辽宁省大连市滨城高中联盟2023-2024学年高一下学期期中考试物理试卷（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE1滨城高中联盟2023～2024学年度下学期高一期中考试物理试卷注意事项：本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共100分，考试时间75分钟．第Ⅰ卷选择题（共46分）一、选择题（本题共10个小题，共46分，1～7题只有一个选项符合题目要求，每小题4分；8～10题有多项符合题目要求，全部正确得6分，对而不全得3分，错选不得分．）1.如图所示，将同一物体分别沿固定斜面AD和BD自顶点由静止释放，该物体与斜面间的动摩擦因数相同。物体滑行过程中克服摩擦力做功分别为WfA和WfB，重力做功分别为WGA和WGB，则（）A.， B.，C.， D.，〖答案〗B〖解析〗设斜面倾角为θ，斜面长为s，滑动摩擦力大小物体克服摩擦力做功而相同，故克服摩擦力做功相等，即由题图可知根据重力做功可知同一物体滑行过程中故B正确，ACD错误。故选择B。2.如图所示，将小球放在竖直放置的轻弹簧上，把小球往下按至A位置，松手后，弹簧弹出小球，小球升至最高位置C，途中经过位置B时弹簧正好处于自由状态，不计空气阻力，下列说法正确的是（）A.小球在上升过程中机械能守恒B.小球在位置B时速度最大C.从A到B过程中，小球动能和弹簧弹性势能之和先增大后减小D.小球在位置A的加速度大于重力加速度g〖答案〗D〖解析〗A．小球从A到B的过程中，弹簧弹力对小球做正功，小球机械能增大，故A错误；B．小球所受合力为零时速度最大，此时弹簧处于压缩状态，所以该位置在A、B之间，故B错误；C．小球和弹簧组成的系统机械能守恒，从A到B的过程中，小球重力势能一直增大，所以小球动能和弹簧弹性势能之和一直减小，故C错误；D．易知小球上升至B点时速度不为零，设从A到B弹簧弹力对位移的平均值为，根据动能定理有所以根据胡克定律可知，从A到B，弹簧弹力与小球位移成线性关系，且小球在B点时弹簧弹力为零，所以即在A点，根据牛顿第二定律有解得故D正确。故选D。3.2023年10月26日，神舟十七号载人飞船与天和核心舱进行了对接，“太空之家”迎来汤洪波、唐胜杰、江新林3名中国航天史上最年轻的乘组入驻。如图为飞船运行与交会对接过程示意图，椭圆轨道1为飞船对接前的运行轨道，Q点是轨道1的近地点，离地高度可忽略不计。圆形轨道2距地面高度为H，是天和核心舱的运行轨道，P点是1、2轨道的切点，也是交会点。地球半径为R，表面重力加速度为g。下列说法正确的是（）A.飞船从轨道1变轨到轨道2需要在交会点P点点火减速B.天和核心舱在轨道2上的速度一定大于C.交会对接前天和核心舱的向心加速度为D.飞船在轨道1上与在轨道2上运动的周期之比为〖答案〗C〖解析〗A．从低轨道变轨到高轨道需加速，故飞船从轨道1变轨到轨道2需要在交会点

P

点点火加速，故A

错误；B．天和核心舱在轨道2上运动时，根据，可得运动速度故B错误；C．设对接前天和核心舱的向心加速度为a2，则，解得故C正确；D．设飞船在轨道1、轨道2运动周期分别为T1、T2，由开普勒第三定律有得故D

错误。故选C。4.如图所示，木板A静止在光滑的水平地面上，物体B以水平速度冲上A后，由于摩擦力作用，最后停止在木板A上，则从B冲上木板A到相对板A静止的过程中，下述说法中正确的是A.物体B克服摩擦力做的功等于B动能的减少量B.物体B克服摩擦力做的功等于系统机械能的减少量C.物体B克服摩擦力做的功等于摩擦力对木板A做的功D.物体B损失的动能等于木板A获得的动能〖答案〗A〖解析〗A．对B应用动能定理：，所以物体B克服摩擦力做的功等于B动能的减少量，A正确BCD．根据系统能量守恒有：，B的位移大于相对位移，所以物体B克服摩擦力做的功大于系统机械能的减少量；因为整个过程中产生了热能，所以物体B克服摩擦力做的功即B物体机械能减小量大于摩擦力对木板A做的功即A物体的机械能增加量，同理物体B损失的动能大于木板A获得的动能，BCD错误5.如图所示，两个质量相同的小球A、B分别用细线悬在等高的（、点．A球的悬线比B球的长，把两球的悬线拉至水平后无初速释放，则经过最低点时（）A.A球的机械能大于B球的机械能B.A球重力的瞬时功率大于B球重力的瞬时功率C.A球的速度小于B球的速度D.悬线对A球的拉力等于悬线对B球的拉力〖答案〗D〖解析〗A．由于两球质量相等，初始时处于同一高度，且处于静止状态，所以两球机械能相等，而释放后只有重力做功，小球的机械能守恒，所以经过最低点时两球机械能相等，故A错误；B．A球和B球在最低点时速度沿水平方向，竖直方向分速度为零，根据所以重力的瞬时功率为零，两球在最低点的瞬时功率相等，故B错误；C．球由静止释放到运动到最低点，由动能定理有可得由于A球的悬线比B球的悬线长，又由于两球的质量相同，所以A球在最低点的速度大于B球在最低点的速度，故C错误；D．小球在最低点时根据合力提供向心力得则两球质量相等，所以悬线对A球的拉力等于悬线对B球的拉力，故D正确。故选D。6.中国载人登月初步方案已公布，计划2030年前实现载人登月科学探索。假如在登月之前需要先发射两颗探月卫星进行科学探测，两卫星在同一平面内绕月球的运动可视为匀速圆周运动，且绕行方向相同，如图1所示，测得两卫星之间的距离随时间变化的关系如图2所示，不考虑两卫星之间的作用力。下列说法正确的是（）A.a、b两卫星的线速度大小之比B.a、b两卫星的加速度大小之比C.a卫星的运转周期为TD.b卫星的运转周期为7T〖答案〗D〖解析〗A．设a星与月球距离为ra，b星与月球的距离为，根据图像有，联立解得，两卫星均绕月球运动，设a星与b星的速度分别为、，根据牛顿第二定律有解得可知a、b两卫星的线速度大小之比故A错误；B．根据解得可知a、b两卫星的加速度大小之比故B错误；CD．根据开普勒第三定律可得可得根据图像可知，经过时间两卫星再次相距最近，有联立解得，故C错误，D正确。故选D。7.如图所示，一根不可伸长的轻绳两端各系一个小球a和b，跨在一根固定的光滑水平细杆上，质量为1.5m的a球置于地面上，轻绳两段都恰好伸直，质量为m的b球在与细杆等高处从静止释放。当a球对地面压力刚好为零时，b球摆过的角度为（）A.30° B.37° C.45° D.60°〖答案〗A〖解析〗当a球对地面压力刚好为零时，绳子的拉力此时对a球受力分析如图：根据向心力公式有又根据机械能守恒可得联立解得所以故选A。8.在大型物流货场，广泛应用着传送带搬运货物。如图甲所示，与水平面成角倾斜的传送带以恒定速率运动，皮带始终是绷紧的，将的货物放在传送带上的A处，经过到达传送带的B端。用速度传感器测得货物与传送带的速度v随时间t变化图像如图乙所示。已知重力加速度，由图像可知（）A.货物从A运动到B过程中，摩擦力恒定不变B.货物从A运动到B过程中，传送带对货物摩擦力做功为C.货物从A运动到B过程中，货物与传送带摩擦产生的热量为D.货物从A运动到B过程中，货物与传送带摩擦产生的热量为〖答案〗BC〖解析〗A．由图像可知，传送带的速度为，在物体到达与传送带共速之前，即内，货物受沿斜面向下的摩擦力；在此之后，货物受沿斜面向上的摩擦力，故A错误；B．由图像可以看出货物做两段匀加速直线运动，根据牛顿第二定律有由图像得到解得，第一个加速阶段货物的位移第一个加速阶段货物的位移故摩擦力做功故B正确；CD．两个加速阶段，货物与传送带的相对位移分别为、，货物与传送带摩擦产生的热量分两段来求，有故C正确，故D错误。故选BC9.如图甲所示，用一轻质绳拴着一质量为m的小球，在竖直平面内做圆周运动（不计一切阻力），小球运动到最高点时绳对小球的拉力为T，小球在最高点的速度大小为v，其图像如图乙所示。下列说法正确的是（）A.轻质绳长为B.当时，轻质绳的拉力大小为C.小球在最低点受到的最小拉力为D.若把轻绳换成轻杆，则从最高点由静止转过的过程中杆始终对小球产生支持力〖答案〗ABC〖解析〗A．小球在最高点时，由牛顿第二定律由图像可知解得选项A正确；B．当时，轻质绳的拉力大小为选项B正确；C．小球在最高点时最小速度为则由解得最低点受到的最小拉力为选项C正确；D．若把轻绳换成轻杆，则从最高点由静止转过的过程中开始时杆对小球的作用力为支持力；转到水平位置时由杆的拉力提供向心力，即此时杆对球的作用力是拉力，所以在小球从最高点由静止转过的过程中，杆对小球的作用力开始时是支持力，然后是拉力，故D错误。故选ABC。10.如图，轻质定滑轮固定在天花板上，物体P和Q用不可伸长的轻绳相连，悬挂在定滑轮上，质量，时刻将两物体由静止释放，物体Q的加速度大小为；T时刻轻绳突然断开，物体P能够达到的最高点恰与物体Q释放位置处于同一高度，取时刻物体P所在水平面为零势能面，此时物体Q的机械能为E，重力加速度大小为g，不计摩擦和空气阻力，两物体均可视为质点．下列说法正确的是（）A.物体P和Q的质量之比为B.时刻物体Q的机械能为C.时刻物体P重力的功率为D.时刻物体P的速度大小〖答案〗BD〖解析〗A．开始释放时物体Q的加速度为，则解得选项A错误；B．在T时刻，两物体的速度P上升的距离细线断后P能上升的高度可知开始时PQ距离为若设开始时P所处的位置为零势能面，则开始时Q的机械能为从开始到绳子断裂，绳子的拉力对Q做负功，大小为则此时物体Q的机械能此后物块Q机械能守恒，则在时刻物块Q的机械能仍为，选项B正确；CD．在时刻，重物P的速度方向向下；此时物体P重力的瞬时功率选项C错误，D正确。故选BD。第Ⅱ卷非选择题（共54分）二、实验题（本题共2小题，每空2分，共14分）11.某学习小组利用图甲装置验证机械能守恒定律．按正确操作进行实验，挑选出一条点迹清晰的纸带，如图乙所示．O为重物速度为零时打下的点，相邻的三点到O点间的距离如图乙所示，已知打点计时器打点周期为T，当地重力加速度大小为g．请回答下列问题。（1）在实验中，应__________（填“先释放纸带，后接通电源”或“先接通电源，后释放纸带”）；（2）__________（填“需要”或“不需要”）用天平测量夹子和重物的总质量；（3）结合图乙中的数据，验证机械能守恒定律时，只需要验证表达式__________。〖答案〗（1）先接通电源，后释放纸带（2）不需要（3）〖解析〗【小问1详析】在实验中，应先接通电源，后释放纸带；【小问2详析】要验证的表达式两边都有质量m，则该实验不需要用天平测量夹子和重物的总质量；【小问3详析】要验证的关系为其中即即12.如图为某实验小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律的装置，实验的主要步骤有：A．将气垫导轨放在水平桌面上并调至水平；B．测出挡光条的宽度d；C．分别测出滑块与挡光条的总质量M及托盘与砝码的总质量m；D．将滑块移至图示位置，测出挡光条到光电门的距离l；E．由静止释放滑块，读出挡光条通过光电门的时间t；F．改变挡光条到光电门的距离，重复步骤D、E，测出多组l和t。已知重力加速度为g，请回答下列问题：（1）本实验中______（填“需要”或“不需要”）满足m远小于M。（2）若某次测得挡光条到光电门的距离为L，挡光条通过光电门的时间为，滑块由静止释放至光电门的过程，系统的重力势能减少了______；若系统机械能守恒，应满足______（用以上物理量表示）。（3）若利用图像法处理实验数据，下列选项中能符合实验要求的是（）A. B.C. D.〖答案〗（1）不需要（2）mgL（3）D〖解析〗【小问1详析】本实验中研究滑块和托盘以及砝码系统的机械能守恒问题，则不需要满足m远小于M。【小问2详析】系统的重力势能减少量若系统机械能守恒，应满足【小问3详析】根据即可知选项D正确。三、解答题（解答过程有必要的文字说明、方程式，只写最后〖答案〗不得分，13题9分，14题12分，15题19分，共40分）13.如图甲所示，静止在水平地面上一个质量为的物体，在水平推力F作用下运动，推力F随位移x变化的图像如图乙所示，已知物体与地面之间的动摩擦因数为，。求：（1）运动过程中物体的最大加速度大小；（2）物体的速度最大时距出发点的距离；（3）物体停止的位置距出发点的距离。〖答案〗（1）；（2）；（3）〖解析〗（1）由牛顿第二定律得其中解得（2）由题图乙得出，推力F随位移x变化的关系为速度最大时，物体的加速度为零，则解得（3）F与位移x的关系图线与x轴围成的面积表示F所做的功，即对全程运用动能定理得解得14.一辆电动汽车在水平路面上由静止开始加速，其加速度a随速度v的变化关系如图所示，当汽车的速度达到后，牵引力的功率保持恒定。已知汽车的质量，行驶过程中受到恒定的阻力，重力加速度g取。（1）求汽车刚开始加速时的牵引力F；（2）求汽车由静止加速到所经历的时间；（3）若汽车由静止加速度到速度所经历的时间；求该过程中汽车行驶的位移s。〖答案〗（1）4000N；（2）1s；（3）3m〖解析〗（1）设汽车匀加速时的加速度为a，牵引力为F，根据牛顿第二定律,有代入数据解得（2）设汽车功率为P，最大速度为v，则根据瞬时功率根据速度时间公式代入数据解得（3）设汽车匀加速运动的位移为，额定功率行驶的位移和时间分别为、，根据位移时间公式根据动能定理总时间为总位移为代入数据解得15.如图所示，在倾角θ=30°的光滑斜面上，一轻质弹簧两端连接两个质量均为m=1kg的物块B和C，C紧靠着挡板P，B通过轻质细绳跨过光滑定滑轮与质量M=8kg的物块A连接，细绳平行于斜面，A在外力作用下静止在圆心角为60°、半径R=2m的六分之一光滑圆弧轨道的顶端a处，此时绳子恰好拉直且无张力；圆弧轨道最低端b与粗糙水平轨道bc相切，bc与一个半径r=0.2m的光滑圆轨道平滑连接。由静止释放A，当A滑至b时，C恰好离开挡板P，此时绳子断裂。已知A与bc间的动摩擦因数μ=0.1，弹簧的形变