【物理】辽宁省大连市滨城高中联盟2024-2025学年高一下学期5月期中考试试卷（解析版）

这是一份【物理】辽宁省大连市滨城高中联盟2024-2025学年高一下学期5月期中考试试卷（解析版），共23页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
命题人：大连市第二十高级中学 胡宝江 校对人：大连育明高级中学 曲秀梅
一、选择题（本题有10个小题，共46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，每小题4分：第8-10题有多项符合题目要求．每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）
1. “二十四节气”起源于黄河流域、是上古农耕文明的产物。地球围绕太阳公转轨道是一个椭圆，将地球绕日一年转360度分为24份，每15度为一个节气。立春、立夏、立秋、立冬分别作为春、夏、秋、冬四季的起始。如图所示为地球公转位置与节气的对照图。下列说法中正确的是（ ）
A. 地球每转过相同的角度，地球与太阳的连线扫过的面积相等
B. 夏季比春季的时间长
C. 太阳对地球的万有引力大于地球对太阳的万有引力
D. 开普勒第三定律中的值大小由太阳系中各行星质量决定
【答案】B
【解析】A．由开普勒第二定律可知地球每转过相同的时间，地球与太阳的连线扫过的面积相等，A错误；
B．地球公转轨道是椭圆形的，但轨道上的速度并不是均匀分布的，远日点的速度最大，由图可知夏季比春季的时间长，B正确；
C．由牛顿第三定律可知太阳对地球的万有引力等于地球对太阳的万有引力，C错误；
D．开普勒第三定律中的值大小由中心天体，即太阳决定，D错误。
故选B。
2. 2024年6月25日，嫦娥六号携带来自月球背面的月球样品安全着陆，实现世界首次月球背面采样。嫦娥六号返回器与轨道器分离后进行无动力滑行，其飞行轨迹示意图如图所示，采用“太空打水漂”的方式飞行。图中标出了轨迹上、、、、5个位置，点是段的最低点，点是段的最高点，下列关于返回器的叙述正确的是（ ）
A. 点所受合力的方向指向地心
B. 阶段机械能守恒
C. 、两点速度相同
D. 点速度小于地球的第一宇宙速度
【答案】D
【解析】A．在B点返回器处于大气层中，受到地球引力和空气阻力的作用，地球引力方向指向地心，但空气阻力方向与返回器的运动方向相反，故返回器所受合力不指向地心，A错误；
B．返回器在大气层中受空气阻力，故阶段机械能不守恒，B错误；
C．C点和E点分别位于返回器在大气层中的不同位置，C点和E点的速度方向不同，故、两点速度不相同，C错误；
D．D点时返回器在CE段的最高点，此时返回器主要受地球的引力，速度较小，地球的第一宇宙速度是近地轨道卫星绕地球做匀速圆周运动的速度，而返回器在D点已经远离近地轨道，且在无动力滑行过程中速度不断减小，故D点的速度小于地球的第一宇宙速度，D错误。
故选D。
3. 如图所示，旋转餐桌中央有一个可以旋转的圆台，现将两个完全相同的水杯、放于圆盘的不同位置。水杯质量为，与水平转台间的动摩擦因数为，它们到转轴的距离分别为、。由静止开始缓慢增大转台的转速．直到某个水杯即将发生滑动。水杯与转台间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为。则在这一过程中转台对水杯所做的功为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】根据牛顿第二定律有
由于A的半径较大，则A水杯先滑动，此时
B的速度为
根据动能定理可知，在这一过程中转台对水杯所做的功为
故选C。
4. 某仓储公司利用传送带将货物送到高处，如图所示传送带长度，与水平面的夹角，电动机带着皮带始终以的速度匀速运动，现把一质量的货物无初速度的放在皮带的底端，已知货物与传送皮带间的动摩擦因数，重力加速度，在货物从传送带底端被运送到顶端的过程中，下列叙述正确的是（ ）
A. 共速后摩擦力不再对货物做功
B. 货物与传送带之间因摩擦而产生的热量是
C. 电动机因传送该货物而多消耗的电能是112J
D. 将质量更大的物体传送到顶端（其他条件不变）所需时间会更长
【答案】C
【解析】A．根据受力平衡可知，共速后传送带对货物仍有沿传送带向上的摩擦力，所以共速后摩擦力对货物做功，故A错误；
B．根据牛顿第二定律有
解得
设货物达到与传送带速度相等用时为，则有
解得
货物与传送带之间因摩擦而产生的热量是
解得
故B错误；
C．根据能量守恒，电动机因传送该货物而多消耗的电能为
解得
故C正确；
D．物体沿传送带向上匀加速运动的加速度与质量无关，所以将质量更大的物体传送到顶端（其他条件不变）所需时间不变，故D错误。
故选C。
5. 如图所示，失控车辆紧急避险车道是设置在公路右侧的斜坡，路面通常由沙砾构成。一辆质量为的失控货车以某一速度无动力冲上一个倾角为的避险车道，摩擦力恒为，为重力加速度，，货车沿斜面上升的最大高度为，所用时间为，则在这个过程中（ ）
A. 货车重力的冲量大小为
B. 货车的机械能增加了
C. 货车的动能损失了
D. 货车克服摩擦力做的功为
【答案】D
【解析】A．货车重力的冲量大小为，故A错误；
BD．摩擦力做功代表机械能的变化，可见机械能应减小，故B错误，D正确；
C．根据动能定理可知
解得
则货车的动能损失了，故C错误；
故选D。
6. 跳床运动可以提高身体的灵活性，如图所示，体重为的运动员从跳床上方处从静止开始下落，与跳床接触时间后以速度竖直向上运动，重力加速度大小为。所有物理量的单位都采用国际单位制，不计空气阻力，则运动员与跳床接触时受到跳床的平均作用力大小为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】由，解得运动员下落到跳床的速度大小为
以竖直向上为正方向，对运动员与跳床的作用过程由动量定理得
解得运动员与跳床接触时受到跳床的平均作用力大小为，故选B。
7. 质量为的物块在水平力的作用下由静止开始在水平地面上做直线运动，与时间的关系如图所示。已知物块与地面间的动摩擦因数为0.2，重力加速度。则（ ）
A. 时物块的动量为
B. 时物块的动量为零
C. 时物块回到初始位置
D. 时间内对物块所做的功为
【答案】D
【解析】A．前两秒物块做匀加速直线运动，由牛顿第二定律有
解得
由运动学知识有末速度为
故时的动量大小为，A错误；
B．末拉力反向，物块做匀减速直线运动，由牛顿第二定律有
解得
由运动学可知
即物块速度减为0的时刻为，B错误；
C．由运动学知识可知前的位移为
后物块向反方向做匀加速直线运动，由牛顿第二定律有
加速大大小为
由运动学知识有
故时物块未回到初始位置，C错误；
D．由功的定义可知时间内对物块所做的功为
联立解得，D正确。
故选D。
8. 2024年5月3日17时27分，长征五号运载火箭在中国文昌航天发射场点火起飞，成功将嫦娥六号探测器送入地月转移轨道。探测器登月前，先进入椭圆轨道Ⅱ，再进入近月圆轨道Ⅰ。图中、分别为椭圆轨道的近月点和远月点。已知月球半径为，嫦娥六号在轨道Ⅰ运行周期为，点离月球表面的高度为，万有引力常量为，则（ ）
A. 探测器在Ⅰ轨道上点与Ⅱ轨道上点的加速度大小相等
B. 探测器在Ⅱ轨道上点的速度大于它在I轨道上点的速度
C. 探测器在Ⅱ轨道机械能大于在Ⅰ轨道上的机械能
D. 根据题中所给物理量可以求出探测器从点第一次运动到点的时间
【答案】ACD
【解析】A．探测器在Ⅰ轨道上点与Ⅱ轨道上点受到的万有引力一样，根据牛顿第二定律可知加速度大小相等，故A正确；
B．探测器在Ⅱ轨道上进入更高的圆轨道需在点进行点火加速，又因为圆轨道越高线速度越小，故探测器在Ⅱ轨道上点的速度小于它在I轨道上点的速度，故B错误；
C．探测器从Ⅰ轨道进入Ⅱ轨道，需要在P点进行点火加速，动能会增加，故在Ⅱ轨道的机械能大于在Ⅰ轨道上的机械能，故C正确；
D．根据开普勒第三定律
解得
探测器第一次从Q点飞行到P点的时间为
联立解得
故D正确。
故选ACD
9. 如图所示，三根长均为的轻杆组成支架，支架可绕光滑的中心转轴在竖直平面内转动，轻杆间夹角均为，轻杆末端分别固定质量为、和的、、三个小球。球位于的正下方，将支架从图示位置由静止开始释放，不计空气阻力，在到达最低点的过程中，下列说法中正确的是（ ）
A. 的机械能保持不变
B. 达到最低点时，的速度大小为
C. 到达最低点时，轻杆对的作用力为
D. 轻杆对做功为
【答案】CD
【解析】B．、、三个小球和轻杆支架组成的系统机械能守恒，转动过程中、、三个小球的速度大小相等。取开始时小球所在位置为重力势能零点，球到达最低点时速度为，从开始释放到球到达最低点的过程中，根据机械能守恒有
解得，故B错误；
A．由以上分析可知，在小球到达最低点的过程中，小球的重力势能不变，动能增加，机械能是增加的，故A错误；
C．设小球到达最低点时，轻杆对的作用力为
则由牛顿第二定律得
解得，方向竖直向上，故C正确；
D．设小球到达最低点过程，轻杆对做的功为
由动能定理得
解得，故D正确；
10. 如图所示，甲、乙是车间内高度不同的两个工作台，它们距地面的固定高度分别为、，且。在这两个工作台之间设计了两个斜面，从点静止释放的工件经点滑至点时速度刚好为零，此时工作台之间的距离为。、、位于同一竖直平面内。斜面、之间平滑连接，工件通过点时没有动能损失。工件可视为质点且与两个斜面之间的动摩擦因数皆为。下列说法正确的是（ ）
A. 是一个唯一的确定值
B. 只改变点的位置，工件从滑到过程中因摩擦而产生的热量保持不变
C. 只将点向右移动少许，工件可能无法下滑
D. 只将斜面换成曲面，工件也可以到达点
【答案】AB
【解析】A．工件从A点滑到B点，根据能量守恒有
其中、分别为斜面AC和斜面CB的长度，、分别为斜面AC和斜面CB与水平方向的夹角，化简整理得
由于
联立有
联立解得
表明是一个位移的确定值，与斜面的具体形状无关，只取决于高度差和动摩擦因数，A正确；
B．由上述分析可知无论C点位置在哪，从A点到B点过程中摩擦力做功为
由功能关系可知
可见只改变点的位置，工件从滑到过程中因摩擦而产生的热量保持不变，B正确;
C．上述分析可知
将C点向右移动少许后，滑块要在斜面AC上滑动受力分析可知需满足
即
始终成立，故只将点向右移动少许，工件仍可以下滑，C错误；
D．将斜面换成曲面后，工件从A点滑到B点得路径变长，摩擦力做功增加，重力做功不变，故摩擦力做功可能超过重力做功，导致工件在到达B点之前停止，D错误。
故选AB。
二、非选择题（本题共5小题，共54分。）
11. 如图所示，打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置验证机械能守恒定律。
（1）本实验中，下列说法正确的是________。
A. 重物选用质量大体积小的金属锤
B. 安装打点计时器时，应使两个限位孔处于同一竖直线上
C. 可以根据来计算重物在时刻的瞬时速度
D. 先接通电源，后释放重物
（2）已知当地重力加速度为，电磁打点计时器打点周期为，重物的质量，得到纸带如乙图所示，各点都为计时点，其中0点为第一个计时点，则打点计时器在打0点到4点的这段时间内，重锤动能的增加量为________，重力势能的减少量为________J。根据计算，可以得知在误差允许范围内重物在下落过程中机械能守恒。（计算结果保留三位有效数字）
（3）实验小组选用两个质量相同、材料不同的重物P和Q分别进行实验．多次记录下落高度和相应的速度大小，作出的图像如丙图所示，对比图像分析可知选重物________（填“P”或“Q”）进行实验误差更小。
【答案】（1）ABD （2）3.65 3.97 （3）P
【解析】
【小问1解析】
AB．为了减小空气阻力和摩擦阻力的影响，重物选用质量和密度较大的金属锤，安装打点计时器时，应使两个限位孔处于竖直方向同一直线上，故AB正确；
C．不可以根据来计算重物在时刻的瞬时速度，已经默认了机械能守恒，这样失去了验证的意义，故C错误；
D．为了充分利用纸带，应先接通电源，后释放重物，故D正确。
故选ABD。
【小问2解析】
根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度，则有
则打点计时器在打0点到4点的这段时间内，重锤动能的增加量为J
打点计时器在打0点到4点的这段时间内，重锤重力势能的减少量为J
【小问3解析】
设重物下落过程中受到的阻力为f，根据动能定理可得
整理可得
则图像的斜率为
由于重物P、Q质量相同，结合图丙可知重物Q所受阻力较大，因此选重物P进行实验误差更小。
12. 实验小组的同学做“验证机械能守恒定律”的实验。量角器中心点和细线的一个端点重合并且固定好，细线另一端系一个小球，当小球静止不动时，量角器的零刻度线与细线重合，在小球球心所在位置安装一个光电门。实验装置如图所示。本实验测量出的物理量有：小球的直径、细线长度、小球通过光电门的时间，小球由静止释放时细线与竖直方向的夹角为，当地重力加速度大小，以下各空答案用题中所给字母表示。
（1）按正确实验方法操作，可计算出小球经过最低点的瞬时速度大小________。
（2）若在实验误差允许的范围内，满足________，即可验证机械能守恒定律。
（3）影响本实验结果的误差原因有________。（只填一项即可）
【答案】（1） （2）
（3）小球运动过程中受到空气阻力（或各种测量带来的误差）
【解析】
【小问1解析】
由速度定义可知小球经过最低点瞬时速度大小为
【小问2解析】
若机械能守恒，则重力势能的减少量等于动能的增加量有
化简有
【小问3解析】
影响本实验结果的误差原因有小球运动过程中受到的空气阻力或小球体积太大，各种测量带来的误差。
13. 中国火星探测器“天问一号”绕火星做匀速圆周运动，轨道半径为，周期为。已知引力常量为，地球表面重力加速度为，求：
（1）火星的质量；
（2）若火星半径是地球的0.5倍，密度是地球的0.7倍，求火星表面的重力加速度。
【答案】（1） （2）
【解析】
【小问1解析】
根据万有引力提供向心力有
解得
【小问2解析】
根据万有引力与重力关系有
又
联立解得
则
解得
14. 某品牌新车发布会现场进行了一次挑战“真环转”。如图所示，汽车在水平路面沿直线由静止开始加速，冲上竖直放置的圆形轨道。现对新闻网页上的照片进行了测量；车长，圆形轨道直径。并从相关网站上查询到该车的一些实际数据：车长，最大输出功率，质量，在此场地测出的最大速度。重力加速度。
（1）现场主播介绍：“汽车到达圆形轨道顶部时速度要达到”真的需要那么大的速度吗？请给出你的判断，并说明理由；
（2）主播介绍汽车由静止加速到轨道底端时速度要达到。若汽车保持最大输出功率启动，所受阻力恒定，加速时间，求至少要给汽车留出多长的加速距离？
【答案】（1）不需要 （2）60m
【解析】
【小问1解析】
根据比例尺为
汽车视为质点轨道半径
根据牛顿第二定律有
解得
则汽车到达圆形轨道顶部时速度不需要达到。
【小问2解析】
根据平衡条件：
根据动能定理：
解得
15. 如图所示，A、B两小球由绕过轻质定滑轮的细线相连，A放在固定的光滑斜面上，斜面的倾角。B、C两小球在竖直方向上通过劲度系数为的轻质弹簧相连，C放在水平地面上。现用手控制住A，并使细线刚刚拉直但无拉力作用。同时保证滑轮左侧细线竖直、右侧细线与斜面平行。已知A的质量为，B、C的质量均为，重力加速度为，细线与滑轮之间的摩擦、空气阻力不计。开始时整个系统处于静止状态：释放A后，A沿斜面向下滑动，运动过程中弹簧始终处于弹性限度内，试求：
（1）释放瞬间A的加速度大小；
（2）当A的速度再次为零时，地面对C的支持力大小；
（3）将A的质量变为，仍然从原来的位置释放，A的最大速度为多少？
【答案】（1） （2）0 （3）
【解析】
【小问1解析】
对A、B组成的系统，应用牛顿第二定律有
解得
【小问2解析】
设的速度为零时，B上升高度为，对、B和弹簧系统应用机械能守恒定律有
得
说明弹簧始末位置形变量相同，初位置处于压缩状态，末位置处于拉伸状态，即
对C应用平衡条件得
得
【小问3解析】
A、B系统在运动方向上所受合外力为零时速度最大，有
得
对C根据平衡条件有
得
所以C恰好离开地面，B上升高度
因，对A、B、弹簧系统应用机械能守恒定律得
得