湖北省武汉市六校2023-2024学年高一下学期物理4月期中联考试题

试卷更新日期：2024-04-29 类型：期中考试

进入出卷网下载

一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~10题有多项符合题目要求。每小题全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0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

查看试题解析
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

查看试题解析
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 $5 N \cdot s$ B、 $t = 2 s$ 时物体回到出发点 C、 $t = 3 s$ 时物体的速度大小为1m/s D、第3s内物体的位移为1m

查看试题解析
4. “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（ $F_{阻} = k v$ ， k为常量），动车组能达到的最大速度为 $v_{m}$ 。下列说法正确的是（）

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 $\frac{4}{3} P$ ，则动车组匀速行驶的速度为 $\frac{2}{3} v_{m}$ 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t达到最大速度 $v_{m}$ ，则这一过程中该动车组克服阻力做的功为 $\frac{1}{2} m v_{m}^{2} - 3 P t$

查看试题解析
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。 $g = 10 m / s^{2}$ ，则在此过程中绳对b球的拉力所做的功为（）

A、39.6J B、38.6J C、33J D、40J

查看试题解析
6. 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 $ρ S v^{2}$ C、t时间内叶片排开的空气质量为 $ρ S v$ D、叶片匀速旋转时，单位时间内空气流动的动能为 $\frac{1}{2} ρ S v^{2}$

查看试题解析
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

查看试题解析
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 $M r = m R$ B、两天体质量与半径之间的关系式为 $M R = m r$ C、天体运动的角速度为 $\sqrt{\frac{G M}{r^{3}}}$ D、天体运动的角速度为 $\sqrt{\frac{G M}{(R + r)^{2} r}}$

查看试题解析
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。若载从过山车可视为质点，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R

查看试题解析
10. 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 $μ (μ > t a n θ)$ ，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 $W_{1}$ ；传送带克服摩擦力做的功为 $W_{2}$ ，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 $Δ E$ ，电动机多消耗的电能为E。下列表达式正确的是（）

A、 $Δ E = W_{1}$ B、 $Q = W_{2} - W_{1}$ C、 $W_{2} = - 2 W_{1}$ D、 $E = Δ E + W_{2} - W_{1}$

查看试题解析

二、非选择题：本题共5小题，共60分。

11. 下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 $t_{0}$ ，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、

查看试题解析
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 $9.80 m / s^{2}$ 。

(1)、下面是他实验时的操作步骤：其中不必要以及不恰当的步骤有____。

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

(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 $Δ E_{p} =$ J（保留3位有效数字）；而动能的增加量 $Δ E_{k} =$ 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 $v^{2} - h$ 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 $v = g t$ 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、由于纸带和打点计时器的限位孔之间存在摩擦阻力 C、先释放纸带后接通电源，导致打第一个O点时便有了初速度 D、重锤下落过程中受到空气阻力

查看试题解析
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 $m = 0.60 k g$ 的篮球从 $H = 1.8 m$ 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 $h = 1.25 m$ ，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 $t = 0.1 s$ ，忽略空气阻力，重力加速度取 $g = 10 m / s^{2}$ 。求：

(1)、篮球弹起瞬间的速度为多大？

(2)、篮球与地板碰撞过程中，地板对篮球的平均冲力的大小。

查看试题解析
14. 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 $v_{1}$ 和微型卫星的线速度 $v_{2}$ 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 $E_{p} = - \frac{G M m}{r}$ （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、m、r、 $r^{'}$ 表示）

查看试题解析
15. 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。开始时物块a、b静止，在挂钩上挂一物块c（图中未画出）并由静止释放，当物块b的速度减为零时，物块a刚要开始滑动。物块b运动过程中不会碰到定滑轮，弹簧的形变始终在弹性限度内，弹簧的弹力F随物块b的位移x变化的关系如图乙所示。已知斜面与水平地面之间的夹角为 $θ = 30 °$ ，物块a的质量为 $m_{a} = 3 k g$ ，取重力加速度 $g = 10 m / s^{2}$ 。求：

(1)、物块b的质量；

(2)、从物块b“刚要滑动”到“速度减为零”的过程中，弹簧弹力对物块b做的功以及物块c的质量；

(3)、物块b在运动过程中速度的最大值。

查看试题解析