过 故D正确。 故选CD。 9. 2022年2月4日，北京冬奥会盛大开幕。在首钢大跳台进行的跳台滑雪项目极具视觉冲击，深受观众喜爱。如图所示，一位跳台滑雪运动员从平台末端a点以某一初速度水平滑出，在空中运动一段时间后落在斜坡b点，假设运动员及其装备可视为质点，不计空气阻力，关于运动员在空中的运动，下列说法正确的是（　　） A. 在相等的时间间隔内，重力势能的改变量总是相同的 B. 在相等的时间间隔内，速度的改变量总是相同的 C. 在下落相等高度的过程中，动能的改变量越来越大 D. 若增大初速，则运动员落在斜坡上时速度方向与水平方向的夹角不变 【答案】BD 【解析】 【详解】A．运动员在竖直方向做自由落体运动，则在相等的时间间隔内，运动员下落的竖直高度不同，则重力势能的改变量不相同，选项A错误； B．根据 可知，在相等的时间间隔内，速度的改变量总是相同的，选项B正确； C．根据动能定理 则在下落相等高度的过程中，动能的改变量相等，选项C错误； D．由平抛运动可得速度方向的夹角为 位移方向的夹角为 因此可得 若增大初速，运动员落在斜坡上时位移方向与水平方向的夹角保持不变，速度方向与水平方向的夹角α也不变，D正确。 故选BD。 三、非选择题（共56分。其中10.11.12小题为填空题，每空2分，13.14小题为实验题，每空2分，15～17小题为计算题。考生根据要求在答题卡的非选择区域内作答。） 10. 如图所示，小立同学使用扳手更换家里的水龙头，当用扳手拧水龙头旋转时，扳手上两点的角速度分别和，线速度大小分别为和，则_________，_________（填“>”、“=”或“<”）。 【答案】 ①. = ②. > 【解析】 【详解】[1]根据题意，由图可知，两点为同轴转动，则有 [2]由公式可知，由于点转动半径大于点的转动半径，则有 11. 如图所示，汽车沿水平路面匀速向右运动，通过定滑轮带一滑块A，当绳与水平方向的夹角为时，若此时物体A的速度为，则汽车的速度大小为________ m/s；汽车匀速向右运动的过程中，A物体处于________状态。（填“超重”、“失重”或“平衡”）。 【答案】 ①. ②. 超重 【解析】 【详解】[1][2]由题意，将车的速度分解在沿绳方向与垂直绳方向上，且沿绳方向上的速度大小等于A的速度大小，可得 得 汽车匀速向右运动的过程中，减小，增大，则增大，即A物体做加速运动，加速度竖直向上，处于超重状态。 12. 某船在静水中划行的速率为6m/s，河水的流速为10m/s，要渡过60m宽的河，该船渡河所用的最短时间为_______s，该船渡河所通过的位移最小为_______ m。 【答案】 ①. 10 ②. 100 【解析】 【详解】[1]当船头垂直对岸行驶时，船渡河时间最短，可得 [2]由于船在静水中的速度小于水速，根据矢量三角形，可得当船在静水中的速度与合速度垂直时，该船渡河所通过的位移最小。根据速度矢量三角形与位移矢量三角形相似，可得 求得 13. 图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图。 （1）实验时，每次须将小球从轨道同一位置静止释放，目的是使小球_________。 A. 在空中运动的时间相等 B 离开轨道时水平速度相等 （2）实验记录小球在平抛运动途中的几个位置如图乙所示，每小格的边长，通过实验，则该小球做平抛运动的初速度为_______m/s，小球在B点的合速度大小为_______m/s。（g取） 【答案】（1）B （2） ①. 1 ②. 1.25 【解析】 【小问1详解】 实验时，每次必须将小球从轨道同一位置静止释放，目的是使小球离开轨道时水平速度相等。 故选B。 【小问2详解】 [1]根据题意，由图乙可知，相邻两点间的水平位移相等，则相邻两点间的时间间隔相等，设相等时间为，水平方向上有 竖直方向上有 联立解得 ， [2]小球运动到点时，竖直分速度为 则小球在B点的合速度大小为 14. 某小组进行验证机械能守恒定律的实验。 （1）图中操作合理是___________。 （2）某实验小组利用上述装置将打点计时器接到50Hz的交流电源上，按正确操作得到了一条完整的纸带，由于纸带较长，图中有部分未画出，如图所示。纸带上各点是打点计时器打出的计时点，其中O点为纸带上打出的第一个点。重物下落高度应从纸带上计时点间的距离直接测出，利用下列测量值能完成验证机械能守恒定律的选项有________。 A. OA、AD和EG的长度 B. OC、BC和CD的长度 C. BD、CF和EG的长度 D. AC、BD和EG的长度 （3）某同学想用下述方法研究机械能是否守恒，在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点O的距离h，计算对应计数点的重物速度v，描绘v2-h图象，并做如下判断：若图象是一条过原点的直线，则重物下落过程中机械能守恒，请分析该同学的判断_______（填“合理”或“不合理”），理由：_______。 【答案】（1）A （2）BC （3） ①. 不合理 ②. 还必须看图象的斜率是否接近2g 【解析】 【小问1详解】 为充分利用纸带，纸带应在靠近打点计时器处释放，为减小纸带与打点计时器间的阻力，纸带应竖直。 故选A。 【小问2详解】 本实验中，需要测出某点的瞬时速度和从起始点到该点的距离，或者两点的瞬时速度以其间距，故能完成验证机械能守恒定律的选项有BC。 故选BC。 【小问3详解】 [1][2]重物下落过程中机械能守恒，有 整理得 可知图象是一条过原点的直线，且图象的斜率接近2g，故该同学的判断不合理，还必须看图象的斜率是否接近2g。 15. 小球沿粗糙的水平面冲上一个光滑的半圆形轨道，已知轨道的半径为R，小球到达轨道的最高点A时对轨道的压力大小恰好等于小球的重力2倍，不计空气阻力。请求出： （1）小球到达轨道最高点A时的速度为多大； （2）小球落地点到最低点B的距离是多少？ 【答案】（1）；（2） 【解析】 【分析】 【详解】（1）由题意得： FN=2mg 解得 （2）由平抛运动的知识得： x=vt 得 x=R 16. 嫦娥五号任务的圆满完成，标志着我国航天事业发展中里程碑式的新跨越。嫦娥五号从地面发射后进入地月转移轨道，再经过变轨后进入绕月圆形轨道，已知圆形轨道距月球表面高度为h，月球半径为R，月球表面重力加速度为，已知引力常量为G。求： （1）月球质量M； （2）月球的平均密度； （3）探测器在圆轨道上运动的线速度v的大小。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）月球表面万有引力近似等于重力，有 解得 （2）由 解得 (3)探测器在圆轨道上运动时，万有引力提供向心力有 解得 17. 如图所示，BC是高处的一个平台，BC右端连接内壁光滑、半径r=0.2m的四分之一细圆管CD，管口D端正下方一根劲度系数为k=100N/m的轻弹簧直立于水平地面上，弹簧下端固定，上端恰好与管口D端平齐。一可视为质点的小球在水平地面上的A点斜向上抛出，恰好从B点沿水平方向进入高处平台，A、B间的水平距离为xAB=1.2m，小球质量m=1kg。已知平台离地面的高度为h=0.8m，小球与BC间的动摩擦因数μ=0.2，小球进入管口C端时，它对上管壁有10N的作用力，通过CD后，在压缩弹簧过程中小球速度最大时弹簧弹性势能Ep=0.5J。若不计空气阻力，取重力加速度大小g=10m/s2。求： (1)小球通过C点时的速度大小vc； (2)平台BC的长度L； (3)在压缩弹簧过程中小球的最大动能Ekm。 【答案】(1)2m/s；(2)1.25m；(3)4.5J 【解析】 【详解】(1)小球通过C点时，它对上管壁有F=10N的作用力，根据牛顿第三定律可知上管壁对它也有的作用力，根据牛顿运动定律有 得 (2)小球从A点抛出到B点所用时间 到B点时速度 小球从B到C的过程中，根据动能定理 得平台BC的长度 L=1.25m (3)小球压缩弹簧速度最大时，加速度为等，则 mg=kx 弹簧的压缩量 x=0.1m 从C位置到小球的速度最大时的过程中，根据机械能守恒 得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$