精品解析：四川安岳中学2023-2024学年高一第二学期半期考试物理试题

安岳中学高2023级第二学期半期考试 物理试卷 一、单项选择题（本题包括7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确，选对的得4分，选错或不答的得0分） 1. 下列说法符合史实的是（　　） A. 爱因斯坦提出了日心说 B. 开普勒总结出了行星运动的三大规律 C. 卡文迪许发现了万有引力定律 D. 牛顿发现了万有引力定律并测量出了引力常量 2. 如图所示，地球绕地轴匀速转动．在地球表面上有A、B两物体，设A、B两物体的线速度分别为v1、v2，角速度分别为ω1、ω2，向心加速度分别为a1、a2，转速分别为n1、n2，下列说法正确的是(　　) A. v1＞v2 B. ω1＞ω2 C. a1＜a2 D. n1＜n2 3. 如图所示，质量为m的木块从半径为R的固定半球形的碗口以某一初速度下滑到碗的最低点的过程中，如果由于摩擦力的作用使得木块做匀速圆周运动，正确的是（　　） A. 木块的加速度为零 B. 木块的机械能守恒 C. 木块下滑过程中的加速度大小不变，方向时刻指向球心 D. 木块所受合力做功为mgR 4. 如图所示，在以角速度匀速转动的水平圆盘上，放一质量的滑块，滑块离转轴的距离，滑块跟随圆盘一起做匀速圆周运动（二者未发生相对滑动）。则下列说法正确的是（　　） A. 滑块的线速度大小为 B. 滑块可能受4个力 C. 圆盘对滑块的作用力大小 D. 滑块一定受3个力 5. 2009年5月，航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后，在A点从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ，B为轨道Ⅱ上的一点，如图所示。关于航天飞机的运动，下列说法中正确的有（　　） A. 在轨道Ⅱ上经过A的速度大于经过B的速度 B. 在轨道Ⅱ上经过A的动能大于在轨道Ⅰ上经过A的动能 C. 在轨道Ⅱ上运动的周期小于在轨道Ⅰ上运动的周期 D. 在轨道Ⅱ上经过A的加速度小于在轨道Ⅰ上经过A的加速度 6. 如图所示，一根跨越光滑定滑轮的轻绳，两端各连有一杂技演员(可视为质点)，甲站于地面，乙从图示的位置由静止开始向下摆动，运动过程中绳始终处于伸直状态，当演员乙摆至最低点时，甲刚好对地面无压力，则演员甲的质量与演员乙的质量之比为（　　） A. 1︰1 B. 3︰1 C. 4︰1 D. 2︰1 7. 如图所示，将质量为m的小球以速度v0由地面竖直向上抛出。小球落回地面时，其速度大小为。设小球在运动过程中所受空气阻力的大小不变，则正确的是 （　　） A. 物体一直做匀变速直线运动 B. 上升过程和下降过程中重力的平均功率大小相等 C. 上升的最大高度为 D. 克服空气阻力做功 二、多项选择题（本题包括3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项正确，全部选对得5分，选对但不全得3分，选错或不答得0分） 8. 我国成功完成了“天舟四号”货运飞船与空间站的对接，形成的组合体在地球引力作用下绕地球做圆周运动，周期约为90分钟。下列说法正确的是（　　） A. 组合体的角速度大小比地球同步卫星的大 B. 组合体的速度大小略大于第一宇宙速度 C. 组合体中的货物处于完全失重状态 D. “天舟四号”货运飞船只需加速即可追上同一轨道上的空间站 9. 汽车发动机的额定功率为P=60kW，汽车的质量为m=5×103kg，汽车在水平路面上行驶时，阻力是车重的k=0.1倍。汽车在平直路面上从静止开始，先以a=0.5m/s2的加速度作匀加速后做变加速运动，经时间t=36s达到最大速度。取g=10m/s2。则（　　） A. 匀加速阶段汽车的功率保持不变 B. 汽车的最大速度为12m/s C. 汽车匀加速运动的时间为16s D. 汽车从开始运动到达到最大速度的过程发生的位移为216m 10. 如图，质量分别为m和2m的两个小球A和B，中间用长为L的轻杆相连，在距离A为L处的点O处有一固定水平转动轴，把杆置于水平位置后由静止释放，在B球顺时针摆动到最低位置的过程中（　　） A. A球的机械能守恒 B. A、B两球的线速度大小之比为1∶2 C. 轻杆对A球和B球都不做功 D. A球的最大速度为 三、填空与实验题（本题共2个小题，共16分。请将答案填写在题目中的横线上） 11. 向心力演示器如图（a）所示。 （1）实验时采用的方法是（　　） A. 控制变量法 B. 等效替代法 C. 微元法 （2）图（b）显示了左右两标尺上黑白相间的等分格之比为1:4，则左右两处小球所受向心力大小之比约为（　　） A. 1:2 B. 1:3 C. 1:4 （3）已知图（c）中左右变速塔轮半径之比R1:R2=2:1，则左右两侧变速塔轮上等半径的两点的向心加速度a1:a2=___________。 12. 用如图甲所示的实验装置做“验证机械能守恒定律”的实验，让质量为m=0.1kg的重锤自由下落，在纸带上打出了一系列的点，如图乙所示，O点为刚释放重锤时打出的点，相邻两计数点的时间间隔为0.02s，g取10m/s2。求（结果保留两位有效数字）： （1）打点计时器打下记数点B时，重锤的速度vB=________； （2）从打点O到打下记数点B的过程中，重锤重力势能的减小量△Ep=________，动能的增加量△Ek=________；由此可得出的结论是：________。 （3）另一同学利用他自己实验时打出的纸带，测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h，算出了各计数点对应的速度v，以h为横轴，以为纵轴画出了如图的图线。图线的斜率数值上近似等于（填代号）_______。 A. 3.60 B. 9.80 C. 4.90 四、论述与计算（本题共3小题，13小题8分，14小题15分，15小题18分，共41分。解答时应写出必要的文字说明、公式、方程式和重要的演算步骤，只写出结果的不得分，有数值计算的题，答案中必须写出明确的数值和单位） 13. 已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，天宫一号空间站绕地球做匀速圆周运动的周期为T。求： （1）天宫一号空间站距地面的高度h； （2）天宫一号的线速度v。 14. 如图所示，质量为m=1kg的物体（可视为质点）从A点以的初速度沿粗糙水平面向左做直线运动，通过固定在竖直平面内、半径为R=0.4m圆轨道最低点B时，对轨道的压力等于9mg，并恰能到达最高点C点后水平飞出，最后又恰落到水平面上的A点。不计空气阻力，g=10m/s2。求： （1）物体经过C点的初速度vC； （2）BC段克服摩擦力做的功； （3）物体与水平面的动摩擦因数。 15. 如图所示，一个与水平方向成θ=37°的传送带逆时针转动，线速度为v=10m/s，传送带A、B两轮间距离L=10.25m，一个质量m=1kg的可视为质点的物体轻放在A处，物体与传送带之间的动摩擦因数μ=0.5，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2，求： （1）物体在A处加速度a的大小； （2）物体在传送带上机械能的改变量ΔE； （3）物体与传送带因摩擦而产生的热量Q。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 安岳中学高2023级第二学期半期考试 物理试卷 一、单项选择题（本题包括7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确，选对的得4分，选错或不答的得0分） 1. 下列说法符合史实的是（　　） A. 爱因斯坦提出了日心说 B. 开普勒总结出了行星运动的三大规律 C. 卡文迪许发现了万有引力定律 D. 牛顿发现了万有引力定律并测量出了引力常量 【答案】B 【解析】 【详解】A．日心说是哥白尼提出的，不是爱因斯坦，故A错误； B．开普勒在第谷的行星观测数据基础上，总结出了行星运动的三大规律，故B正确； C．万有引力定律是牛顿发现的，卡文迪许仅测出了引力常量，故C错误； D．牛顿发现了万有引力定律，引力常量是卡文迪许通过扭秤实验测出的，故D错误。 故选B。 2. 如图所示，地球绕地轴匀速转动．在地球表面上有A、B两物体，设A、B两物体的线速度分别为v1、v2，角速度分别为ω1、ω2，向心加速度分别为a1、a2，转速分别为n1、n2，下列说法正确的是(　　) A. v1＞v2 B. ω1＞ω2 C. a1＜a2 D. n1＜n2 【答案】C 【解析】 【详解】AB、两物体都绕地轴做匀速圆周运动，B转动的半径大于A转动的半径．两点共轴转动，角速度相同．根据v＝rω，角速度相同，B的半径大，则B的线速度大．故A、B错误． C、因角速度相同，A的转动半径小于B的，则由a＝rω2可得，a1＜a2，故C正确； D、因角速度相同，故转速相同，故D错误． 故选C 3. 如图所示，质量为m的木块从半径为R的固定半球形的碗口以某一初速度下滑到碗的最低点的过程中，如果由于摩擦力的作用使得木块做匀速圆周运动，正确的是（　　） A. 木块的加速度为零 B. 木块的机械能守恒 C. 木块下滑过程中的加速度大小不变，方向时刻指向球心 D. 木块所受合力做功为mgR 【答案】C 【解析】 【详解】A．木块做匀速圆周运动，速度大小不变但方向时刻改变，存在向心加速度，加速度不为零，故A错误； B．木块下滑过程中，动能不变，重力势能减小，机械能减小，摩擦力做负功，机械能不守恒，故B错误； C．木块做匀速圆周运动，合外力提供向心力，加速度大小不变，方向时刻指向球心，故C正确； D．根据动能定理，合外力做功等于动能变化量，速度大小不变，动能变化量为零，合外力做功为零，故D错误。 故选C。 4. 如图所示，在以角速度匀速转动的水平圆盘上，放一质量的滑块，滑块离转轴的距离，滑块跟随圆盘一起做匀速圆周运动（二者未发生相对滑动）。则下列说法正确的是（　　） A. 滑块的线速度大小为 B. 滑块可能受4个力 C. 圆盘对滑块的作用力大小 D. 滑块一定受3个力 【答案】D 【解析】 【详解】A．滑块的线速度大小 故A错误； BCD．滑块受到重力、支持力、静摩擦力，其中静摩擦力提供向心力，则物体受3个力，则有 圆盘对滑块的作用力为支持力与摩擦力的合力大小为 故D正确，BC错误。 故选D。 5. 2009年5月，航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后，在A点从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ，B为轨道Ⅱ上的一点，如图所示。关于航天飞机的运动，下列说法中正确的有（　　） A. 在轨道Ⅱ上经过A的速度大于经过B的速度 B. 在轨道Ⅱ上经过A的动能大于在轨道Ⅰ上经过A的动能 C. 在轨道Ⅱ上运动的周期小于在轨道Ⅰ上运动的周期 D. 在轨道Ⅱ上经过A的加速度小于在轨道Ⅰ上经过A的加速度 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A．由开普勒第二定律可知，在轨道Ⅱ上经过A的速度小于经过B的速度，故A错误； B．由轨道Ⅱ到轨道Ⅰ时在做离心运动，故需要增大速度，所以在轨道Ⅱ上经过A的动能小于在轨道Ⅰ上经过A的动能，故B错误； C．由开普勒第三定律 可得在轨道Ⅱ上运动的周期小于在轨道Ⅰ上运动的周期，故C正确； D．由 可得 知在轨道Ⅱ上经过A的加速度等于在轨道Ⅰ上经过A的加速度，故D错误。 故选C。 6. 如图所示，一根跨越光滑定滑轮的轻绳，两端各连有一杂技演员(可视为质点)，甲站于地面，乙从图示的位置由静止开始向下摆动，运动过程中绳始终处于伸直状态，当演员乙摆至最低点时，甲刚好对地面无压力，则演员甲的质量与演员乙的质量之比为（　　） A. 1︰1 B. 3︰1 C. 4︰1 D. 2︰1 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】乙下落过程中机械能守恒，有 在最低点有 当甲刚好对地面无压力时，有 所以 故选D。 7. 如图所示，将质量为m的小球以速度v0由地面竖直向上抛出。小球落回地面时，其速度大小为。设小球在运动过程中所受空气阻力的大小不变，则正确的是 （　　） A. 物体一直做匀变速直线运动 B. 上升过程和下降过程中重力的平均功率大小相等 C. 上升的最大高度为 D. 克服空气阻力做功 【答案】D 【解析】 【详解】A．小球上升过程中受重力和向下的空气阻力，加速度大小为 下降过程中受重力和向上的空气阻力，加速度大小为， 加速度发生变化，不是一直做匀变速直线运动，故A错误； B．上升过程和下降过程位移大小相等，重力做功绝对值相等，但由于上升过程加速度大，时间短，根据可知重力的平均功率大小不相等，故B错误； C．对全过程应用动能定理有 解得克服阻力做功 对上升过程应用动能定理有 联立解得，故C错误； D．由动能定理，全过程重力做功为零，动能的减少量等于克服空气阻力做的功，即，故D正确。 故选D。 二、多项选择题（本题包括3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项正确，全部选对得5分，选对但不全得3分，选错或不答得0分） 8. 我国成功完成了“天舟四号”货运飞船与空间站的对接，形成的组合体在地球引力作用下绕地球做圆周运动，周期约为90分钟。下列说法正确的是（　　） A. 组合体的角速度大小比地球同步卫星的大 B. 组合体的速度大小略大于第一宇宙速度 C. 组合体中的货物处于完全失重状态 D. “天舟四号”货运飞船只需加速即可追上同一轨道上的空间站 【答案】AC 【解析】 【详解】A．组合体周期，地球同步卫星周期，因，由可知组合体角速度较大，故A正确； B．第一宇宙速度是卫星环绕地球的最大运行速度，组合体轨道半径大于地球半径，根据 解得 可知其速度小于第一宇宙速度，故B错误； C．组合体绕地球做圆周运动，万有引力完全提供向心力，内部货物对支持物无压力，处于完全失重状态，故C正确； D．"天舟四号"飞船加速后将做离心运动进入更高轨道，无法在同一轨道上追上空间站，故D错误。 故选AC。 9. 汽车发动机的额定功率为P=60kW，汽车的质量为m=5×103kg，汽车在水平路面上行驶时，阻力是车重的k=0.1倍。汽车在平直路面上从静止开始，先以a=0.5m/s2的加速度作匀加速后做变加速运动，经时间t=36s达到最大速度。取g=10m/s2。则（　　） A. 匀加速阶段汽车的功率保持不变 B. 汽车的最大速度为12m/s C. 汽车匀加速运动的时间为16s D. 汽车从开始运动到达到最大速度的过程发生的位移为216m 【答案】BC 【解析】 【详解】A．根据牛顿第二定律可知，匀加速阶段汽车的牵引力保持不变，根据可知，匀加速阶段汽车的功率变大，故A错误； B．汽车所受阻力为 当汽车的牵引力等于阻力，且功率达到额定功率时，汽车的速度最大，最大速度为，故B正确； C．根据牛顿第二定律可得 解得，匀加速阶段汽车的牵引力大小为 则匀加速阶段的末速度大小为 所以，汽车匀加速运动的时间为，故C正确； D．汽车匀加速阶段的位移大小为 设汽车达到额定功率后加速的位移大小为，根据动能定理可得 解得 汽车从开始运动到达到最大速度的过程发生的位移为，故D错误。 故选BC。 10. 如图，质量分别为m和2m的两个小球A和B，中间用长为L的轻杆相连，在距离A为L处的点O处有一固定水平转动轴，把杆置于水平位置后由静止释放，在B球顺时针摆动到最低位置的过程中（　　） A. A球的机械能守恒 B. A、B两球的线速度大小之比为1∶2 C. 轻杆对A球和B球都不做功 D. A球的最大速度为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．A球向上摆动，动能增加，重力势能增加，机械能增加，故A错误。 B．两球共轴转动，角速度相同，半径，，由 知，故B正确。 C．A球机械能增加，根据功能关系，轻杆对A球做正功，系统机械能守恒，则轻杆对B球做负功，故C错误。 D．系统机械能守恒，有 又 联立解得，故D正确。 故选BD。 三、填空与实验题（本题共2个小题，共16分。请将答案填写在题目中的横线上） 11. 向心力演示器如图（a）所示。 （1）实验时采用的方法是（　　） A. 控制变量法 B. 等效替代法 C. 微元法 （2）图（b）显示了左右两标尺上黑白相间的等分格之比为1:4，则左右两处小球所受向心力大小之比约为（　　） A. 1:2 B. 1:3 C. 1:4 （3）已知图（c）中左右变速塔轮半径之比R1:R2=2:1，则左右两侧变速塔轮上等半径的两点的向心加速度a1:a2=___________。 【答案】（1）A （2）C （3）1:4 【解析】 【小问1详解】 实验时要探究向心力和质量、角速度和转动半径的关系，则采用的方法是控制变量法，故选A； 【小问2详解】 图（b）显示了左右两标尺上黑白相间的等分格之比为1:4，等分格之比等于向心力之比，则左右两处小球所受向心力大小之比约为1:4，故选C。 【小问3详解】 已知图（c）中左右变速塔轮半径之比R1:R2=2:1，因两塔轮边缘的线速度相等，根据，则左右两侧变速塔轮的角速度之比为1:2，根据可知两塔轮上等半径的两点的向心加速度a1:a2=1:4。 12. 用如图甲所示的实验装置做“验证机械能守恒定律”的实验，让质量为m=0.1kg的重锤自由下落，在纸带上打出了一系列的点，如图乙所示，O点为刚释放重锤时打出的点，相邻两计数点的时间间隔为0.02s，g取10m/s2。求（结果保留两位有效数字）： （1）打点计时器打下记数点B时，重锤的速度vB=________； （2）从打点O到打下记数点B的过程中，重锤重力势能的减小量△Ep=________，动能的增加量△Ek=________；由此可得出的结论是：________。 （3）另一同学利用他自己实验时打出的纸带，测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h，算出了各计数点对应的速度v，以h为横轴，以为纵轴画出了如图的图线。图线的斜率数值上近似等于（填代号）_______。 A. 3.60 B. 9.80 C. 4.90 【答案】（1）0.97 （2） ①. 0.049 ②. 0.047 ③. 在实验允许的误差范围内，重物下落过程中机械能守恒 （3）B 【解析】 【小问1详解】 根据匀变速直线运动规律，某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，有 由图乙可知 且，代入数据解得 【小问2详解】 [1][2][3]重锤重力势能的减小量 动能的增加量 比较可知略大于，原因是存在阻力，但在误差允许范围内机械能守恒。 【小问3详解】 由机械能守恒定律 得 图线斜率 故选B。 四、论述与计算（本题共3小题，13小题8分，14小题15分，15小题18分，共41分。解答时应写出必要的文字说明、公式、方程式和重要的演算步骤，只写出结果的不得分，有数值计算的题，答案中必须写出明确的数值和单位） 13. 已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，天宫一号空间站绕地球做匀速圆周运动的周期为T。求： （1）天宫一号空间站距地面的高度h； （2）天宫一号的线速度v。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 天宫一号绕地球做匀速圆周运动，则 在地球表面 解得 【小问2详解】 线速度 联立上述表达式可得 14. 如图所示，质量为m=1kg的物体（可视为质点）从A点以的初速度沿粗糙水平面向左做直线运动，通过固定在竖直平面内、半径为R=0.4m圆轨道最低点B时，对轨道的压力等于9mg，并恰能到达最高点C点后水平飞出，最后又恰落到水平面上的A点。不计空气阻力，g=10m/s2。求： （1）物体经过C点的初速度vC； （2）BC段克服摩擦力做的功； （3）物体与水平面的动摩擦因数。 【答案】（1）2m/s，方向水平向右 （2）6J （3）0.5 【解析】 【小问1详解】 恰能过C，在C点，有 得 方向水平向右。 【小问2详解】 在B点，根据向心力方程，有 由动能定理 解得 【小问3详解】 离开C，物体做平抛运动， 解得 从A到B由动能定理 解得μ=0.5 15. 如图所示，一个与水平方向成θ=37°的传送带逆时针转动，线速度为v=10m/s，传送带A、B两轮间距离L=10.25m，一个质量m=1kg的可视为质点的物体轻放在A处，物体与传送带之间的动摩擦因数μ=0.5，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2，求： （1）物体在A处加速度a的大小； （2）物体在传送带上机械能的改变量ΔE； （3）物体与传送带因摩擦而产生的热量Q。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）物体在A处时传送带对物体有向下的摩擦力作用，由牛顿第二定律有 代入数据解得 （2）设物体经过时间t达到与传送带相对静止，发生的位移为x，则 联立代入数据解得 x=5m<L=10.25m 表明以后物体将继续下滑。设物体继续下滑的加速度为a′，则 解得 a′=2m/s2 由功能关系可得 联立代入数据解得 （3）设物体继续下滑至B所用时间为t′，则 设物体相对于传送带的位移为d，则 联立代入相关数据解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $