2023-2024年江苏省盐城市五校高一下学期4月期中联考物理试题（解析版）

2023/2024学年度第二学期联盟校期中考试高一年级物理（选修）试题一、单选题1.下列情况下机械能守恒的是（）A.跳伞运动员从空中匀速下落过程 B.物体以的加速度在空中下落过程C.物体做平抛运动过程 D.物体在细线拉力作用下沿光滑斜面上滑过程【答案】C【解析】跳伞运动员从空中匀速下落过程，动能不变，重力势能减小，则其机械能减小，故A错误；物体以的加速度在空中下落过程，加速度小于重力加速度，说明物体一定受阻力的作用且阻力对物体做负功，故机械能不守恒，故B错误；物体做平抛运动，只受重力且只有重力做功，则机械能守恒，故C正确；物体在细线拉力作用下沿光滑斜面上滑过程，拉力对物体做功，其机械能不守恒，故D错误。故选C。2.有关开普勒行星运动的描述，下列说法中正确的是（）A.所有的行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的中心点上B.不同的行星与太阳的连线在相同的时间内所扫过的面积相等C.所有行星轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等D.开普勒提出了“日心说”【答案】C【解析】开普勒总结行星运动的第一定律为，所有行星分别沿不同大小的椭圆轨道绕太阳运动，太阳处于椭圆的一个焦点上，故A错误；面积定律为，对每一个行星而言，太阳行星的连线在相同时间内扫过的面积相等，故B错误；由第三定律：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等，故C正确；哥白尼提出了“日心说”，开普勒提出了行星运动定律，故D错误。故选C。3.关于“嫦娥五号”月球探测器的发射速度，下列说法正确的是（）A.小于 B.介于和 C.介于和 D.大于【答案】B【解析】“嫦娥五号”月球探测器并没有脱离地球的束缚，所以“嫦娥五号”月球探测器的发射速度介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间，即介于和。故选B。4.北京理工大学宣布：“北理工号”卫星搭乘星际荣耀公司的双曲线一号火箭成功发射，进入地球轨道。如图所示，“北理工号”卫星与高轨道卫星都在同一平面内绕地球做同方向的匀速圆周运动，轨道位置如图所示。则下列说法正确的是（）A.“北理工号”卫星的线速度小于高轨道卫星的线速度B.“北理工号”卫星的运行周期大于高轨道卫星的运行周期C.“北理工号”卫星的运行角速度小于高轨道卫星的运行角速度D.“北理工号”卫星的加速度大于高轨道卫星的加速度【答案】D【解析】根据万有引力提供向心力可得，可得，，，，由于“北理工号”卫星的轨道半径小于高轨道卫星的轨道半径，则“北理工号”卫星的线速度大于高轨道卫星的线速度，“北理工号”卫星的运行周期小于高轨道卫星的运行周期，“北理工号”卫星的运行角速度大于高轨道卫星的运行角速度，“北理工号”卫星的加速度大于高轨道卫星的加速度。故选D。5.一个物体由静止沿长为的光滑斜面下滑，当物体滑到斜面中点时，物体的动能是底端动能的（）A.倍 B.倍 C.倍 D.倍【答案】B【解析】设物体的质量为，斜面倾角为，物体滑到斜面中点时的动能为，滑到斜面底端时的动能为，根据动能定理可得，，可得，故选B。6.关于弹簧的弹性势能，下列说法中正确的是（）A.当弹簧变长时，它的弹性势能一定增加B.当弹簧变短时，它的弹性势能一定减少C.弹簧拉伸时的弹性势能一定大于压缩时的弹性势能D.在拉伸长度相同时，劲度系数越大的弹簧，它的弹性势能越大【答案】D【解析】当弹簧始终处于压缩状态时，弹簧变长后弹性势能将减小，弹簧变短后弹性势能将增大，故A、B错误；弹簧的弹性势能与劲度系数和形变量有关，弹簧劲度系数相同，弹簧拉伸时和压缩时形变量相等的情况下，两者弹性势能相等，故C错误；弹簧的弹性势能与劲度系数和形变量有关，弹簧长度相同的弹簧，弹性势能不一定相同，在弹簧被拉伸的长度相同时，劲度系数越大的弹簧，它的弹性势能越大，故D正确。故选D。7.如图所示，某同学拿着一个质量为的小球在竖直平面内沿顺时针方向做匀速圆周运动、小球运动的轨迹如图中虚线所示，则（）A.小球的机械能守恒 B.小球从点运动到点，重力做正功，重力势能增大C.小球从点运动到点的过程中动能逐渐增大 D.小球从点运动到点，动能没变，人对小球做负功【答案】D【解析】小球在竖直平面内做匀速圆周运动，小球的动能一直不变，重力势能发生变化，所以小球的机械能不守恒，故A、C错误；小球从点运动到点，重力做负功，重力势能增大，故B错误；小球从点运动到点，动能没变，根据动能定理可知，合力对小球做功为，由于重力做正功，则人对小球做负功，故D正确。故选D。8.如图所示，运动员把质量为的足球从水平地面踢出，足球在空中达到的最高点高度为，在最高点时的速度为，不计空气阻力，重力加速度为。下列说法正确的是（）A.运动员踢球时对足球做功 B.运动员对足球做功C.克服重力做功 D.足球上升过程人对足球做功【答案】B【解析】足球上升过程，重力做功为，则克服重力做功为；根据动能定理可得，可得运动员踢球时对足球做功为，故A、C错误，B正确；足球上升过程，人对足球没有作用力，人对足球没有做功，故D错误。故选B。9.如图所示，原来不带电的绝缘金属导体，在其两端下面都悬挂金属验电箔，若使带负电的绝缘金属球靠近导体端，可能看到的现象是（）A.只有端验电箔张开，且端带正电 B.只有端验电箔张开，且端带负电C.两端的验电箔都张开，且左端带负电，右端带正电 D.两端的验电箔都张开，且左端带正电，右端带负电【答案】C【解析】使带负电的绝缘金属球靠近导体端，电子被排斥到端，端多电子带负电，端少电子带正电，两端都带电，两端验电箔都张开，C正确，A、B、D错误。故选C。10.空中某点，将三个相同小球以相同的速率水平抛出、竖直上抛、竖直下抛，则从抛出到落地，下列说法正确的是（）A.重力做功不相同 B.重力的平均功率相同C.竖直下抛的小球的重力平均功率最大 D.落地时重力的瞬时功率相同【答案】C【解析】根据，由于小球质量相同，下落高度相同，则重力做功相同，故A错误；根据抛体运动规律可知，竖直下抛的小球所用时间最少，由，可知竖直下抛小球的重力平均功率最大，故B错误，C正确；三小球从同一高度沿不同方向抛出，初速度大小相同，都只有重力做功，机械能守恒，故三小球落地时速度大小相等，但方向不同，根据知，水平抛出的小球，落地的速度与重力不在同一方向，竖直上抛、竖直下抛的小球落地的速度与重力在同一方向，所以水平抛出的小球，落地时重力的瞬时功率最小，故D错误。故选C。11.如图所示，在竖直平面内，倾斜固定长杆上套一小物块，跨过轻质定滑轮的细线一端与物块连接，另一端与固定在水平面上的竖直轻弹簧连接。使物块位于点时，细线自然拉直且垂直于长杆，弹簧处于原长。现将物块由点静止释放，物块沿杆运动的最低点为，是的中点，弹簧始终在弹性限度内，不计一切阻力，则下列说法正确的是（）A.下滑过程中物块机械能守恒B.物块在点时加速度为零C.到过程物块所受合力做的功等于到过程物块克服合力做的功D.物块下滑过程中，弹簧的弹性势能在到过程的增量等于到过程的增量【答案】C【解析】由于不计一切阻力，物块和弹簧组成的系统机械能守恒，但物块的机械能不守恒，故A错误；物块从运动到过程中先加速运动后减速运动，故物块在点时加速度方向由指向，此时加速度不为零，故B错误；由于到过程动能变化量为，则合力做功为，故到过程中物块所受合力做的功等于到过程物块克服合力做的功，故C正确；物块从到过程与从到过程重力势能减少量相等；从到过程重力势能减少量等于弹性势能增加量和动能增加量之和；从到过程重力势能减少量和动能减少量之和等于弹性势能增加量；则弹簧的弹性势能在到过程的增量小于到过程的增量，故D错误。故选C。二、实验题12.某实验小组在用重物下落来验证机械能守恒。（1）下图是四位同学释放纸带瞬间的照片，你认为操作正确的是______（2）实验过程中，得到如图所示一条纸带。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。设重物的质量为。从打点到打点的过程中，重物的重力势能的减少量______，动能的增加量=______。（3）某同学的实验结果显示，动能的增加量大于重力势能的减少量，原因可能是______A.没有测量重物的质量 B.存在空气阻力和摩擦阻力的影响C.先释放重物，后接通电源打出纸带 D.利用公式计算重物速度（4）另一小组的同学想用如图所示的装置做此实验。在实验前通过垫块平衡了小车所受的阻力。该小组同学认为，平衡阻力后小车和砂桶组成的系统机械能是守恒的，你是否同意？并说明理由______。【答案】（1）A；（2）；；（3）C；（4）见解析【解析】（1）释放纸带时，要保证纸带竖直与限位孔无摩擦，并且物体要靠近打点计时器从而充分利用纸带。故选A。（2）从打点到打点的过程中，重物的重力势能变化量；根据匀变速直线运动的推论可得点的瞬时速度，则动能的增加量。（3）没有测量重物的质量，不会影响动能和重力势能的变化量，故A错误；重物下落过程中受到空气阻力、摩擦阻力，则会使重物重力势能的减少量大于动能的增加量，故B错误；先释放重物，后接通电源打出纸带，则会导致初速度不为零。此时会使重物重力势能的减少量小于动能的增加量，故C正确；利用公式计算重物速度，已经认为机械能守恒，所以两者应该没有误差，故D错误。故选C。（4）不同意。平衡阻力后，小车下滑过程中，阻力仍然存在，阻力做功使小车和砂桶系统的一部分机械能转化为内能，引起机械能减少。三、解答题13.发动机的额定功率是汽车长时间行驶时的最大功率。某型号汽车发动机的额定功率为，在水平路面上行驶时受到的阻力为。（1）求发动机在额定功率下汽车匀速行驶时的速度。（2）假定汽车匀速行驶速度为时，受到的阻力不变，此时发动机输出的实际功率是多少？【答案】（1）；（2）【解析】（1）发动机在额定功率下汽车匀速行驶时，牵引力等于阻力，则有，则汽车匀速行驶时的速度为。（2）汽车行驶速度为时受到的阻力不变，此时汽车速度为。则此时发动机输出的实际功率为。14.如图所示，把一电荷量为的小球用绝缘细绳悬起来，若将电荷量为的带电小球靠近，当两个带电小球在同一高度相距时，绳与竖直方向夹角，取，，且、两小球均可看成点电荷，求：（1）、两球间的库仑力大小；（2）球的质量。【答案】（1）；（2）【解析】（1）根据库仑定律可得。（2）对受力分析，根据平衡条件可得，解得。15.我国自行研制的“天问1号”火星探测器于2021年5月19日成功着陆火星。设着陆前探测器对火星完成了“绕、着、巡”三项目标考查。探测器经过一系列的制动减速进入火星近地圆轨道绕火星做匀速圆周运动，之后再经过制动在火星表面着陆。着陆后，探测器上的科研装置，将一个小球从离地面的高度由静止释放，做自由落体运动，测得小球经过时间落地。已知引力常量为，火星的半径为（远小于），求：（1）火星表面重力加速度；（2）火星的质量；（3）火星的平均密度。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】（1）小球从离地面的高度由静止释放，做自由落体运动，则有，解得火星表面重力加速度为。（2）物体在火星表面处，有，解得火星的质量为。（3）根据，联立解得火星的平均密度为。16.如图所示，一段光滑圆弧轨道右端连接一长木板，一起固定在水平面上。有一个可视为质点的质量为的小物块，从光滑平台上的点以的初速度水平抛出，到达点时，恰好沿点的切线方向进入圆弧轨道，最后小物块滑上长木板。已知木板上表面与圆弧轨道末端切线相平，小物块与长木板间的动摩擦因数，圆弧轨道的半径为，点和圆弧的