湖北省武漢市鋼城第四中學2024-2025學年高一物理下學期期中試題

PAGEPAGE3湖北省武漢市鋼城第四中學2024-2025學年高一物理下學期期中試題一、選擇題（每小題4分，共44分，1-7題為單選題，8-11題為多選題）1．確定平拋運動物體飛行時間的因素是()A．初速度B．拋出時的高度C．拋出時的高度和初速度D．以上均不對2．變速自行車靠變換齒輪組合來變更行駛速度．如圖是某一變速車齒輪轉(zhuǎn)動結構示意圖，圖中A輪有48齒，B輪有42齒，C輪有18齒，D輪有12齒，則()A．該車可變換兩種不同擋位B．該車可變換五種不同擋位C．當A輪與D輪組合時，兩輪的角速度之比ωA∶ωD＝1∶4D．當A輪與D輪組合時，兩輪的角速度之比ωA∶ωD＝4∶13．一條河寬100m，水流速度為3m/s，一條小船在靜水中的速度為5m/s，關于船過河的過程，下列說法中不正確的是()A．船過河的時間可能是20sB．船過河的時間可能是25sC．船的實際速度不行能為3m/sD．船的實際位移可能為100m4．汽車在平直馬路上行駛，前一段時間內(nèi)發(fā)動機的功率為P1，后一段時間內(nèi)的功率為P2，已知在兩段時間內(nèi)發(fā)動機做的功相等，則在全部時間內(nèi)發(fā)動機的平均功率為()A．eq\f(P1＋P2,2)B．eq\r(P1P2)C．eq\f(P1P2,P1＋P2)D．eq\f(2P1P2,P1＋P2)5．如圖所示是在同一軌道平面上的三顆不同的人造地球衛(wèi)星，關于各物理量的關系，下列說法正確的是()A．線速度vA<vB<vCB．萬有引力FA>FB>FCC．角速度：ωA>ωB>ωCD．向心加速度aA<aB<aC6．如圖所示，質(zhì)量為m的物體(可視為質(zhì)點)以某一速度從A點沖上傾角為30°的固定斜面，其運動的加速度為eq\f(3,4)g，此物體在斜面上上升的最大高度為h，則在這個過程中物體()A．重力勢能增加了eq\f(3,4)mghB．動能損失了eq\f(1,2)mghC．動能損失了mghD．動能損失了eq\f(3,2)mgh7．玻璃杯從同一高度落下，掉在石頭上比掉在草地上簡單碎，這是由于玻璃杯與石頭的撞擊過程中()A．玻璃杯的動量較大B．玻璃杯受到的沖量較大C．玻璃杯的動量變更較大D．玻璃杯的動量變更較快8．放在赤道上的物體Ⅰ和放在北緯60°處的物體Ⅱ，由于地球的自轉(zhuǎn)，它們的()A．角速度之比為ωⅠ∶ωⅡ＝2∶1B．線速度之比為vⅠ∶vⅡ＝2∶1C．向心加速度之比為aⅠ∶aⅡ＝2∶1D．向心加速度之比為aⅠ∶aⅡ＝4∶19．如圖所示表示撐竿跳高運動的幾個階段：助跑、撐竿起跳、越橫竿、落地(未畫出)．在這幾個階段中有關能量轉(zhuǎn)化狀況的說法，正確的是()A．助跑階段，身體中的化學能轉(zhuǎn)化為人和桿的動能B．起跳時，人的動能和化學能轉(zhuǎn)化為人和桿的勢能C．越過橫竿后，人的重力勢能轉(zhuǎn)化為動能D．落地后，人的能量消逝了10．如圖為過山車以及軌道簡化模型，以下推斷正確的是()A．過山車在圓軌道上做勻速圓周運動B．過山車在圓軌道最高點時的速度應不小于eq\r(gR)C．過山車在圓軌道最低點時乘客處于超重狀態(tài)D．過山車在斜面h＝2R高處由靜止滑下能通過圓軌道最高點11．水平傳送帶勻速運動，速度大小為v，現(xiàn)將一小工件放到傳送帶上．設小工件初速度為零，當它在傳送帶上滑動一段距離后速度達到v而與傳送帶保持相對靜止．設小工件質(zhì)量為m，它與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為μ，則在小工件相對傳送帶滑動的過程中()A．滑動摩擦力對小工件做的功為eq\f(1,2)mv2B．小工件的機械能增量為eq\f(1,2)mv2C．小工件相對于傳送帶滑動的路程大小為eq\f(v2,2μg)D．傳送帶對小工件做功為零二、試驗題（每題8分，共16分）12．在做“探討平拋運動”的試驗中，為了確定小球不同時刻在空中所通過的位置，試驗時用了如圖所示的裝置．先將斜槽軌道的末端調(diào)整水平，在一塊平整的木板表面釘上白紙和復寫紙．將該木板豎直立于水平地面上，使小球從斜槽上緊靠擋板處由靜止釋放，小球撞到木板并在白紙上留下痕跡A；將木板向遠離槽口的方向平移距離x，再使小球從斜槽上緊靠擋板處由靜止釋放，小球撞在木板上得到痕跡B；將木板再向遠離槽口的方向平移距離x，小球再從斜槽上緊靠擋板處由靜止釋放，再得到痕跡C.若測得木板每次移動距離x＝10.00cm.A、B間距離y1＝5.02cm，B、C間距離y2＝14.82cm(g＝9.80m/s2).(1)為什么每次都要使小球從斜槽上緊靠擋板處由靜止釋放？______________________________________________________.(2)依據(jù)以上干脆測量的物理量來求得小球初速度的表達式為v0＝________________(用題中所給字母表示)．(3)小球初速度的值為v0＝________m/s.13．某試驗小組利用拉力傳感器做驗證機械能守恒定律”的試驗．(1)試驗完畢后選出一條紙帶如圖所示，其中O點為電磁打點計時器打下的第一個點，A、B、C為三個計數(shù)點，打點計時器通以50Hz的溝通電．用刻度尺測得OA＝12.41cm，OB＝18.60cm，OC＝27.21cm，在計數(shù)點A和B、B和C之間還各有一個點，重物的質(zhì)量為1.00kg，取g＝10.0m/s2.甲同學依據(jù)以上數(shù)據(jù)算出：當打點計時器打到B點時重物的重力勢能比起先下落時削減了________J，此時重物的動能比起先下落時增加了________J(結果均保留三位有效數(shù)字)．(2)乙同學利用他自己試驗時打出的紙帶，測量出了各計數(shù)點到打點計時器打下的第一個點的距離h，算出了各計數(shù)點對應的速度v，以h為橫軸，以eq\f(1,2)v2為縱軸畫出了如圖的圖線．圖線未過原點O的緣由是__________________________________．三、計算題（12分+12分+16分=40分）14．(12分)質(zhì)量為2000kg、額定功率為80kW的汽車，在平直馬路上行駛中的最大速度為20m/s.若汽車從靜止起先做勻加速直線運動，加速度大小為2m/s2，運動中的阻力不變．求：(1)汽車所受阻力的大小；(2)3s末汽車的瞬時功率；(3)汽車做勻加速運動的時間；(4)汽車在勻加速運動中牽引力所做的功．15．(12分)已知地球半徑為R，地球表面重力加速度為g，不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響。(1)推導第一宇宙速度v1的表達式；(2)若衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，運行軌道距離地面高度為h，求衛(wèi)星的運行周期T.16．(16分)如圖所示，AB是傾角θ為45°的直軌道，CD是半徑R＝0.4m的圓弧軌道，它們通過一段曲面BC平滑相接，整個軌道處于豎直平面內(nèi)且到處光滑．一個質(zhì)量m＝1kg的物體(可以看作質(zhì)點)從高H的地方由靜止釋放，結果它從圓弧最高點D點飛出，垂直斜面擊中P點．已知P點與圓弧的圓心O等高，g取10m/s2.求：(1)物體擊中P點前瞬間的速度；(2)在C點軌道對物體的壓力大??；(3)物體靜止釋放時的高度H.2024-2025學年度下學期高一年級期中考試物理答案1解析：平拋運動的飛行時間由其豎直分運動確定，由公式h＝eq\f(1,2)gt2知，飛行時間由拋出時的高度確定，B正確．答案：B2解析：由題意知，A輪通過鏈條分別與C、D連接，自行車可有兩種速度，B輪分別與C、D連接，又可有兩種速度，所以該車可變換四種擋位；當A與D組合時，兩輪邊緣線速度大小相等，A轉(zhuǎn)一圈，D轉(zhuǎn)4圈，即eq\f(ωA,ωD)＝eq\f(1,4)，選項C對．答案：C3解析：船頭與河岸垂直時，過河的時間最短．tmin＝eq\f(d,v船)＝eq\f(100,5)s＝20s，船實際運動的方向與河岸垂直時，位移最短，smin＝100m．船實際運動速度即為合速度，其大小在2～8m/s范圍內(nèi)，故選項A、B、D正確，C錯誤．答案：C4解析：平均功率P＝eq\f(P1t1＋P2t2,t1＋t2)，而P1t1＝P2t2，故P＝eq\f(2P1P2,P1＋P2)，故選項D正確．答案：D5解析：因為衛(wèi)星的質(zhì)量大小關系不知，所以衛(wèi)星的萬有引力大小關系無法推斷，B錯誤；衛(wèi)星繞地球做圓周運動，有Geq\f(Mm,r2)＝meq\f(v2,r)＝mrω2＝ma向，得v＝eq\r(\f(GM,r))，ω＝eq\r(\f(GM,r3))，a向＝eq\f(GM,r2)，由于rA<rB<rC，則vA>vB>vC，ωA>ωB>ωC，aA>aB>aC，故A、D錯誤，C正確。答案：C6解析：重力做功WG＝－mgh，故重力勢能增加了mgh，A錯．物體所受合力F＝ma＝eq\f(3,4)mg，合力做功W合＝－Feq\f(h,sin30°)＝－eq\f(3,4)mg×2h＝－eq\f(3,2)mgh，由動能定理知，動能損失了eq\f(3,2)mgh，B、C錯，D正確．答案：D7解析：從同一高度落到地面上時，速度相同，動量相同，與草地或石頭接觸后，末動量均變?yōu)榱?，因此動量變更量相同。因為玻璃杯與石頭的作用時間短，由動量定理Ft＝mΔv知，此時玻璃杯受到的力F較大，簡單碎，D正確。答案：D8解析：物體Ⅰ和物體Ⅱ都在地球上，角速度ωⅠ＝ωⅡ都等于地球自轉(zhuǎn)角速度，故選項A錯誤．由于物體Ⅱ的轉(zhuǎn)動半徑rⅡ＝eq\f(1,2)R地，物體Ⅰ的轉(zhuǎn)動半徑rⅠ＝R地，即rⅠ＝2rⅡ.因v＝ωr，a＝ω2r，所以vⅠ∶vⅡ＝rⅠ∶rⅡ＝2∶1，aⅠ∶aⅡ＝rⅠ∶rⅡ＝2∶1，故選項B、C正確，選項D錯誤．答案：BC9解析：運動員在助跑、撐竿起跳、越橫竿、下落的幾個過程中，能量的轉(zhuǎn)化分別為化學能轉(zhuǎn)化為動能，化學能和動能轉(zhuǎn)化為勢能，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，故A、B、C正確．人落地后，人的重力勢能會使地面發(fā)生形變且溫度上升而轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．即人的能量并沒有消逝，故D錯．答案：ABC10解析：過山車在豎直圓軌道上做圓周運動，機械能守恒，動能和重力勢能相互轉(zhuǎn)化，速度大小變更，不是勻速圓周運動，故A錯誤；在最高點，重力和軌道對車的壓力供應向心力，當壓力為零時，速度最小，則mg＝meq\f(v2,R)，解得：v＝eq\r(gR)，故B正確；在最低點時，重力和軌道對車的壓力供應向心力，加速度向上，乘客處于超重狀態(tài)，故C正確；過山車在斜面h＝2R高處由靜止滑下到最高點的過程中，依據(jù)動能定理得：eq\f(1,2)mv′2＝mg(h－2R)＝0.解得；v′＝0，所以不能通過最高點，故D錯誤．故選B、C.答案：BC11解析：小工件相對傳送帶滑動的過程中，受到的合外力就是傳送帶對它施加的摩擦力，依據(jù)動能定理可知，摩擦力做的功等于小工件增加的動能，小工件的初速度為零，末速度為v，其動能增加為eq\f(1,2)mv2，則小工件受到的滑動摩擦力對小工件做的功為eq\f(1,2)mv2，選項A正確，而選項D錯誤；依據(jù)功能關系知，除了重力和彈力以外的其他力所做的功等于小工件機械能的變更量，選項B正確；由動能定理可得μmgs1＝eq\f(1,2)mv2，則s1＝eq\f(v2,2μg)，s1是小工件相對地面的位移，該過程中，傳送帶相對地面的位移為s2＝vt＝v·eq\f(v,μg)＝2s1，則小工件相對于傳送帶的位移為s＝s2－s1＝eq\f(v2,2μg)，選項C正確．答案：ABC12解析：(1)每次從斜槽上緊靠擋板處由靜止釋放小球，是為了使小球離開斜槽末端時有相同的初速度．(2)依據(jù)平拋運動在水平方向上為勻速直線運動，則小球從A到B和從B到C運動時間相等，設為T；豎直方向由勻變速直線運動推論有y2－y1＝gT2，且v0T＝x.解以上兩式得：v0＝xeq\r(\f(g,y2－y1)).(3)代入數(shù)據(jù)解得v0＝1.00m/s.答案：(1)為了保證小球每次做平拋運動的初速度相同（2）xeq\r(\f(g,y2－y1))(3)1.0013解析：(1)打點計時器打B點時重物的速度為vB＝eq\f(OC－OA,2T)＝eq\f(（27.21－12.41）×10－2,2×0.04)m/s＝1.85m/s，所以重物動能的增加量為ΔEk＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)＝eq\f(1,2)×1.00×1.852J＝1.71J，重物的重力勢能的削減量為ΔEp＝mgh＝1.00×10.0×18.60×10－2J＝1.86J.(2)由圖象可知，打下第一個點時重物已有速度，說明乙同學先釋放重物，再接通打點計時器．答案：(1)1.861.71(2)先釋放重物，再接通計時器電源14【解析】(1)所求的是運動中的阻力，若不留意“運動中的阻力不變”，則阻力不易求出．以最大速度行駛時，依據(jù)P＝Fv，可求得F＝4000N．而此時牽引力和阻力大小相等．(2)由于3s時的速度v＝at＝6m/s，而牽引力由F－Ff＝ma得F＝8000N，故此時的功率為P＝Fv＝4.8×104W.(3)設勻加速運動的時間為t，則t時刻的速度為v＝at，這時汽車的功率為額定功率．由P＝Fv，將F＝8000N和v＝at代入得t＝5s.(4)勻加速運動階段牽引力為恒力，牽引力所做的功W＝Fl＝Feq\f(1,2)at2＝8000×eq\f(1,2)×2×52J＝2×105J.【答案】(1)4000N(2)4.8×104W(3)5s(4)2