2023-2024学年湖北省武汉市高一（下）期中物理试卷

2023-2024学年湖北省武汉市高一（下）期中物理试卷一、单选题：本大题共7小题，共28分。1.下列说法中，正确的是(

)A.牛顿发现了万有引力定律，并测定了引力常量G

B.第谷根据自己多年的天文观测数据，发现了行星沿椭圆轨道绕太阳运动，且太阳位于椭圆轨道的一个焦点上

C.冲量是描述力对物体作用的时间积累效应的物理量，力的冲量是一个状态量

D.功是描述力对物体作用的空间积累效应的物理量，功是一个过程量2.相关科研发现，近年地球的自转速率呈现加快趋势。这样的极细微差别，尽管在人们的日常生活中无从体现，但却会在通讯、电力、导航等领域产生重要影响。由于地球自转加快引起的影响，下列描述正确的是(

)A.地球同步卫星的高度要略调高一些 B.地球的第一宇宙速度增大

C.在北京的物体重力减小，方向改变 D.在武汉的物体重力减小，方向不变3.一物体静止在光滑水平面上，从t=0时刻起，受到的水平外力F如图所示，以向右运动为正方向，物体质量为2.5kg，则下列说法正确的是(

)A.前1s内力F对物体的冲量为5N⋅s B.t=2s时物体回到出发点

C.t=3s4.“复兴号”动车组用多节车厢提供动力，从而达到提速的目的。总质量为m的动车组在平直的轨道上行驶。该动车组有三节动力车厢，每节车厢发动机的额定功率均为P，若动车组所受的阻力与其速率成正比(F阻=kv,k为常量)A.动车组在匀加速启动过程中，牵引力恒定不变

B.若三节动力车厢输出功率均为额定值，则动车组从静止开始做匀加速运动

C.若三节动力车厢输出的总功率为43P，则动车组匀速行驶的速度为23vm

D.若三节动力车厢输出功率均为额定值，动车组从静止启动，经过时间5.如图所示，直角杆AOB位于竖直平面内，OA水平，OB竖直且光滑，用不可伸长的轻细绳相连的两小球a和b分别套在OA和OB杆上，b球的质量为1.2kg，在作用于a球的水平拉力F的作用下，a、b均处于静止状态。此时a球到O点的距离为0.3m。b球到O点的距离为0.4m。改变力F的大小，使a球向右加速运动，已知a球向右运动0.1m时速度大小为6m/s。gA.39.6J B.38.6J C.33J6.如图所示，某实验小组用电池、电动机等器材自制风力小车。为测试小车电机性能，将小车固定不动、接通电源让叶片匀速转动将空气以速度v向后排开，叶片旋转形成的圆面积为S，空气密度为ρ，则下列说法正确的是(

)A.风力小车的原理是将电动机发热的内能转化为小车的动能

B.叶片匀速旋转时，空气对小车的推力为ρSv2

C.t时间内叶片排开的空气质量为ρSv

D.叶片匀速旋转时，单位时间内空气流动的动能为7.天问一号是我国首个火星探测器，已知火星距离地球最远时有4亿公里，最近时大约0.55亿公里。由于距离遥远，地球与火星之间的信号传输会有长时间的时延。当火星离我们最远时，从地球发出一个指令，约22分钟才能到达火星。为了节省燃料，我们要等火星与地球之间相对位置合适的时候发射探测器。为简化计算，已知火星的公转周期约是地球公转周期的1.9倍，认为地球和火星在同一平面内、沿同一方向绕太阳做匀速圆周运动，如图所示。根据上述材料，结合所学知识，判断下列说法正确的是(

)

A.地球的公转线速度小于火星的公转线速度

B.当火星离地球最近时，地球上发出的指令需要约5分钟到达火星

C.下一个发射时机需要再等约2.1年

D.若火星运动到B点、地球恰好在A点时发射探测器，则探测器沿椭圆轨道运动到C点时，恰好与火星相遇二、多选题：本大题共3小题，共12分。8.中国天眼FAST观测某脉冲双星系统如图所示。该双星系统由两颗相距较近的天体组成，并远离其他天体，它们在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的一点做匀速圆周运动。若较大天体质量为M、运动轨道半径为R，较小天体质量为m、运动轨道半径为r，引力常量为G，则(

)A.两天体质量与半径之间的关系式为Mr=mR

B.两天体质量与半径之间的关系式为MR=mr

C.天体运动的角速度为9.过山车是一种深受年轻人喜爱的游乐项目。实验表明：当普通人所承受的加速度约为5倍的重力加速度时就会发生晕厥。图甲中，过山车轨道的回环部分是半径为R的经典圆环轨道，A为圆轨道最高点、B为最低点；图乙中，过山车轨道的回环部分是倒水滴形轨道，上半部分是半径为R的半圆轨道、C为最高点，下半部分为两个半径为2R的四分之一圆弧轨道、D为最低点。若载人过山车可视为质点，分别从两轨道顶峰上部由静止开始下降，沿轨道内侧经过A、C点时均恰好和轨道没有相互作用，点B、D等高，忽略空气阻力和摩擦。则下列说法正确的是(

)A.过山车经过A、C点时速度为0

B.图甲过山车轨道比图乙轨道更安全

C.图乙过山车轨道比图甲轨道更安全

D.“图乙中轨道顶峰的高度”比“图甲中轨道顶峰的高度”高R10.如图所示，一倾角为θ的足够长的传送带由电动机带动，始终保持恒定速率顺时针转动，物块从传送带底端由静止释放，物块与传送带间的动摩擦因数为μ(μ>tanθ)，物块从传送带底端运动到顶端时恰好与传送带速度相等。在此过程中，传送带对物块做的功为W1；物块对传送带做的功为W2，物块与传送带之间因摩擦产生的热量为Q，物块机械能变化量为ΔEA.ΔE=W1 B.Q=W2三、实验题：本大题共2小题，共18分。11.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t0，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______。

12.如图所示，某同学采用重物自由下落的方法“验证机械能守恒定律”。打点计时器所用电源频率为50Hz，当地重力加速度的值为9.80m/s2。

(1)下面是他实验时的操作步骤：

A.按照图示的装置安装器件；

B.将打点计时器接到电源的直流输出端上；

C.用天平测量出重锤的质量；

D.先释放纸带，然后再接通电源；

E.测量打出的纸带上某些点之间的距离；

F.计算重锤下落过程中减少的重力势能和增加的动能；

G.改换纸带，重做几次。

其中不必要以及不恰当的步骤有______。

(2)本实验选择纸带的要求是：纸带上打下的第1、2点间距离接近______。若已知重物的质量为1.00kg，按实验要求正确地选出纸带，用毫米刻度尺测量连续三点A、B、C到第一个点O的距离如图(乙)所示，那么：从打下O点到打下计数点B的过程中重力势能的减少量ΔEp______J(保留3位有效数字)；而动能的增加量ΔEk=______J(保留3位有效数字)。

(3)某同学想用下述方法研究机械能是否守恒，在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点O的距离h，计算对应计数点的重物速度v，描绘v2-h图像，并做如下判断：若图像是一条过原点的直线，则重物下落过程中机械能守恒，请你分析论证该同学的判断是否正确：______(填“正确”或“不正确”)。

(4)若实验中经过计算发现增加的动能大于减少的重力势能，则可能的原因是：______。

A.用公式v=gt算各点瞬时速度(设t为纸带上打下O点到打下其它记录点的时间)

B四、简答题：本大题共3小题，共42分。13.把篮球从距地板某一高度处由静止释放，观察篮球与水平地板撞击后反弹上升的最大高度，是判断篮球是否充好气的一种简单方法。某次，运动员将一质量m=0.60kg的篮球从H=1.8m的高度处由静止释放，与水平地板撞击后反弹上升的最大高度为h=1.25m，于是运动员确定该篮球充气较好。已知篮球与地面接触的时间为t=0.1s，忽略空气阻力，重力加速度取g=1014.中国空间站的机械臂具有七个自由度，类似于人类手臂的灵活性，可实现抓取、拖拽、爬行、对接等功能。如图所示，在长为d的机械臂作用下，微型卫星、空间站、地球位于同一直线，伸直的机械臂沿该直线方向抓住微型卫星，微型卫星与空间站一起做角速度为ω的匀速圆周运动。已知地球表面的重力加速度为g，地球半径为R，微型卫星质量为m，空间站轨道半径为r，求：

(1)在轨运行时，空间站的线速度v1和微型卫星的线速度v2之比；

(2)机械臂对微型卫星的作用力大小F。(忽略空间站与卫星之间的万有引力以及机械臂对空间站的作用力，用m，g，R，r，d表示)

(3)物体在引力场中具有的势能叫做引力势能。若取无穷远处为引力势能零点，质量为m的物体在地球引力场中具有的引力势能为EP=-GMmr(式中G为引力常量，M为地球的质量，r为物体到地心的距离)。若让机械臂松开卫星，通过控制卫星上自带的火箭发动机，使卫星由当前半径为r的圆轨道变轨到离地球更远的半径为r'的圆轨道，则在此过程中，万有引力对卫星做的功为多少？(用g、R、m15.如图甲所示，下端带有挡板、光滑且足够长的斜面固定在水平地面上，物块a、b用轻弹簧连接，一不可伸长的轻绳跨过光滑定滑轮后一端与物块b连接，另一端连接轻质挂钩，滑轮左侧轻绳与斜面平行