长春市重点中学2022-2023学年高一下学期期中考试
（物理）学科试卷
一、单项选择题（共8小题，每小题4分）
1.在物理学不断发展进步的过程中，许多物理学家做出了重要的贡献，下列叙述符合史实的是
A. 第谷总结得出了行星运动的规律，牛顿发现了万有引力定律
B. 万有引力公式中引力常量G的值是牛顿测得的
C. 物理学家胡克认为引力的大小与行星和太阳间距离的平方成正比
D. 牛顿将行星与太阳、地球与月球、地球与地面物体之间的引力规律推广到宇宙中的一切物体，得出了万有引力定律
2.如图，B物体置于水平桌面上，A物体通过轻绳和轻质定滑轮与B物体相连。开始时，A，B两物体均静止，A物体距地面高H，轻绳恰好伸直。已知B物体的质量是A物体质量的二分之一，重力加速度为g，不计一切摩擦。物体A从静止开始下落至刚要落地时，物体A的速度大小为
A. B. C. D.
3.下列说法中正确的是
A. 物体速率不变时，其动量一定不变
B. 物体速度变化时，其动能可能不变
C. 人走路时，地面对人的静摩擦力对鞋底做正功
D. 力在某一过程对物体不做功，在这个过程中力对物体的冲量一定为零
4.一质量为m=0.2kg的物体，从20m高处以v0=10m/s的水平速度被抛出，忽略空气阻力，重力加速度g=10m/s2。下列说法正确的是
A. 1.5s末重力的瞬时功率为20W
B. 前2s内重力的平均功率为40W
C. 从物体开始运动到下落5m时，重力的冲量为
D. 下落20m时，物体的动量变化量为
5.如图，物体在拉力作用下竖直向上运动，以下情况中可能存在的是
A. 加速运动时，拉力做功1J，物体重力势能的增加量等于1J
B. 匀速运动时，拉力做功1J，物体重力势能的增加量大于1J
C. 减速运动时，重力做功-1J，物体和地球系统的机械能增加量等于1J
D. 加速运动时，重力做功-1J，物体和地球系统的机械能增加量大于1J
6.如图，物体置于粗糙水平面上，分别对物体施加水平拉力F1和与水平方向成 角的斜向上的拉力F2，两种情况物体以相同的加速度运动。当物体经过相同时间t时，关于两种情况拉力与合力的冲量说法正确的是
A. 两种情况拉力的冲量相同，合力的冲量也相同
B.F2的冲量方向水平向右，大小为F2cosθt
C.F1的冲量可能大于F2的冲量，两种情况合力的冲量相同
D.F1的冲量一定大于F2的冲量，第一种情况合力的冲量小于第二种情况合力的冲量
7.如图，水平弹簧右端固定在竖直墙壁上，左端固连在物块上，水平面光滑。开始时物块静止，弹簧处于原长。一颗子弹以水平速度 射入物块，并留在物块中。若子弹和物块作用时间极短，下列有关说法中正确的是
A. 子弹开始打物块到与物块共速，子弹、物块组成的系统动量守恒
B. 子弹开始打物块到弹簧压缩至最短，子弹、物块、弹簧组成的系统机械能守恒
C. 子弹开始打物块到弹簧压缩至最短，子弹、物块、弹簧组成的系统动量守恒
D. 子弹物块以相同速度压弹簧的过程中，物块、子弹、弹簧组成的系统动量守恒
8.如图，卫星b为地球极地圆轨道卫星，卫星a为同步卫星，两卫星轨道面互相垂直。图示时刻，卫星b在卫星a轨道上A点的正下方，卫星a处于轨道上图示位置B，劣弧AB为四分之一圆弧，a卫星转动方向如图所示。已知b的周期为3小时，地球自转周期为24小时，下列说法正确的是
A. 卫星a的加速度与卫星b的加速度之比为16：1
B. 卫星a的线速度与卫星b的线速度之比为2：1
C. 从图示时刻起再经过6小时，卫星a将出现在卫星b的正上方
D. 相等时间内a卫星与地心连线扫过的面积与b卫星与地心连线扫过的面积之比为2：1
二、多项选择题（共8小题，每小题4分）
9.如图，由A，B两颗星构成的孤立双中子星系统。已知A、B两中子星均做匀速圆周运动，其转动中心为O，且OA=4OB。关于此系统下列说法中正确的是
A. A，B两颗星的周期之比为1：1 B. A，B两颗星的周期之比为8：1
C. A，B两颗星的质量之比为1：1 D. A，B两颗星的质量之比为1：4
10.“天问一号”探测器在靠近火星时需要通过变轨过程逐渐靠近火星。已知引力常量为G，则下列说法正确的是
A. “天问一号”的发射速度大于地球的第二宇宙速度
B. “天问一号”在轨道Ⅰ上经P点的势能大于在轨道Ⅱ上的经过Q点的势能
C. “天问一号”在P点从轨道Ⅱ变轨到轨道Ⅰ，需要在P点朝速度反方向喷气
D. 若轨道Ⅰ贴近火星表面，已知“天问一号”在轨道Ⅰ上运动的角速度，可以知火星的密度
11.如图，水平面上质量为m的玩具车在发动机牵引力F的作用下开始加速运动，牵引力F的功率P保持恒定，运动过程中玩具车所受的阻力Ff大小不变，玩具车速度最终达到最大值 。图乙为玩具车速度的倒数 与加速度a的关系图像，根据图像所给信息可知以下说法正确的是
A.P＝30m B.vmax＝10 m/s C.P＝0.1Ff D. 图像的斜率为
12.如图，A，B两颗人造地球卫星绕地球做圆轨道环绕，图中时刻地心与A的连线OA和地心与B的连线OB互相垂直。若已知地球对A，B两颗星的张角为分别为、，且=，卫星B的周期为T。下列说法正确的是
A. A，B两颗星的轨道半径之比为1：4
B. 若两颗星均按图中顺时针方向转动，则至少经过T两星相距最远
C. 若两颗星均按图中逆时针方向转动，则再经过T两星相距最近
D. 若两颗星均按图中逆时针方向转动，则再经过2T两星相距最近
13.如图，足够长粗糙程度均匀的斜面固定于水平面上，一物体从斜面底端沿斜面向上冲，冲到最高处后折返回到斜面底端。已知斜面倾角37°，物体质量为2kg，物体在斜面底端的初动能为100J，回斜面底端时的动能为80J。规定物体在斜面底端时重力势能为零，重力加速度g=10m/s2，忽略空气阻力，A点为上冲最大距离的一半处。以下说法中正确的是
A. 物体与斜面间的动摩擦因数为 B. 上滑时动能和势能相等的位置在A点处
C. 下滑时动能和势能相等的位置在A点以下 D. 物体上滑时机械能损失10J
三、实验题（共1小题，每空2分）
14.在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器所用电源频率为50 Hz，当地重力加速度的值为9.80 m/s2，测得所用重物的质量为0.50 kg。某同学用图甲所示实验装置打出几条纸带，按实验要求选出一条纸带进行测量，测得连续三点A、B、C到第一个点O的距离如图乙所示，相邻计数点时间间隔为0.02 s。回答下列问题，所有计算结果均保留三位有效数字。
甲 乙
（1）纸带的_______端与重物相连。（填“左”或“右”）
（2）打点计时器打下计数点B时，重物的速度vB＝_______m/s。
（3）在从打下起点O到打下计数点B的过程中重物重力势能的减少量ΔEp减＝_______J，此过程中重物动能的增加量ΔEk增＝_______J。
（4）通过计算，数值上ΔEp减_______ΔEk增（填“＞”、“＝”或“＜”），这是因为________。
（5）实验的结论是_______________________________________________________________________________。
四、计算题（共3小题，15题、16题10分，17题14分）
15.如图，光滑四分之一圆弧轨道BC与粗糙水平面相切。质量m=1kg的物体，从水平面上的A点以初速度v0=4m/s向左运动，冲上圆弧轨道，恰能到达轨道最高点C，然后又沿光滑轨道下滑最终停止在水平面上。已知AB=4m，轨道半径R=0.4m，重力加速度g=10m/s2。求：
（1）物体与水平面间的动摩擦因数μ是多少？
（2）物体最终停下的位置与B点之间的距离是多少？
16.如图，两条长度均为l的轻绳，一端固定于O点，另一端分别连接一质量为m的小球A、B。现将小球A拉起一定高度，当左侧轻绳与竖直方向成θ角时释放小球A，小球A运动到最低点时恰好与小球B发生正碰，碰撞后两球结合在一起继续向上摆动。已知重力加速度为g，两球碰撞时间极短，两球均可视为质点。求：
（1）碰撞前瞬间小球A的速度大小vA；
（2）碰撞后小球A、B上升的最大高度h。
17.如图，水平轻质弹簧左端固定于竖直墙上，右端与质量m=2kg的小物块接触但不栓接，弹簧原长小于光滑平台OA的长度。在平台的右端有一传送带，AB长L=16m，物块与传送带间的动摩擦因数μ1=0.1。粗糙水平面BD的BC部分长s=2.5m，物块与粗糙水平面间的动摩擦因数μ2=0.2。C点处有一半径为R的光滑竖直圆轨道与水平面BC平滑连接。已知传送带以v=4m/s的速率顺时针转动，不考虑水平面与传送带连接处物块的机械能损失。开始时弹簧处于压缩状态，小物块固定，弹簧储存的弹性势能Ep=36J。放开物块，小物块通过圆轨道最高点时对轨道的压力恰好等于物块的重力，物块最终停在粗糙水平面上，重力加速度g=10m/s2。求
（1）物块运动到B点的动能Ek；
（2）竖直圆轨道的半径R；
（3）若传送带速度大小可调，要使物块不脱离轨道，传送带的速度大小满足的条件。高一下学期期中考试物理参考答案
1.D 2.C 3.B 4.C 5.D 6.C 7.A 8.D
9.AD 10.AD 11.AB 12.BD 13.ACD
14. x －x 解析：（1）纸带的左端与重物相连（2）v OC OAB＝ 2T ＝0.980 m/s（3）ΔEp＝mgxOB＝0.245J，
1
ΔEk＝2mvB
2＝0.240J；（4）ΔEp＞ΔEk，这是因为实验中存在着阻力做功，有机械能损失；（5）在实
验误差允许的范围内，重物的机械能守恒。
15. 答案：（1）0.1；（2）4m
解析：（1）物体从开始运动到轨道顶端整个运动过程中，只有重力和摩擦阻力做功，根据动能定理
得
1
mgR fL = 0 mv20 ① 2
物体在水平面上所受摩擦力为
f = mg ②
①②式联立解得
= 0.1
（2）物体从轨道上端到停止运动整个运动过程中，只有重力和摩擦阻力做功，根据动能定理
得
mgR umgx = 0 ③
x = 4m
16. 1答案：（1） vA = 2gL (1 cosθ )；（2） H = L (1 cosθ ) 4
解析：（1）小球 A 从开始运动到与小球 B 碰撞前整个运动过程中，只有重力做功，机
械能守恒，根据机械能守恒定律得
mgL (1 cosθ ) 1= mv2A ① 2
解得
vA = 2gL (1 cosθ ) ②
1
（2）小球 A 与小球 B 碰撞过程中水平方向动量守恒，根据动量守恒定律得
mvA = 2mv ③
小球 A、B 从碰撞后瞬间到上升到最大高度的整个运动过程中，只有重力做功，机械
能守恒，根据机械能守恒定律得
2mgH 1= (2m)v2 ④
2
②③④式联立解得
H 1= L (1 cosθ )
4
17. 答案：（1）16J；（2）0.1m；（3） v ≥ 15m/s或0 ≤ v ≤ 2 3m/s
解析：（1）物体被弹出，弹簧的弹性势能全部转化为动能，弹簧与物块组成的系统
机械能守恒，根据机械能守恒定律
E 1p = mv
2
0 ① 2
即 v0 = 6m/s
由 v < v0 可知，物块滑上传送带之后立即减速，从减速到与传送带共速的过程中
u1mg = ma ②
2ax = v20 v
2 ③
①②③式联立并代入数据可得
x =10m故物体减速至与传送带共速后与传送带相对静止，并最终以 4m/s 的速度滑下传送
带，因此运动到 B 点时物块的动能
E 1k = mv
2 =16J
2
（2）由物体通过轨道最高点时对轨道的压力恰好等于物块的重力可知，在轨道最
高点
2
v22mg = m 1 ④
R
从 B 点运动至轨道最高点的整个过程，根据动能定理
u2mgs mg2R
1
= mv21 Ek ⑤ 2
④⑤式联立可得
R = 0.1m
（3）a.当物块恰能通过最高点时，在轨道最高点
2
mg m v= 2 ⑥
R
v2 =1m/s
根据动能定理
u2mgs mg2R
1
= mv2 1 22 mv3 ⑦ 2 2
v3 = 15m/s
当物体从 v0 减速到 v3时
2ax 2 21 = v0 v3 ⑧
联立⑥⑦⑧式可得
x1 =10.5m故当物块能通过最高点时传送带速度需满足 v ≥ v3 = 15m/s
b.当物体恰能运动到与圆心等高处
根据动能定理
u2mgs mgR
1
= 0 mv24 ⑨ 2
v4 = 2 3m/s
当物体从 v0 减速到 v4时
3
2ax = v2 22 0 v4 ⑩
式⑨⑩联立可得
x2 =12m故当物块运动到与圆心等高处之下时传送带速度需满足0 ≤ v ≤ v4 = 2 3m/s
因此，物块不脱离轨道，传送带速度需要满足的条件为 v ≥ 15m/s或0 ≤ v ≤ 2 3m/s
4
