青海省西宁市大通县朔山中学2023-2024学年高一下学期第三次阶段检测物理试卷（含答案）

大通县朔山中学2023-2024学年度第二学期第三次阶段检测
高一物理
考试范围：必修第二册，选择性必修第一册第一章1、2节；考试时间：75分钟
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
第Ⅰ卷（选择题）
一、选择题（本题共10小题，共46分．在每小题给出的四个选项中，第1-7题中只有一项符合题目要求，每小题4分，第8-10题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
1．改变汽车的质量和速度，都可能使汽车的动能发生改变，在下列几种情况下，说法正确的有（ ）
A．质量不变，速度增大到原来的2倍，汽车的动能是原来的8倍。
B．速度不变，质量增大到原来的2倍，汽车的动能是原来的8倍。
C．质量减半，速度增大到原来的4倍，汽车的动能是原来的8倍。
D．速度减半，质量增大到原来的4倍，汽车的动能是原来的8倍。
2．运动员把质量为的足球踢出后（如图），某人观察它在空中的飞行情况，估计上升的最大高度是，在最高点的速度为。不考虑空气阻力，取。请你根据这个估计，计算运动员踢球时对足球做的功为（ ）
A． B． C． D．
3．质量为的石块从高处以角斜向上方抛出（如图），初速度的大小为。不计空气阻力，关于石块运动落说法正确的是（ ）
A．石块落地时的速度大小为
B．石块落地时的动能大小为
C．石块落地时速度的大小与石块初速度的仰角有关
D．石块落地时速度的大小与石块的质量有关
4．把质量是的小球放在竖立的弹簧上，并把小球往下按至的位置，如图甲所示。迅速松手后，弹簧把小球弹起，小球升至最高位置（图乙），途中经过位置时弹簧正好处于自由状态。已知的高度差为的高度差为，弹簧的质量和空气的阻力均可忽略，取，则下列说法正确的是（ ）
A．小球由位置至位置过程中弹簧的弹性势能全部转化为小球的重力势能
B．小球处于位置时，弹簧的弹性势能
C．小球由位置至位置过程中小球的机械能不守恒
D．在位置时小球的机械能为0
5．地球质量大约是月球质量的81倍，一个飞行器在地球与月球之间。当地球对它的引力和月球对它的引力大小相等时，该飞行器距地心的距离与距月心的距离之比为（ ）
A． B． C． D．
6．如图，一物体静止在水平地面上，受到与水平方向成角的恒定拉力作用时间后，物体仍保持静止。现有以下说法正确的有（ ）
A．物体所受拉力的冲量方向水平向右
B．物体所受拉力的冲量大小是
C．物体所受摩擦力的冲量大小为0
D．物体所受合力的冲量大小为0
7．两物体的质量之比，它们以相同的初速度在水平面上做匀减速直线运动，直到停止，其图像如图所示。此过程中，两物体受到的摩擦力做的功之比是多少？两物体受到的摩擦力之比是（ ）
A．加速度之比为 B．摩擦力之比为
C．质量之比为 D．克服摩擦阻力做的功之比为
8．如图所示，一质量为的小球，用长为的轻绳悬挂于点的正下方点。已知重力加速度大小为，以下说法正确的有（ ）
A．小球在水平拉力的作用下，从点缓慢地移动到点，水平拉力做功为0
B．小球在水平拉力的作用下，从点缓慢地移动到点，水平拉力做功为
C．小球在水平恒力的作用下，从点运动到点，小球在点的速度大小为0
D．小球在水平恒力的作用下，从点运动到点，小球在点的速度大小
9．2023年10月26日，神舟十七号载人飞船与空间站组合体成功实现自主快速交会对接后，神舟十七号航天员乘组从飞船返回舱进入空间站，后续与神舟十六号航天员乘组完成在轨轮换工作。已知中国空间站距离地面的高度为且绕地球做周期为的匀速圆周运动，地球半径为，引力常量为，不考虑地球自转，下列说法正确的是（ ）
A．空间站的线速度大小为
B．空间站的向心加速度大小为
C．地球的密度为
D．地球表面附近的重力加速度大小为
10．2021年5月15日“祝融号”火星车及其着陆组合体，成功降落在火星北半球的乌托邦平原南部。“天问一号”成为中国首颗人造火星卫星，“祝融号”成为中国首个火星巡视器。“天问一号”探测器从地球发射后，立即被太阳引力俘获，沿以太阳为焦点的椭圆地火转移轨道无动力到达火星附近，在火星附近被火星引力俘获后环绕地火转移轨道飞行。关于天问一号运行过程描述正确的是（ ）
A．“天问一号”的发射速度满足
B．“天问一号”的发射速度满足
C．“天问一号”到达火星附近需要加速才能被火星捕获
D．“天问一号”到达火星附近需要减速才能被火星捕获
第Ⅱ卷（非选择题）
二、实验题（每空2分，共16分）
11．小华利用如图所示装置做“验证机械能守恒定律”实验。
（1）除带夹子的重物、纸带、铁架台（含铁夹）、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的两种器材是______________；
A．交流电源 B．刻度尺 C．天平（含砝码）
（2）实验中，先接通电源，再释放重物，得到图所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点，测得它们到起始点的距离分别为。已知当地重力加速度为，打点计时器打点的周期为，重物的质量为，从打点打点的过程中，重物的重力势能减少量______________，动能增加量______________；
（3）大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，可能的原因是______________。
12．为了验证物体沿光滑斜面下滑的过程中机械能守恒，某学习小组用如图所示的气垫导轨装置（包括导轨、气源、光电门、滑块、遮光条、数字毫秒计）进行实验。此外可使用的实验器材还有：天平、游标卡尺、刻度尺。
（1）某同学设计了如下的实验步骤，其中不必要的步骤是______________；
A．在导轨上选择两个适当的位置安装光电门Ⅰ、Ⅱ，并连接数字毫秒计；
B．用天平测量滑块和遮光条的总质量；
C．用游标卡尺测量遮光条的宽度；
D．通过导轨上的标尺测出之间的距离；
E．调整好气垫导轨的倾斜状态；
F．将滑块从光电门Ⅰ左侧某处，由静止开始释放，从数字毫秒计读出滑块通过光电门Ⅰ、Ⅱ的时间；
G．用刻度尺分别测量点到水平桌面的高度；
H．改变气垫导轨倾斜程度，重复步骤（5）（6）（7），完成多次测量。
（2）用游标卡尺测量遮光条的宽度时，游标卡尺的示数如图所示，则______________；某次实验中，测得，则滑块通过光电门的瞬时速度______________（保留3位有效数字）；
（3）在误差允许范围内，若______________（用上述必要的实验步骤直接测量的物理量符号表示，已知重力加速度为），则认为滑块下滑过程中机械能守恒；
三、计算题（本题共3小题，共计38分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
13．（12分）如图，用的铁锤钉钉子，打击前铁锤的速度为。打击后铁锤的速度变为0，设打击时间为，（取10）
（1）不计铁锤所受的重力，铁锤钉钉子的平均作用力是多大？
（2）考虑铁锤所受的重力，铁锤钉钉子的平均作用力是多大？
14．（12分）如图所示，光滑水平面与竖直面内的粗 半圆形导轨在点相接，导轨半径为．一个质量为的物体将弹簧压缩至点后由静止释放，在弹力作用下物体获得某一向右速度后脱离弹簧，它经过点的速度为，之后沿半圆形导轨运动，到达点的速度为．重力加速度为．求：
（1）弹簧压缩至点时的弹性势能．
（2）物体沿半圆形导轨运动过程中阻力所做的功．
15．（14分）从地面以的速度竖直向上拋出一物体，不计空气阻力，重力加速度为，以地面为重力势能的零势能面。
（1）物体的重力势能为动能的一半时，求物体离地面的高度；
（2）物体的重力势能和动能相等时，求物体离地面的高度；
（3）物体的动能是重力势能的一半时，求物体离地面的高度；
参考答案：
1．选C
【详解】根据公式
A．当质量不变，速度增大到原来的2倍，动能变为原来的4倍；
B．当速度不变，质量增大到原来的2倍，动能变为原来的2倍；
C．当质量减半，速度增大到原来的4倍，动能增大到原来的8倍；
D．当速度减半，质量增大到原来的4倍，动能不变。
2．选C
【详解】运动员对足球做的功为，根据动能定理得
解得运动员踢球时对足球做的功为
3．选A
【详解】因为只有重力做功，机械能守恒。规定地面为零势能平面。根据机械能守恒定律得
解得
根据动能定理得
解得
（2）由上式得知石块落地时速度的大小只与石块拋出时的高度和初速度的大小有关，与其它量无关。
4．选B
【详解】（1）小球由位置至位置，弹簧对小球做正功，弹簧的弹性势能减少，转化为小球的机械能。
小球由位置至位置，只有重力做负功，小球的动能转化为重力势能，小球的机械能守恒。
（2）小球由，由系统的机械能守恒得
在位置时，小球的速度为0，动能是0。
5．选D
【详解】设月球质量为，地球质量就为，飞行器距地心距离为，飞行器距月心距离为，由于地球对它的引力和月球对它的引力相等，根据万有引力定律得
解得
6．选D
A．错误，物体所受拉力的冲量方向与相同；
B．错误，物体所受拉力的冲量大小是；
C．错误，物体所受摩擦力的冲量大小为；
D．正确，物体所受合力为零，所以物体所受合力的冲量大小为0
【详解】A．根据冲量
物体所受拉力的冲量方向与相同，A错误；
B．物体所受拉力的冲量大小是，B错误；
C．物体处于平衡状态，则有
则物体所受摩擦力的冲量大小为
C错误；
D．物体所受合力为零，所以物体所受合力的冲量大小为0，D正确。
7．选B
【详解】根据速度时间的图象可知
物体只受到摩擦力的作用，摩擦力作为合力产生加速度，由牛顿第二定律可知
所以摩擦力之比为
由动能定理，摩擦力的功
由于的初速度大小相同，，所以两物体克服摩擦阻力做的功之比
8．选BD
（1）；（2）
【详解】（1）小球缓慢运动，动能变化量为零，由动能定理得
解得
（2）小球从点运动到点，由动能定理得
由题知
解得
9．选AD
【详解】A．由题意可知，空间站的轨道半径
根据匀速圆周运动的规律可知空间站的线速度大小
故A正确；
B．空间站的向心加速度大小
故B错误；
C．万有引力提供向心力
解得地球的密度
故C错误；
D．由地球表面万有引力和重力的关系有
联立解得
故D正确。
故选AD。
10．选BC
【详解】AB．天问一号在地球附近脱离地球束缚，没脱离太阳束缚，因此发射速度介于第二宇宙速度和第三宇宙速度之间，故A错误B正确；
CD．到达火星附近，如果不做加速，天问一号将沿地火转移轨道继续绕太阳做椭圆运动，因此需要在火星附近加速才能被火星捕获，故D错误C正确。
故选BC。
11．AB 空气阻力或纸带与限位孔间的摩擦等
【详解】（1）[1]打点计时器使用交流电源，实验中需要测量点迹间的距离，从而得出瞬时速度和下降的高度，所以需要刻度尺。实验中验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，质量可以约去，不需要测量质量，则不需要天平故选AB；
（2）[2]从打点到打点的过程中，重物的重力势能变化量
[3]打点时，重物的速度为
由于初速度为零，此过程中，动能的增加量为
（3）[4]由于纸带在下落过程中，重锤和空气之间存在阻力，纸带和打点计时器之间存在摩擦力，所以减小的重力势能一部分转化为动能，还有一部分要克服空气阻力和摩擦力阻力做功，故重力势能的减少量大于动能的增加量。
12．BD 5.00 0.431
【详解】（1）[1]滑块沿光滑的斜面下滑过程机械能守恒，需要通过光电门测量通过滑块运动的速度
滑块下滑过程中机械能守恒，减少的重力势能转化为动能
整理化简得
所以测量滑块和遮光条得总质量不必要，②满足题目要求，测量A、之间的距离不必要，④满足题目要求。
故选②④。
（2）[2]游标卡尺的读数为
[3]滑块通过光电门的速度
（3）[4]根据（1）问可知
在误差允许的范围内，满足该等式可认滑块下滑过程中机械能守恒。
（4）[5]滑块在下滑过程中受到空气阻力作用，产生误差；遮光条宽度不够窄，测量速度不准确，产生误差。
13．（1）；（2）；
【详解】（1）对铁锤，不计铁锤的重量时只受到钉子的作用力，由动量定理得
代入数据解得
由牛顿第三定律可知，铁锤对钉子的作用力
（2）考虑铁锤的重力，对铁锤，由动量定理得
代入数据解得
由牛顿第三定律可知，铁锤对钉子的作用力
由此可知，当作用的时间比较小时，铁锤的重力可以忽略不计。
14．（1） （2）
【详解】（1）由能量守恒可知，弹簧的弹性势能转化为物体的动能，所以弹簧压缩至点时的弹性势能
（2）对物体，，由动能定理有
解得
15．（1）；（2）；（3）；（4）；（5）
【详解】
（1）上升物体的机械能守恒，物体机械能为
当物体的重力势能为动能的一半时，物体的重力势能为总能量的三分之一，由
得
（2）物体的重力势能和动能相等时，物体的重力势能为总能量的二分之一，由
物体离地面的高度
（3）物体的动能是重力势能的一半时，物体的重力势能为总能量的三分之二，由
物体离地面的高度