湖北省襄阳市鄂北六校2023-2024学年高一下学期4月期中联考物理试题（Word版附解析）

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物理试题
试卷满分：100分考试用时：75分钟
注意事项：
1．答题前，先将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在试卷和答题卡上，并认真核准准考证号条形码上的信息，将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3．选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑；非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答；字体工整，笔迹清楚。
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. 某人在水平雪地里训练狗拉雪橇，忽略摩擦力之外的其他阻力，以下说法正确的是（ ）
A. 狗拉雪橇匀速前进时，雪橇的运动速度越大，狗拉雪橇的力越大
B. 狗拉雪橇的力和雪橇拉狗的力是一对平衡力，大小始终相等
C. 狗拉雪橇做加速运动时，狗拉雪橇的力大于雪橇拉狗的力
D. 如果摩擦力也忽略不计，没有狗的拉力，雪橇也能匀速前进
【答案】D
【解析】
【详解】A．狗拉雪橇匀速前进时，根据受力平衡可知，狗拉雪橇的力与运动速度无关，故A错误；
BC．狗拉雪橇的力和雪橇拉狗的力是一对相互作用力，大小始终相等，故BC错误；
D．如果摩擦力也忽略不计，没有狗的拉力，雪橇将保持原来的运动状态，匀速前进，故D正确。
故选D。
2. 某质点运动的位置x随时间t变化的函数关系如图所示，图像形状为抛物线，下列说法中正确的是（ ）
A. 图线是质点运动的轨迹B. 时质点速度沿图线切线方向
C. 时质点速度最小D. 时质点的速度大小为
【答案】C
【解析】
【详解】A．图像只能描述质点做直线运动，所以图线不是质点运动的轨迹，故A错误；
BC．根据图像的切线斜率表示速度，可知时质点速度为0，故B错误，C正确；
D．从，根据逆向思维可得
可得加速度大小为
则时质点的速度大小为
故D错误。
故选C。
3. 将一个质量为m的铅球放在倾角为的斜面上，并用竖直挡板挡住，铅球处于静止状态。不考虑铅球受到的摩擦力，下列说法正确的是（ ）
A. 铅球对挡板的压力为
B. 铅球对斜面的压力为
C. 如果使挡板缓慢地逆时针旋转至水平位置，档板对铅球的弹力先减小后增大
D. 如果使挡板缓慢地逆时针旋转至水平位置，斜面对铅球的弹力先减小后增大
【答案】C
【解析】
【详解】AB．设挡板对铅球的支持力为，斜面对铅球的支持力为，以铅球为对象，根据受力平衡可得
，
可得
，
则铅球对挡板的压力为，铅球对斜面的压力为，故AB错误；
CD．如果使挡板缓慢地逆时针旋转至水平位置，挡板对球的弹力由水平向右逆时针转至竖直向上，根据矢量三角形定则，如图所示
可知档板对铅球的弹力先减小后增大，斜面对铅球的弹力一直减小，故C正确，D错误。
故选C。
4. 如图所示，物体A叠放在物体B上，B置于光滑水平面上，A、B质量分别为，，A、B之间的动摩擦因数，开始时水平拉力，此后逐渐增加，在增大到45N的过程中，则（ ）

A. 两物体始终没有相对运动
B. 当水平拉力时，物体均保持静止状态
C. 两物体开始没有相对运动，当水平拉力时，开始相对滑动
D. 当水平拉力时，A、B间摩擦力为22.5N
【答案】A
【解析】
【详解】ABC．设A、B刚好发生相对滑动时，水平拉力为，以A、B为整体，根据牛顿第二定律可得
以B为对象，根据牛顿第二定律可得
联立解得
开始时水平拉力，此后逐渐增加，在增大到45N的过程中，可知两物体始终保持相对静止，一起加速运动，故A正确，BC错误；
D．当水平拉力时，以A、B为整体，根据牛顿第二定律可得
解得加速度为
以B为对象，根据牛顿第二定律可得
解得A、B间摩擦力为
故D错误。
故选A。
5. 图甲是我国首个火星探测器“天问一号”在火星着陆巡视探测图，目前运行良好。图乙为“天问一号”环绕火星变轨示意图。下列说法正确的是（ ）
A. “天问一号”在三个轨道上正常运行的周期满足的关系
B. “天问一号”在轨道I经过P点的速度小于其在轨道II经过P点的速度
C. “天问一号”在轨道II经过P点的速度小于其在同一轨道经过Q点的速度
D. “天问一号”在轨道I经过P点的加速度大于其在轨道II经过P点的加速度
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据开普勒第三定律
可知椭圆轨道半长轴越大，周期越大，则有
故A错误；
B．卫星从高轨道变轨到低轨道需要在变轨处点火减速，则“天问一号”在轨道I经过P点的速度小于其在轨道II经过P点的速度，故B正确；
C．根据开普勒第二定律可知，卫星在近火点的速度大于远火点的速度，则“天问一号”在轨道II经过P点的速度大于其在同一轨道经过Q点的速度，故C错误；
D．根据牛顿第二定律可得
可得
则“天问一号”在轨道I经过P点的加速度等于其在轨道II经过P点的加速度，故D错误。
故选B。
6. 如图所示，小伟正在荡秋千，他坐在秋千板上并保持姿势不变。当小伟从最高点摆至最低点过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 在最低点绳的拉力等于重力
B. 从最高点摆至最低点过程中，绳的拉力做负功
C. 在最高点重力的功率为零
D. 从最高点摆至最低点过程中，重力的功率增大
【答案】C
【解析】
【详解】A．在最低点时，加速度方向向上，处于超重状态，绳的拉力大于重力，故A错误；
B．从最高点摆至最低点过程中，由于绳拉力方向总是与速度方向垂直，所以绳的拉力不做功，故B错误；
CD．在最高点时，由于速度为0，所以重力的功率为零；在最低点时，由于速度方向与重力垂直，所以重力的功率为零；则从最高点摆至最低点过程中，重力的功率先变大后变小，故C正确，D错误。
故选C。
7. 如图所示，在水平转台上放一个质量的木块，它与转台间最大静摩擦力，绳的一端系在木块上，穿过转台的中心孔O（孔光滑），另一端悬挂一个质量的物体，木块到O点的距离是0.5m。当转台匀速转动时，木块相对转台静止，则转台转动的角速度不可能是（g取，M、m均视为质点）（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据题意可知，当受到指向圆心的最大静摩擦力时，木块相对转台静止做圆周运动的合力最大，由牛顿第二定律有
代入数据解得
当受到背向圆心的最大静摩擦力时，木块相对转台静止做圆周运动的合力最小，由牛顿第二定律有
代入数据解得
则转台的角速度的取值范围为
故选A。
8. 跳台滑雪是一种勇敢者的滑雪运动，运动员穿专用滑雪板，在滑雪道上获得一定速度后从跳台飞出，在空中飞行一段距离后着陆。现有某运动员从跳台处沿水平方向飞出，在斜坡处着陆，如图所示。测得间的距离为，斜坡与水平方向的夹角为，不计空气阻力，取。下列说法正确的是（ ）
A. 运动员在处的速度大小为
B. 在空中飞行的时间
C. 如果运动员飞出跳台的速度变大，则他在空中的飞行时间不变
D. 如果运动员飞出跳台的速度变小，则他着陆时的速度方向不变
【答案】ABD
【解析】
【详解】AB．运动员做平抛运动，设间的距离为，竖直方向有
水平方向有
解得
，
故AB正确；
C．如果运动员飞出跳台的速度变大，则下落高度变大，他在空中的飞行时间变大，故C错误。
D．运动员飞出跳台的速度变小，则运动员一定在斜坡上着陆，位移偏向角不变，根据
可知速度与水平方向的夹角不变，即着陆时的速度方向不变，故D正确。
故选ABD。
9. 如图为某地一风力发电机，它的叶片转动时可形成半径为20m的圆面。某时间内该地区的风速是6.0m/s，风向恰好跟叶片转动的圆面垂直，已知空气的密度为，近似等于3。假如这个风力发电机能将此圆内的空气动能全部转化为电能。下列说法正确的是（ ）
A. 单位时间内冲击风力发电机叶片圆面气流的体积为
B. 单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的体积为
C. 单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的质量为
D. 此风力发电机发电的功率约为130kW
【答案】BD
【解析】
【详解】AB．单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的体积为
故A错误，B正确；
C．单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的质量为
故C错误；
D．此风力发电机发电功率为
故D正确。
故选BD。
10. 如图所示把质量是0.2kg的小球放在竖立的弹簧正上方C点由静止释放，途经位置B（弹簧处于原长状态）直到最低点A。已知B、A的高度差为0.1m，C、B的高度差为0.2m，弹簧的质量和空气的阻力均可忽略，g取。下列说法正确的是（ ）
A. 小球由位置C至位置B过程中，小球的机械能守恒
B. 小球由位置C至位置A过程中，小球的机械能守恒
C. 小球由位置B至位置A过程，小球的重力势能与弹簧弹性势能之和减少
D. 小球处于位置A时，弹簧的弹性势能是0.6J
【答案】AD
【解析】
【详解】A．小球由位置C至位置B过程中，只受重力作用，小球的机械能守恒，故A正确；
B．小球由位置B至位置A过程中，由于弹簧弹力对小球做负功，则该过程小球的机械能减少，故B错误；
C．小球由位置B至位置A过程，由于弹力先小于重力后大于重力，所以小球先做加速运动后做减速运动，小球的动能先增加后减小；由于小球和弹簧组成的系统满足机械能守恒，可知小球的重力势能与弹簧弹性势能之和先减小后增加，故C错误；
D．根据系统满足机械能守恒可知，小球处于位置A时，弹簧的弹性势能为
故D正确。
故选AD。
二、非选择题：本题共5小题，共60分。
11. 在“研究小球平抛运动”的实验中：
（1）如图甲所示演示实验中， A、B两球同时落地，说明_______；
A. 平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动
B. 平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动
C. 平抛运动的轨迹是一条抛物线
（2）该同学用频闪照相机拍摄到小球做平抛运动的照片如图乙所示，图中背景正方形方格的边长为， A、B、C是小球的三个位置，取，由照片可知，频闪照相机的频闪周期T=_______s，小球做平抛运动的初速度________，小球经过B点时的速度________。
【答案】（1）A （2） ①. 0.1 ②. 1.5 ③. 2.5
【解析】
【小问1详解】
A、B两球同时落地，说明两球在竖直方向的运动完全相同，即平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动，故选Ａ。
【小问2详解】
[1]根据
可得
T＝0.1s
[2]小球做平抛运动的初速度
[3]小球经过B点时的竖直速度
B点的速度
12. 为了验证机械能守恒定律，某实验小组采用如图所示的装置进行实验，细线上端固定在铁架台上的O点，下端悬挂一小球，将小球拉起适当的角度，由静止释放，摆到最低点时，恰好通过固定在铁架台上的光电门，取重力加速度为g。
（1）若小球的直径为d，通过光电门的挡光时间为t，小球通过光电门时的速度为_________。
（2）如果将小球从不同高度静止释放，测出释放时小球球心到最低点的距离h，利用图像法处理数据，需作出_________（选填“”或“”）随h的变化关系图像，该图像是一条过原点的倾斜直线，该直线的斜率为__________________（用题中字母d，g表示）。
【答案】 ①. ②. ③.
【解析】
【详解】（1）若小球的直径为d，通过光电门的挡光时间为t，可认为挡光过程的平均速度等于小球通过光电门时的速度，则有
（2）[2][3]根据机械能守恒可得
联立可得
可知需作出随h的变化关系图像，该图像是一条过原点的倾斜直线，该直线的斜率为
13. 如图所示，置于圆形水平转台边缘的小物块随转台加速转动，当转速达到某一数值时，物块恰好滑离转台开始做平抛运动。现测得转台半径，离水平地面的高度，物块平抛落地过程水平位移的大小。设物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度。
（1）求物块做平抛运动的初速度大小；
（2）求物块与转台间的动摩擦因数。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）物块做平抛运动，在竖直方向上有
在水平方向上有
联立代入相关已知数据，解得
（2）物块离开转台时，最大静摩擦力提供向心力，有
解得
14. 如图所示，将质量的物块放在斜面上，斜面的倾角为30°。对物块施加一沿斜面向上的恒力F，物块恰好不上滑。已知物块与斜面间的动摩擦因数（在相同压力下，最大静摩擦力等于滑动摩擦力）。现把物块放在相同倾角但上表面光滑的斜面底端，在相同恒力F作用下向上滑行2s后撤去该力。取重力加速度。
（1）求恒力F的大小；
（2）求在光滑斜面上恒力作用2s时物块的速度大小；
（3）求物块返回斜面底端速度大小。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）物块恰好不上滑，根据受力平衡可得
，
又
联立解得
（2）在光滑斜面上，对物块根据牛顿第二定律可得
解得
则2s时物块的速度大小为
（3）撤去力F前，物块通过的位移大小为
撤去F后，物块的加速度大小为
物块向上减速到速度为0所用时间为
物块向上减速通过的位移大小为
物块返回到底端过程有
，
可得
15. 如图所示，AB为固定在竖直平面内的光滑圆弧轨道，其半径为。轨道的B点与水平地面相切，质量为的小球从A点由静止释放，通过水平面BC滑上光滑固定曲面CD，取重力加速度。
（1）小球运动到最低点B时，求圆弧轨道对小球的支持力大小；
（2）若恰能到达最高点D，且D到地面的高度为，小球在水平面BC上克服摩擦力所做的功；
（3）若小球与水平面BC间的动摩擦因数，小球始终未脱离轨道，最终停在B点位置，求B、C间距应满足的条件。
【答案】（1）；（2）；（3）（，2，3…）
【解析】
【详解】（1）从，由动能定理得
代入数据解得
在B点，由牛顿第二定律可得
解得
（2）从，由动能定理得
代入数据解得
（3）小球从A点由静止释放到最终停止，由动能定理得
解得
由题意，小球最终停在B点，则
（，，）
解得
（，，）