内容正文:
扬州市新华中学2025~2026学年度第二学期
高一物理期中考试试卷
满分:100分 考试时间:75分钟
一、单项选择题:本题共11小题,每小题4分,共44分。每小题只有一个选项符合题意。
1. 1984年4月8日,我国成功发射首颗静止卫星,并于4月16日定点于东经125度赤道上空3.6万千米处,标志着我国航天技术重大突破。关于静止卫星,下列说法正确的是( )
A. 运行速度大于
B. 运行轨道一定处在赤道平面上
C. 运行过程中,加速度保持不变
D. 在轨道上运行时,所受合外力为零
【答案】B
【解析】
【详解】A.第一宇宙速度7.9 km/s,是卫星的最大环绕速度,故A错误;
B.静止卫星与地球自转同步,其轨道平面与赤道平面重合,故B正确;
C.卫星做匀速圆周运动时,向心加速度大小不变,但方向始终指向地心,故C错误;
D.卫星绕地球运动时,合外力提供向心力,故不为零,故D错误。
故选B。
2. 对万有引力定律的描述,下列叙述符合史实的是( )
A. 开普勒通过分析第谷的天文观测数据,发现了万有引力定律
B. 卡文迪什通过实验算出引力常量的值,被誉为第一个能“称量地球质量”的人
C. 丹麦天文学家第谷经过多年的天文观测和记录,提出了“日心说”的观点
D. 由万有引力公式可知,当物体间的距离趋于零时,万有引力趋于无穷大
【答案】B
【解析】
【详解】A.万有引力定律是牛顿发现的,开普勒通过分析第谷的观测数据总结出的是行星运动三大定律,故A错误;
B.卡文迪什通过扭秤实验测出了引力常量G的值,结合万有引力定律可推算出地球质量,因此被誉为第一个能“称量地球质量”的人,故B正确;
C.“日心说”是哥白尼提出的,第谷的贡献是完成了大量高精度的天文观测并留下了完整的观测数据,故C错误;
D.万有引力定律适用于质点或可视为质点的物体,当物体间距离r趋于零时,物体不能再视为质点,万有引力公式不再适用,无法得出万有引力趋于无穷大的结论,故D错误。
故选B。
3. 如图所示,卫星、是分别以第一,第三宇宙速度从地面上发射的两个飞行器,卫星是以大于第一宇宙速度、小于第二宇宙速度的发射速度从地面发射的飞行器。下列说法正确的是( )
A. 飞行器绕地球的环绕速度是卫星绕地球做圆周运动的最小速度
B. 飞行器的发射速度是卫星的最小发射速度
C. 飞行器可以脱离地球引力的束缚
D. 飞行器不可以飞到太阳系外
【答案】B
【解析】
【详解】AB.第一宇宙速度是最小的发射速度,是绕地球最大的环绕速度,在地面以第一宇宙速度发射的飞行器,是卫星绕地球做圆周运动的最大速度,是卫星的最小发射速度,故A错误,B正确;
C.第二宇宙速度的数值是,它是在地面上发射物体使之挣脱地球引力的最小速度,故飞行器不可以脱离地球引力的束缚,故C错误;
D.第三宇宙速度的数值是,它是在地面上发射物体使之挣脱太阳引力的最小速度,故飞行器可以飞到太阳系外,故D错误。
故选B。
4. 2023年5月30日,搭载神舟十六号载人飞船的长征二号F遥十六运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射,航天员景海鹏、朱杨柱、桂海潮3名航天员状态良好,发射取得圆满成功。已知神舟十六号飞船距离地面的高度约400km,绕地球的运动可近似为匀速圆周运动,运动一周约1.5h。已知万有引力常量为,地球半径约6400km。根据以上信息可估算出( )
A. 地球的质量 B. 神舟十六号的质量
C. 神舟十六号所受地球的引力 D. 神舟十六号的机械能
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据
解得
可知,可以估算出中心天体地球的质量,故A正确;
B.根据上述可知,函数式两侧将神舟十六号的质量约去了,可知,不能够估算出神舟十六号的质量,故B错误;
C.神舟十六号所受地球的引力
由于不能够确定神舟十六号的质量,可知不能估算神舟十六号所受地球的引力,故C错误;
D.神舟十六号的机械能包含动能与势能,由于不能够确定神舟十六号的质量,可知不能估算神舟十六号的机械能,故D错误。
故选A。
5. 天王星和海王星都是太阳系中的行星,绕太阳的公转轨道均可近似看作圆形,经测定,天王星的公转周期约为84.02年,海王星的公转周期约为164.79年,则两者相比( )
A. 天王星的公转轨道半径更大
B. 天王星的公转线速度更大
C. 海王星的向心加速度更大
D. 海王星的公转角速度更大
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据开普勒第三定律有
海王星的公转周期(164.79年)大于天王星的公转周期(84.02年),因此海王星的轨道半径更大,故A错误;
B.根据万有引力提供向心力有
解得线速度
因海王星轨道半径更大,其线速度较小,故天王星的线速度更大,故B正确;
C.根据万有引力提供向心力有
解得向心加速度
因海王星轨道半径更大,其向心加速度较小,故C错误;
D.根据角速度公式
因海王星周期更大,其角速度较小,故D错误。
故选B。
6. 如图所示,探测器在椭圆轨道上绕地球飞行,A为近地点,B为远地点,在B点变轨后进入圆形轨道。关于探测器,下列说法正确的是( )
A. 在椭圆轨道上机械能与在圆形轨道上相等
B. 在椭圆轨道上从B向A运动过程中速度逐渐减小
C. 在椭圆轨道上从B向A运动过程中加速度逐渐增大
D. 在椭圆轨道上B点的速度与在圆形轨道上B点的速度相等
【答案】C
【解析】
【详解】A.探测器从椭圆轨道进入圆轨道需要在点点火加速,所以探测器在椭圆轨道的机械能小于圆轨道上的机械能,故A错误。
B.探测器在椭圆轨道上运动时,根据开普勒第二定律可知,近地点的速度大于远地点的速度,所以在椭圆轨道上从向运动过程中,速度逐渐增大,故B错误。
C.根据牛顿第二定律可知,探测器的加速度,所以在椭圆轨道上从向运动过程中,加速度逐渐增大,故C正确。
D.探测器从椭圆轨道进入圆轨道需要在点点火加速,在椭圆轨道上B点的速度小于在圆形轨道上B点的速度,故D错误。
故选C。
7. 如图所示,质量为的小球A沿高度为倾角为的光滑斜面以初速度滑下,另一质量与A相同的小球B自相同高度同时由静止落下,结果两球同时落地,下列说法正确的是( )
A. 两球重力做的功不相等
B. 两球重力的平均功率相同
C. 落地前的瞬间A球的速度等于B球的速度
D. 落地前的瞬间A球重力的瞬时功率等于B球重力的瞬时功率
【答案】B
【解析】
【详解】A.由
两小球质量相同,下落高度相同,则重力做的功相等,故A错误;
B. 由
重力做功相等,下落时间相等,则两球的重力的平均功率相等,故B正确;
C.由机械能守恒,对A球
对B球
得落地前的瞬间A球的速度大于B球的速度,故C错误;
D.它们落地前的瞬间,A球重力的瞬时功率
B球重力的瞬时功率
无法比较两者大小,故D错误。
故选B。
8. 下列现象中满足机械能守恒的是( )
A. 被起重机匀速吊起的货物
B. 物体沿固定的光滑曲面滑下
C. 物体沿斜面匀速下滑
D. 电梯加速上升的过程
【答案】B
【解析】
【详解】A.起重机匀速吊起货物,动能不变,重力势能增加,机械能增加,A不符合题意;
B.机械能守恒条件为只有重力做功,物体沿固定的光滑曲面滑下,过程中只有重力做功,机械能守恒,B符合题意;
C.物体沿斜面匀速下滑,动能不变,重力势能减小,机械能减小,C不符合题意;
D.电梯加速上升的过程,动能增加,重力势能增加,机械能增加,D不符合题意。
故选B。
9. 运动员把质量为400g的足球踢出后,某人观察它在空中的飞行情况,测量出其上升的最大高度是6m,在最高点的速度为20m/s。不考虑空气阻力,重力加速度取。运动员踢球时对足球做的功为( )
A. 24J B. 56J C. 80J D. 104J
【答案】D
【解析】
【详解】设人将足球踢出的过程中,人对足球做的功为W,根据动能定理可知,从人踢足球到足球上升至最大高度的过程中有
即
解得
故选D。
10. 某品牌小汽车在一段平直公路上以速度匀速行驶,小汽车实际功率恒为。则该汽车此过程受到的阻力为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】当汽车匀速行驶时,牵引力等于阻力。功率公式为,其中P=6000W,v=10m/s。
牵引力
因此阻力
故选C。
11. 如图甲所示,倾角为的传送带在电动机带动下沿顺时针方向匀速转动,将一质量的货物(可视为质点)轻放到传送带底端,货物运动的速度随时间变化的图像如图乙所示,时刻货物到达传送带顶端,取重力加速度大小,,,货物从端运动到端的过程中,下列说法正确的是( )
A. 货物受到的摩擦力做的功为
B. 货物受到的摩擦力大小始终为
C. 货物受到的合力做的功为920J
D. 货物与传送带间因摩擦产生的热量为
【答案】D
【解析】
【详解】A B.由图乙知货物先在传送带的滑动摩擦力作用下做匀加速直线运动,末与传送带共速,共速后,随传送带一起匀速上升,受静摩擦力
加速时
解得
匀速上升时,静摩擦力
货物受到的摩擦力做的总功为,故AB错误;
C.由动能定理,故C错误;
D.在 内两者的相对位移为
货物与传送带间因摩擦产生的热量为,故D正确。
故选D。
二、非选择题:本题共5小题,共56分。其中第13~16题解答时请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;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。
12. 实验小组用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。光电门安装在铁架台上,物块A与B由绕过定滑轮的细绳相连,物块A上装有宽度为的遮光条,总质量为,物块B的质量为。初始时A处于地面上,细线竖直,遮光条到光电门的高度为,现将物块A由静止释放,记录遮光条通过光电门的时间,重力加速度为。
(1)遮光条经过光电门时物块A的速度___________(用d、t表示)
(2)从物块A释放至遮光条经过光电门的过程中,A、B组成的系统动能的增加量为__________,系统重力势能的减少量为___________。在误差允许的范围内,若,则系统的机械能守恒;(结果用题目所给字母表示)
(3)改变光电门的位置,重复上述实验操作,得到多组v、h的值,绘制出图像,如图乙所示,若测得,则重力加速度___________(结果保留2位有效数字)。
【答案】(1)
(2) ①. ②.
(3)9.6
【解析】
【小问1详解】
遮光条经过光电门时物块A的速度为
【小问2详解】
[1]从物块A释放至遮光条经过光电门的过程中,A、B组成的系统动能的增加量为
[2]此过程,物块A的重力势能增大,物块B的重力势能减小,所以系统重力势能的减少量为
【小问3详解】
根据
可得
整理可得
则图线的斜率为
解得
13. 已知地球的质量,太阳的质量,将地球绕太阳的运动视为匀速圆周运动,地球绕太阳公转的轨道半径,引力常量。
(1)求地球对太阳的引力大小;
(2)已知火星绕太阳公转的轨道半径为地球绕太阳公转的轨道半径的倍,将火星绕太阳的运动视为匀速圆周运动,求火星与地球绕太阳公转的周期之比。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
根据万有引力定律可知,地球对太阳的引力大小为
【小问2详解】
根据开普勒第三定律可得
可得火星与地球绕太阳公转的周期之比为
14. 现有一质量为的小球,将其从离地处静止释放。测得小球经3s后落地,每1秒时间内下落的距离分别为、、、取地面为零势能参考平面:。求:
(1)第1秒末小球的重力势能;
(2)前2秒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。
【答案】(1)80J;(2)40J;(3)30W
【解析】
【详解】(1)第1秒末小球离地面的高度为
取地面为零势能参考平面,第1秒末小球的重力势能
(2)前2秒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. 如图所示,质量为m=4kg的物体静止在水平地面上,受到与水平地面夹角为,大小F=50N的拉力作用,物体移动的距离物体与地面间的动摩擦因数,g取。(,)求:
(1)拉力所做的功;
(2)摩擦力所做的功;
(3)处拉力做功的瞬时功率。
【答案】(1)160J
(2)-32J (3)320W
【解析】
【小问1详解】
根据题意可得,拉力做功为==160J
【小问2详解】
根据题意,由平衡条件有
又有
则摩擦力做功为
联立代入数据解-32J
【小问3详解】
根据题意,由牛顿第二定律有
又有
拉力做功的瞬时功率为
联立代入数据解得=320W
16. 如图所示,光滑倾斜轨道AB和水平轨道BC平滑连接(小球经过时速度大小不变),轨道AB距地面高h的A点有一个质量m=1kg的小球无初速释放,小球从C点向右进入半径R=1m的光滑圆形轨道,圆形轨道底部C处前后错开,小球可以从C点向右离开圆形轨道,在水平轨道上继续前进。已知小球与水平轨道间的动摩擦因数,水平轨道BC长L=1m,不计其它阻力,重力加速度。
(1)若释放点A高度h=3m,求小球到达B点的速度大小;
(2)要使小球完成圆周运动,则释放点A的高度h需要满足什么条件;
(3)若小球恰好不脱离轨道,求小球最后静止的位置到圆轨道最低点C的距离。
【答案】(1);(2)不小于2.9m;(3)C点的左侧0.5m处或在C点右侧6.25m处
【解析】
【详解】(1)从A到B,根据动能定理有
解得
(2)要使小球完成圆周运动,则小球在最高点时最小速度需重力提供向心力,则有
根据动能定理有
解得
则可知要使小球完成圆周运动,则释放点A的高度h需要不小于2.9m;
(3)若小球恰好不脱离轨道,第一种情况是,即小球从2.9m高处滑下,过圆最高点后,从C点向右离开圆形轨道,小球最后静止的位置到圆轨道最低点C的距离为x,根据动能定理
解得
即小球最后静止的位置在C点的右侧,距圆轨道最低点C的距离为6.25m;
若小球恰好不脱轨道,第二情况是,小球从斜面滑下后最高点只刚好到与圆心等高处,然后滑回来过C点向左滑,根据动能定理有
解得
即小球最后静止的位置在C点的左侧,因BC长L=1m,所以小球最后停在BC中点处、距圆轨道最低点点C的距离为0.5m。
综上所述,小球最后静止的位置可能在C点的左侧0.5m处或在C点右侧6.25m处。
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扬州市新华中学2025~2026学年度第二学期
高一物理期中考试试卷
满分:100分 考试时间:75分钟
一、单项选择题:本题共11小题,每小题4分,共44分。每小题只有一个选项符合题意。
1. 1984年4月8日,我国成功发射首颗静止卫星,并于4月16日定点于东经125度赤道上空3.6万千米处,标志着我国航天技术重大突破。关于静止卫星,下列说法正确的是( )
A. 运行速度大于
B. 运行轨道一定处在赤道平面上
C. 运行过程中,加速度保持不变
D. 在轨道上运行时,所受合外力为零
2. 对万有引力定律的描述,下列叙述符合史实的是( )
A. 开普勒通过分析第谷的天文观测数据,发现了万有引力定律
B. 卡文迪什通过实验算出引力常量的值,被誉为第一个能“称量地球质量”的人
C. 丹麦天文学家第谷经过多年的天文观测和记录,提出了“日心说”的观点
D. 由万有引力公式可知,当物体间的距离趋于零时,万有引力趋于无穷大
3. 如图所示,卫星、是分别以第一,第三宇宙速度从地面上发射的两个飞行器,卫星是以大于第一宇宙速度、小于第二宇宙速度的发射速度从地面发射的飞行器。下列说法正确的是( )
A. 飞行器绕地球的环绕速度是卫星绕地球做圆周运动的最小速度
B. 飞行器的发射速度是卫星的最小发射速度
C. 飞行器可以脱离地球引力的束缚
D. 飞行器不可以飞到太阳系外
4. 2023年5月30日,搭载神舟十六号载人飞船的长征二号F遥十六运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射,航天员景海鹏、朱杨柱、桂海潮3名航天员状态良好,发射取得圆满成功。已知神舟十六号飞船距离地面的高度约400km,绕地球的运动可近似为匀速圆周运动,运动一周约1.5h。已知万有引力常量为,地球半径约6400km。根据以上信息可估算出( )
A. 地球的质量 B. 神舟十六号的质量
C. 神舟十六号所受地球的引力 D. 神舟十六号的机械能
5. 天王星和海王星都是太阳系中的行星,绕太阳的公转轨道均可近似看作圆形,经测定,天王星的公转周期约为84.02年,海王星的公转周期约为164.79年,则两者相比( )
A. 天王星的公转轨道半径更大
B. 天王星的公转线速度更大
C. 海王星的向心加速度更大
D. 海王星的公转角速度更大
6. 如图所示,探测器在椭圆轨道上绕地球飞行,A为近地点,B为远地点,在B点变轨后进入圆形轨道。关于探测器,下列说法正确的是( )
A. 在椭圆轨道上机械能与在圆形轨道上相等
B. 在椭圆轨道上从B向A运动过程中速度逐渐减小
C. 在椭圆轨道上从B向A运动过程中加速度逐渐增大
D. 在椭圆轨道上B点的速度与在圆形轨道上B点的速度相等
7. 如图所示,质量为的小球A沿高度为倾角为的光滑斜面以初速度滑下,另一质量与A相同的小球B自相同高度同时由静止落下,结果两球同时落地,下列说法正确的是( )
A. 两球重力做的功不相等
B. 两球重力的平均功率相同
C. 落地前的瞬间A球的速度等于B球的速度
D. 落地前的瞬间A球重力的瞬时功率等于B球重力的瞬时功率
8. 下列现象中满足机械能守恒的是( )
A. 被起重机匀速吊起的货物
B. 物体沿固定的光滑曲面滑下
C. 物体沿斜面匀速下滑
D. 电梯加速上升的过程
9. 运动员把质量为400g的足球踢出后,某人观察它在空中的飞行情况,测量出其上升的最大高度是6m,在最高点的速度为20m/s。不考虑空气阻力,重力加速度取。运动员踢球时对足球做的功为( )
A. 24J B. 56J C. 80J D. 104J
10. 某品牌小汽车在一段平直公路上以速度匀速行驶,小汽车实际功率恒为。则该汽车此过程受到的阻力为( )
A. B. C. D.
11. 如图甲所示,倾角为的传送带在电动机带动下沿顺时针方向匀速转动,将一质量的货物(可视为质点)轻放到传送带底端,货物运动的速度随时间变化的图像如图乙所示,时刻货物到达传送带顶端,取重力加速度大小,,,货物从端运动到端的过程中,下列说法正确的是( )
A. 货物受到的摩擦力做的功为
B. 货物受到的摩擦力大小始终为
C. 货物受到的合力做的功为920J
D. 货物与传送带间因摩擦产生的热量为
二、非选择题:本题共5小题,共56分。其中第13~16题解答时请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;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。
12. 实验小组用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。光电门安装在铁架台上,物块A与B由绕过定滑轮的细绳相连,物块A上装有宽度为的遮光条,总质量为,物块B的质量为。初始时A处于地面上,细线竖直,遮光条到光电门的高度为,现将物块A由静止释放,记录遮光条通过光电门的时间,重力加速度为。
(1)遮光条经过光电门时物块A的速度___________(用d、t表示)
(2)从物块A释放至遮光条经过光电门的过程中,A、B组成的系统动能的增加量为__________,系统重力势能的减少量为___________。在误差允许的范围内,若,则系统的机械能守恒;(结果用题目所给字母表示)
(3)改变光电门的位置,重复上述实验操作,得到多组v、h的值,绘制出图像,如图乙所示,若测得,则重力加速度___________(结果保留2位有效数字)。
13. 已知地球的质量,太阳的质量,将地球绕太阳的运动视为匀速圆周运动,地球绕太阳公转的轨道半径,引力常量。
(1)求地球对太阳的引力大小;
(2)已知火星绕太阳公转的轨道半径为地球绕太阳公转的轨道半径的倍,将火星绕太阳的运动视为匀速圆周运动,求火星与地球绕太阳公转的周期之比。
14. 现有一质量为的小球,将其从离地处静止释放。测得小球经3s后落地,每1秒时间内下落的距离分别为、、、取地面为零势能参考平面:。求:
(1)第1秒末小球的重力势能;
(2)前2秒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. 如图所示,质量为m=4kg的物体静止在水平地面上,受到与水平地面夹角为,大小F=50N的拉力作用,物体移动的距离物体与地面间的动摩擦因数,g取。(,)求:
(1)拉力所做的功;
(2)摩擦力所做的功;
(3)处拉力做功的瞬时功率。
16. 如图所示,光滑倾斜轨道AB和水平轨道BC平滑连接(小球经过时速度大小不变),轨道AB距地面高h的A点有一个质量m=1kg的小球无初速释放,小球从C点向右进入半径R=1m的光滑圆形轨道,圆形轨道底部C处前后错开,小球可以从C点向右离开圆形轨道,在水平轨道上继续前进。已知小球与水平轨道间的动摩擦因数,水平轨道BC长L=1m,不计其它阻力,重力加速度。
(1)若释放点A高度h=3m,求小球到达B点的速度大小;
(2)要使小球完成圆周运动,则释放点A的高度h需要满足什么条件;
(3)若小球恰好不脱离轨道,求小球最后静止的位置到圆轨道最低点C的距离。
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