河南省洛阳市2023-2024学年高一下学期期中考试物理试卷(含答案)

这是一份河南省洛阳市2023-2024学年高一下学期期中考试物理试卷(含答案)，共11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．如图所示为自行车比赛圆形赛道，赛道与水平面间有一夹角，某运动员骑自行车在同一赛道上以速率v做匀速圆周运动，自行车所受侧向（垂直于速度方向）摩擦力为0，1不考虑空气阻力，下列说法正确的是( )
A.速率小于v时，自行车所受侧向摩擦力仍为0
B.速率小于v时，自行车所受侧向摩擦力沿路面指向内侧
C.速率大于v时，自行车所受侧向摩擦力沿路面指向内侧
D.该运动员在骑行过程中，自行车所受合外力沿路面斜向下
2．不考虑空气阻力，下列说法正确的是( )
A.甲图中整个下落过程，蹦极者与弹性绳（在弹性限度内），组成的系统机械能守恒
B.乙图中运动员在蹦床上越跳越高，运动员的机械能守恒
C.丙图中小孩从滑梯顶端匀速滑下，小孩的机械能守恒
D.丁图中旋转飞椅和人一起以恒定角速度做匀速圆周运动的过程，人的机械能不守恒
3．踢毽子是我国传统的民间体育运动。如图所示为一个小孩在踢建子，每30秒能踢60次，每次建子重心上升约，建子质量为，重力加速度取。建子在空中运动过程中克服重力做功的平均功率约为( )
A.B.C.D.
4．如图所示，为地球周围同一轨道平面内的朝同一方向运行的三颗卫星，它们的轨道半径关系满足，已知卫星B的运行周期为T，下列说法正确的是( )
A.A加速可追上同一轨道上的C
B.的向心力小于B的向心力
C.从图示时刻到再次相距最近所需时间大于T
D.相同时间内，B与地心连线扫过的面积等于A与地心连线扫过的面积
5．如图所示，天花板上悬挂有一可自由转动的光滑小圆环C，一轻质细绳穿过小圆环C，两端分别连接小球。现使两小球平稳地在各自的水平面内做周期相等的匀速圆周运动，两小球到C，的距离分别为，则两小球的质量之比等于( )
A.B.C.D.
6．如图所示，自行车的大齿轮、小齿轮、后轮的半径不一样，它们的边缘分别有三个点当自行车被支起时，匀速转动大齿轮带动小齿轮及后轮转动。则下列说法正确的是( )
A.线速度B.角速度
C.向心加速度D.转速
7．小物块以一定的初速度沿斜面向上滑动，最后滑回到原处。设物块与斜面间的动摩擦因数不变，则该过程中，物块的动能、重力势能、机械能E、物块与斜面间由于摩擦产生的内能Q与位移x关系图线正确的是( )
A.B.C.D.
8．图甲为科技活动节学生自制小型抛石机。将石块放在长臂一端的凹槽中，在短臂端固定重物，发射前将长臂端往下拉至地面，然后突然松开，凹槽中的石块过最高点时就被抛出。现将其简化为如图乙所示的模型，将一质量可视为质点的小石块，装在长的长臂末端的凹槽中，初始时长臂与水平面的夹角为30°，松开后长臂转至竖直位置时，石块被水平抛出，落在水平地面上，测得石块落地点与O点的水平距离为，以地面为零势能面，不计空气阻力，取重力加速度大小，下列说法正确的是( )
A.石块被水平抛出时的动能为
B.石块从A点到最高点机械能增加
C.石块着地时，重力做功的功率为
D.石块从A点到最高点的过程中，其重力势能的增加量等于重物重力势能的减小量
二、多选题
9．经长期观测，人们在银河系中发现非常多的双星系统。如图所示，为两颗恒星组成的双星系统，绕连线上一点O做圆周运动，测得两颗恒星间的距离为L，质量之比为，恒星Q的周期为T，下列说法正确的是( )
A.P做圆周运动的周期小于Q做圆周运动的周期
B.做圆周运动的半径之比为
C.做圆周运动的向心加速度之比
D.两颗恒星质量之和为
10．一台起重机匀加速地将质量为的货物从静止开始竖直吊起，在末货物的速度为，不计空气阻力，g取。下列说法正确的是( )
A.起重机在这内输出的平均功率为
B.起重机在末的输出功率为
C.在这内，重力对货物做功为
D.在这内，合力对货物做功为
11．相同材料的两个物块a和b放在同一水平面上，用相同的水平拉力F分别作用在两物块上，一段时间后撤去拉力F，两物块运动的图像如图所示，已知，在整个运动过程中，下列说法正确的是( )
A.a的质量小于b的质量B.两种情况下拉力做的功相等
C.两种情况下克服摩擦力做的功相等D.两种情况下合外力做的功相等
12．如图所示，可看做质点的物块质量分别为2m和m，用长为L的轻绳连接沿径向放在转盘上，物块与转盘的最大静摩擦力均为各自重力的K倍，物块a到转轴的距离也为L，开始时绳恰好伸直但无弹力，转盘绕转轴从静止开始转动，缓慢增大角速度，下列说法正确的是( )
A.若剪断轻绳，a先达到最大静摩擦力
B.相对转盘即将发生滑动时，绳子的弹力为
C.当时，一定相对转盘发生滑动
D.相对转盘即将发生滑动时，若突然剪断轻绳，均做离心运动
三、实验题
13．某实验小组通过如图所示的装置验证向心力公式。一个体积较小，质量为m的滑块套在水平杆上，力传感器通过一根细绳连接滑块，用来测量绳中拉力F的大小，滑块的中心到转轴的距离为L，滑块随杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动。通过力传感器获得细绳拉力F，利用秒表记录转动n圈的时间t。
（1）认为绳的张力充当向心力，如果_________（用题目所给物理量的字母表示），则向心力的表达式得到验证。
（2）该小组验证向心力的表达式时，经多次实验，仪器正常，操作规范读数准确，发现拉力F的测量值与滑块的向心力的理论值相比_________（填“偏大”、“偏小”或“相同”），主要原因是_________。
14．如图所示，已知质量为的两铁块用细线连接，，跨过轻质小滑轮。让从高处由静止开始下落，与连接的纸带上打下一系列点，对纸带上的点迹进行测量分析，即可验证机械能守恒定律，重力加速度为g。
（1）实验装置如上图（含电源），除了图中所示的器材，还需准备的器材有( )
A.重垂线B.秒表C.毫米刻度尺
（2）正确实验得到的一条纸带，为选取的计数点，相邻两计数点间还有4个点未标出，测出计数点间的距离如图所示。交流电源的频率为f，打下计数点“E”时，的速度大小为_________，取段进行研究，若系统机械能守恒，测得的物理量应满足的关系式为_________（用题中所给物理量的字母表示）。
（3）若利用计算出铁块的速度v及距离起点下落的高度h，作出图像，来验证系统机械能守恒，则该图像应是一条_________线。若操作规范，数据无误，产生误差的原因可能为_________（写出一条即可）。
四、计算题
15．2022年，中国利用“嫦娥五号”探测器完成了在月球表面自动采样并返回地球的航天活动；已知月球的质量约为地球的，月球半径约为地球半径的，地球表面重力加速度为g，地球的第一宇宙速度取。求：
（1）月球表面的重力加速度；
（2）月球的第一宇宙速度（结果保留两位有效数字）。
16．长度为L的轻绳一端固定于O点，另一端系一个质量为m的小球，在竖直面内做圆周运动，运动过程中轻绳不会被拉断。求：
（1）轻绳拉直到与圆心等高位置时，由静止释放小球，小球经过最低点时轻绳受到的拉力大小；
（2）如图所示细绳拉直到与夹角时，由静止释放小球，小球经过最低点时轻绳受到的拉力大小。
17．如图所示，水平传送带长，以的速率顺时针匀速转动，左端与半径为的四分之一光滑圆弧轨道相切于B点（不接触），右端与同一水平面上的平台平滑衔接于C点（不接触）。在平台右边固定一轻质弹簧，弹簧左端恰好位于D点。质量为的滑块P与传送带间的动摩擦因数为0.25，与平台之间的动摩擦因数为0.20，部分光滑，重力加速度g取，弹簧始终处于弹性限度内。现将滑块P从光滑圆弧轨道上端A点由静止释放，求：
（1）滑块P通过传送带过程中，滑块与传送带由于摩擦产生的热量；
（2）若最大弹性势能为的长度；
（3）若之间的距离为时，滑块P最终停止的位置距D点的距离。
参考答案
1．答案：C
解析：
2．答案：A
解析：
3．答案：B
解析：
4．答案：C
解析：
5．答案：B
解析：
6．答案：D
解析：
7．答案：D
解析：
8．答案：B
解析：
9．答案：BCD
解析：
10．答案：BD
解析：
11．答案：AD
解析：
12．答案：BC
解析：
13．答案：（1）（2）偏小；滑块与水平杆之间有摩擦力
解析：
14．答案：（1）C
（2）；
（3）过原点的一条倾斜直线；纸带受到打点计时器限位孔的阻力
解析：
15．答案：（1）（2）1.8km/s
解析：（1）在地球表面上：
在月球表面上：
联立得：
（2）卫星在地球表面附近绕行时，万有引力提供向心力
同理，月球的第一宇宙速度为：
16．答案：（1）（2）
解析：（1）设小球经过最低点时速度为，由动能定理得：
在最低点，由牛顿第二定律得：
由牛顿第三定律，细绳受到的拉力大小
（2）小球从释放到绳子伸直时，由动能定理得：
由运动的分解与合成可得：
垂直于伸直绳方向的速度
从绳子绷直后到小球运动到最低点，由动能定理得：
由牛顿第二定律
由牛顿第三定律，细绳受到的拉力大小
17．答案：（1）1J（2）3.75m（3）1m
解析：（1）从A到B，由动能定理可得：
从B点到共速，由题意可得：
由匀变速公式
传送带位移
物块在传送带上的相对位移：
滑块与传送带间由于摩擦产生的热量：
（2）从C到弹簧最大弹性势能，由功能关系
（3）从C到滑块最终停止，由功能关系
则停止时距D点