江苏省江阴一中等三校2024-2025学年高一下学期期中考试物理试卷

2024-2025学年江苏省江阴一中等三校高一（下）期中考试物理试卷 一、单选题：本大题共10小题，共40分。 1.关于太阳系各行星的运动，下列说法正确的是(    ) A. 所有行星的公转周期与行星的轨道半径成正比 B. 行星的运动方向总是与它和太阳的连线垂直 C. 行星在近日点的速率比远日点的速率大 D. 所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳位于行星轨道的中心处 2.如图所示为修正带里的两个齿轮，A、分别为大、小齿轮边缘的两点，、分别为两齿轮的圆心。当大齿轮顺时针匀速转动时(    ) A. 小齿轮顺时针转动 B. A、两点的角速度相等 C. A点的转动周期小于B点的转动周期 D. A点的向心加速度小于B点的向心加速度 3.关于功和能概念的理解，下列说法中正确的是(    ) A. 的功大于的功 B. 静摩擦力只能做正功，滑动摩擦力只能做负功 C. 运动物体所受合外力不为0，则该物体动能一定变化 D. 合外力对物体做功为0，机械能一定守恒 4.一辆运输矿石的小货车可视为质点，以某一速度v匀速经过一坑洼路面，若坑洼路面可视作半径为R的圆弧形轨道，重力加速度大小为g，当货车经过坑洼路面最低点时，货舱内部中间质量为m的一块小矿石受到其他矿石的作用力大小为    A. mg B. C. D. 5.如图所示，向心力演示器中两钢球质量相等，分别放入半径比为的长槽和短槽中。实验中通过标尺上露出的等分标记观察到两个小球所受向心力大小的比值为。则(    ) A. 两球角速度大小之比为 B. 两球线速度大小之比为 C. 两球向心加速度大小之比为 D. 与皮带相接触的变速塔轮的半径之比为 6.《流浪地球》系列电影深受好评，观众分析流浪地球的发动机推动地球的原理：首先启动行星发动机让地球停止自转，然后加大地球的反推力逐步改变地球绕太阳公转轨道，达到极限以后通过引力弹弓效应弹出地球。具体过程如图所示，轨道1为地球运行的近似圆轨道，轨道2、3为椭圆轨道，P、Q为椭圆轨道长轴端点。以下说法正确的是(    ) A. 地球在1、2、3轨道的运行周期分别为、、，则 B. 地球在1轨道P点加速后进入2轨道，在2轨道P点再加速后进入3轨道 C. 地球在1、2、3轨道运行时经过P点的速度分别为、、，则 D. 地球在3轨道上运行经过P点的加速度大于在2轨道上运行经过P点的加速度 7.把A、两相同小球在离地面同一高度处以相同大小的初速度分别沿水平方向和竖直方向抛出，不计空气阻力，如图所示，则下列说法正确的是(    ) A. 两小球落地时速度大小不同 B. 两小球落地时，重力的瞬时功率相同 C. 从开始运动至落地，重力对B球做的功大于对A球做的功 D. 从开始运动至落地，重力对B球做功的平均功率小于对A球做功的平均功率 8.如图1所示，静止于光滑水平面上坐标原点处的小物块，在水平拉力F作用下，沿x轴方向运动，拉力F的大小随物块所在位置坐标x的变化关系如图2所示，图线为半圆。则小物块运动到处时F所做的总功为(    ) A. 0 B. C. D. 9.如图所示，运动员把质量为m的足球从水平地面踢出，足球在空中达到的最高点高度为h，在最高点时的速度为v，不计空气阻力，重力加速度为g。下列说法正确的是(    ) A. 运动员踢球时对足球做功 B. 运动员对足球做功 C. 克服重力做功 D. 足球上升过程人对足球做功 10.2024年4月30日神舟十七号载人飞船胜利归来，在地表附近匀减速下降阶段，克服阻力做功W、重力势能与下降距离x或时间t的关系图像，可能正确的是(    ) A. B. C. D. 二、实验题：本大题共1小题，共9分。 11.某同学用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。 下面操作步骤中，可做可不做的是_____；操作不恰当的是_______ 。 A.按照图示的装置安装器件； B.将打点计时器接到电源的直流输出端上； C.用天平测量出重物的质量； D.释放悬挂纸带的夹子，接通电源开关打出一条纸带； E.测量打出的纸带上某些点之间的距离； F.根据测量的结果计算重物下落过程中减少的重力势能是否等于其增加的动能。 对于本实验操作的说法正确的是_____ A.打点计时器的两个限位孔应在同一条竖直线上 B.应用秒表测出重物下落的时间 C.选用的重物的密度和质量大些，有利于减小误差 D.选用的重物的密度和质量小些，有利于减小误差 实际计算出的重物的动能增量与重物重力势能减少量之间的大小关系，满足：_____选填“>”、“=”、“<” 若实验中所用重物的质量为。某同学选取了一条前两个点间距接近2 mm的纸带，0是打下的第一个点，打点时间间隔为，则在纸带上打下点3时重物的动能的增加量相对0点_______J。结果保留三位有效数字 三、计算题：本大题共4小题，共40分。 12.“凌月”是指在地球上观测月球时看到空间站在月球表面快速掠过的现象。已知地球半径为 R ，空间站离地面高度 H ，空间站凌月时长 t ，凌月过程中空间站与地心连线转过的角度为，求： 空间站运行的角速度； 地球表面的重力加速度 g 。 13.已知某汽车的质量为，额定功率为180kW，在水平高速公路上直线行驶过程中所受的阻力为。求： 汽车能达到的最大速度； 汽车在此高速公路上以额定功率将速度从提升到，当速度为时，求汽车此时的加速度。 14.如图所示，与水平面夹角的斜面和半径的光滑圆轨道相切于B点，且固定于竖直平面内。滑块从斜面上的A点由静止释放，经B点后沿圆轨道运动，恰好通过最高点C。已知滑块与斜面间动摩擦因数，取，求∶ 滑块在C点的速度大小； 滑块在B点的速度大小。 、B两点间的高度差h。 15.如图所示，竖直放置的轻弹簧一端固定于水平地面，质量的小球在轻弹簧正上方某处静止下落，同时受到一个竖直向上的恒定阻力。以小球开始下落的位置为原点，竖直向下为x轴正方向，取地面为重力势能零势能参考面，在小球下落至最低点的过程中，小球重力势能、弹簧的弹性势能随小球位移变化的关系图线分别如图甲、乙所示，弹簧始终在弹性限度范围内，重力加速度。试求小球： 在最低点时的重力势能； 在下落过程中受到的阻力大小； 下落到最低点过程中的动能最大值。已知在弹性限度内弹簧弹性势能与弹簧形变量满足：，x为弹簧的形变量 答案和解析 1.【答案】C  【解析】A.根据开普勒第三定律，所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方跟公转周期的平方的比值都相等，故A错误。 B.所有行星分别沿不同大小的椭圆轨道绕太阳运动，运动方向为轨迹上某一点切线方向，不一定与它和太阳的连线垂直，故B错误。 C.开普勒第二定律的内容为：对每一个行星而言，太阳行星的连线在相同时间内扫过的面积相等，可知行星绕太阳有近日点和远日点之分，近日点快，远日点慢，故C正确。 D.根据开普勒第一定律，所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上，故D错误。 2.【答案】D  【解析】A.根据大齿轮顺时针匀速转动，可以判断小齿轮逆时针转动，故A错误； B.AB两点是线速度大小相等，由于，根据线速度，得，故B错误； C.根据，由于AB两点是线速度大小相等，且，所以有，故C错误； D.根据，由于AB两点是线速度大小相等，且，所以有：，故D正确。 故选D。 3.【答案】A  【解析】A.功是标量，正功表示力对物体做功，负功表示物体克服该力做功，因此的功大于的功，故A正确； B.静摩擦力可以做正功、负功或不做功，滑动摩擦力也可以做正功、负功或不做功，故B错误； C.运动物体所受合外力不为0，如果该合外力不做功，那么物体动能不发生变化，例如匀速圆周运动，合外力不为0，但是不做功，故C错误； D.机械能一定守恒的条件是除重力和弹力外，其他力做功的合功为零。合外力对物体做功为0，机械能不一定守恒，例如匀速向上运动的物体，动能不变，但是重力势能增大，机械能增大，故D错误。 故选A。 4.【答案】C  【解析】解：设其他矿石对质量为 m 的矿石作用力大小为 F ，则， 得，故ABD错误，C正确。 5.【答案】B  【解析】A.根据，解得，则，故A错误； B.根据，解得，则，故B正确； C.根据，解得，则，故C错误； D.根据，解得，解得，故D错误。 6.【答案】B  【解析】A.根据开普勒第三定律，则地球在1、2、3轨道的运行周期关系为，故A错误； BC、卫星从低轨道变轨到高轨道，需要在变轨处点火加速，则地球在1轨道P点加速后进入2轨道，在2轨道P点再加速后进入3轨道；地球在1、2、3轨道运行时经过P点的速度大小关系为，故B正确，C错误； D、根据牛顿第二定律可得，可得，可知地球在3轨道上运行经过P点的加速度等于在2轨道上运行经过P点的加速度，故D错误。 故选：B。 根据开普勒第三定律比较周期关系；根据变轨原理比较速度关系；万有引力提供向心力，应用牛顿第二定律求出加速度，然后分析答题。 本题考查了万有引力定律的应用，根据题意分析清楚运动过程，根据变轨原理，应用开普勒定律与牛顿第二定律即可解题。 7.【答案】D  【解析】解：A、根据动能定理，合外力对物体做功等于物体动能的变化量，表达式为，两球质量m相同，初始高度 h相同，初速度大小相同，且运动过程中只有重力做功，重力做功，对于A球和B球，由动能定理，可得，所以两球落地时速度大小v相同，故 A错误； B、根据机械能守恒定律可知，两小球落地时速度大小相等，设两小球落地时速度大小为v，A球落地时速度方向与水平方向成角，所以A球落地时重力的瞬时功率为：，B球落地时与水平方向垂直，所以B球落地时重力的瞬时功率为：，所以两小球落地时，A球重力的瞬时功率小于B球重力的瞬时功率，故B错误； C、由重力做功的特点可知，重力的功为，由于两球下落的高度相同，两球的质量相同，所以重力对两球做的功相同，故C错误； D、从开始运动至落地，由于A球在竖直方向上做自由落体运动，B球做竖直上抛运动，所以A球运动时间小于B球运动时间，重力的做的功相同，根据平均功率公式可知，所以重力对A小球做功的平均功率大于重力对B小球做功的平均功率，故D正确。 8.【答案】C  【解析】在图像中，图线与x轴所围面积的代数和就表示力F在这段位移内所做的功，面积，故选C。 9.【答案】B  【解析】足球上升过程，重力做功为 则克服重力做功为 mgh ；根据动能定理可得 可得运动员踢球时对足球做功为 故AC错误，B正确； D.足球上升过程，人对足球没有作用力，人对足球没有做功，故D错误。 故选B。 10.【答案】A  【解析】因为神舟十七号在地表附近匀减速下降，根据牛顿第二定律 可知神舟十七号下降过程中阻力不变，故克服阻力做功为 故  图像是一条过原点的倾斜直线，  图像是开口向下的抛物线，故A正确，B错误； 重力势能的变化量为 可得 所以  图像是一条倾斜直线，  图像是开口向上的抛物线，故CD错误。 故选A。 11.【答案】，BD； ； ； 。  【解析】【分析】 由实验原理及实验步骤判断得解； 由实验正确操作分析得解； 由实验过程的能量转化及误差分析得解； 由平均速度解得打3点时的瞬时速度，再由动能表达式及动能的变化得解。 本题主要考查验证机械能守恒定律的实验，熟悉实验原理及步骤、熟悉数据的处理是解题的关键，难度一般。 【解答】 由该实验的原理及步骤可知： A.在做实验之初，需由实验原理按照图示的装置安装器件，该操作正确； B.将打点计时器接到电源的交流输出端上，故该操作不恰当； C.由于该实验验证机械能守恒定律，由机械能守恒定律表达式：，由表达式可知，重物的质量可以不测量，故C选项可做可不做； D.做实验时，由实验步骤可知，应先接通电源，当计时器工作稳定后，释放悬挂纸带的夹子，故D该操作不恰当； E.由实验数据的处理可知，实验完毕后，需测量打出的纸带上某些点之间的距离，故该步骤正确； F.由该实验的目的可知，为验证机械能守恒，根据测量的结果计算重物下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能，故该操作恰当。 故可做可不做的是C，操作不恰当的是BD。 由实验误差分析可得： A.为减小实验过程中纸带与限位孔间的摩擦力，故打点计时器的两个限位孔应在同一条竖直线上，故A正确； B.该实验中，打点计时器即可测量计时，故无需用秒表侧时间，故B错误； 为减小实验误差，在实验中，应选用密度大、体积小的重物，故C正确，D错误。 由实验原理可知，由于实验中阻力做功，故实际计算出的重物的动能增量与重物重力势能减少量之间的大小关系，满足： ； 由平均速度解得瞬时速度可得打3点时的瞬时速度为：，故打3点时的动能为：，由于0是第一个点，故重物的动能的增加量：。 12.【答案】解： 由 得：  【解析】本题考查角速度的计算，以及万有引力与向心力的关系，基础题。 根据角速度的计算公式可得 由万有引力提供向心力分析问题。 13.【答案】解：汽车达最大速度时，根据，可知此时牵引力最小，且 所能达到的最大速度， 代入数据解得：  当时，由公式可得：， 由可得：。  【解析】详细解答和解析过程见【答案】 14.【答案】解：由题意得滑块通过最高点C时重力提供向心力，有：   滑块由B到C，由动能定理得： 。 解得：  滑块由A到B，由动能定理得： 解得： 答：滑块在C点的速度大小为； 滑块在B点的速度大小为； 、B两点间的高度差h为。  【解析】详细解答和解析过程见【答案】 15.【答案】根据图像可知 根据图像可以解得起点离地高度 下降到最低点位移为 所以最低点的重力势能 解得 从小球开始下落至最低点的过程中用能量守恒可得 其中  ，  ，  解得 由图可知最大弹性势能 根据题意有 其中 解得 小球下落到最低点的过程中动能的最大值为的时候，此时有 解得 可知小球从开始到下落到v最大的时有 根据动能定理有 解得，   【解析】详细解答和解析过程见【答案】 第1页，共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$