甘肃省庆阳市华池县第一中学2023-2024学年高一下学期期中考试物理试卷（含答案）

甘肃省华池县第一中学2023—2024学年度第二学期期中考试
高一物理
注意事项：
1．本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。
2．考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。
3．本试卷命题范围：必修第二册。
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．
1．下列说法正确的是
A．卡文迪什通过扭秤实验测出了引力常量
B．伽利略发现了万有引力定律，并测得了引力常量
C．根据表达式可知，当r趋近于零时，万有引力趋近于无穷大
D．两物体间的万有引力总是大小相等，方向相反，是一对平衡力
2．如图甲所示，民航客机都有紧急出口，发生意外打开紧急出口，狭长的气囊会自动充气，生成一条连接出口与地面的斜面，人员可以较快地沿斜面滑行到地面（可等效为图乙），斜面固定不动，不计空气阻力．若人员沿斜面加速下滑，则人在下滑过程中
A．重力对人做正功 B．支持力对人做负功
C．合力对人不做功 D．摩擦力对人做正功
3．如图所示，在德州市的某十字路口，设置有右转弯专用车道．现有一辆汽车正在水平右转弯车道上行驶，其运动可视作圆周运动，行驶过程中车辆未发生打滑．司机和副驾驶座上的乘客始终与汽车保持相对静止．当汽车在水平的右转弯车道上减速行驶时，下列说法正确的是
A．司机和乘客具有相同的线速度
B．汽车所受的合力一定指向圆心
C．汽车对乘客的作用力一定小于汽车对司机的作用力
D．汽车对乘客的作用力大于乘客所受的重力
4．已知地球同步卫星距地面的高度约为地球半径的6倍，月球绕地球一圈的时间约为27天．如图，某时刻地球、月球和同步卫星的中心在一条直线，此时月球到同步卫星的距离与地球半径之比约为
A．28 B．48 C．56 D．63
5．如图甲为一种儿熊玩具——不倒翁，其纵截面如图乙，底部是半球形，球心为O，顶点为P．“翁”静止时直立，用手推一下上部，“翁”倾斜，放手后来回摆动若干次后重新直立静止．下列判断正确的是
A．“翁”的重心位于O点
B．“翁”的重心位于O点上方
C．摆动中“翁”从直立变倾斜过程，重力势能增加
D．摆动中“翁”从直立变倾斜过程，重力势能减少
6．如图所示，木块A、B并排且固定在水平桌面上，A的长度是L，B的长度是2L．一颗子弹沿水平方向以速度射入A，以速度穿出B．子弹可视为质点，其运动视为匀变速直线运动．则子弹穿出A时的速度为
A． B． C． D．
7．如一质量为1kg的物体在水平拉力的作用下，由静止开始在水平地面上沿x轴运动，出发点为x轴零点，拉力做的功W与物体坐标x的关系如图所示，物体与水平地面间的动摩擦因数为0.2，重力加速度大小取．下列说法正确的是
A．在x=1m时，拉力的功率为6W
B．在x=4m时，物体的动能为3J
C．从x=2m之后，物体将做匀减速直线运动
D．从x=0到x=2m过程中，物体克服摩擦力做的功为4J
二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．
8．如图所示为一种齿轮传动装置，忽略齿轮啮合部分的厚度，甲、乙两个轮子的半径之比为1：3，则在传动的过程中
A．甲、乙两轮的角速度之比为3：1
B．甲、乙两轮的周期之比为3：1
C．甲、乙两轮边缘处的线速度之比为3：1
D．甲、乙两轮边缘上的点相等时间内转过的弧长之比为1：1
9．如图所示为中国无人机“翼龙”飞行时的照片．无人机巡航时水平分速度为40m/s，竖直分速度为0．无人机接收到动作指令后立即在竖直方向上做匀加速直线运动，在水平方向上仍以40m/s的速度做匀速直线运动．以无人机接收到动作指令为计时起点，当无人机运动的水平位移为160m时，其竖直位移也为160m，关于这一过程，下列说法正确的是
A．无人机的运动轨迹为直线 B．无人机的运动轨迹为曲线
C．无人机运动的时间为4s D．无人机的加速度大小为
10．如图所示，一条不可伸长的轻质细绳绕过光滑的定滑轮，一端连接轻质弹簧，另一端连接质量M=2kg的物块Q，弹簧下端与放置在地面上的质量m=0.5kg的重物P相连，物块Q放置在倾角θ=37°的足够长的粗糙斜面上，它与斜面间的动摩擦因数μ=0.5，连接物块Q的轻绳与斜面平行．已知弹簧的劲度系数为k=5N/m，重力加速度取，sin37°=0.6，cos37°=0.．现将细绳刚好拉直，然后由静止释放物块Q，直至重物P刚要离开地面，针对上述过程，下列说法正确的是
A．物块Q重力势能的减少量为12J B．物块Q损失的机械能为8J
C．物块Q的动能先增大后减小 D．物块Q的机械能先增大后减小
三、非选择题：本题共5小题，共57分．
11．（6分）在某次探究平抛运动的实验中，描出小球平抛运动的轨迹如图所示，A、B、C是运动轨迹上的三个点，以A点为坐标原点建立坐标系，已知小球从B到C的运动时间为0.1s，回答以下问题：
（1）由轨迹图来判断，A点______平抛运动的起点（填“是”或“不是”）；由图可计算得出平抛运动的初速度为=______m/s（保留两位有效数字）；
（2）小球在B点的速度大小为=______m/s（保留两位有效数字），当地的重力加速度g=______（保留三位有效数字）．
12．（10分）某同学利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律，频闪仪每隔0.05s闪光一次，如图所标数据为实际距离，该同学通过计算得到不同时刻的速度如表．（当地重力加速度取，小球质量m=0.4kg，结果均保留3位有效数字）
时刻
速度（m/s） 4.99 4.48 3.98
（1）由频闪照片上的数据计算时刻小球的速度=______m/s．
（2）从到时间内，重力势能增量=______J，动能减少量=______J．
（3）在误差允许的范围内，若与近似相等，即可验证了机械能守恒定律．由上述计算得______（填“>”“<”或“=”），造成这种结果的主要原因是______．
13．（12分）木星的卫星之一叫“艾奥”，它上面的珞珈火山喷出的岩块初速度为时，上升高度可达h，已知“艾奥”的半径为R，忽略“艾奥”的自转及岩块运动过程中受到稀薄气体的阻力，引力常量为G，求：
（1）“艾奥”的质量；
（2）“艾奥”的第一宇宙速度．
14．（13分）我解放军在台海周边6个区域组织了航母编队威慑演练．如图甲，我国山东舰航母上的舰载机采用滑跃式起飞，甲板是由水平甲板和上翘甲板两部分组成，假设上翘甲板BC是与水平甲板AB平滑连接的一段斜面，模型简化图如图乙所示，BC长为L，BC与AB间夹角为α．若舰载机从A点处由静止开始以加速度a做初速度为零的匀加速直线运动，经时间t达到B点，进入BC保持恒定功率加速，在C点刚好达到起飞速度v．已知舰载机的总质量为m（忽略滑行过程中的质量变化），舰载机在甲板上运动时受到甲板的摩擦力和空气阻力之和看作恒力，大小为其重力的k倍（在BC甲板上时，摩擦力和空气阻力和也为恒力，大小为其重力的k倍，方向与甲板平行），重力加速度为g．求：
（1）舰载机的最小额定功率；
（2）舰载机在BC段运行的最长时间．
15．（16分）如图，半径R=1m的光滑圆弧轨道ABC与足够长的粗糙轨道CD在C处平滑连接，O为圆弧轨道ABC的圆心，B点为圆弧轨道的最低点，半径OA、OC与OB的夹角分别为53°和37°．在高h=0.8m的光滑水平平台上，一质量m=2kg的小物块压缩弹簧后被锁扣K锁住，储存了一定量的弹性势能，若打开锁扣K，小物块将以一定的水平速度向右滑下平台，做平抛运动恰从A点沿切线方向进入圆弧轨道，物块进入圆弧轨道后立即在A处放一个弹性挡板（碰撞过程机械能不损失）．已知物体与轨道CD间的动摩擦因数μ=0.5，重力加速度g取，sin37°=0.6，cos37°=0.8．求：
（1）弹簧存储的弹性势能；
（2）物体经过B点时，对圆弧轨道压力的大小；
（3）物体在轨道CD上运动的路程s．
甘肃省华池县第一中学2023—2024学年度第二学期期中考试·高一物理参考答案、提示及评分细则
1．A 2．A 3．D 4．C 5．C 6．C 7．D 8．AD 9．BCD 10．AC
11．（1）不是 1.0（每空1分）（2）2.2 10.0（每空2分）
12．（1）3.48（2分） （2）2.49 2.56（每空2分） （3）<（2分） 小球上升过程要克服空气阻力做功（2分）
13．解：（1）岩块做竖直上抛运动，根据速度一位移公式可得：
解得
忽略“艾奥”的自转，星球表面物体受到的万有引力提供重力，则
解得：（6分）
（2）行星的第一宇宙速度等于卫星在该行星表面轨道做匀速圆周运动时的线速度，某卫星在“艾奥”表面绕其做圆周运动时，根据牛顿第二定律可得：
解得：（6分）
14．解：（1）舰载机运动到B点且达到额定功率时，对应功率最小，设为，从A点到B点，根据运动学公式有
由牛顿第二定律有：
在B点处有：
联立解得：（6分）
（2）舰载机在BC段运行的最长时间设为，根据动能定理有：
解得：（7分）
15．解：（1）小物块离开平台后做平抛运动，将其A点速度沿水平和竖直方向分解，如图所示．
由平抛运动规律知竖直分速度
解得：
由几何关系可得物块的初速度：
由机械能守恒定律可得弹簧储存的弹性势能为（5分）
（2）对从水平面运动到B点的过程，由动能定理得：
经过B点时，由向心力公式可得：
代入数据解得
由牛顿第三定律知，对轨道的压力大小为，方向竖直向下（5分）
（3）取最低点B所在的水平面为零势能面，物块从B运动到C过程由机械能守恒定律得：
解得：
物体沿轨道CD向上做匀减速运动，速度减为零后，由于，物体继续下滑至圆轨道上A点，碰后以原速返回后经过C点后继续上滑，如此反复，直到物体无法滑上C点，此过程由能量守恒定律可得：
代入数据可解得．（6分）