精品解析：新疆伊犁州新源县第二中学2024-2025学年高一下学期期中考试物理试卷

新疆新源县第二中学2024-2025学年高一下学期期中考试物理试卷 一、选择题：共12道小题，每题4分，共计48分。其中1-7题为单项选择题；8-12题为多项选择题，错选不得分，漏选得2分。 1. 2018年12月27日，北斗三号卫星导航系统已完成建设，开始提供全球服务及导航。系统中部分卫星运动轨道如图所示：a为低轨道极地卫星；b为地球静止卫星；c为倾斜轨道卫星，其轨道平面与赤道平面有一定的夹角，轨道半径与b卫星相同。下列说法正确的是（　　） A. 卫星a的线速度比卫星c的线速度小 B. 卫星b的线速度与卫星c的线速度相同 C. 卫星a的向心力一定比卫星b的向心力大 D. 卫星c的运行周期与地球自转周期相同 【答案】D 【解析】 【详解】AB．人造卫星在围绕地球做匀速圆周运动的过程中由万有引力提供向心力，根据万有引力定律和匀速圆周运动知识得 解得 由题意可知，卫星与卫星的轨道半径相等，卫星的轨道半径小于卫星c的轨道半径，故卫星的线速度大于卫星c的线速度；卫星的线速度和卫星的线速度大小相同，方向不同，故AB错误； C．根据万有引力提供向心力有 因为不知道卫星的质量，故无法判断卫星a和b的向心力大小，故C错误； D．根据开普勒第三定律 因为c与b轨道半径相同，则周期相同，又因为b为地球静止卫星，周期与地球自转周期相同，故卫星c的运行周期与地球自转周期相同，故D正确。 故选D。 2. 电动汽车由于其使用成本低、环保、零排放等优点受到广泛的欢迎。如图甲为某国产品牌的电动汽车，假设汽车在平直的公路上以某一初速度运动，运动过程中保持牵引力功率恒定，其加速度a和速度的倒数（1/v）图象如图所示．若已知汽车的质量M=1000kg，所受到的阻力f恒定，则（ ） A. 汽车的功率P=4kW B. 汽车行驶的最大速度vm=30m/s C. 汽车所受到的阻力f=4000N D. 当车速v=10m/s时，汽车的加速度a=2m/s2 【答案】D 【解析】 【详解】AC．对汽车进行受力分析，根据牛顿第二定律可得 当前牵引力功率一定时，由 可得 联立可得 结合图像对比可知斜率为，纵截距绝对值为，由图像可得 由于质量已知可以得出 故AC错误； B．最大速度时，由平衡条件可知 解得 故B错误； D．当车速v=10m/s时，代入关系式 解得 故D正确。 故选D。 3. 以下运动中，加速度变化的是（ ） A. 匀加速直线运动 B. 平抛运动 C. 匀速圆周运动 D. 斜抛运动 【答案】C 【解析】 【详解】A．匀加速直线运动的加速度保持不变，故A错误； BD．平抛运动和斜抛运动的加速度均为重力加速度，保持不变，故BD错误； C．匀速圆周运动的加速度大小不变，方向总是指向圆心，时刻发生变化，故C正确。 故选C。 4. 如图所示，“娃娃机”是指将商品陈列在一个透明的箱内，其上有一个可控制的抓取玩具的机器手臂的机器，使用者要凭自己的技术操控手臂，以取到自己想要的玩具。不计空气阻力，关于“娃娃机”，下列说法正确的是（　　） A. 玩具从机械爪处自由下落时，玩具的机械能守恒 B. 机械爪抓到玩具匀速水平移动时，玩具的动能增加 C. 机械爪抓到玩具匀速上升时，玩具的机械能守恒 D. 机械爪抓到玩具加速上升时，机械爪做的功等于玩具重力势能的变化量 【答案】A 【解析】 【详解】A．在没有空气阻力的情况下，玩具从机器手臂处自由落下时，重力势能转化为动能，没有能量的损失，即玩具的机械能守恒，故A正确； B．机器手臂抓到玩具水平匀速运动时，玩具的质量和速度均不变，则动能不变，故B错误； C．机器手臂抓到玩具匀速上升时，动能不变，重力势能增大，所以玩具的机械能变大，故C错误； D．机器手臂抓玩具加速上升时，动能和重力势能均变大，所以手臂做的功等于玩具重力势能与动能的增大量之和，故D错误。 故选A。 5. 如图所示，在圆的圆心O点固定一个带正电荷的点电荷，同时在空间中施加一与方向平行、大小为匀强电场，A点的合电场强度刚好为零，其中也是圆的一条直径，，则下列说法中正确的是（　　） A. B、D两点的电场强度相同 B. F点的电场强度的大小为 C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】由题可知，点电荷在圆周上各点产生的电场强度大小为E0，方向沿半径方向向外。 A．根据矢量叠加，可知B、D两点的电场强度大小相等，但方向不同，A错误； B．F点的电场是由点电荷产生的电场与匀强电场矢量叠加，如图所示 根据余弦定理可知 B正确； C．取一正的试探电荷从E点移动到C点，位于O点的场源点电荷不做功，而匀强电场做正功，因此电势能减小，电势降低，即 C错误； D．取一正的试探电荷从A点移动到F点，位于O点的场源点电荷不做功，而匀强电场做正功，因此电势能减小，电势降低，即 D错误。 故选B。 6. 我国首个大型巡天空间望远镜（CSST）将于2024年发射升空，它将与我国空间站共轨并独立飞行，已知巡天空间望远镜预定轨道离地面高度约为400km，地球静止卫星离地面高度约为36000km，下列说法正确的是（　　） A. 巡天空间望远镜加速就可以与空间站对接 B. 巡天空间望远镜运行的线速度大于7.9km/s C. 巡天空间望远镜在轨道上运行的周期比静止卫星的周期大 D. 巡天空间望远镜的加速度大于放在赤道上物体的向心加速度 【答案】D 【解析】 【详解】A．天空间望远镜与空间站共轨独立飞行，若巡天空间望远镜加速，巡天空间望将做离心运动，变轨到更高的轨道，不可能与空间站对接，故A错误； B．根据 可得 地球第一宇宙速度7.9km/s是卫星绕地球做匀速圆周运动的最大线速度，等于地球表面轨道卫星的线速度，则巡天空间望远镜运行的线速度小于7.9km/s，故B错误； C．由万有引力提供向心力可得 可得 可知巡天空间望远镜在轨道上运行的周期比静止卫星的周期小，故C错误； D．由万有引力提供向心力可得 可得 可知巡天空间望远镜的加速度大于静止卫星的加速度，由 可知静止卫星的加速度大于放在赤道上物体的向心加速度，则巡天空间望远镜的加速度大于放在赤道上物体的向心加速度，故D正确。 故选D。 7. “北斗”卫星导航定位系统由地球静止轨道卫星（静止卫星）、中轨道卫星和倾斜静止卫星组成。地球静止轨道卫星和中轨道卫星都在圆轨道上运行，它们距地面的高度分别约为地球半径的6倍和3.4倍。下列说法正确的是（　　） A. 静止轨道卫星的周期约为中轨道卫星的2倍 B. 静止轨道卫星的线速度大小约为中轨道卫星的2倍 C. 静止轨道卫星的角速度大小约为中轨道卫星的 D. 静止轨道卫星的向心加速度大小约为中轨道卫星的 【答案】A 【解析】 【详解】由万有引力提供向心力可知 整理可得周期 线速度 角速度 向心加速度 设地球的半径为R，由题意知静止轨道卫星的运行半径是 中轨道卫星的运行半径是 由比例关系可得静止轨道卫星的周期约为中轨道卫星的 静止轨道卫星的线速度大小约为中轨道卫星的 静止轨道卫星的角速度大小约为中轨道卫星的 静止轨道卫星的向心加速度大小约为中轨道卫星的 故选A。 8. 真空中Ox坐标轴上的某点有一个点电荷Q，坐标轴上A、B两点的坐标分别为0.2m和0.7m。在A点放一个带正电的试探电荷，在B点放一个带负电的试探电荷，A、B两点的试探电荷受到电场力的方向都跟x轴正方向相同，电场力的大小F跟试探电荷电量q的关系分别如图中直线a、b所示。下列说法中正确的是（　　） A. 点电荷Q是负电荷 B. 点电荷Q的位置坐标为0.3m C. B点的电场强度的大小为0.25N/C D. A点的电场强度的方向沿x轴负方向 【答案】AB 【解析】 【详解】C．由图可知，B点的电场强度大小为 故C错误； D．在A点放一个带正电的试探电荷，根据题意可知试探电荷受到电场力的方向跟x轴正方向相同，所以A点的电场强度的方向沿x轴正方向，故D错误； A．放在A、B两点的试探电荷受到的电场力方向都跟x轴的正方向相同，而正电荷所受电场力与电场强度方向相同，负电荷所受电场力与电场强度方向相反，若点电荷在A的左侧或在B的右侧，正负电荷所受电场力方向不可能相同，所以点电荷Q应位于A、B两点之间，根据正负电荷所受电场力的方向，知该点电荷Q带负电，故A正确； B．由图可知，A点的电场强度大小为 设点电荷Q的坐标为x，则有 ， 则有 解得 故B正确。 故选AB。 9. “天舟一号”货运飞船于2017年4月20日在文昌航天发射中心成功发射升空。与“天宫二号”空间实验室对接前，“天舟一号”在距地面约380 km的圆轨道上飞行，则其（　　） A. 角速度小于地球自转角速度 B. 线速度小于第一宇宙速度 C. 周期小于地球自转周期 D. 向心加速度大于地面的重力加速度 【答案】BC 【解析】 【详解】A．万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律有 解得 地球静止卫星和地球自转的周期相同，角速度相同，地球静止卫星的轨道半径大于“天舟一号”的轨道半径，则“天舟一号”角速度大于地球自转角速度，故A错误； B．第一宇宙速度是卫星绕地球做匀速圆周运动最大的运行速度，可知“天舟一号”线速度小于第一宇宙速度，故B正确； C．根据周期和角速度关系式 可知“天舟一号”周期小于地球自转周期，故C正确； D．根据牛顿第二定律有 ， 可知“天舟一号”向心加速度小于地面的重力加速度，故D错误。 故选BC。 10. 宇宙中两颗相距很近的恒星常常组成一个双星系统，它们以相互间的万有引力彼此提供向心力，而使它们绕着某一共同的圆心做匀速圆周运动，若已知它们的运转周期为T，这两恒星到某一共同圆心的距离分别为和。则关于这两颗恒星的说法正确的是（　　） A. 这两颗恒星的质量之比等于m1 ：m2 = R1 ：R2 B. 这两颗恒星的质量之和为 C. 其中必有一颗恒星的质量为 D. 这两颗恒星匀速圆周运动的线速度大小之比为 v1 ：v2 = R2 ：R1 【答案】BC 【解析】 【详解】A．由 得 m1 ：m2 = R2 ：R1 A错误； B．由A选项得 ， 又 得 B正确； C．由AB选项得 C正确； D．这两颗恒星匀速圆周运动的线速度大小之比为 D错误。 故选BC。 11. 如图所示，质量均为M的A、B两滑块放在粗糙水平地面上，两轻杆等长，杆与滑块、杆与杆间均用光滑铰链连接，在两杆铰合处悬挂一质量为m的重物C，整个装置处于静止状态，设杆与水平地面间的夹角为θ。下列说法正确的是（ ） A. 当m一定时，θ越大，每根轻杆对滑块的弹力越大 B. 当M、m一定时，每个滑块对地面的压力大小为 C. 当m和θ一定时，每个滑块与地面间的摩擦力大小为 D. 若最大静摩擦力可视为等于滑动摩擦力，则不管θ取何值，只要不断增大m，滑块一定会滑动 【答案】BC 【解析】 【详解】A．以重物C的悬挂点O 点进行受力分析，如下图所示 可知轻杠对滑块的压力即为物块C的重力沿轻杠的分力 则越大，越小，故A错误； B．对、、整体受力分析，总重力为，地面对两滑块的总支持力等于总重力，由对称性可知每个滑块受到的支持力 根据牛顿第三定律，滑块对地面的压力等于支持力，大小为，故B正确； C．对滑块受力分析，如图所示 因整个系统静止平衡，所以每个滑块所受摩擦力与的分力相等，即，故C正确； D．以滑块A为例分析，因为压力为 则滑动摩擦力 所以滑动摩擦力随的增大而增大，水平方向推力 只有当时滑块一定不滑动，解不等式得 所以满足该不等式时，滑块不会滑动，故D错误。 故选BC。 12. 如图所示，光滑弧面顶端固定一弹簧，一固定在P点的物块将弹簧压缩，弧面下端与沿逆时针方向匀速转动的传送带相切于N点，物块质量为m，传送带速率为v，传送带与物块间的动摩擦因数为。由静止释放物块，设物块下滑至N点时的速度大小为，传送带足够长，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. 物块从P点运动到N点的过程中机械能守恒 B. 若，则物块能再次回到P点 C. 若，则物块在传送带上先后两次经过N点的过程中，传送带克服摩擦力做功 D. 若，则物块第二次经过N点时传送带上的划痕长度为 【答案】CD 【解析】 【详解】A．由于弹簧压缩，则静止释放物块，物块从P点运动到N点的过程中，弹簧对物块做了正功，则物块的机械能增加，故A错误； B．若，由于传送带足够长，物块开始向右做匀减速直线运动至0，后向左做匀加速直线运动至v，再以速度v做匀速直线运动至N点，此时物块的动能小于从P滑至N点的动能，即小于物块开始在P点的重力势能与弹簧的弹性势能之和，可知，物块不一定能再次回到P点，故B错误； C．若，结合上述可知，物块在传送带上先向右做匀减速直线运动，后向左做匀加速直线运动，加速度相等，即物块做双向匀变速直线运动，根据速度公式有 解得 此过程，传送带的位移 则传送带克服摩擦力做功 故C正确； D．若，结合上述可知，物块在传送带上先向右做匀减速直线运动，后向左做匀加速直线运动，加速度相等，即物块做双向匀变速直线运动，根据速度公式有 解得 物块从第一次经过N点到第二次经过N点，物块的总位移为0，则物块传送带上的划痕长度为 故D正确。 故选CD。 二、实验题：共14分。 13. 用如图1所示装置探究平抛运动的特点。 （1）若已经得到平抛运动竖直方向分运动的规律，设法确定“相等的时间间隔”，再看相等的时间内水平分运动的位移，进而确定水平分运动的规律。则实验中在轨迹曲线上选取的若干个“相等时间间隔”的点，相邻之间的竖直距离_____________（填“相等”或“不相等”）。 （2）下列器材问题和操作方式不会对实验探究有影响的是（　　） A. 斜槽轨道不光滑 B. 斜槽末端不水平 C. 小球在释放时有初速度v0 D. 小球每次自由释放的位置不同 （3）图2是某同学在做平抛运动实验时得出小球的运动轨迹，图中a、b、c三点分别表示小球运动过程经过的三个位置，空气阻力不计，则小球做平抛运动的初速度大小为_______________m/s。（结果保留2位有效数字） 【答案】（1）不相等 （2）A （3）2.0m/s 【解析】 【小问1详解】 由于水平方向分运动为匀速直线运动，竖直方向为自由落体运动，则实验中在轨迹曲线上选取的若干个“相等时间间隔”的点，相邻之间的水平位移相等，竖直距离不相等。 【小问2详解】 实验中需要保证小钢球平抛的初速相同，所以斜槽末端水平，且应从斜槽同一位置由静止释放，斜槽轨道不需要光滑，即斜槽轨道不光滑对实验没有影响，但斜槽末端不水平、小球在释放时有初速度v0、小球每次自由释放的位置不同均对实验有影响。 故选A。 【小问3详解】 水平方向有 竖直方向有 联立可得 14. 某实验小组为验证机械能守恒定律，设计了如图甲所示的实验装置。重力加速度为g，实验时，该同学进行了如下操作： ①用天平测出两物块A、B的质量分别为m和2m； ②将打点计时器固定在铁架台上，物块A、B用轻绳按图甲所示连接，跨放在轻质滑轮上，一个同学用手托住物块B。纸带一端通过限位孔后与物块A固定。接通电源后释放物块B使其由静止开始匀加速下落； ③选取点迹清晰的纸带如图乙所示，相邻两点之间的距离用x1、x2、x3、x4表示，相邻两点之间的时间为T。 （1）在释放B之前，A应该___________打点计时器（选填“靠近”或“远离”）。 （2）在纸带上打下D点时，A的速度为___________。 （3）要验证系统在D点到F点之间是否机械能守恒，应满足的关系式为：___________。 （4）通过分析可知，系统动能的增加量___________系统重力势能的减少量（选填“小于”、“等于”、“大于”）；造成这一现象的原因是什么？___________（填写一条即可） 【答案】（1）靠近 （2） （3） （4） ①. 小于 ②. 阻力做负功 【解析】 【小问1详解】 为了让纸带上能获得更多数据点，从而减小实验误差，所以在释放B之前，A应该靠近打点计时器。 【小问2详解】 在纸带上打下D点时，A的速度为 【小问3详解】 要验证系统在D点到F点之间是否机械能守恒，应满足的关系式为，， 联立可得 【小问4详解】 [1][2]通过分析可知，系统动能的增加量小于系统重力势能的减少量；造成这一现象的原因是阻力做负功。 三、计算题：共38分。写出详细的解题过程，只写结果不得分。 15. 如图所示，半径R=1m的光滑圆环形滑杆MNP竖直固定放置，左侧端点M和圆心O1的连线与竖直方向夹角的余弦值cosθ=0.15，右侧端点Р和圆心O1、O2在同一水平线上，P点的切线沿竖直方向。现有一质量m1=0.2kg的小橡胶环A以=1.2m/s的初速度水平抛出，恰好沿滑杆左侧端点M的切线套入滑杆，在滑杆的最高点静止着质量m2=0.2kg的小橡胶环B。在右侧端点Р的正下方h=4.15m处，有一质量m3=0.1kg、长度L=3m的长直木杆C竖直静止在水平面上，但跟水平面并不黏合。已知小橡胶环B与长直木杆C之间的滑动摩擦力大小f=2N，最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力，小橡胶环A、B均可视为质点，两小橡胶环之间和小橡胶环与水平面间的碰撞都是弹性碰撞；小橡胶环B套入长直木杆C后，长直木杆C不倾倒，且每次与水平面碰撞瞬间都会立即停下而不反弹、不倾倒。不计空气阻力，取g=10m/s2。 （1）小橡胶环A到达滑杆最低点Q时所受弹力大小； （2）小橡胶环B在长直木杆C上上滑的最大距离； （3）长直木杆C跟水平面第一次碰撞瞬间损失的机械能； （4）小橡胶环B在长直木杆C上运动的总路程。 【答案】（1）；（2）；（3）；（4） 【解析】 【详解】（1）小橡胶环A恰好沿滑杆左侧端点M的切线套入滑杆，设小橡胶环A在M点时的速度为，则 解得 小橡胶环A从M点到Q点，根据动能定理 解得 小橡胶环A在Q点时，支持力和重力的合力提供向心力 解得 （2）设小橡胶环A从Q点运动到最高点与小橡胶环B碰撞前的速度为，根据动能定理 设小橡胶环A和小橡胶环B碰后的速度分别为和，根据动量守恒和动能守恒 小橡胶环B，从碰撞后到与长直木杆接触前瞬间，设接触前速度为，根据动能定理 解得 小橡胶环B沿长直木杆下滑时，长直木杆静止不动，根据受力分析 可得小橡胶环B在长直木杆C上受力平衡做匀速直线运动，小橡胶环B做匀速直线运动；小橡胶环B沿长直木杆上滑时，小橡胶环B做匀减速直线运动，长直木杆C做匀加速直线运动，设共速时速度大小为，对小橡胶环B有 对长直木杆有 此时小橡胶环B上滑的距离最大 （3）小橡胶环B与长直木杆C共速后一起做竖直上抛，直到长直木杆跟水平面第一次碰撞前，则有 解得长直木杆跟水平面第一次碰撞瞬间前的速度大小为 长直木杆跟水平面第一次碰撞瞬间损失的机械能为 （4）长直木杆跟水平面第一次碰撞后，小橡胶环先沿长直木杆做匀速下滑，小橡胶环跟水平面碰撞后小橡胶环沿长直木杆上滑时，小橡胶环做匀减速直线运动，长直木杆做匀加速直线运动，第二次共速后又一起做竖直上抛，直到长直木杆跟水平面第二次碰撞，则有 联立可得长直木杆跟水平面第二次将要碰撞时的速度大小为 所以可得长直木杆跟水平面第n次将要碰撞时的速度大小表达式为 小橡胶环沿长直木杆第一次下滑的路程为，小橡胶环跟水平面碰撞后小橡胶环沿长直木杆，在长直木杆上第一次上滑的路程为 长直木杆跟水平面第一次碰撞后，小橡胶环先沿长直木杆在长直木杆上做匀速下滑的路程为，小橡胶环跟水平面碰撞后小橡胶环沿长直木杆上滑时，在长直木杆上第二次上滑的路程为 长直木杆跟水平面第一次碰撞后，小橡胶环先沿长直木杆在长直木杆上做匀速下滑的路程为，以此类推小橡胶环在长直木杆上运动的总路程 16. 如图所示，间距为0.5m的足够长的平行绝缘导轨CD、EF水平放置，将一根长也为0.5m，质量为0.1kg的金属棒ab放在导轨上。金属棒中通有大小为0.5A，方向由a端流向b端的恒定电流。整个装置处于一方向与导轨平面成37°斜向上的匀强磁场中。金属棒ab与导轨间的动摩擦因数为0.5，运动中金属棒始终与导轨保持良好接触，忽略空气阻力及金属棒中电流对原磁场的影响，重力加速度大小g取，，求： （1）当磁感应强度的大小为0.5T时，导体棒ab静止，此时导体棒所受的摩擦力； （2）若磁场的大小可改变，则金属棒刚要离开导轨时匀强磁场的磁感应强度大小。 【答案】（1），方向水平向右；（2） 【解析】 【详解】（1）根据题意，对导体棒受力分析，水平方向 又有 ， 解得 方向水平向右。 （2）根据题意可知，导体棒刚离开导轨时弹力为0，竖直方向 又有 解得 17. 如图所示，光滑水平平台AB右端与顺时针转动的水平传送带BC平滑无缝连接，BC长度L=2m。在平台AB上静止着a、b、c三个小滑块，a、b滑块间有一被压缩的轻弹簧（滑块与轻弹簧不拴接）。释放弹簧，弹簧与滑块a、b分离后a的速度v0=4m/s（此时a未滑上传送带，b未与c碰撞），a从传送带右端离开后，落在水平地面上的D点，b与c碰撞后结合在一起。已知a、b，c的质量分别为ma=0.5kg、mb=0.2kg、mc=0.2kg，a与传送带间的动摩擦因数μ=0.5，C点距地面高h=0.8m，滑块均可视为质点，g取10m/s2。 （1）求轻弹簧的最大弹性势能Ep； （2）求b、c碰撞过程中损失的机械能； （3）若传送带的速度可在2m/s<v<8m/s间调节；求a落点D与C点间水平距离x的大小（结果可以含有v）； （4）若a脱离弹簧后，将弹簧撤去，并立即在a的左侧固定一竖直挡板，同时传送带调整为以4m/s的速度逆时针方向转动（此时a还没有滑上传送带），后续a每次与挡板相碰，均以碰前速度的一半反弹，求a在传动带上相对传送带运动的总路程s。 【答案】（1）；（2）；（3）当2m/s<v<6m/s时，当6m/s≤v <8m/s时；（4）12.8m 【解析】 【详解】（1）设弹开后b速度大小为vb，由动量守恒定律得 解得 根据能量守恒有 解得 （2）b与c发生完全非弹性碰撞，设碰后二者共同速度为vc，由动量守恒定律有 解得 由能量守恒，碰撞过程损失机械能为 解得 （3）滑块a离开C点做平抛运动，在竖直方向上有 解得落地时间 当滑块a在水平传动带上滑动时，设其加速度大小为a，由牛顿第二定律可得 解得 若传送带速度v<4m/s，a在传送带上减速，设减速至2m/s通过位移为x，则有 解得 即a离开传送带时的速度和传送带速度相等，若传送带速度v>4m/s，a在传送带上一直加速，设最终获得的末速度为v1，则有 解得 v1=6m/s 综上可知，传送带速度2m/s<v<6m/s时，a离开传送带时的速度和传送带速度相等，则有 当传送带速度6m/s≤v <8m/s时，a离开传送带时的速度大小恒为6m/s，则有 （4）a以速度，第一次滑上传送带，向右做匀减速，减速到零，对地位移 x=1.6m<2m 即滑块a将从传送带左边滑离，速度大小等于滑上时的速度，滑块a在传动带上的加速度大小设为a，设向右减速到零的时间为，则有 设第n次滑块a从滑上传送带到从左边滑离传送带，a相对传送带的路程大小设，则有 解得 即有 ，， 则a在传动带上相对传送带运动的总路程s为 解得 s=12.8m 18. 三个可视为质点的小球A、B、C用两根长为L的轻杆通过铰链相连，竖立在足够大的水平地面上，A、B、C的质量分别为m、m、。因受微小的扰动，A球下降，B球向左，C球向右滑动，若三个小球只在同一竖直面内运动，不计一切摩擦，重力加速度为g，在A球从开始下降到落地前的过程中，求： （1）A球落地前瞬间的速度大小及方向； （2）A球的水平位移的大小； （3）过程中A球机械能最小时，离地多高。 【答案】（1），方向竖直向下；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）令A落地瞬间，水平分速度为，根据运动的关联速度规律，可知，B、C的水平速度也为，对A、B、C构成的系统，水平方向动量守恒，则有 解得 对A、B、C构成的系统，根据机械能守恒定律有 解得 方向竖直向下。 （2）A球下落过程，令A向右的水平分速度为，B向左的速度为，C向右的速度为，根据运动速度得关联规律可知 水平方向，系统动量守恒，则有 解得 ， 对B、C分析有 对A进行分析有 结合上述解得 （3）令A的竖直分速度为，当杆与水平方向夹角为时，根据运动速度的关联规律有 结合上述解得 根据机械能守恒定律有 解得 令，对其求导数 当该导数等于0时，解得 此时取最大值，B、C的机械能最大，A的机械能最小，此时A离地的高度为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 新疆新源县第二中学2024-2025学年高一下学期期中考试物理试卷 一、选择题：共12道小题，每题4分，共计48分。其中1-7题为单项选择题；8-12题为多项选择题，错选不得分，漏选得2分。 1. 2018年12月27日，北斗三号卫星导航系统已完成建设，开始提供全球服务及导航。系统中部分卫星运动轨道如图所示：a为低轨道极地卫星；b为地球静止卫星；c为倾斜轨道卫星，其轨道平面与赤道平面有一定的夹角，轨道半径与b卫星相同。下列说法正确的是（　　） A. 卫星a的线速度比卫星c的线速度小 B. 卫星b的线速度与卫星c的线速度相同 C. 卫星a的向心力一定比卫星b的向心力大 D. 卫星c的运行周期与地球自转周期相同 2. 电动汽车由于其使用成本低、环保、零排放等优点受到广泛的欢迎。如图甲为某国产品牌的电动汽车，假设汽车在平直的公路上以某一初速度运动，运动过程中保持牵引力功率恒定，其加速度a和速度的倒数（1/v）图象如图所示．若已知汽车的质量M=1000kg，所受到的阻力f恒定，则（ ） A. 汽车的功率P=4kW B. 汽车行驶的最大速度vm=30m/s C. 汽车所受到的阻力f=4000N D. 当车速v=10m/s时，汽车的加速度a=2m/s2 3. 以下运动中，加速度变化的是（ ） A. 匀加速直线运动 B. 平抛运动 C. 匀速圆周运动 D. 斜抛运动 4. 如图所示，“娃娃机”是指将商品陈列在一个透明的箱内，其上有一个可控制的抓取玩具的机器手臂的机器，使用者要凭自己的技术操控手臂，以取到自己想要的玩具。不计空气阻力，关于“娃娃机”，下列说法正确的是（　　） A. 玩具从机械爪处自由下落时，玩具的机械能守恒 B. 机械爪抓到玩具匀速水平移动时，玩具的动能增加 C. 机械爪抓到玩具匀速上升时，玩具的机械能守恒 D. 机械爪抓到玩具加速上升时，机械爪做的功等于玩具重力势能的变化量 5. 如图所示，在圆的圆心O点固定一个带正电荷的点电荷，同时在空间中施加一与方向平行、大小为匀强电场，A点的合电场强度刚好为零，其中也是圆的一条直径，，则下列说法中正确的是（　　） A. B、D两点的电场强度相同 B. F点的电场强度的大小为 C. D. 6. 我国首个大型巡天空间望远镜（CSST）将于2024年发射升空，它将与我国空间站共轨并独立飞行，已知巡天空间望远镜预定轨道离地面高度约为400km，地球静止卫星离地面高度约为36000km，下列说法正确的是（　　） A. 巡天空间望远镜加速就可以与空间站对接 B. 巡天空间望远镜运行的线速度大于7.9km/s C. 巡天空间望远镜在轨道上运行的周期比静止卫星的周期大 D. 巡天空间望远镜的加速度大于放在赤道上物体的向心加速度 7. “北斗”卫星导航定位系统由地球静止轨道卫星（静止卫星）、中轨道卫星和倾斜静止卫星组成。地球静止轨道卫星和中轨道卫星都在圆轨道上运行，它们距地面的高度分别约为地球半径的6倍和3.4倍。下列说法正确的是（　　） A. 静止轨道卫星的周期约为中轨道卫星的2倍 B. 静止轨道卫星的线速度大小约为中轨道卫星的2倍 C. 静止轨道卫星的角速度大小约为中轨道卫星的 D. 静止轨道卫星的向心加速度大小约为中轨道卫星的 8. 真空中Ox坐标轴上的某点有一个点电荷Q，坐标轴上A、B两点的坐标分别为0.2m和0.7m。在A点放一个带正电的试探电荷，在B点放一个带负电的试探电荷，A、B两点的试探电荷受到电场力的方向都跟x轴正方向相同，电场力的大小F跟试探电荷电量q的关系分别如图中直线a、b所示。下列说法中正确的是（　　） A. 点电荷Q是负电荷 B. 点电荷Q的位置坐标为0.3m C. B点的电场强度的大小为0.25N/C D. A点的电场强度的方向沿x轴负方向 9. “天舟一号”货运飞船于2017年4月20日在文昌航天发射中心成功发射升空。与“天宫二号”空间实验室对接前，“天舟一号”在距地面约380 km的圆轨道上飞行，则其（　　） A. 角速度小于地球自转角速度 B. 线速度小于第一宇宙速度 C. 周期小于地球自转周期 D. 向心加速度大于地面的重力加速度 10. 宇宙中两颗相距很近的恒星常常组成一个双星系统，它们以相互间的万有引力彼此提供向心力，而使它们绕着某一共同的圆心做匀速圆周运动，若已知它们的运转周期为T，这两恒星到某一共同圆心的距离分别为和。则关于这两颗恒星的说法正确的是（　　） A. 这两颗恒星的质量之比等于m1 ：m2 = R1 ：R2 B. 这两颗恒星的质量之和为 C. 其中必有一颗恒星的质量为 D. 这两颗恒星匀速圆周运动的线速度大小之比为 v1 ：v2 = R2 ：R1 11. 如图所示，质量均为M的A、B两滑块放在粗糙水平地面上，两轻杆等长，杆与滑块、杆与杆间均用光滑铰链连接，在两杆铰合处悬挂一质量为m的重物C，整个装置处于静止状态，设杆与水平地面间的夹角为θ。下列说法正确的是（ ） A. 当m一定时，θ越大，每根轻杆对滑块的弹力越大 B. 当M、m一定时，每个滑块对地面的压力大小为 C. 当m和θ一定时，每个滑块与地面间的摩擦力大小为 D. 若最大静摩擦力可视为等于滑动摩擦力，则不管θ取何值，只要不断增大m，滑块一定会滑动 12. 如图所示，光滑弧面顶端固定一弹簧，一固定在P点的物块将弹簧压缩，弧面下端与沿逆时针方向匀速转动的传送带相切于N点，物块质量为m，传送带速率为v，传送带与物块间的动摩擦因数为。由静止释放物块，设物块下滑至N点时的速度大小为，传送带足够长，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. 物块从P点运动到N点的过程中机械能守恒 B. 若，则物块能再次回到P点 C. 若，则物块在传送带上先后两次经过N点的过程中，传送带克服摩擦力做功 D. 若，则物块第二次经过N点时传送带上的划痕长度为 二、实验题：共14分。 13. 用如图1所示装置探究平抛运动的特点。 （1）若已经得到平抛运动竖直方向分运动的规律，设法确定“相等的时间间隔”，再看相等的时间内水平分运动的位移，进而确定水平分运动的规律。则实验中在轨迹曲线上选取的若干个“相等时间间隔”的点，相邻之间的竖直距离_____________（填“相等”或“不相等”）。 （2）下列器材问题和操作方式不会对实验探究有影响的是（　　） A. 斜槽轨道不光滑 B. 斜槽末端不水平 C. 小球在释放时有初速度v0 D. 小球每次自由释放的位置不同 （3）图2是某同学在做平抛运动实验时得出小球的运动轨迹，图中a、b、c三点分别表示小球运动过程经过的三个位置，空气阻力不计，则小球做平抛运动的初速度大小为_______________m/s。（结果保留2位有效数字） 14. 某实验小组为验证机械能守恒定律，设计了如图甲所示的实验装置。重力加速度为g，实验时，该同学进行了如下操作： ①用天平测出两物块A、B的质量分别为m和2m； ②将打点计时器固定在铁架台上，物块A、B用轻绳按图甲所示连接，跨放在轻质滑轮上，一个同学用手托住物块B。纸带一端通过限位孔后与物块A固定。接通电源后释放物块B使其由静止开始匀加速下落； ③选取点迹清晰的纸带如图乙所示，相邻两点之间的距离用x1、x2、x3、x4表示，相邻两点之间的时间为T。 （1）在释放B之前，A应该___________打点计时器（选填“靠近”或“远离”）。 （2）在纸带上打下D点时，A的速度为___________。 （3）要验证系统在D点到F点之间是否机械能守恒，应满足的关系式为：___________。 （4）通过分析可知，系统动能的增加量___________系统重力势能的减少量（选填“小于”、“等于”、“大于”）；造成这一现象的原因是什么？___________（填写一条即可） 三、计算题：共38分。写出详细的解题过程，只写结果不得分。 15. 如图所示，半径R=1m的光滑圆环形滑杆MNP竖直固定放置，左侧端点M和圆心O1的连线与竖直方向夹角的余弦值cosθ=0.15，右侧端点Р和圆心O1、O2在同一水平线上，P点的切线沿竖直方向。现有一质量m1=0.2kg的小橡胶环A以=1.2m/s的初速度水平抛出，恰好沿滑杆左侧端点M的切线套入滑杆，在滑杆的最高点静止着质量m2=0.2kg的小橡胶环B。在右侧端点Р的正下方h=4.15m处，有一质量m3=0.1kg、长度L=3m的长直木杆C竖直静止在水平面上，但跟水平面并不黏合。已知小橡胶环B与长直木杆C之间的滑动摩擦力大小f=2N，最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力，小橡胶环A、B均可视为质点，两小橡胶环之间和小橡胶环与水平面间的碰撞都是弹性碰撞；小橡胶环B套入长直木杆C后，长直木杆C不倾倒，且每次与水平面碰撞瞬间都会立即停下而不反弹、不倾倒。不计空气阻力，取g=10m/s2。 （1）小橡胶环A到达滑杆最低点Q时所受弹力大小； （2）小橡胶环B在长直木杆C上上滑的最大距离； （3）长直木杆C跟水平面第一次碰撞瞬间损失的机械能； （4）小橡胶环B在长直木杆C上运动的总路程。 16. 如图所示，间距为0.5m的足够长的平行绝缘导轨CD、EF水平放置，将一根长也为0.5m，质量为0.1kg的金属棒ab放在导轨上。金属棒中通有大小为0.5A，方向由a端流向b端的恒定电流。整个装置处于一方向与导轨平面成37°斜向上的匀强磁场中。金属棒ab与导轨间的动摩擦因数为0.5，运动中金属棒始终与导轨保持良好接触，忽略空气阻力及金属棒中电流对原磁场的影响，重力加速度大小g取，，求： （1）当磁感应强度的大小为0.5T时，导体棒ab静止，此时导体棒所受的摩擦力； （2）若磁场的大小可改变，则金属棒刚要离开导轨时匀强磁场的磁感应强度大小。 17. 如图所示，光滑水平平台AB右端与顺时针转动的水平传送带BC平滑无缝连接，BC长度L=2m。在平台AB上静止着a、b、c三个小滑块，a、b滑块间有一被压缩的轻弹簧（滑块与轻弹簧不拴接）。释放弹簧，弹簧与滑块a、b分离后a的速度v0=4m/s（此时a未滑上传送带，b未与c碰撞），a从传送带右端离开后，落在水平地面上的D点，b与c碰撞后结合在一起。已知a、b，c的质量分别为ma=0.5kg、mb=0.2kg、mc=0.2kg，a与传送带间的动摩擦因数μ=0.5，C点距地面高h=0.8m，滑块均可视为质点，g取10m/s2。 （1）求轻弹簧的最大弹性势能Ep； （2）求b、c碰撞过程中损失的机械能； （3）若传送带的速度可在2m/s<v<8m/s间调节；求a落点D与C点间水平距离x的大小（结果可以含有v）； （4）若a脱离弹簧后，将弹簧撤去，并立即在a的左侧固定一竖直挡板，同时传送带调整为以4m/s的速度逆时针方向转动（此时a还没有滑上传送带），后续a每次与挡板相碰，均以碰前速度的一半反弹，求a在传动带上相对传送带运动的总路程s。 18. 三个可视为质点的小球A、B、C用两根长为L的轻杆通过铰链相连，竖立在足够大的水平地面上，A、B、C的质量分别为m、m、。因受微小的扰动，A球下降，B球向左，C球向右滑动，若三个小球只在同一竖直面内运动，不计一切摩擦，重力加速度为g，在A球从开始下降到落地前的过程中，求： （1）A球落地前瞬间的速度大小及方向； （2）A球的水平位移的大小； （3）过程中A球机械能最小时，离地多高。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $