江西省宜春市两校2022-2023学年高一下学期期中考试物理试题（含答案）

宜春市两校2022-2023学年高一下学期期中考试
物理试卷
选择题(每题5分共60分,其中9.10,11,12四题为多选)
1．物理学家通过艰辛的实验和理论研究，探索出自然规律，为人类的进步做出巨大贡献，值得我们敬仰，下列说法中正确的是（　　）
A．牛顿得出了万有引力定律，并得出了万有引力常数
B．开普勒研究了导师第谷的行星观测数据，总结出了行星运动定律
C．牛顿力学能适用微观领域中的力学现象
D．由于相对论和量子论的提出,牛顿力学已经失去了它的应用价值
2．如图所示，一辆小车静止在光滑的水平导轨上，一小球用细绳悬挂在车上，由图中虚线位置无初速释放，则小球在下摆过程中，下列说法正确的是（　　）
A．绳子的拉力对小球不做功，小球机械能守恒
B．绳子的拉力对小球做正功，小球机械能增加
C．绳子的拉力对小球做负功，小球机械能减小
D．小球所受到的合力不做功，小球机械能不变
3．一质量为的物块沿倾角为的固定斜面以的加速度匀加速下滑5m的距离，在这一过程中（已知g取，，)（ ）
A．动能增加20J，机械能减少10J B．动能增加30J，机械能增加10J
C．动能增加20J，重力势能增加30J D．动能增加30J，重力势能减少30J
4．地球资源卫星“04星”绕地球做匀速圆周运动的周期为T，地球相对“04星”的引角为θ，引力常量为G，则地球的密度为（　　）
A． B． C． D．
5．如图所示，从某高度处，将质量为m的小球斜向上方抛出，初速度为，小球到达最高点时的速度为，最大高度为h，重力加速度为g。以地面为参考平面，不计空气阻力。下列正确的是（　　）
A．落地时，小球的动能为
B．抛出时，小球的机械能为mgh
C．抛出时，小球的重力势能为mgh
D．抛出时，人对小球做功为
6．如图所示，长为L细线的一端固定于O点，另一端系一可看作质点的质量为m的小球，在水平拉力F作用下小球以恒定的速率在竖直平面内由最低点A运动到B点，OB与竖直方向夹角为，在此过程中，下列说法正确的是（　　）
A．拉力F做功为
B．拉力F做功为
C．克服重力做功的瞬时功率逐渐减小
D．克服重力做功的瞬时功率先减小后增大
7．假设地球可视为质量均匀分布的球体，已知地球表面的重力加速度在两极的大小为g0，在赤道的大小为g；地球自转的周期为T，引力常数为G，则地球的密度为（　　）
A． B． C． D．
8．将一乒乓球竖直向上抛出，乒乓球在运动过程中，它的动能随时间变化的关系的图线如图所示。已知乒乓球运动过程中，受到的空气阻力与速率成正比，重力加速度为g。则乒乓球在整个运动过程中加速度的最大值为（　　）
A．5g B．4g C．3g D．2g
9．探月工程中，“嫦娥三号”探测器的发射过程可以简化如下：卫星由地面发射后，进入地月转移轨道，经过P点时变轨进入距离月球表面100公里的圆形轨道1，在轨道1上经过Q点时变轨进入椭圆轨道2，轨道2与月球表面相切于M点，月球车将在M点着陆月球。下列说法正确的是（　　）
A．“嫦娥三号”在轨道1上的速度比月球的第一宇宙速度小
B．“嫦娥三号”在地月转移轨道上经过P点的速度比在轨道1上经过P点时大
C．“嫦娥三号”在轨道1上的运动周期比在轨道2上的小
D．“嫦娥三号”在轨道1上经过Q点时的加速度小于在轨道2上经过Q点时的加速度
10．“碳中和”、“低碳化”、“绿色奥运”是北京冬奥会的几个标签。本次冬奥会运行超1000辆氢能源汽车，是全球最大的一次燃料电池汽车示范。某款质量为M的氢能源汽车（如图所示）在一次测试中，沿平直公路以恒定功率P从静止启动做直线运动，行驶路程x，恰好达到最大速度。已知该车所受阻力恒定。下列说法正确的是（　　）
A．车速从0增至的过程中，该车做变加速直线运动
B．启动过程中，牵引力对车做的功为
C．车速从0增至的加速时间为
D．车速为时，车的加速度大小为
11．如图所示，质量的物块（可视为质点），以速度大小水平向右滑上正在逆时针转动的水平传送带，传送带的长度，传送带的速度大小，物块与传送带间的动摩擦因数，重力加速度大小。关于物块在传送带上的运动，下列表述正确的是（　　）
A．物块滑离传送带时的动能为 B．物块滑离传送带时的动能为
C．传送带对物块做的功为 D．传送带对物块做的功为
12．如图1所示，质量为的物块B放在光滑水平面上，质量为的物块A叠放在物块B上，A与B间的动摩擦因数为0.5，开始时，两物块处于静止状态，时刻，给物块B施加一个水平向右的推力F，推力F随B的位移变化的规律如图2所示，时物块A与B恰好发生相对滑动，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为，不计空气阻力，则（　　）
A．时，推力大小为
B．时，物块A的速度大小为
C．从到的过程中，物块A受到的摩擦力做的功为0
D．从到的过程中，推力F做功大小为
二.实验填空题(每空3分共12分)
13．如图是用“落体法”验证机械能守恒定律的实验装置。（g取）
（1）下列做法正确的有______（填正确答案序号）；
A．必须要称出重物的质量
B． 图中两限位孔必须在同一竖直线上
C． 数据处理时，应选择纸带上距离较近的两点作为初、末位置
D． 可以用或者计算某点速度
（2）选出一条清晰的纸带如图乙所示，其中O点为打点计时器打下的第一个点，A、B、C为三个计数点，打点计时器通过频率为50Hz的交变电流。用刻度尺测得，，，重锤的质量为，（g取）。甲同学根据以上数据算出：当打点计时器打到B点时重锤的重力势能比开始下落时减少了______J；此时重锤的速度为______m/s；（结果均保留三位有效数字）
（3）某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，然后以h为横轴、以为纵轴作出了如图所示的图线，图线的斜率近似等于______。
A． 19.6 B． 9.8 C． 4.90
三.计算题(8+8+12分共28分)
14．已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，月球绕地球运动的周期为T，月球绕地球的运动近似看做匀速圆周运动，试求：
（1）月球绕地球运动的轨道半径。
（2）若已知月球的半径为，月球的质量为，万有引力常量为G，宇航员在地球上最多能举起质量为m的物体，他在月球表面最多能举起质量是多少的物体？
15．如图所示，水平轨道BC的左端与固定的光滑竖直圆轨道相切于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点由静止释放，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，已知光滑圆轨道的半径R=0.45 m，水平轨道BC长为0.4 m，其动摩擦因数μ=0.2，光滑斜面轨道上CD长为0.6 m，g取10 m/s2，求：
（1）滑块第一次经过B点时的速度大小vB；
（2）整个过程中弹簧具有最大的弹性势能Ep；
16．小明将如图所示的装置放在水平地面上，该装置由弧形轨道、竖直圆轨道、水平直轨道和倾角足够长斜轨道平滑连接而成。质量的小滑块从弧形轨道离地高处静止释放。已知，，斜轨道上有一点，，滑块与轨道和间的动摩擦因数均为，弧形轨道和圆轨道均光滑，忽略空气阻力，重力加速度取10m/s2，，。求：
（1）滑块运动到与圆心等高的点时对轨道的压力大小。
（2）以经过A点向点做直线运动为计时起点，经过点的时间。（）
（3）滑块最终会停在距点多远的位置，全过程中克服摩擦力做功为多少。
宜春市两校2022-2023学年高一下学期期中考试
物理参考答案
1. B
2. C【详解】由于小车位于光滑的水平导轨上，小球在下摆过程中，小车向左运动，即悬点也在移动，绳子拉力方向与小球位移的夹角大于90°，拉力对小球做负功。或者从系统考虑，因只有重力做功，机械能守恒，由于小车机械能增加，则小球机械能减小，故绳子的拉力对小球做负功。故选C。
3. A【详解】根据动能定理得即动能增加了20J。物块重力势能减少量为则机械能的减少量为故A正确，BCD错误。故选A。
4. B【详解】“04星”绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，有G＝mr设地球半径为R，则由题图知R＝rsin又联立解得故选B。
5. A【详解】B．小球到达最高点时的速度为，最大高度为h，根据机械能守恒可知抛出时小球的机械能为选项B错误；C．根据机械能守恒有解得抛出时，小球的重力势能为选项C错误；A．根据机械能守恒有解得落地时，小球的动能为选项A正确；D．根据动能定理可知抛出时，人对小球做功为选项D错误。故选A。
6.. A【详解】AB．小球以恒定的速率在竖直平面内由最低点A运动到B点，根据动能定理可知即拉力F做功为选项A正确，B错误；CD．克服重力做功的瞬时功率则随着θ角的增加，克服重力做功的瞬时功率逐渐增加，选项CD错误。故选A。
7. B【详解】试题分析：由万有引力定律可知：，在地球的赤道上：，地球的质量：，联立三式可得:，选项B正确；
8. A【详解】乒乓球上升时空气阻力向下，下落时空气阻力向上，则上升时加速度大于下落时加速度，由图知，乒乓球下落时逐渐变为受力平衡，有 则乒乓球刚出发时，速度最大，空气阻力最大，加速度最大，有联立解得故选A。
9. AB【详解】A．月球的第一宇宙速度是卫星贴近月球表面做匀速圆周运动的速度，“嫦娥三号”在轨道1上的半径大于月球半径，根据得线速度可知“嫦娥三号”在轨道1上的运动速度比月球的第一宇宙速度小，A正确；B．“嫦娥三号”在地月转移轨道上经过P点若要进入轨道1，需减速，所以在地月转移轨道上经过P点的速度比在轨道1上经过P点时大，B正确；C．根据开普勒第三定律得卫星在轨道2上运动轨道的半长轴比在轨道1上轨道半径小，所以卫星在轨道1上运动周期比在轨道2上大，C错误；D．“嫦娥三号”无论在哪个轨道上经过Q点时的加速度都为该点的万有引力加速度，因为都是Q点可知，万有引力在此产生的加速度相等，D错误。故选AB。
10. AC【详解】A．汽车以恒定功率P启动，根据可知，启动过程中，速度增大，则牵引力减小，根据牛顿第二定律有可知，加速度减小，则车做加速度减小的加速运动，A正确；B．根据题意，可知汽车受到的阻力为启动过程中，根据动能定理有牵引力对车做的功为B错误；C．根据题意，可知汽车受到的阻力为车速从0增至的过程中，根据动能定理有联立解得C正确；D．车速为时，汽车的牵引力为根据牛顿第二定律有解得D错误。故选AC。
11. BD【详解】AB．物块与传送带之间的摩擦力为，加速度大小物块减速到零时的位移没有到达B端，物块会向左加速运动，加速到与传送带相同速度时的位移则物块还要以的速度向左匀速运动脱离传送带，所以物块滑离传送带时的动能故A项错误、B项正确；CD．根据动能定理，传送带对物块做的功为C项错误、D项正确。故选BD。
12. BD【详解】A．由于时刻，物块A与B恰好发生相对滑动，两物块之间的摩擦力刚好达到最大静摩擦力，此时对两物块整体，根据牛顿第二定律有对物块A，根据牛顿第二定律有解得A错误；B．对AB整体x=5m时，由动能定理可得
解得v=5m/sB正确；C．从到的过程中，物块A受到的摩擦力做的功为
C错误；D．0~5m内，对两物块整体，根据动能定理有解得D正确。
故选BD。
13. B 1.88 1.92 B
【详解】（1）[1]A．验证机械能守恒定律的实验是重力势能减少的量等于动能增加的量，即
质量可以约掉，没有必要称出重物的质量，故A错误；B．图中两限位孔必须在同一竖直线上，是为了减小阻力，故B正确；C．数据处理时，应选择纸带上距离较远的两点作为初、末位置，距离越远，读数时误差越小，故C错误；D．求速度时利用平均速度等于中间时刻的速度的方法，不可用，故D错误。故选B。
（2）[2]打点计时器打到点时重锤的重力势能比开始下落时减少了
[3]相邻计数点的时间间隔为 此时重锤的速度为
（3）[4]由机械能守恒定律，可得 整理，可得
易知，图线的斜率近似等于重力加速度g。故选B。
14. （1）；（2）
【详解】（1）设地球表面有一质量为的物体，有
解得
月球绕行时，有
解得
（2）月球表面重力加速度为，有
则
又
则
15. （1）3 m/s；（2）1.4 J；
【详解】（1）对滑块，从A到B，由动能定理有
解得
vB=3 m/s
（2）滑块第一次到D点具有最大的弹性势能，从A到D，由动能定理可得
解得
所以
16. （1）18N；（2）1.3s或2.3s；（3）6.4m，5J
【详解】（1）机械能守恒定律
牛顿第二定律
联立以上两式解得
FN=18N
牛顿第三定律
F′N=FN=8N
（2）根据
从A到B过程
且
，
在斜面上
解得
，
所以经过C点的时间
或
（3）到达最高点，上滑距离
返回底端时的速度
解得
在AB上滑行距离
最终停在距点6.4m的位置。全过程中克服摩擦力做功为