江苏省丹阳高级中学2022-2023学年高一下学期4月期中考试物理试卷(含答案)

这是一份江苏省丹阳高级中学2022-2023学年高一下学期4月期中考试物理试卷(含答案)，共16页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。


一、单选题
1．如图所示，轻质弹簧竖直放置，下端固定。小球从弹簧的正上方某一高度处由静止下落，不计空气阻力，则从小球接触弹簧到弹簧被压缩至最短的过程中( )
A.小球的动能一直减小B.小球的机械能守恒
C.弹簧的弹性势能先增加后减小D.小球的重力势能一直减小
2．三个相同的小球ABC从相同高度开始运动，A水平抛出，B自由下落，C沿光滑斜面静止开始滚动。则( )
A.三个球落地的时间相同
B.三个球落地时的速度大小相同
C.落地时的重力的瞬时功率B球大于A球
D.A球落地时动能最大
3．2022年3月4日《人民日报》消息，全国政协委员周建平表示，神十三乘组已在轨飞行了140天，他们在轨状态良好，神十三乘组将于下月中旬返回，已知中国天宫空间站的圆形轨道距地球表面高度为400~450公里，下列说法正确的是( )
A.航天员在空间站内均处于平衡状态
B.航天员在空间站内所受重力为零
C.天宫空间站相对地球表面是静止的
D.天宫空间站在轨运行的速度小于地球第一宇宙速度
4．如图所示，卫星沿椭圆轨道绕地球运动，近地点A到地面的距离可忽略不计，远地点B与地球同步卫星高度相同。关于该卫星的下列说法中正确的是（地球表面重力加速度g取）( )
A.在A点的速度可能小于7.9km/s
B.在A点的加速度可能大于
C.在B点的速度一定小于地球同步卫星的运行速度
D.在B点的加速度一定小于地球同步卫星在该点的加速度
5．张飞同学参加学校运动会立定跳远项目比赛，起跳直至着地过程如图，测量得到比赛成绩是2.5m，目测空中脚离地最大高度约0.8m，忽略空气阻力，则起跳过程该同学所做功最接近( )
A.65JB.750JC.1025JD.1650J
6．2020年11月28日20时58分，嫦娥五号探测器经过约112小时奔月飞行，在距月面400公里处成功实施发动机点火，顺利进入椭圆环月轨道Ⅰ。11月29日20时23分，嫦娥五号探测器在近月点A再次“刹车”，从轨道Ⅰ变为圆形环月轨道Ⅱ。嫦娥五号通过轨道Ⅰ近月点A速度大小为，加速度大小为，通过轨道Ⅰ远月点B速度大小为，加速度大小为，在轨道Ⅱ上运行速度大小为，加速度大小为，则( )
A.B.C.D.
7．质量为m的物体，由静止开始下落，由于空气阻力，下落的加速度为，在物体下落h的过程中，下列说法正确的是( )
A.物体动能增加了B.物体的机械能减少了
C.物体的重力势能减少了D.物体克服阻力做了的功
8．如图（a）所示，一物块以一定初速度沿倾角为30°的固定斜面上滑，运动过程中摩擦力大小f恒定，物块动能与运动路程s的关系如图（b）所示。重力加速度大小取，物块质量m和所受摩擦力大小f分别为( )
A.B.
C.D.
9．光滑的圆管轨道固定在竖直平面内，圆管连同底座总质量为M，轨道半径为R，一光滑的小球开始时位于轨道底端A点，小球的直径略小于管的直径，且远远小于轨道半径R，现给小球一初速度，小球开始在竖直面内做圆周运动，整个过程轨道与底座一直处于静止状态，B点位于轨道顶端，轨道上的C、D两点位于过圆心O的水平线上（如图所示），重力加速度为g，下列说法正确的是( )
A.小球过最高点时对轨道下壁有压力
B.当小球位于圆弧BD之间时，地面对底座的摩擦力向右
C.小球在轨道底端A点时，底座对地面的压力为
D.当小球位于圆弧AC之间时，地面对底座的摩擦力向右
二、多选题
10．如图所示，a为地球赤道上的物体，随地球表面一起转动，b为近地轨道卫星，c为同步轨道卫星，d为高空探测卫星。若a、b、c、d绕地球转动方向相同，且均可视为匀速圆周运动。则( )
A.a、b、c、d中，a的加速度最大
B.a、b、c、d中，b的线速度最大
C.a、b、c、d中，d的周期大于24小时
D.c可以经过地球两极上空
三、实验题
11．某实验小组用重物下落验证机械能守恒定律。
（1）下图是四位同学释放纸带瞬间的照片，你认为操作正确的是________。
A.B.
C.D.
（2）除上图中所示的装置之外，还必须使用的器材是______；
A.直流电源、天平（含砝码）
B.直流电源、刻度尺
C.交流电源、天平（含砝码）
D.交流电源、刻度尺
（3）选出一条清晰的纸带如图所示，O点为打点计时器打下的第一个点，A、B、C为三个计数点，在A和B、B和C之间还各有一个点，重锤的质量。打点计时器工作频率，当地的重力加速度，从打下O到打下B点过程中重锤动能增加量_______J，重力势能减少量_______J。（结果均保留三位有效数字）
（4）如乙图所示某次实验的纸带，其中O点为打点计时器打下的第一个点，另一同学不慎以A点为计时起点，量出A点到B、C、D、E各点的距离h，以h为横轴，以各点速度的平方为纵轴画出了一条图线，这条图线应是图丙两条图线中的_____(填“a”或“b”)。
（5）已知当地重力加速度为g，若图丙中画出图线的斜率k大小_____（填字母），亦可验证重物下落过程机械能守恒.
A.略小于gB.略小于2gC.略大于gD.略大于2g
四、计算题
12．宇航员在某星球表面以初速度竖直向上抛出一个物体，物体上升的最大高度为h。已知该星球的半径为R，且物体只受该星球的引力作用，忽略该星球的自转，求：
（1）该星球的质量；
（2）从这个星球上发射卫星的第一宇宙速度。
13．质量分别为m和2m的两个小球P和Q，中间用轻质杆固定连接，杆长为3L，在离P球L处有一个光滑固定轴O，如图所示，现在把杆置于水平位置后自由释放，在Q球顺时针摆动到最低位置时，求：
（1）小球P的速度大小
（2）在此过程中小球P机械能的变化量
（3）要使Q球能做完整的圆周运动，给Q球的初速度至少为多大？
14．“坡上起步”是驾照考试必考的内容，汽车在斜坡上由静止向坡顶方向启动，如果考试用车的质量，发动机的额定输出功率，汽车在坡上起步过程中受到的阻力为重力的0.1倍，坡面倾角为30°，坡面足够长，g取。
（1）汽车以恒定功率启动，则起步过程中所能达到的最大速度；
（2）汽车以恒定加速度启动，达到额定功率后汽车保持额定功率继续前进，当汽车沿坡面行驶时达到最大速度，则该过程所用的总时间（结果保留两位小数）。
15．某兴趣小组设计了一个滑块弹射轨道模型，如图所示，整个装置由两根可调节高度的升降架支撑，固定在底座水平木板上，升降架初始高度.将一质量为的滑块（可视为质点）压在固定的弹簧装置上，每次弹射时，出射点O始终和底座木板水平面齐平，每次弹出的弹性势能可根据需要改变.管道OA的高度和底座升降架可以同时上下调节，保证装置上端始终水平.用弹簧装置将滑块弹出，使其沿着光滑的管道OAB进入半圆形光滑轨道BC，BC轨道半径，CD段是一长为的粗糙接触面，DE是倾角为的可拆卸粗糙斜面，其长度.滑块与CD、DE间的动摩擦因数均为，不考虑在D点的能量损失（g取）。
（1）要使滑块恰好不脱离BC圆弧轨道，压缩弹簧弹性势能E为多少？
（2）在满足第（1）问的情况下，滑块最后停在离D点什么位置？
（3）改变轨道模型:兴趣小组把斜面DEF拆掉，让滑块直接从D点飞出，落在长木板上.假设实验时，弹簧的弹性势能，求可调升降架的h为多高时，滑块的落地点与D点的水平距离最远？（滑块不会击中弹射装置）
参考答案
1．答案：D
解析：AC.在刚接触弹簧的时候这个时候小球的加速度等于重力加速度，在压缩的过程中，弹簧的弹力越来越大，小球受到的合力，方向向下，合力减小，小球所受到的加速度越来越小，直到弹簧的弹力等于小球所受到的重力，这个时候小球的加速度为0，速度达到最大值，小球继续压缩弹簧，这个时候弹簧的弹力大于小球受到的重力，小球受到的合力，方向向上，合力增大，小球减速，直到小球的速度为0，这个时候弹簧压缩的最短。所以小球的动能先增大后减小，弹簧的弹性势能是不断增加的，AC错误；
B.压缩弹簧的过程中，弹性势能增加，故小球的机械能减小，故B错误；
D.小球从接触弹簧到将弹簧压缩到最短的过程中，小球的高度不断减小，重力势能不断减小，D正确。
故选D。
2．答案：D
解析：A.小球AB在竖直方向的加速度相同，则落地时间相同；C在竖直方向的加速度小于g，则落地时间较长，选项A错误；
BD.由机械能守恒定律可知，三个球的机械能守恒，因A球有初速度，则A球落地时的速度最大，动能最大，选项B错误，D正确；
C.落地时，AB两球的竖直速度相同，根据可知，落地时的重力的瞬时功率B球等于A球，选项C错误；
故选D。
3．答案：D
解析：A.航天员随空间站绕地球做匀速圆周运动，则航天员在空间站内不是处于平衡状态，A项错误；
B.航天员在空间站内仍受地球的引力作用，所受重力不为零，只是处于失重状态，B项错误；
C.天宫空间站绕地球运行的轨道半径远小于同步卫星的轨道半径，则天宫空间站相对地球表面是运动的，C项错误；
D.第一宇宙速度是所有绕地球做圆周运动的卫星的最大环绕速度，所以天宫空间站在轨运行的速度小于地球第一宇宙速度，D项正确。
故选D。
4．答案：C
解析：A.卫星发射速度为7.9km/s时可以成为绕地球的近地卫星，要变轨为椭圆轨道，需要向后喷气加速，则过A点的速度大于7.9km/s，故A错误；
B.A点离地面的高度忽略不计，则A点的加速度由万有引力产生，故A点的加速度等于地面处的重力加速度为，故B错误；
C.卫星经过椭圆的B点时，需要加速变轨为同步卫星轨道，故B点速度一定小于同步卫星的线速度，故C正确；
D.卫星在椭圆轨道的B点和在同步卫星轨道的B点，都是万有引力产生加速度，故B点的加速度等于同步卫星的加速度，故D错误；
故选C。
5．答案：B
解析：将该同学的运动分解为竖直方向的竖直上抛运动的水平方向的匀速直线运动，在竖直方向上，上升的时间，根据可知为，上升的初速度，水平方向，可知水平初速度，这样起跳的初速度，设该同学质量为60kg，因此初动能大约为，因此B正确。
故选B。
6．答案：B
解析：AB.根据开普勒第二定律可知，在轨道Ⅰ上近点的速度大于远点的速度，即
假如探测器经过B点绕月球做圆周运动的速度为，则根据
解得
可知
而由轨道Ⅰ上的B点进入圆轨道时要经过加速，可知
则
在A点由轨道Ⅰ到轨道Ⅱ要减速，则
可得
选项A错误，B正确；
CD.根据
可知在轨道Ⅰ上
在轨道Ⅱ上
则
选项CD错误；
故选B。
7．答案：A
解析：A.根据
得物体的合外力为，下降了h，所以根据动能定理得物体的动能增加了
故A正确；
C.下降了h，物体的重力势能减小了
故C错误；
BD.物体的机械能减少了
故物体克服阻力所做的功为
故BD错误；
故选A。
8．答案：A
解析：由图可知，物块从底端开始运动，动能由40 J变为0，说明物块冲到10 m距离时速度为零，则由动能定理得，接下来返回到底端时，动能变为30 J，则由动能定理得，联立解得，故选A。
9．答案：B
解析：A.根据机械能守恒有
解得
所以小球通过最高点时对上壁有压力，A错误；
B.由A中分析可知，此模型为绳模型，所以小球在任何位置都对外侧壁有压力，在圆管BD之间时，对圆弧的压力为斜向左上，地面对底座的摩擦力向右，B正确；
C.小球在最低点时
解得
所以底座对地面的压力为，C错误；
D.小球在圆弧AC之间时，对圆管的压力为斜向右下，地面对底座的摩擦力向左，D错误；
故选B。
10．答案：BC
解析：A.a、c角速度相同，根据
可知a的加速度小于c的加速度，故A错误；
B.a、c角速度相同，根据
可知c的线速度大于a的线速度，对b、c，根据
可知，轨道越低线速度越大，因此b的线速度最大，故B正确；
C.c为同步轨道卫星，周期为24小时，根据
可知轨道越高周期越大，因此d的周期大于24小时，故C正确；
D.c在赤道平面因此不能经过地球两极上空，故D错误。
故选BC。
11．答案：（1）A（2）D（3）0.335；0.370（4）a（5）B
解析：（1）为充分利用纸带，重物应靠近打点计时器。为减小阻力影响，应使纸带在竖直方向上，手抓住纸带上端。故选A。
（2）实验是通过
验证机械能守恒定律，可知不需要测重锤的质量，不需要天平（含砝码），实验是通过打点计时器打出纸带，进行数据处理，需要交流电源和刻度尺，故选D。
（3）相邻两个计数点之间的时间间隔
B的速度
动能变化量
从O点到B点，重力势能的减小
（4）以A点为计时起点，则当h为0时，有初速度，故图象不过原点，因此选图线a；
（5）由于有阻力存在，下落过程中实际满足
即
即斜率要略小于2g，故选B。
12．答案：（1）（2）
解析：（1）物体做竖直上抛运动，有
忽略星球自转，物体的重力等于星球给的万有引力，有
联立，可得
（2）卫星贴近星球做匀速圆周运动，有
联立，可得
13．答案：（1）（2）（3）
解析：（1）对于P球和Q球组成的系统，只有重力做功，系统机械能守恒，则有：
两球共轴转动，角速度大小始终相等，由得
联立解得
（2）小球P机械能的变化量为
（3）要使Q球能做完整的圆周运动，给Q球的初速度至少为v。当Q转到最高点时速度为零恰好能做完整的周期运动，由系统的机械能守恒得
解得
14．答案：（1）20m/s（2）10.17s
解析：（1）汽车启动过程中达到最大速度时，汽车匀速运动合力为0，则
则最大速度为
（2）汽车匀加速运动过程中，有
匀加速运动的末速度为
联立可得
则匀加速运动的时间为
匀加速运动的位移为
当汽车功率达到额定功率后，由动能定理得
可得
该过程所用的总时间
15．答案：（1）12J
（2）滑块最后停在离D点左侧0.2m处
（3）可调升降架的h为0.5m高时，滑块的落地点与D点的水平距离最远.
解析：（1）因为要使滑块恰好不脱离BC圆弧轨道，即恰好通过最高点B，有：
解得滑块运动到最高点B的速度为：
2m/s，
从静止到B，根据能量守恒定律得：
解得压缩弹簧弹性势能 为：
；
（2）从B到D，根据动能定理得：
解得滑块到达D点的速度为：
假设滑块最高能滑到DE上的某点，距离D为x，从D到E，根据动能定理得：
解得：
又因为：
所以不能停留在斜面上，假设回落距D点，根据动能定理得：
解得：
所以最后静止在D点左侧0.2m处；
（3）从O到D由能量守恒定律得：
又根据平抛运动规律有：
解得
水平位移为：
根据数学知识可知，当，即时，滑块的落地点与D点的水平距离最远.