湖北省武汉市钢城第四中学2024-2025学年高一物理下学期期中试题

PAGEPAGE3湖北省武汉市钢城第四中学2024-2025学年高一物理下学期期中试题一、选择题（每小题4分，共44分，1-7题为单选题，8-11题为多选题）1．确定平抛运动物体飞行时间的因素是()A．初速度B．抛出时的高度C．抛出时的高度和初速度D．以上均不对2．变速自行车靠变换齿轮组合来变更行驶速度．如图是某一变速车齿轮转动结构示意图，图中A轮有48齿，B轮有42齿，C轮有18齿，D轮有12齿，则()A．该车可变换两种不同挡位B．该车可变换五种不同挡位C．当A轮与D轮组合时，两轮的角速度之比ωA∶ωD＝1∶4D．当A轮与D轮组合时，两轮的角速度之比ωA∶ωD＝4∶13．一条河宽100m，水流速度为3m/s，一条小船在静水中的速度为5m/s，关于船过河的过程，下列说法中不正确的是()A．船过河的时间可能是20sB．船过河的时间可能是25sC．船的实际速度不行能为3m/sD．船的实际位移可能为100m4．汽车在平直马路上行驶，前一段时间内发动机的功率为P1，后一段时间内的功率为P2，已知在两段时间内发动机做的功相等，则在全部时间内发动机的平均功率为()A．eq\f(P1＋P2,2)B．eq\r(P1P2)C．eq\f(P1P2,P1＋P2)D．eq\f(2P1P2,P1＋P2)5．如图所示是在同一轨道平面上的三颗不同的人造地球卫星，关于各物理量的关系，下列说法正确的是()A．线速度vA<vB<vCB．万有引力FA>FB>FCC．角速度：ωA>ωB>ωCD．向心加速度aA<aB<aC6．如图所示，质量为m的物体(可视为质点)以某一速度从A点冲上倾角为30°的固定斜面，其运动的加速度为eq\f(3,4)g，此物体在斜面上上升的最大高度为h，则在这个过程中物体()A．重力势能增加了eq\f(3,4)mghB．动能损失了eq\f(1,2)mghC．动能损失了mghD．动能损失了eq\f(3,2)mgh7．玻璃杯从同一高度落下，掉在石头上比掉在草地上简单碎，这是由于玻璃杯与石头的撞击过程中()A．玻璃杯的动量较大B．玻璃杯受到的冲量较大C．玻璃杯的动量变更较大D．玻璃杯的动量变更较快8．放在赤道上的物体Ⅰ和放在北纬60°处的物体Ⅱ，由于地球的自转，它们的()A．角速度之比为ωⅠ∶ωⅡ＝2∶1B．线速度之比为vⅠ∶vⅡ＝2∶1C．向心加速度之比为aⅠ∶aⅡ＝2∶1D．向心加速度之比为aⅠ∶aⅡ＝4∶19．如图所示表示撑竿跳高运动的几个阶段：助跑、撑竿起跳、越横竿、落地(未画出)．在这几个阶段中有关能量转化状况的说法，正确的是()A．助跑阶段，身体中的化学能转化为人和杆的动能B．起跳时，人的动能和化学能转化为人和杆的势能C．越过横竿后，人的重力势能转化为动能D．落地后，人的能量消逝了10．如图为过山车以及轨道简化模型，以下推断正确的是()A．过山车在圆轨道上做匀速圆周运动B．过山车在圆轨道最高点时的速度应不小于eq\r(gR)C．过山车在圆轨道最低点时乘客处于超重状态D．过山车在斜面h＝2R高处由静止滑下能通过圆轨道最高点11．水平传送带匀速运动，速度大小为v，现将一小工件放到传送带上．设小工件初速度为零，当它在传送带上滑动一段距离后速度达到v而与传送带保持相对静止．设小工件质量为m，它与传送带间的动摩擦因数为μ，则在小工件相对传送带滑动的过程中()A．滑动摩擦力对小工件做的功为eq\f(1,2)mv2B．小工件的机械能增量为eq\f(1,2)mv2C．小工件相对于传送带滑动的路程大小为eq\f(v2,2μg)D．传送带对小工件做功为零二、试验题（每题8分，共16分）12．在做“探讨平抛运动”的试验中，为了确定小球不同时刻在空中所通过的位置，试验时用了如图所示的装置．先将斜槽轨道的末端调整水平，在一块平整的木板表面钉上白纸和复写纸．将该木板竖直立于水平地面上，使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞到木板并在白纸上留下痕迹A；将木板向远离槽口的方向平移距离x，再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞在木板上得到痕迹B；将木板再向远离槽口的方向平移距离x，小球再从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，再得到痕迹C.若测得木板每次移动距离x＝10.00cm.A、B间距离y1＝5.02cm，B、C间距离y2＝14.82cm(g＝9.80m/s2).(1)为什么每次都要使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放？______________________________________________________.(2)依据以上干脆测量的物理量来求得小球初速度的表达式为v0＝________________(用题中所给字母表示)．(3)小球初速度的值为v0＝________m/s.13．某试验小组利用拉力传感器做验证机械能守恒定律”的试验．(1)试验完毕后选出一条纸带如图所示，其中O点为电磁打点计时器打下的第一个点，A、B、C为三个计数点，打点计时器通以50Hz的沟通电．用刻度尺测得OA＝12.41cm，OB＝18.60cm，OC＝27.21cm，在计数点A和B、B和C之间还各有一个点，重物的质量为1.00kg，取g＝10.0m/s2.甲同学依据以上数据算出：当打点计时器打到B点时重物的重力势能比起先下落时削减了________J，此时重物的动能比起先下落时增加了________J(结果均保留三位有效数字)．(2)乙同学利用他自己试验时打出的纸带，测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h，算出了各计数点对应的速度v，以h为横轴，以eq\f(1,2)v2为纵轴画出了如图的图线．图线未过原点O的缘由是__________________________________．三、计算题（12分+12分+16分=40分）14．(12分)质量为2000kg、额定功率为80kW的汽车，在平直马路上行驶中的最大速度为20m/s.若汽车从静止起先做匀加速直线运动，加速度大小为2m/s2，运动中的阻力不变．求：(1)汽车所受阻力的大小；(2)3s末汽车的瞬时功率；(3)汽车做匀加速运动的时间；(4)汽车在匀加速运动中牵引力所做的功．15．(12分)已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g，不考虑地球自转的影响。(1)推导第一宇宙速度v1的表达式；(2)若卫星绕地球做匀速圆周运动，运行轨道距离地面高度为h，求卫星的运行周期T.16．(16分)如图所示，AB是倾角θ为45°的直轨道，CD是半径R＝0.4m的圆弧轨道，它们通过一段曲面BC平滑相接，整个轨道处于竖直平面内且到处光滑．一个质量m＝1kg的物体(可以看作质点)从高H的地方由静止释放，结果它从圆弧最高点D点飞出，垂直斜面击中P点．已知P点与圆弧的圆心O等高，g取10m/s2.求：(1)物体击中P点前瞬间的速度；(2)在C点轨道对物体的压力大小；(3)物体静止释放时的高度H.2024-2025学年度下学期高一年级期中考试物理答案1解析：平抛运动的飞行时间由其竖直分运动确定，由公式h＝eq\f(1,2)gt2知，飞行时间由抛出时的高度确定，B正确．答案：B2解析：由题意知，A轮通过链条分别与C、D连接，自行车可有两种速度，B轮分别与C、D连接，又可有两种速度，所以该车可变换四种挡位；当A与D组合时，两轮边缘线速度大小相等，A转一圈，D转4圈，即eq\f(ωA,ωD)＝eq\f(1,4)，选项C对．答案：C3解析：船头与河岸垂直时，过河的时间最短．tmin＝eq\f(d,v船)＝eq\f(100,5)s＝20s，船实际运动的方向与河岸垂直时，位移最短，smin＝100m．船实际运动速度即为合速度，其大小在2～8m/s范围内，故选项A、B、D正确，C错误．答案：C4解析：平均功率P＝eq\f(P1t1＋P2t2,t1＋t2)，而P1t1＝P2t2，故P＝eq\f(2P1P2,P1＋P2)，故选项D正确．答案：D5解析：因为卫星的质量大小关系不知，所以卫星的万有引力大小关系无法推断，B错误；卫星绕地球做圆周运动，有Geq\f(Mm,r2)＝meq\f(v2,r)＝mrω2＝ma向，得v＝eq\r(\f(GM,r))，ω＝eq\r(\f(GM,r3))，a向＝eq\f(GM,r2)，由于rA<rB<rC，则vA>vB>vC，ωA>ωB>ωC，aA>aB>aC，故A、D错误，C正确。答案：C6解析：重力做功WG＝－mgh，故重力势能增加了mgh，A错．物体所受合力F＝ma＝eq\f(3,4)mg，合力做功W合＝－Feq\f(h,sin30°)＝－eq\f(3,4)mg×2h＝－eq\f(3,2)mgh，由动能定理知，动能损失了eq\f(3,2)mgh，B、C错，D正确．答案：D7解析：从同一高度落到地面上时，速度相同，动量相同，与草地或石头接触后，末动量均变为零，因此动量变更量相同。因为玻璃杯与石头的作用时间短，由动量定理Ft＝mΔv知，此时玻璃杯受到的力F较大，简单碎，D正确。答案：D8解析：物体Ⅰ和物体Ⅱ都在地球上，角速度ωⅠ＝ωⅡ都等于地球自转角速度，故选项A错误．由于物体Ⅱ的转动半径rⅡ＝eq\f(1,2)R地，物体Ⅰ的转动半径rⅠ＝R地，即rⅠ＝2rⅡ.因v＝ωr，a＝ω2r，所以vⅠ∶vⅡ＝rⅠ∶rⅡ＝2∶1，aⅠ∶aⅡ＝rⅠ∶rⅡ＝2∶1，故选项B、C正确，选项D错误．答案：BC9解析：运动员在助跑、撑竿起跳、越横竿、下落的几个过程中，能量的转化分别为化学能转化为动能，化学能和动能转化为势能，重力势能转化为动能，故A、B、C正确．人落地后，人的重力势能会使地面发生形变且温度上升而转化为内能．即人的能量并没有消逝，故D错．答案：ABC10解析：过山车在竖直圆轨道上做圆周运动，机械能守恒，动能和重力势能相互转化，速度大小变更，不是匀速圆周运动，故A错误；在最高点，重力和轨道对车的压力供应向心力，当压力为零时，速度最小，则mg＝meq\f(v2,R)，解得：v＝eq\r(gR)，故B正确；在最低点时，重力和轨道对车的压力供应向心力，加速度向上，乘客处于超重状态，故C正确；过山车在斜面h＝2R高处由静止滑下到最高点的过程中，依据动能定理得：eq\f(1,2)mv′2＝mg(h－2R)＝0.解得；v′＝0，所以不能通过最高点，故D错误．故选B、C.答案：BC11解析：小工件相对传送带滑动的过程中，受到的合外力就是传送带对它施加的摩擦力，依据动能定理可知，摩擦力做的功等于小工件增加的动能，小工件的初速度为零，末速度为v，其动能增加为eq\f(1,2)mv2，则小工件受到的滑动摩擦力对小工件做的功为eq\f(1,2)mv2，选项A正确，而选项D错误；依据功能关系知，除了重力和弹力以外的其他力所做的功等于小工件机械能的变更量，选项B正确；由动能定理可得μmgs1＝eq\f(1,2)mv2，则s1＝eq\f(v2,2μg)，s1是小工件相对地面的位移，该过程中，传送带相对地面的位移为s2＝vt＝v·eq\f(v,μg)＝2s1，则小工件相对于传送带的位移为s＝s2－s1＝eq\f(v2,2μg)，选项C正确．答案：ABC12解析：(1)每次从斜槽上紧靠挡板处由静止释放小球，是为了使小球离开斜槽末端时有相同的初速度．(2)依据平抛运动在水平方向上为匀速直线运动，则小球从A到B和从B到C运动时间相等，设为T；竖直方向由匀变速直线运动推论有y2－y1＝gT2，且v0T＝x.解以上两式得：v0＝xeq\r(\f(g,y2－y1)).(3)代入数据解得v0＝1.00m/s.答案：(1)为了保证小球每次做平抛运动的初速度相同（2）xeq\r(\f(g,y2－y1))(3)1.0013解析：(1)打点计时器打B点时重物的速度为vB＝eq\f(OC－OA,2T)＝eq\f(（27.21－12.41）×10－2,2×0.04)m/s＝1.85m/s，所以重物动能的增加量为ΔEk＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)＝eq\f(1,2)×1.00×1.852J＝1.71J，重物的重力势能的削减量为ΔEp＝mgh＝1.00×10.0×18.60×10－2J＝1.86J.(2)由图象可知，打下第一个点时重物已有速度，说明乙同学先释放重物，再接通打点计时器．答案：(1)1.861.71(2)先释放重物，再接通计时器电源14【解析】(1)所求的是运动中的阻力，若不留意“运动中的阻力不变”，则阻力不易求出．以最大速度行驶时，依据P＝Fv，可求得F＝4000N．而此时牵引力和阻力大小相等．(2)由于3s时的速度v＝at＝6m/s，而牵引力由F－Ff＝ma得F＝8000N，故此时的功率为P＝Fv＝4.8×104W.(3)设匀加速运动的时间为t，则t时刻的速度为v＝at，这时汽车的功率为额定功率．由P＝Fv，将F＝8000N和v＝at代入得t＝5s.(4)匀加速运动阶段牵引力为恒力，牵引力所做的功W＝Fl＝Feq\f(1,2)at2＝8000×eq\f(1,2)×2×52J＝2×105J.【答案】(1)4000N(2)4.8×104W(3)5s(4)2