江苏省常州市金坛第一中学2023-2024学年高一下学期期中适应性考试物理试题（含解析）

2024年春学期金坛一中高一年级物理学科期中适应性考试
第I卷（选择题）
一、单选题
1．以下说法正确的是（　　）
A．卡文迪许测量出万有引力常量，并提出万有引力定律
B．牛顿证明了地面上苹果受到的重力和地球对月亮的吸引力是同一种力
C．开普勒提出日心说，并指出行星绕太阳转动其轨道为椭圆
D．洲际导弹的速度有时可达到，此速度在相对论中属于高速，导弹的质量会明显增大
2．如图所示，小明在体验蹦极运动时，把一端固定的长弹性绳绑在踝关节处，从高处由静止落下。将小明的蹦极过程近似为在竖直方向的运动，在运动过程中，把小明视作质点，不计空气阻力。下列判断中正确的是（　　）
A．下落到弹性绳刚好被拉直时，小明的下落速度最大
B．从开始到下落速度最大，小明动能的增加量小于其重力势能的减少量
C．从开始到下落至最低点的过程，小明的机械能守恒
D．从开始到下落至最低点，小明重力势能的减少量大于弹性绳弹性势能的增加量
3．如图所示，水平路面上有一辆汽车以加速度a向前加速行驶，车厢中有一个质量为m的人正用恒力F向前推车厢，人始终相对于车静止，在车行驶距离L的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．人对车做的功为 B．人对车做的功为
C．人对车做的功为 D．人对车做的功为
4．一物体在沿斜面向上的恒力F作用下从光滑斜面的底端由静止开始向上运动，在某一高度撤去F，物体继续沿斜面向上运动（斜面足够长，以地面为零势能面），则在物
体整个向上运动的过程中，下列关于物体动能Ek、重力势能Ep随时间t变化，速度大小v、机械能E随位移x变化的图象中，正确的是（　　）
A． B．
C． D．
5．如图所示，一运动员从相同高度的A、B两位置先后抛出同一篮球，都直接落入篮筐，落入篮筐时的速度方向相同，忽略空气阻力，下列说法正确的是（　　）
A．篮球从A、B两位置抛出时的A的动能大于B的动能
B．篮球从A位置抛出时的水平分速度比从B位置抛出时的水平分速度小
C．两次篮球从被抛出到落入篮筐，A克服重力做的功更多
D．篮球从A位置抛出后的速度变化比从B位置抛出后的速度变化快
6．如图所示，质量为的物体静止在水平光滑的平台上，系在物体上的水平轻绳跨过光滑的定滑轮，由地面上的人以速度水平向右匀速拉动，设人从地面上平台的边缘开始向右行至绳与水平方向的夹角处，在此过程中人的拉力对物体所做的功为（　　）
A． B． C． D．
7．中国的“天问一号”探测器于2021年5月15日成功在火星软着陆，“祝融号”火星车开始开展巡视探测等工作。我国成为世界上第一个首次探测火星就实现“绕、落、巡”三项任务的国家。已知火星的直径约为地球的50%，质量约为地球的 10%，请通过估算判断以下说法正确的是（　　）
A．火星的第一宇宙速度约为3.5km/s
B．“祝融号”火星车在火星表面所受重力大于在地球表面所受重力
C．探测器在火星表面附近的环绕速度大于7.9km/s
D．火星表面的重力加速度约为地球表面重力加速度的2.5倍
8．2023年11月23日《中国日报》消息，11月23日18时00分04秒，我国在西昌卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭及远征三号上面级成功将互联网技术试验卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务取得圆满成功。如果互联网技术试验卫星的轨道半径为r，周期为T，地球的半径为R，引力常量为G，则（ ）
A．地球的质量为 B．地球的质量为
C．地球的密度为 D．地球的密度为
9．冬奥会上有一种女子单板滑雪U形池项目，如图所示为U形池模型，其中a、c为U形池两侧边缘，在同一水平面，b为U形池最低点。运动员从a点上h居高的O点自由下落由左侧切线进入池中，从右侧切线飞出后上升至最高位置d点（相对c点高度为）。不计空气阻力，下列判断正确的是（　　）
A．第一次从a到b与从b到c的过程中机械能损失相同
B．从d返回经c到b一定能越过a点再上升一定高度
C．从d返回可以恰好到达a
D．从a到d的过程中机械能可能守恒
10．如图甲所示，向飞机上装货时，通常用到可移动式皮带输送机。如图乙所示，皮带输送机倾角为，以1m/s顺时针匀速转动，现将货物在输送带下端A点无初速度释放后从A点运动B点，已知货物均可视为质点，质量为m=10kg，A、B两端点间的距离为s=9.8m，货物与输送带间的动摩擦因数为，重力加速度取10m/s2。则货物从低端到顶端要消耗的能量为（　　）
A．510J B．490J C．375J D．260J
11．如图所示，A、B两物体通过劲度系数为k的轻质弹簧相连，A放在水平地面上，B、C两物体通过轻质细线绕过轻质定滑轮相连，用手拿住C，使细线刚刚拉直但无拉力作用，并保证弹簧、细线ab段和cd段均竖直。已知A、B的质量均为m，重力加速度，细线与滑轮之间的摩擦不计，开始时整个系统处于静止状态，释放C后，C竖直向下运动，当A刚要离开地面时，B获得最大速度，此时C未落地，下列说法正确的（　　）
A．物体C的质量
B．物体A刚离开地面时，物体C的加速度为g
C．物体B的最大速度
D．从释放物体C到物体B获得最大速度的过程中，绳子拉力对物体C所做的功为
第II卷（非选择题）
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二、解答题
12．某同学用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。用细线连接质量、的两物体，跨过光滑轻质小滑轮，在下端拖着的纸带通过打点计时器，让从高处由静止开始下落。实验中打出的一条纸带如图乙所示，是打下的第一个点，是计数点，相邻的两计数点间还有一个点未画出，已知打点计时器频率为，当地重力加速度取。（计算结果均保留两位小数）
（1）从点到点的过程中，系统动能的增加量 J，系统重力势能的减少量 J。
（2）从点到点的过程中，系统重力势能的减少量大于系统动能的增加量的可能原因是： ；
（3）若测量出到各点的距离记为并计算出各点的瞬时速度，做出图像如图丙所示，测得图线的斜率为，则 。
13．“登月工程”一直是我国航天事业的重要目标，也是一代代航天人的梦想。我国自主研制的“玉兔号”月球车与月球表面的第一次接触实现了中国人“奔月”的伟大梦想。假设玉兔号”月球车在月球表面做了一个实验，将物体以速度v0竖直上抛，落回原抛出点的时间为t，已知月球半径为R，自转周期为T，引力常量为G。求：
（1）月球表面重力加速度的大小：
（2）月球的质量和月球的第一宇宙速度的大小：
（3）月球同步卫星离月球表面高度。
14．如图为一起重机从很深的坑中将重物提起，重物先由静止开始竖直向上做匀加速直线运动，加速度大小为2m/s2，当起重机输出功率达到其允许输出的最大值时，保持该功率不变，已知重物质量为500kg，起重机最大输出功率为60KW，求：
（1）重物匀加速运动的时间；
（2）重物上升的最大速度；
（3）重物达到最大速度时共上升30m，则上升的总时间为多少？

15．如图所示，摩托车做腾跃特技表演，沿曲面冲上高顶部水平高台，接着以水平速度离开平台，落至地面时，恰能无碰撞地沿圆弧切线从A点切入光滑竖直圆弧轨道，并沿轨道下滑。为圆弧两端点，其连线水平。已知圆弧半径为，人和车的总质量为，特技表演的全过程中，阻力忽略不计。（计算中取。）求：
（1）从平台飞出到A点，人和车运动的水平距离s；
（2）从平台飞出到A点时速度大小及圆弧对应圆心角；
（3）人和车运动到圆弧轨道最低点O速度，此时对轨道的压力大小。
16．如图所示，倾角的光滑且足够长的斜面固定在水平面上，在斜面顶端固定一个半径和质量不计的光滑定滑轮D，质量均为的物体A和B用一劲度系数的轻弹簧连接，物体B被位于斜面底端且垂直于斜面的挡板P挡住。用一不可伸长的轻绳使物体A跨过定滑轮与质量为M的小环C连接，小环C穿过竖直固定的光滑均匀细杆，当整个系统静止时，环C位于Q处时，绳与细杆间的夹角，且物体B对挡板P的压力恰好为零。图中SD水平且长度为，位置R与位置Q关于位置S对称，轻弹簧和定滑轮右侧的绳均与斜面平行，现让环C从位置R由静止释放，，，g取。求：
（1）小环C的质量M；
（2）小环C运动到位置Q的速率v；
（3）小环C通过位置S时的动能及环从位置R运动到位置S的过程中轻绳对环做的功。

参考答案：
1．B
【详解】A．卡文迪许测量出万有引力常量，提出万有引力定律是牛顿，故A错误；
B．牛顿通过著名的“地月检验”证明了地面上苹果受到的重力和地球对月亮的吸引力是同一种力，故B正确；
C．最早提出日心说的是哥白尼，故C错误；
D．远小于光速，仍符合经典力学规律，不需要要狭义相对论的规律，导弹的质量没有明显变化，故D错误。
故选B。
2．B
【详解】A．下落至重力与弹性绳拉力等大时速度最大，A错误；
B．从开始到下落速度最大，小明重力势能的减少量等于动能的增加量与绳弹性势能之和，B正确；
C．从开始到下落至最低点的过程，小明的机械能减小，因为绳弹性势能增大，C错误；
D．从开始到下落至最低点，由于初末动能为零，故小明重力势能的减少量等于弹性绳弹性势能的增加量，D错误。
故选B。
3．C
【详解】车对人的合力大小为ma，方向水平向左，则人对车的合力大小为ma，方向水平向右，人对车做负功，则有
W=-maL
故选C。
4．D
【详解】A．撤F前做匀加速运动，动能为
与t为二次函数，开口向上，撤去F后，做匀减速运动，有
仍与t成二次函数，函数图象仍然开口向上，不过动能是减小的，故A错误；
B．撤F前做匀加速运动，重力势能为
与t为二次函数，开口向上，撤去F后，做匀减速运动，但重力势能仍然是增大的，故B错误；
C．撤F前做匀加速运动，根据
可知v与x不是一次函数关系，故C错误；
D．机械能的增量等于非重力做功，即撤F前等于F做功
E=Fx
与x成正比，撤去外力F后，只有重力做功，木块的机械能守恒，故D正确。
故选D。
5．A
【详解】AB．研究两个过程的逆过程，可看成是从篮筐沿同方向斜向上的斜抛运动，落到同一高度上的A、B两点，因为两球抛射角相同，落到A点的球在运动过程中达到的最高点比落到B点的球在运动过程中达到的最高点要高，所以落到A点的球运动时间长，根据
可知落到A点的球竖直方向上的初速度大，根据
可知落到A点的球水平方向的分速度也大，则从A位置抛出的篮球水平分速度大，且从A点抛出的球到达最高点的高度更高，则从A点抛出的球竖直方向分速度大，则从A点抛出的球速度就大，动能大，A正确，B错误；
C．两次篮球从被抛出到落入篮筐，篮球在竖直方向上的位移是相同的，则克服重力做功相同，C错误；
D．篮球在空中运动，忽略空气阻力，只受重力作用，速度变化快慢相等，D错误。
故选A。
6．B
【详解】将人的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，沿绳子方向的分速度大小等于物体的速度大小，则
根据动能定理
故选B。
7．A
【详解】AC．探测器在星球表面，绕星球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力
得第一宇宙速度
探测器在地球表面飞行的速度即第一宇宙速度为7.9km/s，则探测器在火星表面附近的环绕速度即火星表面的第一宇宙速度为
故A正确，C错误；
BD．探测器在星球表面受到重力等于万有引力
解得星球表面重力加速度
已知地球的重力加速度
则火星表面的重力加速度
可得“祝融号”火星车在火星表面所受重力小于在地球表面所受重力，故BD错误。
故选A。
8．D
【详解】根据
可得地球质量
地球密度
故选D。
9．B
【详解】A．由于从a到b与从b到c的平均速率不同，平均压力不同，平均摩擦力不同，所以第一次从a到b与从b到c的过程中机械能损失不相同，A错误；
BC．从高h处自由下落由左侧进入池中，从右侧飞出后上升的最大高度为，克服摩擦力做功为，从a到c比从d到c的平均速率大，则d返回经c到a克服摩擦力做功小于，故从d返回经c到b一定能越过a点再上升一定高度，C错误B正确；
D．从a到d的过程中有克服摩擦力做功，则机械能不守恒，D错误。
故选B。
10．A
【详解】货物先做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律有
解得，加速阶段的加速度为
则加速到与传送带共速的时间为
加速的位移为
此时传送带的路程为
则摩擦产生的热量为
则根据能量守恒定律，货物从低端到顶端要消耗的能量为
故选A。
11．D
【详解】AB．当A刚要离开地面时，B获得最大速度，此时B、C的加速度均为0；对A有
此时B、C均刚好合力为0，则有
，
解得物体C的质量为
故AB错误；
C．开始时整个系统处于静止状态，细线刚刚拉直但无拉力作用，对B有
从静止释放到物体B的速度达到最大，初位置弹簧的压缩量等于末位置弹簧的伸长量，则弹性势能变化为0，根据功能关系可得
联立解得物体B的最大速度为
故C错误；
D．从释放物体C到物体B获得最大速度的过程中，以C为对象，根据动能定理可得
解得绳子拉力对物体C所做的功为
故D正确。
故选D。
12． 0.80 0.83 克服空气阻力做功
【详解】（1）[1]根据匀变速直线运动中间时刻等于这段时间的平均速度，则可得在打下C点时两物体的速度大小为
从O点到C点的过程中，系统动能的增加量为
[2]系统重力势能的减少量为
（2）[3]从O点到C点的过程中，系统重力势能的减少量大于系统动能的增加量的可能原因是克服空气阻力做功。
（3）[4]运动过程中，根据能量守恒可得
则v2—2gh图像的斜率为
解得
13．（1）；（2）；；（3）
【详解】（1）根据题意
月球表面重力加速度的大小
（2）根据
月球的质量
根据
月球的第一宇宙速度的大小
（3）根据
月球同步卫星离月球表面高度
14．（1）5s；（2）；（3）
【详解】（1）匀加速直线运动过程有
解得
根据
解得
根据速度时间关系
解得
（2）加速结束后重物以最大速度匀速上升有
此时
解得
（3）重物匀加速上升高度
重物匀加速截止至达到最大速度过程根据动能定理得
解得
所以
15．（1）；（2），；（3）
【详解】（1）从平台飞出到A点的过程，人和车做平抛运动，根据平抛运动规律，有
解得
从平台飞出到A点，人和车运动的水平距离为
（2）从平台飞出到A点，根据动能定理，有
解得
如图
可知
（3）在最低点，有
解得
根据牛顿第三定律可知人和车对轨道的压力大小为
16．（1）0.72kg；（2）；（3）2.76J，0.6J
【详解】（1）先以AB组成的整体为研究对象，AB系统受到重力、支持力和绳子的拉力处于平衡状态，则绳子的拉力为
以C为研究对象，则C受到重力、绳子的拉力和杆的弹力处于平衡状态，如图

则
代入数据得
（2）环从位置 R 运动到位置 Q 的过程中，对于小环C、弹簧和A组成的系统机械能守恒
两式联立可得
（3）由题意，开始时B恰好对挡板没有压力，所以B受到重力、支持力和弹簧的拉力，弹簧处于伸长状态；产生B沿斜面方向的受力
弹簧的伸长量
当小环 C 通过位置 S 时A下降的距离为
此时弹簧的压缩量
由速度分解可知此时A的速度为零，所以小环C从R运动到S的过程中，初末态的弹性势能相等，对于小环C、弹簧和A组成的系统机械能守恒有
解得
环从位置 R 运动到位置 S 的过程中，由动能定理可知
解得