湖北省黄冈市黄梅县育才高级中学2023-2024学年高一下学期4月期中物理试题

期中高一物理试题一、单选题：本大题共7小题，共28分。1.A、B两个完全相同的金属小球，A带有6Q电荷量B带有4Q电荷量，当它们在远大于自身直径处固定时，其间静电斥力大小为F。另有一个与A、B完全相同的不带电金属小球C，若让C先与B接触，再与A接触，拿走C球后，A、B间静电力的大小变为（）A.6F B.3F C. D.0【答案】C【解析】【分析】【详解】金属小球A、B间为静电斥力，则带同种电荷，A带有6Q电荷量，B带有4Q电荷量，当它们在远大于自身直径处固定时，有不带电金属小球C，先与B接触，再与A接触，A电荷量为4Q，B电荷量为2Q，A、B间静电力的大小变为联立，解得故选C。2.如图所示，滑雪运动员沿斜坡下滑了一段距离，重力对他做功，阻力对他做功，则下列说法中正确的是（）A.滑雪运动员的重力势能一定减少了B.由于未选定参考平面，故无法判断滑雪运动员重力势能的变化C.滑雪运动员的重力势能一定减少了D.末位置的重力势能等于【答案】A【解析】【详解】ABC．重力做功为，根据重力做功与重力势能的关系可知，重力势能减小，重力势能的变化量与是否选定参考平面无关，故A正确，BC错误；D．由于未选定参考平面，无法确定末位置的重力势能的大小，故D错误。故选A。3.开普勒有关行星的三个定律被称为“中世纪科学与近代科学的分水岭”。如图所示，下面说法正确的是（）A火星绕太阳运行过程中，速率不变B.地球靠近太阳的过程中，运行速率减小C.在相等时间内，火星和太阳的连线扫过的面积与地球和太阳的连线扫过的面积相等D.火星绕太阳运行一周的时间比地球的长【答案】D【解析】【详解】ABC．根据开普勒第二定律行星与太阳连线在相同时间内扫过的面积相等，即近日点速率大，远日点速率小；但是火星与太阳连线、地球与太阳连线在相同时间内扫过的面积是不相等的，ABC错误；D．根据开普勒第三定律，可知半径大的周期长，即火星绕太阳运行一周的时间比地球的长，D正确；故选D．4.如图所示，质量相同的可视为质点的甲、乙两小球，甲从竖直固定的1/4光滑圆弧轨道顶端由静止滑下，轨道半径为R，圆弧底端切线水平，乙从高为R的光滑斜面顶端由静止滑下．下列判断正确的是A.两小球到达底端时速度相同B.两小球由静止运动到底端的过程中重力做功不相同C.两小球到达底端时动能相同D.两小球到达底端时，甲小球重力做功的瞬时功率等于乙小球重力做功的瞬时功率【答案】C【解析】【分析】【详解】A．根据动能定理得知两物块达到底端时的速度大小相等，但是速度的方向不同，速度不同。故A错误；B．两物块运动到底端的过程中，下落的高度相同，由WG=mgh=mgR由于质量m相同，则重力做功相同，故B错误；C．两小球到达底端时动能m不同，则动能不同，故C正确；D．两物块到达底端的速度大小相等，甲重力与速度方向垂直，瞬时功率为零，而乙球重力做功的瞬时功率不为零，则甲球重力做功的瞬时功率小于乙球重力做功的瞬时功率，故D错误。故选C。5.如图所示是地球的两颗卫量a和b，其中b是地球的同步卫星，下列说法正确的是（）A.卫星a所受的向心力大于b所受的向心力B.卫星a运行周期小于24hC.在地面附近发射卫星b的速度为D.卫星a的运行速度可能大于【答案】B【解析】【详解】据，由于不知道ab两颗卫星的质量，故仅根据r的大小不能判定向心力的大小，故A错误；据可得卫星的周期，所以a的半径小于b的半径，故a的周期小于b的周期24h，故B正确；11.2km/s是发射脱离地球束缚航天器的最小发射速度，同步卫星仍围绕地球圆周运动，故其发射速度小于11.2km/s，故C错误；7.9km/s是第一宇宙速度是围绕地球圆周运动的最大速度，故卫星a的运行速度小于7.9km/s，故D错误．6.高空“蹦极”是勇敢者的游戏。蹦极运动员将弹性长绳（质量忽略不计）的一端系在双脚上，另一端固定在高处的跳台上，运动员无初速地从跳台上落下。若不计空气阻力，则（）A.弹性绳刚伸直时，运动员开始减速B.整个下落过程中，运动员的机械能一直在减小C.整个下落过程中，重力对运动员所做的功大于运动员克服弹性绳弹力所做的功D.从弹性绳从伸直到最低点的过程中，运动员的重力势能与弹性绳的弹性势能之和先减小后增大【答案】D【解析】【详解】A．弹性绳刚伸直到弹性绳弹力等于重力之前，重力大于弹性绳弹力，运动员都处于加速状态，故A错误；B．运动员从跳台跳下到弹性绳刚伸直过程中，只受重力，运动员的机械能守恒，故B错误；C．下落到最低点时，运动员速度为0，整个下落过程中重力对运动员所做的功等于运动员克服弹性绳弹力所做的功，故C错误；D．从弹性绳从伸直到最低点的过程中，运动员和弹性绳组成的系机械能守恒，弹性绳从伸直到最低点的过程中，运动员先加速后减速到0，所以运动员的动能先增大后减小，则运动员的重力势能与弹性绳的弹性势能之和先减小后增大，故D正确。故选D。7.一起重装置把静置于地面上重物竖直向上提升的过程中，功率随时间变化的Pt图像如图所示。在t=1s时，重物上升的速度达到最大速度的一半，在t=3s时，达到最大速度。在t=6s时，重物再次匀速上升，取，不计一切阻力。下列说法正确的是（）A.重物的质量为4kgB.在t=1s时，重物加速度大小C.0～6s时间内，重物上升的高度h=85mD.在4～6s时间内，重物做加速度逐渐增大的减速运动【答案】C【解析】【详解】A．在t=3s时，重物达到最大速度，此时牵引力大小等于重力，则有解得A错误；B．在t=1s时，重物上升的速度达到最大速度的一半，此时的牵引力大小为由牛顿第二定律可得解得B错误；C．在t=6s时，重物再次匀速上升，由题图可知，此时重物的速度在0~1s时间内，重物做匀加速直线运动，重物上升的高度在1~3s时间内，重物做加速度逐渐减小的加速运动，由动能定理可得代入数据解得在3~4s时间内，重物做匀速直线运动，上升的高度则有在4~6s时间内，重物做加速度逐渐减小的减速直线运动，由动能定理可得代入数据解得可得0～6s时间内，重物上升的高度C正确；D．重物速度最大时，牵引力大小等于重力，4s后功率减小到一半，到t=6s时，重物速度从最大20m/s减小到10m/s，此时t=4s时的牵引力此时牵引力小于重力，加速度方向向下，重物做减速运动，在t=6s时，速度是10m/s，此时牵引力此时牵引力等于重力，加速度是零，因此在4～6s时间内，重物做加速度逐渐减小的减速运动，D错误。故选C。二、多选题：本大题共3小题，共12分。8.如图所示，光滑绝缘水平桌面上有A、B两个带电小球（可以看成点电荷），A球带电量为+2q，B球带电量为q，由静止开始释放时A球加速度大小为B球的两倍，不计空气阻力，下列说法正确的是（）A.A球的质量是B球质量的2倍B.A球与B球受到静电力的大小相等C.A球与B球受到的静电力是一对平衡力D.A、B球相互靠近过程中加速度都增大，且A球加速度大小总是B球的两倍【答案】BD【解析】【详解】BC．A球受到的静电力和B球受到静电力是一对作用力与反作用力，总是大小相等、方向相反，C错误B正确；A．根据题意可得A球加速度大小为B球的两倍，则根据牛顿第二定律，可知A的质量为B的，A错误；D．A、B球相互靠近过程中，AB之间静电力变大，但二者的电场力总是等大反向，A球加速度大小仍为B球的2倍，D正确。故选BD。9.如图所示，在“嫦娥”探月工程中，设月球半径为R，月球表面的重力加速度为g0．飞船在半径为4R的圆型轨道Ⅰ上运动，到达轨道的A点时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道的近月点B时，再次点火进入近月轨道Ⅲ绕月做圆周运动，则（）A.飞船在轨道Ⅲ的运行速率大于B.飞船在轨道Ⅰ上运行速率小于在轨道Ⅱ上B处的速率C.飞船在轨道Ⅰ上的重力加速度小于在轨道Ⅱ上B处重力加速度D.飞船在轨道Ⅰ、轨道Ⅲ上运行的周期之比TI:TIII=4:1【答案】BC【解析】【详解】试题分析：飞船在轨道Ⅲ上，由万有引力提供向心力可知，又在月球表面万有引力等于重力，所以，解得：v＝，选项A错误；飞船要由轨道Ⅱ进入轨道Ⅲ，必须在B点处减速，故飞船在轨道Ⅱ上B处的运行速率大于飞船在轨道Ⅲ上的运行速率，而飞船在轨道Ⅰ上的运行速率小于飞船在轨道Ⅲ上的运行速率，故飞船在轨道Ⅰ上运行速率小于在轨道Ⅱ上B处的速率，选项B正确；加速度是由万有引力提供的，由可知选项C正确；由可得，故飞船在轨道Ⅰ、轨道Ⅲ上运行的周期之比TI:TIII=8:1，选项D错误．考点：万有引力定律及其应用，卫星的加速度、周期和轨道的关系，卫星的变轨原理10.如图所示，将个木板、、固定在墙角，木板与墙壁和地面构成了个不同的三角形，其中和的底边相同，和的高度相同。现将一个可以视为质点的物块分别从个木板的顶端由静止释放，物块沿木板下滑到底端，物块与木板之间的动摩擦因数均为在这个过程中，下列说法正确的是（）A.沿着木板和下滑到底端时，物块的速度大小不同；沿着木板和下滑到底端时，物块的速度大小相同B.沿着木板下滑到底端时，物块的速度最大C.物块沿着木板下滑到底端的过程中，产生的热量是最多的D.物块沿着木板和下滑到底端的过程中，产生的热量是一样多的【答案】BCD【解析】【详解】对物块从高为的斜面上由静止滑到底端时，根据动能定理有①其中为物块克服摩擦力做的功，因滑动摩擦力所以物块克服摩擦力做的功为②由图可知，为斜面底边长，可见，物体从斜面顶端下滑到底端时，克服摩擦力做功与斜面底端长度成正比。AB．因沿着和下滑到底端时，物体克服摩擦力做功相同，沿着重力做功大于沿重力做功，根据式得知，沿着下滑到底端时物块的速度大于沿下滑到底端时速度；沿着和下滑到底端时，重力做功相同，而沿物体克服摩擦力做功小于沿克服摩擦力做功，则由式得知，沿着下滑到底端时物块的速度大于沿下滑到底端时速度；所以沿着下滑到底端时，物块的速率最大，而沿着下滑到底端时，物块的速率最小，故A错误，B正确；C．沿时克服摩擦力做的功最多，物体的机械能损失最大，产生的热量最多，故C正确；D．同理，根据以上分析知，物块沿和下滑到底端的过程中，产生的热量一样多，故D正确。故选BCD。三、实验题：本大题共2小题，共17分。11.某同学设计出如图甲所示的实验装置来“验证机械能守恒定律”，让小铁球从A点自由下落，下落过程中经过A点正下方的光电门B时，光电计时器记录下小铁球通过光电门的时间，已知小铁球的质量为，直径为，当地的重力加速度为。（1）为了验证机械能守恒定律，除了该实验准备的如下器材：铁架台、夹子、小铁球、光电门、数字式计时器，还需要_____选填“天平”“刻度尺”或“秒表”；（2）若AB之间距离为，则小铁球从A运动到B的过程中，减少的重力势能为_____，增加的动能为_____均用题中给出的字母表示；（3）调整AB之间距离，记录下小铁球通过光电门B时间，多次重复上述过程，作出随的变化图像如图乙所示。若小球下落过程中机械能守恒，则该直线斜率_____；【答案】（1）刻度尺（2）①.②.（3）【解析】【小问1详解】为了验证机械能守恒定律，除了该实验准备的如下器材：铁架台、夹子、小铁球、光电门、数字式计时器，还需要使用刻度尺测量释放点与光电门之间的距离【小问2详解】[1]小铁球从A运动到B的过程中，减少的重力势能为[2]小球经过光电门的速度为小铁球从A运动到B的过程中，增加的动能为【小问3详解】若小球下落过程中机械能守恒，则有可得可知图像的斜率为12.用如图甲所示的实验装置做“验证机械能守恒定律”实验时，将打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始下落。（1）关于本实验，下列说法正确的是__________（填字母代号）。A．应选择密度大、体积小的重物进行实验B．释放纸带之前，纸带必须处于竖直状态C．先释放纸带，后接通电源（2）实验中，得到如图乙所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O（O点与下一点的间距接近2mm）的距离分别为为、、。已知当地重力加速度为g，打点计时器的打点周期为T。设重物质量为m。从打O点到B点的过程中，重物的重力势能变化量__________，动能变化量__________（用已知字母表示）（3）某同学用如图丙所示装置验证机械能守恒定律，将力传感器固定在天花板上，细线一端系着小球，一端连在力传感器上。将小球拉至水平位置从静止释放，到达最低点时力传感器显示的示数为F。已知小球质量为m，当地重力加速度为g。在误差允许范围内，当满足关系式__________时，可验证机械能守恒。【答案】①.AB##BA②.③.④.【解析】【详解】（1）[1]A．应选择质量大即密度大、体积小的重物进行实验，以减小空气阻力对实验的影响，A正确；B．为了减小纸带与计时器之间的摩擦，释放纸带之前，纸带必须处于竖直状态，B正确；C．实验时应先接通电源，后释放纸带，以获得较多的数据点，C错误。故选AB。（2）[2][3]从O点到B点的过程中，重物的重力势能变化量为根据匀变速运动规律可得B点的瞬时速度为故此时动能变化量为（3）[4]设绳长为l，最低点时速度为，根据牛顿第二定律有以最低位置为零势能面，可知此时动能为小球在水平位置时的重力势能为若机械能守恒有即四、计算题：本大题共3小题，共44分。13.中国北斗卫星导航系统是中国自行研制全球卫星导航系统。2018年11月19日，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭以“一箭双星”方式成功将北斗三号双星送入预定轨道，成功完成北斗三号基本系统部署。如图所示为其中一颗北斗卫星的轨道示意图。已知该卫星绕地球做匀速圆周运动的周期为T，地球半径为R，地球表面附近的重力加速地速度为g，引力常量为G。（1）求地球的质量M；（2）求该卫星距离地面的高度h。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）设一物体的质量为，在地球表面附近，万有引定律等于重力解得地球质量（2）设卫星质量为，根据牛顿第二定律解得14.如图所示，一质量为的小物块（可视为质点），从倾角的足够长的水平固定斜面底端，以大小为的速度沿斜面向上运动