贵州省卓越联盟2023-2024学年高一下学期期中考试物理试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE1贵州省学校卓越联盟发展计划项目2024年上半年期中考试高一物理注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的考生号、姓名、考点学校、考场号及座位号填写在答题卡上。2．回答选择题时，选出每小题〖答案〗后，用铅笔把答题卡上对应题目的〖答案〗标号涂黑。如需要改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他〖答案〗标号。回答非选择题时，将〖答案〗写在答题卡上。写在本试卷上无效。3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。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，只有一项符合题目要求。）1．关于物理概念的理解，下列说法中正确的是（）A．体操运动员在单杠比赛中可以看成质点B．静摩擦力的方向可能与运动方向相同C．由加速度的定义式可知，加速度a与速度变化量成正比D．物体具有向上的速度时处于超重状态，物体具有向下的速度时处于失重状态2．“天问一号”火星探测器于2020年7月23日，在中国文昌航天发射场由长征五号遥四运载火箭发射升空。如图所示，设地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，“天问一号”在半径为R的近地圆形轨道Ⅰ上运动，到达轨道的A点时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道Ⅱ的远地点B时，再次点火进入轨道半径为4R的圆形轨道Ⅲ绕地球做圆周运动，设“天问一号”质量保持不变，则（）A．“天问一号”在轨道Ⅰ、Ⅲ上运行的周期之比为1∶64B．“天问一号”在轨道Ⅰ的运行速率大于C．“天问一号”在轨道Ⅰ上的加速度小于在轨道Ⅲ上的加速度D．“天问一号”在轨道Ⅱ上经过B点的速度小于在轨道Ⅲ上经过B点时的速度3．随着多媒体的普及，推拉式黑板被广泛应用于中小学的教育教学中。如图是一类较常见的推拉式黑板（通过推和拉，中间的两块黑板可以左右移动）。一黑板擦通过磁力吸附在中间的一块黑板上面，静止不动。现用手向右拉动这块黑板，过程中黑板擦与黑板始终保持相对静止。则关于黑板擦受到的摩擦力，下列说法中正确的是（）A．匀速拉动时，黑板擦不受摩擦力B．加速拉动时，摩擦力方向水平向右C．加速拉动时，摩擦力方向水平向左D．摩擦力的大小与黑板加速移动的加速度有关4．质量为的小物体做自由落体运动，历时落地。重力加速度取，则正确的是（）A．前内与后内重力做的功之比为1∶5B．整个下落过程中，重力做功的平均功率为C．落地瞬间，重力做功的瞬时功率为 D．第内重力做功的平均功率为5．如图，教室门上有两个点A、B，它们与门轴的垂直距离之比为2∶3，则在推门过程中，关于A、B两点，下列说法正确的是（）A．角速度大小之比为3∶2 B．角速度大小之比为2∶3C．向心加速度大小之比2∶3 D．向心加速度大小之比3∶26．如图所示，在一根固定的粗糙水平杆上套有两个轻质小圆环A、B，两圆环之间连接一根轻绳，在绳的中点O另外系一根轻绳，下方连接一质量为m的小球，现用水平外力F缓慢向右拉动B圆环，整个过程中，绳子不断裂，A圆环保持静止不动，下列说法正确的是（）A．OA绳与OB绳上的拉力可能不相等B．杆对A圆环的摩擦力不断增大C．杆对A圆环的支持力不断减小D．水平外力F先增大后减小7．随着科技的进步，科学家们对太空的研究也日趋成熟，空间站是人类深空探索的重要平台，通过在空间站长期居住和研究，我们可以更好地了解太空环境对人类的影响，发展适应长期太空任务的技术和方法。空间站也是一个地球卫星，处于空间站内的物体完全失重，一切和重力有关的现象都会受到影响。某同学设想在空间站内完成如图所示实验，质量为的箱子内有质量均为m的小球1和小球2，两球之间用轻质弹簧相连，小球2与箱子之间用轻质细线相连，在拉力F作用下一起相对于空间站做匀加速直线运动，下列说法正确的是（）A．弹簧和细线的拉力大小分别为、B．由于处于完全失重状态，所以弹簧和细线拉力均为零C．某时刻若将细线剪断，剪断细线瞬间小球1、2和箱子相对于空间站的加速度大小分别为、、D．若将弹簧在c处剪断，则剪断瞬间小球1、2和箱子相对于空间站的加速度大小分别为0、、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．甲、乙两物体从同一点开始沿一直线运动，甲和乙的运动图像如图所示，下列说法中正确的是（）A．甲、乙均做匀速直线运动B．内甲的路程为，乙的路程为C．甲物体在与这两段时间内速度等大、同向D．甲、乙均在末回到出发点，距出发点的最大距离均为9．站在月球上的宇航员，他用弹簧秤测量出质量为m的砝码静止悬挂时的弹力为F，并且测量了砝码距地面h高处自由下落的时间为t，已知引力常量G和月球半径r，通过以上测量数据，可推导出月球的质量为（）A． B． C． D．10．如图所示，相同的物块a、b（均可视为质点）用沿半径方向的细线相连并放置在水平圆盘上。当圆盘绕转轴转动时，物块a、b始终相对圆盘静止。两物块与圆盘间的最大静摩擦力均为。下列关于物块a、b所受的摩擦力（、）随圆盘角速度的平方的变化关系正确的是（）A． B．C． D．三、实验题（本大题共2小题，共15分。）11．（7分）如图是某同学“研究平抛物体运动”的实验装置。（1）在“研究平抛物体运动”的实验中，下列关于此实验的说法正确的是__________。（填正确选项前的字母）A．安装斜槽轨道时，应使其末端保持水平B．应该尽量减小小球和斜槽间的摩擦C．本实验必需的器材还包括刻度尺和停表D．小球每次必须从斜槽上同一位置由静止释放E．将小球位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线（2）如图是该同学在坐标纸中描绘出的小球平抛运动轨迹的3个点，图中背景小方格的边长。如果取，那么小球做平抛运动的初速度大小是__________；小球经过B点时的速度大小是__________。12．（8分）用图甲所示装置做“验证机械能守恒定律”实验。实验时质量为的重物自由下落，带动纸带打出一系列的点，如图乙。已知打点计时器所接交流电源的周期为，当地的重力加速度g取。（1）对于该实验，下列操作与说法中正确的是__________。A．为减小误差，重物的密度尽量大一些B．为减小误差，重物下落的高度适当高一点C．重复多次实验时，重物必须从同一位置开始下落D．必须从纸带上第一个点开始计算来验证机械能是否守恒E．纸带上第1、2两点间距若不接近，则无论怎样处理实验数据，实验误差一定较大（2）从起点O到打下B点的过程中，重物重力势能的减小量__________J，动能的增加量__________J。（以上两空计算结果均保留2位有效数字）（3）通过计算，发现与的数值并不相等，这是因为：________________________________________。四、计算题（本大题共3小题，共42分。）13．（12分）风洞是以人工的方式产生并且控制气流，用来模拟飞行器或实体周围气体流动情况的一种管道状实验设备。某次实验中通过人工控制，让风洞产生方向向上的风力。将一个质量为的小球轻放在风洞上方，小球所受风力大小恒为。小球运动后关闭风洞，风力突变为零。不考虑空气阻力，重力加速度。求：（1）小球开始运动时的加速度大小；（2）关闭风洞后，小球再经多少时间到达最高点。14．（14分）轰是中国自主研发的中远程轰炸机，相比轰6原型机，轰的机身、机载设备和发动机都有了大幅升级改进，具备远程奔袭、大区域巡逻、防区外打击等能力，是中国空军向战略空军转型的标志性装备之一。如图所示，在空军某部组织的年度实弹考核训练中，一架轰在距离水平地面高度为的低空以的速度水平匀速飞行，在飞行方向的前下方有一个倾角为的山坡，在山坡上有一面积为的正方形靶区，靶区下边沿距离山脚的长度为，飞行员通过精准操控，使轰炸机的飞行路线恰好与靶心在同一竖直面内。若，不计空气阻力，求下列问题（计算结果用根号表示）：（1）若使投掷的航空炸弹（航空炸弹自身无动力）恰好击中靶心，则炸弹飞行的时间是多少？（2）为确保航空炸弹能落入靶区，机组需控制投弹时机，飞机在最早投弹点与最迟投弹点之间的距离是多少？15．（16分）过山车是一项富有刺激性的娱乐工具，那种风驰电掣、有惊无险的快感令不少人着迷，能亲身体验一下由能量守恒、加速度和力交织在一起产生的效果，那感觉更是妙不可言。在刚刚开始时，过山车的小列车是依靠链条爬上最高点的，此后，就再也没有任何装置为它提供动力了。事实上，从这时起，带动它沿轨道行驶的唯一的“发动机”将是重力势能，即由重力势能转化为动能、又由动能转化为重力势能这样一种不断转化的过程构成的。为了弄清楚过山车的工作原理，某学生课题组对过山车展开了研究，把过山车简化为如图所示的模型：质量为m的小列车从处于某高度的A点无初速滑下，通过一个圆形轨道后进入右边的制动平直轨道最后停下，整个过程只考虑平直轨道的摩擦且动摩擦因数为，忽略其他过程的摩擦，圆轨道的半径为R，重力加速度为g。求：（1）要保证小列车不脱离轨道，通过C点时的速度应满足什么条件？（2）平直制动轨道至少要修多长？（3）小列车在某一次正常运行过程中，在圆轨道最低点与最高点对轨道的压力之差是多少？——★参考答案★——1．〖答案〗B〖解析〗单杠比赛中的运动员，姿态、肢体动作是需要研究的，不能把他看成质点，A错误；静摩擦力与相对运动趋势的方向相反，但与运动方向可能相同，可能相反，故B项正确；是加速度的定义式，故不能确定a与的比例关系，C错误；物体具有向上的加速度时处于超重状态，具有向下的加速度时处于失重状态，D错误。2．〖答案〗D〖解析〗由开普勒第三定律得，解得，故A错误；“天问一号”在轨道Ⅲ运行时，由万有引力提供向心力得，又，联立解得，故B错误；根据公式，可知，半径越大加速度越小，则“天问一号”在轨道Ⅰ上的加速度大于在轨道Ⅲ上的加速度，故C错误；探测器在B点进入高轨道时，进行了点火加速，故“天问一号”在轨道Ⅱ上经过B点的速度小于在轨道Ⅲ上经过B点时的速度，故D正确。3．〖答案〗D〖解析〗匀速拉动时，黑板擦所受的摩擦力与重力相等，方向竖直向上，A选项错误；加速拉动时，摩擦力除了在竖直方向上要抵消重力，还要在水平方向上产生与黑板移动相同的加速度，因此加速拉动时，摩擦力的方向为斜向右上方，B、C均错误；黑板移动的加速度越大，黑板擦所受摩擦力的水平分力就越大，竖直分力始终不变，因此摩擦力的大小都与加速度的大小有关，D选项正确。4．〖答案〗A〖解析〗前后，重物下降的距离之比1∶5，根据可知重力做的功之比为1∶5，选项A正确。整个下落过程中，下降的距离为，重力做功的平均功率为，选项B错误。落地瞬间，重力做功的功率为，选项C错误。第内的物体平均速，，重力做功的平均功率为，选项D错误。5．〖答案〗C〖解析〗将推门过程看成圆周运动。由题可知两点为同轴转动，角速度相等，故A，B选项错误。根据可知，向心加速度之比为2∶3。故C选项正确，D选项错误。6．〖答案〗B〖解析〗由于O在绳的中点，总是一个等腰三角形，对O点受力分析，可得等于，故A错误。令OA、OB与竖直方向的夹角为，对O点受力分析。由可知，增大，与在增大。对A环受力分析可知：，增大，摩擦力增大，B正确。，增大，弹力不变，故C错。对B受力分析，不变，不变，，可见，增大，F增大，故D错误。7．〖答案〗D〖解析〗AB．根据题意，由牛顿第二定律，对整体有，解得，对小球1得，弹簧的拉力，对小球1和2整体可得，细线拉力，故A，B错误；C．某时刻若将细线剪断，弹簧弹力瞬间不变，小球1的加速度不变，1的加速度为，细线的拉力消失，则球2的合力为弹簧的弹力，则球2的加速度为，对箱子有，故C错误；D．某时刻若将弹簧从c处剪断，轻质弹簧的弹力为零，小球1的加速度为零，小球2和箱子有共同的加速度，故选D。8．〖答案〗BC〖解析〗A．甲图为位移时间图像，由图像斜率表示速度可知甲的速度是变化的，不是匀速直线运动；乙图为速度时间图像，可直接判断出乙的速度也是变化的，二者均不是匀速直线运动，故A错误；B．由图像可得内甲的路程为，根据速度时间图像围成的面积大小表示位移大小，可得乙的路程为，故B正确；C．根据位移时间图像的斜率表示速度，可得内与内，甲的速度等大、同向，均为，故C正确；D．由甲图可知，甲在末回到出发点，距出发点的最大距离为；而乙在末未回到出发点，根据速度图像围成的面积表示位移，可得乙距出发点的最大距离为，故D错误。故选BC。9．〖答案〗AD〖解析〗根据只要测出即可算出月球质量M。已知质量为m的砝码挂在弹簧秤下端，测出弹力F，根据，得，代入得；已知砝码距地面h高处自由下落的时间为t，根据，得，代入得；故选AD。10．〖答案〗BD〖解析〗由题意可知，物块a、b在水平圆盘上做圆周运动的角速度相等。当圆盘角速度较小时，a、b由静摩擦力提供向心力，细线上拉力为零，此过程中a、b所受的摩擦力分别为、，因为，故，又因为a、b与圆盘间的最大静摩擦力均为，所以随着角速度增大，b先达到最大静摩擦力，当b达到最大静摩擦力时，细线上开始出现拉力，此时对a有，对b有，联立可得，由上述分析可知，细线上出现拉力之前图像的斜率为，细线上出现拉力之后，图线的斜率为，所以细线上有拉力时图线的斜率比细线上拉力为零