湖北省武汉市重点中学2024-2025学年高一（下）期中物理试卷（含解析）

第=page1313页，共=sectionpages1515页湖北省武汉市重点中学2024-2025学年高一（下）期中物理试卷一、单选题：本大题共7小题，共28分。1.关于力学规律的认识，下列说法正确的是(

)A.若物体所受合外力对物体做功为零，则物体的机械能守恒

B.一对相互作用力，对相互作用的两个物体做功的代数和一定为零

C.狭义相对论认为在不同的惯性参考系中，物理规律的形式都是相同的

D.牛顿力学观点不仅适用于宏观、低速的物体，对于微观、高速的物体也同样适用2.如图所示，水平地面上固定一竖直轻质弹簧，一物体由弹簧正上方某位置由静止开始竖直下落，不计空气阻力。则物体从与弹簧接触到第一次到达最低点的过程中，下列说法正确的是(

)

A.物体的动能逐渐减小 B.弹簧的弹性势能逐渐增大

C.物体的机械能守恒 D.物体克服弹力做功的功率逐渐增大3.如图所示是地月天体系统，在地月连线上存在一种特殊点，称为拉格朗日点。在地球上将一颗质量为m0的人造卫星发射至该点后，它受到地球、月球对它的引力作用，并恰好和月球一起绕地球以相同的角速度做匀速圆周运动。已知相对于地球质量M和月球质量m来说，m0很小，所以卫星对地球和月球的引力不影响地球和月球的运动。若地心到月心间距为L，月心到该拉格朗日点的距离为d，则(

)

A.该卫星的发射速度大于第二宇宙速度11.2km/s

B.地月连线所在直线上只存在1个拉格朗日点

C.该卫星在图中拉格朗日点的线速度大小小于月球的线速度大小

D.题干中物理量满足关系式M4.如图是一辆电动车在平直公路上测试时的速度—时间图像，0～8s及18s之后的图线均为直线，中间曲线平滑连接。已知该电动车的额定功率为8kW，其所受阻力大小恒定不变，由静止开始启动，在18s末电动车的速度恰好达到最大值。下列说法正确的是(

)

A.电动车前8s运动过程中功率恒定

B.电动车的最大牵引力大小为800N

C.电动车在0～18s内的牵引力做功为1.12×105J

D.电动车在5.质量为2kg的物体以20m/s的初速度，从A点竖直向上抛出，在它上升到某点时，物体的动能减小了80J，机械能损失了20J。假设物体在上升、下降阶段空气阻力大小恒定，重力加速度大小g=10m/s2。则物体落回A点时的动能为(

)A.300J B.200J C.4003J 6.如图(a)所示，静止在水平地面上的物体，在竖直向上的拉力F作用下开始运动。在物体向上运动的过程中，其机械能E与位移x的关系图像如图(b)所示，物体到达最高点时的位移为x3，图线上位移为x1的点A处的斜率最大，位移为x2处的斜率恰好为零。已知重力加速度大小为g，且空气阻力不计。在物体向上运动过程中(

)

A.物体在位移为x1处的速度大小一定最大 B.物体在位移为x1处的加速度大小一定最大

C.物体在位移为x2处开始减速 D.7.如图所示，质量分别为m、2m的小球a、b通过铰链用长为2L的刚性轻杆连接，a套在竖直细杆M上，b套在水平细杆N上，最初刚性轻杆与细杆M的夹角为45°，两根细杆M、N不接触(a、b球均可越过O点)，两杆间的距离忽略不计，且不计一切摩擦，重力加速度大小为g。将a、b从图示位置由静止释放，则下列说法中正确的是(

)

A.a球从初位置下降到最低点的过程中，刚性轻杆对a球的弹力先做负功，后做正功

B.刚性轻杆与水平方向夹角为θ时，a、b两球运动的速率满足vacosθ=vbsinθ

C.a球的最大速度为v=二、多选题：本大题共3小题，共12分。8.某次发射卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道Ⅰ，卫星运动到轨道Ⅰ上的A点时实施变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道Ⅱ上的远地点B时，再次实施变轨进入轨道半径为3R(R为地球半径)的圆形轨道Ⅲ绕地球做圆周运动。下列判断正确的是(

)

A.卫星在轨道Ⅰ上运动的角速度与在轨道Ⅲ上运动的角速度之比是3:1

B.卫星在轨道Ⅰ上运动的周期与在轨道Ⅱ上运动的周期之比是1:22

C.卫星在轨道Ⅲ上经过B点时的速度大小大于在轨道Ⅱ上经过B点时的速度大小

D.卫星在轨道Ⅲ上运动的机械能小于在轨道9.如图所示，置于圆形水平转台边缘的小物块随转台由静止开始缓慢加速转动，经过60s后小物块恰好滑离转台做平抛运动。已知小物块质量m=1.0kg，转台半径R=0.5m，转台离水平地面的高度H=0.8m，小物块平抛落地过程水平位移的大小s=0.4m。假设小物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小g=10m/s2。则从小物块开始转动到滑离转台过程中(

)

A.小物块与转台间的动摩擦因数为0.5 B.转台对小物块做功为0.5J

C.摩擦力对小物块的冲量大小为120N⋅s D.小物块动量的变化量大小为1kg⋅m/s10.如图(a)所示，传送带沿顺时针方向以恒定的速率转动，将质量为1 kg的货物轻放在传送带的底端，4 s后从传送带的顶端离开，货物的速度大小随时间变化的关系如图(b)所示。已知传送带的倾角θ=30°，重力加速度大小g=10 m/s2。下列说法正确的是

图a

图bA.摩擦力对货物做的功为32 J B.传送带克服摩擦力做功为48 J

C.货物与传送带间因摩擦产生的热量为12 J D.传送货物需要电机多消耗的电能为32 J三、实验题：本大题共2小题，共16分。11.为估测排球从空中落下到弹起过程中对地面的平均作用力，某同学设计了入下实验步骤：①压力传感器水平固定于地面，组装实验器材如图(a)所示；②让质量为m的排球从高处自由下落，测得释放时排球下边缘与压力传感器的距离H；③排球落到压力传感器上弹起到最大高度时，测得下边缘与压力传感器的距离为h；已知重力加速度为g，忽略空气阻力，回答以下问题：(1)传感器测得的压力F与时间t的关系图像如图(b)所示，则排球与压力传感器的接触时间可表示为_________；(2)排球弹起时的速度大小为________________；(3)排球与传感器接触过程中，对传感器的平均作用力大小为___________________。12.某同学用如图(a)所示的装置验证机械能守恒定律。实验原理如下：先用天平测出A、B两物块的质量mA=300g，mB=200g，然后将A、B用轻质细绳连接并跨过轻质定滑轮，B的下端连接纸带，纸带穿过固定的打点计时器。让A从高处由静止开始下落，B拖着纸带经过打点计时器打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。图(b)给出的是实验中获取的一条纸带：O是打下的第一个点，计数点A、B、C、D到O点的距离分别为41.53cm、58.21cm、75.10cm、92.21cm，每相邻两计数点间还有4个点未标出，已知打点计时器计时周期为T=0.02s(1)在打下O点至C点过程中系统重力势能的减小量ΔEp=__________J，系统动能的增加量ΔEk=(2)根据(1)的计算结果，可以得出的结论是：__________。(3)若计算得到的结论是动能的增加量大于重力势能的减少量，错误的原因可能是由于__________A.打点计时器工作的实际频率大于50HzB.操作时先释放重物，后接通电源C.存在空气阻力和摩擦阻力(4)若想利用该装置测量当地重力加速度，用v表示物块A的速度，h表示物块A下落的高度，作出的v2-h图像如图(c)所示，则可测得当地实际的重力加速度g=__________m/s2四、计算题：本大题共3小题，共44分。13.如图(a)所示，质量为m=1kg的物体静止在水平地面上，t=0时刻，对物体施加一个水平向右的作用力，作用力随时间的变化关系如图(b)所示。已知物体与地面间的动摩擦因数为μ=0.1，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小g=10m/s2(1)0∼4s内力F(2)物体运动速度最大的时刻及最大速度的大小．14.2023年8月13日，我国将陆地探测四号01星(以下简称“01星”)送入地球同步卫星轨道。如图所示，“01星”、卫星A均绕地心在同一平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动，其中卫星A运动的周期为3h。某时刻“01星”与地心连线和卫星A与地心连线的夹角为60∘，求

(1)卫星A与“01星”的向心加速度大小之比;(2)从该时刻至卫星A与“01星”第一次相距最近所需的时间．15.如图所示，在某光滑水平台面上，一个质量m=1kg的小物块以一定的水平速度v0向右滑离平台，恰好从距平台水平距离x=1.2m的A点沿AB方向进入倾角θ=37°的光滑斜面AB，运动一段时间后进入与斜面的B点相切的组合轨道。组合轨道由半径R=2m的竖直光滑螺旋轨道BCDBˈCˈ(可看作圆轨道)和与Cˈ点相切的粗糙水平轨道组成。已知小物块恰好能在竖直平面内做完整圆周运动，并从圆轨道最低点Cˈ点滑上水平轨道，与距Cˈ点距离s=10m的挡板P发生弹性碰撞(碰撞前后的速度等大反向)。重力加速度大小g=10m/s(1)小物块做平抛运动初速度v0(2)斜面AB的长度l；(3)若小物块与挡板只发生一次弹性碰撞，且运动过程中不脱离组合轨道，那么小物块与水平轨道CˈP之间的动摩擦因数μ应该满足什么条件。

答案和解析1.【答案】C

【解析】A.若物体在竖直面内做匀速圆周运动，物体所受合外力对物体做功为0，但物体的动能不变，重力势能在不断变化，即物体的机械能不守恒，故A错误；

B.因作用力和反作用力作用在两个不同的物体上，而两个物体的位移大小不一定相等，故作用力与反作力做功的代数和不一定为零，故B错误；

C.狭义相对论的其中一个假设是在不同的惯性参考系中物理规律的形式都是相同的，符合狭义相对论的基本原理，故C正确；

D.牛顿力学不适用于微观物体、高速运动的物体，故D错误；2.【答案】B

【解析】A、根据动能的概念结合物体接触弹簧后受力及运动情况，开始一段时间弹力小于重力，加速度向下，物体向下做加速度减小的加速运动，弹力大于重力后加速度向上，物体向上做加速度增大的减速运动，可知物体的动能先增大后减小，故A错误；

C.下落过程中，物体受到的重力做正功，弹簧弹力对物体做负功，根据机械能守恒条件可知，物体的机械能不守恒，C错误；

B.弹簧的形变量越来越大，弹性势能逐渐变大，故B正确；

D.根据P=Fv可知，接触瞬间弹簧的弹力为零，克服弹力做功的功率为零，到最低点瞬间物体的速度为零，克服弹力做功的功率为零，则物体克服弹力做功的功率先增大后减小，故D错误。

故选B。3.【答案】D

【解析】C、依题意知，该卫星在图中拉格朗日点时，卫星和月球的角速度ω相同，且卫星做匀速圆周运动的半径大于月球做匀速圆周运动的半径，根据v=ωr可知，该卫星的线速度比月球的线速度大，故C错误；

A、当物体(航天器)飞行速度达到11.2km/s时，就可以摆脱地球引力的束缚，飞离地球进入环绕太阳运行的轨道，而该卫星没有脱离地球引力的束缚，所以该卫星的发射速度小于第二宇宙速，即小于11.2km/s，故A错误；

B、地月连线所在直线上除了题中那个拉格朗日点外，拉格朗日点还可能出现在地月之间，故地月连线所在直线上不止1个拉格朗日点，故B错误；

D、根据地球和月球对该卫星万有引力的合力提供卫星所需要的向心力，得

F向卫=GMm0(L+d)2+Gmm0d24.【答案】C

【解析】AB.结合题意及题图可知，机电动车以恒定加速度启动，0～8s电动车做匀加速直线运动，t=8s时电动车达到额定功率，8～18s电动车做加速度逐渐减小的加速运动，该过程电动车的功率始终为额定功率，当t=18s时，电动车达到最大速度后，以该速度做匀速直线运动；因为0～8s电动车的加速度最大，又因为电动车所受阻力大小恒定不变，则最大牵引力出现在匀加速阶段，结合v-t图像可知，电动车的最大牵引力大小为：

F1故AB错误；C.根据v-t图像可知，0～8s内电动车匀加速运动的位移大小为：

x1则该过程，牵引力做的功为：W1结合前面分析可知，8～18s内，电动车牵引力的功率恒为8kW，所以该过程中牵引力做的功为：W2则电动车在0～18s内的牵引力做功为：WF故C正确；D.当牵引力等于阻力时，电动车的速度达到最大值，则有：P=Fv可得该电动车在运动过程中所受阻力大小为：f=P设从静止开始到18s末该电动车前进的距离为x，由动能定理可得：WF解得：x=127.5m，则电动车在8s～18s内的位移大小为：x2故D错误；故选：C。5.【答案】B

【解析】根据动能定理可知

W机械能的减少量为摩擦力所做的功

W故合外力所做的功为摩擦力所做功的4倍，故当物体上升到最高点时，摩擦力所做的功为

W则有

4解得

W即机械能损失了100J，由于空气阻力大小恒定，所以下落过程机械能也损失了100J，则物体落回A点时的动能为

Ek故选B。6.【答案】D

【解析】根据功能关系，E-x图像的斜率表示F（除重力外物体所受的其他力的合力），A处斜率最大，说明x1处物体受到的拉力F最大，

物体在F作用下从静止开始竖直向上运动，在0~x1过程合力向上F合=F-mg，由图知F增大，合力增大，加速度增大，做加速度增大的加速运动，

x1~x2过程，F减小，当F减小至F=mg时合力为零，加速度为零，速度达到最大，所以物体在位移为x1处的速度大小不是最大，此后F继续减小，合力向下F合=mg-F，合力增大，向上做加速度增大的减速运动，因为不知道F与mg的具体关系，所以物体在位移为x1处的加速度大小不一定最大，x2处的斜率恰好为零，F为零，合力为重力，此后物体开始做竖直上抛运动。

综上分析，7.【答案】D

【解析】A.a球从初位置下降到O点的过程中，b球的速度先增大后减小，说明杆对b球先做正功后做负功，则杆对a球先做负功后做正功，a球从O到最低点过程中，a球速度先增大后减小，开始时a球的重力大于轻杆拉力的竖直分量，a球做加速运动，后来a球的重力小于轻杆拉力的竖直分量，a球做减速运动，来到最低点时速度减为0，杆对a球做负功，即a球从初位置下降到最低点的过程中，轻杆对a球先做负功后做正功，再做负功，故A错误；B.根据关联速度可知，刚性轻杆与水平方向夹角为θ时，a、b两球运动的速率满足v故B错误；C.a球和b球所组成的系统中只有重力做功，故系统机械能守恒，当a球运动到O点时b球速度为零且高度不变，b球机械能等于最初位置时的机械能，由于系统机械能守恒，a球此时的机械能与最初位置时的机械能相等，由

mgL=可得

v=但此时不是最大速度，过了O点后a球的重力大于杆向上的分力会继续向下加速直到杆向上的分力与重力大小相等时速度达到最大，故C错误；D.当a球运动到最低点时a球的机械能最小，b球的机械能最大，动能最大，a球的机械能全部转化为b球的动能，根据

mg(L+b球的最大速度为v=故D正确。故选：D。8.【答案】BC

【解析】A、由GMmr2=mω2r可得：ω=GMr3，轨道Ⅰ半径为R，轨道Ⅲ半径为3R，则卫星在轨道I和轨道Ⅲ上运动的角速度之比为ω1ω3=(3R)3R3=33:1，A错误；

B、轨道I的半径为r1=R，轨道Ⅱ的半长轴为r=R+3R2=2R，根据开普勒第三定律r13T12=r3T229.【答案】BD

【解析】A.在竖直方向上有H=12gt2，在水平方向上有s=v0t，联立解得v0=sg2H=1m/s，

物块离开转台时，最大静摩擦力提供向心力，有fm=mv02R，又fm=μN=μmg，联立解得μ=v02gR=0.210.【答案】AC

【解析】AB.根据图b可知，货物在0∼2s内做a=1m/s2的匀加速直线运动，则f1-mgsinθ=ma，解得f1=6N，2s后与传送带共速，即传送带速度v=2m/s，此时摩擦力f2=mgsinθ=5N，0∼2s内货物位移x1=12×2×2m=2m、传送带位移x2=2×2m=4m，2∼4s货物位移x1'=2×2m=4m，传送带位移x2'=2×2m=4m，

则摩擦力对货物做功W1=f1x111.【答案】(1)t(2)(3)m(【解析】(1)排球与压力传感器的接触时间为t2(2)根据速度—位移公式v2=2gh(3)同理，排球下落与传感器接触时速度为v'=2gH，

以向上为正方向，根据动量定理可得(F-mg)×(t212.【答案】(1)0.736；0.723；(2)在误差允许范围内，两物块组成的系统运动过程中机械能守恒；(3)B；(4)9.75。

【解析】(1)当打点计时器打到C点时系统