精品解析：广东省惠州市丰湖高级中学2023-2024学年高一下学期第二次段考物理试题

惠州市惠阳区丰湖高级中学 2023-2024第二学期高一第二次段考物理试题 一、单项选择题 （本大题共7小题，每小题4分，共28分。） 1. 关于行星运动的规律，下列说法符合史实的是（ ） A. 开普勒在牛顿定律的基础上，导出了行星运动的规律 B. 开普勒在天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律 C. 开普勒总结出了行星运动的规律，找出了行星按照这些规律运动的原因 D. 开普勒总结出了行星运动的规律，发现了万有引力定律 【答案】B 【解析】 【详解】开普勒在他的导师第谷天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律，但并未找出了行星按照这些规律运动的原因；牛顿在开普勒行星运动定律的基础上推导出万有引力定律。 故选B。 【点睛】本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一。 2. 在水平路面上转弯的汽车，向心力来源于（ ） A. 重力与支持力的合力 B. 滑动摩擦力 C. 重力与摩擦力的合力 D. 静摩擦力 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】汽车在水平路面上转弯过程可看成在水平路面上做圆周运动，重力与支持力平衡，车轮与地面未打滑，没有受到滑动摩擦力作用，所受静摩擦力指向圆心作为向心力，D正确。 故选D。 3. 中国空间站的“梦天实验舱”于2022年成功发射。设“梦天实验舱”质量为m，发射升空过程中其速度由v1增大到v2。则此过程中关于“梦天实验舱”说法正确的是（　　） A. 平均速度一定为 B. 动能增量为 C. 合外力对它做功为 D. 推力对它做功为 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据题意，若飞船做匀变速直线运动，则平均速度等于，但飞船的运动状态未知，则平均速度不一定等于，故A错误； BC．根据题意可知，动能的变化量为 由动能定理可知，合外力对它做功等于动能的变化量，故合外力对它做功为，故B错误，C正确； D．“梦天实验舱” 发射升空过程中，推力做正功，重力做负功，推力和重力做功之和为，则推力对它做功大于，故D错误。 故选C。 4. 如图所示，静止在光滑水平面上的物体，在水平向右的恒力F作用下开始运动，作用一段时间后撤去恒力F，物体继续向右运动，不计空气阻力，则在整个运动过程中，物体机械能随时间变化的关是（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】物体在拉力F的作用下做匀加速直线运动，因为过程中只有F做功，F做功等于物体机械能增加量，故 增加的机械能与时间是二次函数关系，之后由于撤去拉力F，物体做匀速直线运动，机械能不变，故C正确，ABD错误。 故选C。 5. 自行车的小齿轮A、大齿轮B、后轮C是相互关联的三个转动部分，且半径RB＝4RA、RC＝8RA，如图所示。当自行车正常骑行时A、B、C三轮角速度的大小之比ωA∶ωB∶ωC等于（　　） A. 1∶1∶8 B. 4∶4∶1 C. 4∶1∶4 D. 1∶2∶4 【答案】C 【解析】 【详解】由于A轮和B轮是通过皮带传动，皮带传动的特点是两轮与皮带接触点的线速度的大小与皮带的线速度大小相同，故 vA＝vB 故 vA∶vB＝1∶1 由角速度和线速度的关系式 v＝ωR 可得 ωA∶ωB＝4∶1 由于A轮和C轮共轴，故两轮角速度相同，即 ωA＝ωC 故 ωA∶ωC＝1∶1 所以 ωA∶ωB∶ωC＝4∶1∶4 故选C。 6. 高空坠物极易对行人造成伤害．若一个50 g的鸡蛋从一居民楼的25层坠下，与地面的撞击时间约为2 ms，则该鸡蛋对地面产生的冲击力约为（ ） A. 10 N B. 102 N C. 103 N D. 104 N 【答案】C 【解析】 【详解】试题分析：本题是一道估算题，所以大致要知道一层楼的高度约为3m，可以利用动能定理或者机械能守恒求落地时的速度，并利用动量定理求力的大小． 设鸡蛋落地瞬间的速度为v，每层楼的高度大约是3m， 由动能定理可知： ， 解得： 落地时受到自身的重力和地面的支持力，规定向上为正， 由动量定理可知： ，解得： ， 根据牛顿第三定律可知鸡蛋对地面产生的冲击力约为103 N，故C正确 故选C 点睛：利用动能定理求出落地时速度，然后借助于动量定理求出地面的接触力 7. 如图所示，半径为R的四分之一光滑圆弧轨道AB固定，一个质量为m的小滑块从从静止由圆弧轨道顶端A点滑到圆弧轨道底端B点的过程中，已知重力加速度为g，以下说法正确的是（　　） A. 合外力提供向心力 B. 物块滑到B点是对轨道压力大小为2mg C. 重力的功率先增大后减小 D. 物块动量变化的方向沿竖直向下 【答案】C 【解析】 【详解】A．小滑块下滑过程中，受到重力和轨道支持力作用，由支持力和重力垂直速度方向的分力的合力提供向心力，故A错误； B．从A点下滑到B点过程，根据动能定理可得 在B点，由牛顿第二定律可得 联立解得 根据牛顿第三定律可知，物块滑到B点是对轨道压力大小为，故B错误； C．根据 在A点的速度为0，在B点的竖直分速度为0，可知从A点下滑到B点过程，竖直分速度先增大后减小，重力的功率先增大后减小，故C正确； D．从A点下滑到B点过程，物块在A点的初动量为0，在B点的末动量水平向左，则物块动量变化的方向水平向左，故D错误。 故选C。 二、多项选择题（共 3 小题，每题 6 分，总计 18分。 选全但不错选得 6 分，少选但不错选得 3 分，错选或空选得 0 分。） 8. 关于功和能，下列说法正确的是（　　） A. 功有正负，因此功是矢量 B. 功是能量转化的量度 C. 能量的单位是焦耳，功的单位也是瓦特 D. 功的正负不表示大小；而某些能量也有正负，却表示大小。 【答案】BD 【解析】 【详解】A．功有正负，但功是标量，选项A错误； B．功是能量转化的量度，选项B正确； C．能量的单位是焦耳，功的单位也是焦耳，选项C错误； D．功与能都是标量，功的正负表示动力与阻力的功，而能量的正负表示大小（例如重力势能）选项D正确。 故选BD。 9. 刀削面是山西最有代表性的面食。 削面时若面团到锅的上沿的竖直距离为0.8m，最近的水平距离为0.5m，锅的半径为0.5m。要想使削出的面片落入锅中，则面片的水平速度可以是（g取10m/s2）（　　） A. 1m/s B. 2m/s C. 3m/s D. 4m/s 【答案】BC 【解析】 【详解】根据 得 因为水平位移的范围为 L≤x≤L+2R 则水平速度范围为 得 1.25m/s3.75m/s 故选BC。 10. 如图所示，质量为m0、长度为l的小车静止在光滑的水平面上。质量为m的小物块（可视为质点）放在小车的最左端。现有一水平恒力F作用在小物块上，使物块从静止开始做匀加速直线运动，物块和小车之间的摩擦力为f。经过时间t，小车运动的位移为s，物块刚好滑到小车的最右端（　　） A. 此时物块的动能为 B. 这一过程中，物块对小车所做的功为f（s＋l） C. 这一过程中，物块和小车增加的机械能为Fs D. 这一过程中，物块和小车产生的内能为fl 【答案】AD 【解析】 【详解】A．对物块分析，物块的位移为s＋l，根据动能定理得 ＝Ek－0 所以物块到达小车最右端时具有的动能为 Ek =（F－f）（s＋l） 故A正确； B．对小车分析，小车的位移为s，所以物块对小车所做的功为fs，故B错误； D．物块和小车增加的内能 Q＝fs相对＝fl 故D正确； C．根据功能关系，外力F做的功转化为小车和物块的机械能和摩擦产生的内能，则有 F（l＋s）＝ΔE＋Q 则 ΔE＝F（l＋s）－fl 故C错误。 故选AD。 三、实验题（总计 12分。 每空2分。） 11. 利用图装置做“验证机械能守恒定律”实验。 （1）为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的____。 A．动能变化量与势能变化量 B．速度变化量和势能变化量 C．速度变化量和高度变化量 （2）除带夹子的重物、纸带、铁架台（含铁夹）、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的两种器材是_____。 A．交流电源 B．刻度尺 C．天平（含砝码） （3）实验中，先接通电源，再释放重物，得到图3所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC。已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T。设重物的质量为m。从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能变化量____，动能变化量____。 （4）大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是_____。 A．利用公式计算重物速度 B．利用公式计算重物速度 C．存在空气阻力和摩擦阻力的影响 D．没有采用多次实验取平均值的方法 （5）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，描绘图像，并做如下判断：若图像是一条过原点的直线，则重物下落过程中机械能守恒。请你分析论证该同学的判断依据是否正确_____ 【答案】 ①. A ②. AB##BA ③. ④. ⑤. C ⑥. 见解析 【解析】 【详解】（1）[1]根据机械能守恒定律可得 故需要比较动能变化量与势能变化量。 故选A。 （2）[2] 电磁打点计时器使用的是交流电源；需要用到刻度尺测量纸带上两点之间的距离；由于验证机械能守恒的表达式中质量可以忽略不计，所以不需要天平测质量。 故选AB。 （3）[3]从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能变化量 [4]根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程平均速度，则有 则从打O点到打B点的过程中，动能变化量为 （4）[5]大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是实验过程中存在空气阻力，纸带运动过程中存在摩擦力，使得有一部分减少的重力势能转化为内能。 故选C。 （5）[6]该同学的判断依据不正确。在重物下落h的过程中，若阻力f恒定，根据 可得 可知，图像就是过原点一条直线。要想通过图像的方法验证机械能是否守恒，还必须看图像的斜率是否接近2g。 三 计算题（共3小题，总计42分。 运算过程要有必要文字说明，合理的公式应用，只写结果不得分。） 12. 如图所示，木块静止放置在水平桌面上，用大小为5N的水平力F向右拉木块，木块与桌面间的摩擦因数为0.2，木块的质量m为1kg。 （1）用牛顿定律与运动学规律求木块开始运动到2s时刻的位移大小。 （2）用动能定理求木块从开始运动到位移达到1.5m时的速度大小。 （3）用动量定理求木块速度达到15m/s时物块的运动时间。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 对木块，根据牛顿第二定律 解得木块的加速度为 木块开始运动到2s时刻的位移大小为 【小问2详解】 根据动能定理 解得木块从开始运动到位移达到1.5m时的速度大小为 【小问3详解】 根据动量定理 解得木块速度达到15m/s时物块的运动时间为 13. 如图所示，粗糙水平地面AB与半径R＝0.4m的光滑半圆轨道BCD相连接，且在同一竖直平面内，O是BCD的圆心，BOD在同一竖直线上。质量m＝2kg的小物块在9N的水平恒力F的作用下，从A点由静止开始做匀加速直线运动。已知AB＝5m，小物块与水平地面间的动摩擦因数为μ＝0.2，取g＝10m/s2.当小物块运动到B点时撤去力F。求： （1）小物块到达B点时速度的大小； （2）小物块能否通过最高点D点，请用物理知识说明理由。 【答案】（1）5m/s （2）能，理由见解析 【解析】 【小问1详解】 从A到B，根据动能定理有 （F－μmg）s＝m 代入数据得 vB＝5m/s 【小问2详解】 假设小物块能通过最高点D点，从B到D，根据机械能守恒定律有 m＝m＋mg·2R 代入数据解得 vD＝3m/s 恰好通过最高点D点的速度 mg＝m 解得 vDmin＝＝2m/s 因 vD>vDmin 则小物块能通过最高点D点。 14. 滑板运动是一项惊险刺激的运动，深受青少年的喜爱。图中ABCD为滑板的运动轨道，AB和CD是两段光滑的圆弧，水平段BC的长度L=5m。一运动员从P点以v0=6m/s的初速度下滑，经BC后冲上CD轨道，达到Q点时速度减为零。已知运动员连同滑板的质量m=70kg，h=2m，H=3m，g取10m/s2。求： （1）运动员第一次经过B点和C点速度vB、vC； （2）滑板与BC之间的动摩擦因数μ； （3）运动员最后静止的位置与B点之间的距离x。 【答案】（1）8.72m/s ，7.75m/s；（2）0.16；（3）3.75m 【解析】 【详解】（1）选经过BC的水平面是零势能面，P到B的过程中，机械能守恒，则有 解出 C到Q的过程中，机械能守恒，则有 解出 （2）B到C的过程中，由运动学公式可得 解得 运动员连同滑板，受到三个力的作用，如图所示，在竖直方向受力平衡可得 水平方向由牛顿第二定律可得 联立解出 （3）两侧圆弧形轨道光滑，所以运动员最终停在水平轨道上。运动员在BC轨道上的往返过程中，总是在做减速运动，加速度大小恒为1.6m/s2，设BC轨道上往返的总路程为s，由运动学公式 得到 推理，因 故运动员最终停下位置离B点 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 惠州市惠阳区丰湖高级中学 2023-2024第二学期高一第二次段考物理试题 一、单项选择题 （本大题共7小题，每小题4分，共28分。） 1. 关于行星运动的规律，下列说法符合史实的是（ ） A. 开普勒在牛顿定律的基础上，导出了行星运动的规律 B. 开普勒在天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律 C. 开普勒总结出了行星运动的规律，找出了行星按照这些规律运动的原因 D. 开普勒总结出了行星运动的规律，发现了万有引力定律 2. 在水平路面上转弯汽车，向心力来源于（ ） A. 重力与支持力的合力 B. 滑动摩擦力 C. 重力与摩擦力的合力 D. 静摩擦力 3. 中国空间站的“梦天实验舱”于2022年成功发射。设“梦天实验舱”质量为m，发射升空过程中其速度由v1增大到v2。则此过程中关于“梦天实验舱”说法正确的是（　　） A. 平均速度一定为 B. 动能增量为 C. 合外力对它做功 D. 推力对它做功为 4. 如图所示，静止在光滑水平面上的物体，在水平向右的恒力F作用下开始运动，作用一段时间后撤去恒力F，物体继续向右运动，不计空气阻力，则在整个运动过程中，物体机械能随时间变化的关是（ ） A. B. C. D. 5. 自行车的小齿轮A、大齿轮B、后轮C是相互关联的三个转动部分，且半径RB＝4RA、RC＝8RA，如图所示。当自行车正常骑行时A、B、C三轮角速度的大小之比ωA∶ωB∶ωC等于（　　） A. 1∶1∶8 B. 4∶4∶1 C. 4∶1∶4 D. 1∶2∶4 6. 高空坠物极易对行人造成伤害．若一个50 g鸡蛋从一居民楼的25层坠下，与地面的撞击时间约为2 ms，则该鸡蛋对地面产生的冲击力约为（ ） A. 10 N B. 102 N C. 103 N D. 104 N 7. 如图所示，半径为R的四分之一光滑圆弧轨道AB固定，一个质量为m的小滑块从从静止由圆弧轨道顶端A点滑到圆弧轨道底端B点的过程中，已知重力加速度为g，以下说法正确的是（　　） A. 合外力提供向心力 B. 物块滑到B点是对轨道压力大小为2mg C. 重力的功率先增大后减小 D. 物块动量变化的方向沿竖直向下 二、多项选择题（共 3 小题，每题 6 分，总计 18分。 选全但不错选得 6 分，少选但不错选得 3 分，错选或空选得 0 分。） 8. 关于功和能，下列说法正确的是（　　） A. 功有正负，因此功是矢量 B. 功是能量转化的量度 C. 能量的单位是焦耳，功的单位也是瓦特 D. 功的正负不表示大小；而某些能量也有正负，却表示大小。 9. 刀削面是山西最有代表性的面食。 削面时若面团到锅的上沿的竖直距离为0.8m，最近的水平距离为0.5m，锅的半径为0.5m。要想使削出的面片落入锅中，则面片的水平速度可以是（g取10m/s2）（　　） A 1m/s B. 2m/s C. 3m/s D. 4m/s 10. 如图所示，质量为m0、长度为l的小车静止在光滑的水平面上。质量为m的小物块（可视为质点）放在小车的最左端。现有一水平恒力F作用在小物块上，使物块从静止开始做匀加速直线运动，物块和小车之间的摩擦力为f。经过时间t，小车运动的位移为s，物块刚好滑到小车的最右端（　　） A. 此时物块的动能为 B. 这一过程中，物块对小车所做的功为f（s＋l） C. 这一过程中，物块和小车增加的机械能为Fs D. 这一过程中，物块和小车产生的内能为fl 三、实验题（总计 12分。 每空2分。） 11. 利用图装置做“验证机械能守恒定律”实验。 （1）为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的____。 A．动能变化量与势能变化量 B．速度变化量和势能变化量 C．速度变化量和高度变化量 （2）除带夹子的重物、纸带、铁架台（含铁夹）、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的两种器材是_____。 A．交流电源 B．刻度尺 C．天平（含砝码） （3）实验中，先接通电源，再释放重物，得到图3所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC。已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T。设重物的质量为m。从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能变化量____，动能变化量____。 （4）大多数学生实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是_____。 A．利用公式计算重物速度 B．利用公式计算重物速度 C．存在空气阻力和摩擦阻力的影响 D．没有采用多次实验取平均值的方法 （5）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，描绘图像，并做如下判断：若图像是一条过原点的直线，则重物下落过程中机械能守恒。请你分析论证该同学的判断依据是否正确_____ 三 计算题（共3小题，总计42分。 运算过程要有必要文字说明，合理的公式应用，只写结果不得分。） 12. 如图所示，木块静止放置在水平桌面上，用大小为5N的水平力F向右拉木块，木块与桌面间的摩擦因数为0.2，木块的质量m为1kg。 （1）用牛顿定律与运动学规律求木块开始运动到2s时刻的位移大小。 （2）用动能定理求木块从开始运动到位移达到1.5m时的速度大小。 （3）用动量定理求木块速度达到15m/s时物块的运动时间。 13. 如图所示，粗糙水平地面AB与半径R＝0.4m的光滑半圆轨道BCD相连接，且在同一竖直平面内，O是BCD的圆心，BOD在同一竖直线上。质量m＝2kg的小物块在9N的水平恒力F的作用下，从A点由静止开始做匀加速直线运动。已知AB＝5m，小物块与水平地面间的动摩擦因数为μ＝0.2，取g＝10m/s2.当小物块运动到B点时撤去力F。求： （1）小物块到达B点时速度的大小； （2）小物块能否通过最高点D点，请用物理知识说明理由。 14. 滑板运动是一项惊险刺激的运动，深受青少年的喜爱。图中ABCD为滑板的运动轨道，AB和CD是两段光滑的圆弧，水平段BC的长度L=5m。一运动员从P点以v0=6m/s的初速度下滑，经BC后冲上CD轨道，达到Q点时速度减为零。已知运动员连同滑板的质量m=70kg，h=2m，H=3m，g取10m/s2。求： （1）运动员第一次经过B点和C点的速度vB、vC； （2）滑板与BC之间的动摩擦因数μ； （3）运动员最后静止的位置与B点之间的距离x。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $