江苏省无锡市锡东高级中学2024-2025学年高一下学期4月期中物理试题

第 1 页 共 5 页 2024-2025 学年度第二学期 期中考试 高一 物理试卷 命题人：刘昱邑 审核人：周丽华 考试时间：75 分钟 分值：100 分 一、单项选择题：本大题共 11小题，每题 4分，共 44分。每题只有一个选项符合题意。 1．质量为 1.5×103 kg 的汽车在水平路面上匀速行驶，速度为 20 m/s，受到的阻力大小为 1.8×103 N。此时，汽车发动机输出的实际功率是（ ） A．90 W B．30 kW C．36 kW D．300 kW 2．一个杯子放在水平餐桌转盘上随转盘做匀速圆周运动，角速度恒定，则（ ） A．杯子受重力、支持力、摩擦力和向心力作用 B．杯子受到的摩擦力方向始终指向转盘中心 C．杯子离转盘中心越近越容易做离心运动 D．若给杯子中加水，杯子更容易做离心运动 3．地球的半径为 R，某卫星在地球表面所受地球对其万有引力为 F，则该卫星在离地面高 度约 5R的轨道上，受到地球对其万有引力约为（ ） A．5F B．6F C. F 25 D. F 36 4．如图所示，飞行员进行素质训练时，抓住秋千杆由水平状态开始下摆， 到达竖直状态的过程，飞行员所受重力的瞬时功率变化情况是（ ） A．一直增大 B．一直减小 C．先增大后减小 D．先减小后增大 5．如图甲，滚筒洗衣机脱水时，衣物紧贴着滚筒壁在竖直平面内做顺时针的匀速圆周运动。 如图乙，一件小衣物(可理想化为质点)质量为 m，滚筒半径为 R，角速度大小为ω，重力加 速度为 g，a、b分别为小衣物经过的最高位置和最低位置。下列说法正确的是（ ） A．衣物所受滚筒的支持力的大小始终为 mω2R B．衣物转到 b位置时的脱水效果最好 C．衣物所受滚筒的作用力大小始终为 mg D．衣物在 a位置对滚筒壁的压力比在 b位置的大 6．神舟十四号在轨期间开展多项航天医学实验，此项活动对航天医学领域有着重要意义。 已知地球半径为 R，神舟十四号的运行轨道距离地心约为 1.06R，可以近似看成圆周运动。 地球静止卫星距离地心约为 6.6R，下列说法正确的是（ ） A．神舟十四号在轨运行的角速度比静止卫星大 第 2 页 共 5 页 B．神舟十四号在轨运行的线速度比静止卫星小 C．神舟十四号相对地面保持静止 D．神舟十四号在轨运行的速度大于第一宇宙速度，小于第二宇宙速度 7．哈雷彗星绕太阳的运动轨道是一个非常扁的椭圆。如图所示，天文学家成功预言了哈雷 彗星的回归，椭圆轨道 1是哈雷彗星的运行轨道，圆形轨道 2 与轨道 1 相切于 P点，下列 说法正确的是（ ） A．彗星沿轨道 1运动时，速度大小保持不变 B．彗星在远日点的向心加速度大于近日点的向心加速度 C．若彗星准备从轨道 1变轨到轨道 2，则应该在 P点加速 D．如果彗星也能够在轨道 2上运动，则它在轨道 1的 P点的加速度和轨道 2的 P点的加速 度相等 8．伴随着人工智能的发展，我国部分地区已经实现无人机智能配送。如图所示，某次配送 中，质量为 m的货物在无人机拉力作用下匀速竖直上升，上升时速度大小为 v，上升的高度 为 h，忽略空气阻力，重力加速度为 g。下列说法正确的是（ ） A．拉力对货物做的功为 mgh B．货物的机械能保持不变 C．货物的重力势能减少了 mgh D．合外力对货物所做总功为 mgh 9．如图所示，a 为放在赤道上相对地球静止的物体，随地球自转做匀速 圆周运动，b为在地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星(轨道半径约等 于地球半径)，c为地球静止卫星。下列关于 a、b、c的说法中正确的是（ ） A．b卫星的线速度大于 7.9 km/s B．a、b、c做匀速圆周运动的向心加速度大小关系为 aa＞ab＞ac C．a、b、c做匀速圆周运动的周期关系为 Ta＝Tc<Tb D．在 b、c中，b的线速度大 10．如图所示，质量为 m的物块在水平传送带上由静止释放，传送带由电动机带动，始终 保持以速度 v匀速运动，物块与传送带间的动摩擦因数为μ，物块过一会儿能保持与传送带 相对静止，对于物块从静止释放到相对静止这一过程，下列说法正确的是（ ） A．电动机做的功为mv 2 2 第 3 页 共 5 页 B．摩擦力对物块做的功为 mv2 C．传送带克服摩擦力做的功为 mv2 D．物块与传送带因摩擦产生的热量为 Q＝mv2 11．如图甲所示，轻弹簧竖直固定在水平面上，一质量为 m＝0.2 kg的小球，从弹簧上端某 高度处自由下落，从它接触弹簧到弹簧压缩至最短的 过程中(弹簧在弹性限度内)，其速度 v和弹簧压缩量 Δx之间的函数图像如图乙所示，其中 A为曲线的最高 点，小球和弹簧接触瞬间机械能损失不计，g取 10 m/s2 则下列说法正确的是（ ） A．小球刚接触弹簧时加速度最大 B．该弹簧的劲度系数为 20.0 N/m C．从接触弹簧到压缩至最短的过程中，弹簧的弹性势能先增大后减小 D．从接触弹簧到压缩至最短的过程中，小球的机械能守恒 二、实验题：本大题共 1小题，共 15分。 12．某同学利用图甲装置做“验证机械能守恒定律”的实验。 （1）实验中除带夹子的重物、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，还必须使用的器材是 。 A．直流电源 B．刻度尺 C．天平(含砝码) D．秒表 （2）实验中，需先接通电源，再由静止开始释放重物，得到如图乙所示的一条纸带。O为 起始点，在纸带上选取几个连续打出的点，其中三个连续点 A、B、C，测得它们到起始点 O 的距离如图。已知重物质量 m＝1.00 kg，重力加速度 g＝9.80 m/s2，打点计时器打点的周期 为 T＝0.02 s，那么打点计时器打下点 B时，重物的速度 vB＝ m/s；重物从 O点运 动到 B点，重力势能减少量为 J。(结果均保留三位有效数字) （3）上述实验数据显示重力势能的减少量略大于动能的增加量，分析产生误差的原因： ________________________________________________________________(写一条即可)。 （4）该同学根据纸带算出了其他各点对应的瞬时速度，测出与此相对应的 重物下落高度 h，以 h为纵坐标，以 v2为横坐标，建立坐标系，作出 h－v2 图像，从而验证机械能守恒定律。若所有操作均正确，得到的 h－v2图像的 斜率为 k，如图丙所示，可求得当地的重力加速度 g＝ 。 第 4 页 共 5 页 三、计算题：本大题共 4小题，共 41分。 13．（共 8分）如图所示，返回式月球软着陆器在完成了对月球表面的考察任务后，由月球 表面回到绕月球做圆周运动的轨道舱。已知月球的半径为 R，轨道舱到月球表面的距离为 h， 引力常量为 G，月球表面的重力加速度为 g，不考虑月球的自转。求： （1）月球的质量 M； （2）月球的第一宇宙速度大小； （3）轨道舱绕月飞行的周期 T。 14．（共 7分）现有一质量为 m＝0.2 kg 的小球，将其从离地 H＝45 m处静止释放。测得小 球经 3 s后落地，每 1秒时间内下落的距离分别为 x1＝5 m、x2＝15 m、x3＝25 m，取地面为 参考平面，g＝10 m/s2。求： （1）第 1 s末小球的重力势能； （2）前 2 s内小球重力势能的变化量； （3）整个下落过程中小球所受重力做功的平均功率。 15．（共 14分）科技助力北京冬奥：我国自主研发的“人体高速弹射装置”几秒钟就能将一名 滑冰运动员从静止状态加速到指定速度，辅助滑冰运动员训练各种滑行技术。如图所示，某 次训练，弹射装置在加速阶段将质量 m＝60 kg的滑冰运动员加速到速度 v0＝8 m/s后水平向 右抛出，运动员恰好从 A点沿着圆弧的切线方向进入光滑圆弧轨道 AB。AB圆弧轨道的半径 为 R＝5 m，B点是圆弧轨道的最低点，圆弧轨道与水平轨道 BD平滑连接，A与圆心 O的 连线与竖直方向成 37°角。MN是一段粗糙的水平轨道，滑冰运动员与 MN间的动摩擦因数μ ＝0.08，水平轨道其他部分光滑。最右侧是一个半径为 r＝2 m 的半圆弧光滑轨道，C点是 半圆弧光滑轨道的最高点，半圆弧光滑轨道与水平轨道 BD在 D点平滑连接。取重力加速 度 g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8。整个运动过程中将运动员简化为一个质点。 （1）求运动员水平抛出点距 A点的竖直高度； （2）求运动员从 A到 B经过 B点时对轨道的压力大小； （3）若运动员恰好能通过 C点，求 MN的长度 L。 第 5 页 共 5 页 16．（共 12分）如图所示，水平轨道 BC的左端与固定的光滑竖直1 4 圆轨道相切于 B点，右 端与一倾角为 30°的光滑斜面轨道在 C点平滑连接(即物体经过 C点时速度的大小不变)，斜 面顶端固定一轻质弹簧。一质量为 2 kg 的滑块从圆弧轨道的顶端 A由静止释放，经水平轨 道后滑上斜面并压缩弹簧，第一次可将弹簧压缩至 D点。已知圆轨道半径 R＝0.45 m，水平 轨道 BC长为 0.4 m，其动摩擦因数μ＝0.2，斜面轨道上 CD长为 0.6 m，g取 10 m/s2，求： （1）滑块第一次经过圆轨道上 B点时，轨道对滑块的支持力大小 FN； （2）弹簧被压缩至 D点时具有的弹性势能 E； （3）滑块在水平轨道 BC上运动的总路程 s。