湖北省2023-2024學年高一下學期期中考試物理試卷姓名：__________班級：__________考號：__________題號一二三四總分評分一、單項選擇題（每小題4分。在每小題給出的四個選項中，只有一項符合題目要求。）1．在物理學的研究中用到的思想方法很多，對下圖中描述正確的是（）A．甲圖中，測定引力常量的實驗運用了放大法測微小量B．乙圖中，研究小船渡河問題時，主要運用了類比法C．丙圖中，觀察AB割線的變化得到B點的瞬時速度方向的過程，運用了控制變量法D．丁圖中，研究力和運動關(guān)系時，運用了等效替代法2．物體在光滑水平面上做勻速直線運動，某時刻對該物體施加水平恒力，關(guān)于物體此后可能的運動及該力做功情況的判斷，下列說法中錯誤的是（）A．物體做曲線運動，該力對物體先做負功后做正功B．物體做直線運動，該力對物體做正功C．物體做曲線運動，該力對物體做正功D．物體做直線運動，該力對物體先做正功后做負功3．質(zhì)量為m=0.8kg的小球，從離桌面H=1.0m高的A處由靜止下落，桌面離地面B處高度為A．小球在A點的重力勢能為12JB．小球在B點的重力勢能為4JC．由A點下落至B點過程中重力做功為12JD．由A點下落至B點過程中重力勢能的變化量為12J4．如圖所示，輕桿的一端固定在通過O點的水平轉(zhuǎn)軸上，另一端固定一個小球，輕桿繞O點在豎直平面內(nèi)沿順時針方向做勻速圓周運動，其中A點為最高點、C點為最低點，B點與O點等高，下列說法正確的是（）A．小球經(jīng)過A點時，所受桿的作用力一定豎直向下B．從A點到C點的過程，小球合力始終指向圓心C．從A點到C點的過程，小球重力的功率保持不變D．小球經(jīng)過B點時，所受桿的作用力沿著BO方向5．如圖所示，一輛貨車利用跨過光滑定滑輪的輕質(zhì)不可伸長的纜繩提升一箱貨物，已知貨箱的質(zhì)量為m0A．貨車的速度等于vB．貨物處于失重狀態(tài)C．纜繩中的拉力FT大于D．貨車對地面的壓力大于貨車的重力6．粗糙的水平地面上一物體在水平拉力作用下做直線運動，水平拉力F及物體的運動速度v隨時間t變化的圖像如圖甲和圖乙所示。取重力加速度g=10m/A．前2s內(nèi)水平拉力F做功為120J B．前4s內(nèi)物體的位移為10mC．物體的質(zhì)量為7.5kg D．t=1s時水平拉力F的功率為30W7．如圖所示，豎直平面的圓環(huán)，ab為水平直徑，cd為另一條直徑，一個小球（可以看成質(zhì)點）在c點以水平向右的初速度v0=2m/s拋出，剛好落在d點，已知直徑ab與直徑cd的夾角θ=37°（sin37°=0A．圓環(huán)的半徑為0.75mB．拋出點c距水平直徑ab的高度為0.225mC．若小球從c點以不同的速度水平向右拋出，一定不可能垂直落在圓環(huán)上D．若小球從c點以不同的速度水平向右拋出，經(jīng)過直徑cd上不同位置時的速度方向不相同二、多項選擇題（每小題4分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項符合題目要求。全部選對的得4分，選對但不全的得，有選錯的得0分。）8．下列有關(guān)生活中的圓周運動實例分析，其中說法正確的是（）A．鐵路的轉(zhuǎn)彎處，外軌比內(nèi)軌高的原因是為了利用輪緣與內(nèi)軌的側(cè)壓力幫助火車轉(zhuǎn)彎B．汽車通過拱橋的最高點時處于失重狀態(tài)C．滾筒洗衣機里衣物隨著滾筒做高速勻速圓周運動，衣物運動到最高點A和最低點B點時對滾筒壁的彈力大小相等D．同一小球在光滑而固定的圓錐筒內(nèi)的A、B位置先后做勻速圓周運動，則在A、B兩位置小球所受筒壁的支持力大小相等9．2024年3月21日13時27分，我國在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功將云海二號02組衛(wèi)星發(fā)射升空，衛(wèi)星順利進入預定軌道，如圖所示，發(fā)射過程簡化如圖所示，衛(wèi)星首先升空抵達半徑為t1的近地圓軌道Ⅰ上Q點，然后在Q點短暫加速進入過渡的橢圓軌道Ⅱ，在橢圓軌道Ⅱ的遠地點P點經(jīng)合適調(diào)節(jié)便可穩(wěn)定于預定所在的半徑為rA．“云海二號”由軌道Ⅱ的P點轉(zhuǎn)移到軌道Ⅲ需要在P點加速B．“云海二號”在軌道Ⅱ上的運行周期小于在軌道Ⅲ上的運行周期C．“云海二號”在軌道Ⅱ上經(jīng)過Q點的加速度等于在軌道Ⅰ上經(jīng)過Q點的加速度D．“云海二號”在軌道Ⅰ與地心連線和在軌道Ⅲ與地心連線在相同時間內(nèi)掃過的面積相等10．如圖，在豎直平面內(nèi)，半徑為R的圓弧軌道ABC和水平軌道PA在A點相切，BC為圓弧軌道的直徑，O為圓心，OA和OB之間的夾角為α=45°，一個質(zhì)量為m的小球沿水平軌道向右運動，經(jīng)A點沿圓弧軌道通過C點，落至水平軌道；在整個過程中，除受到重力及軌道作用力外，小球還一直受到一個水平恒力的作用。已知小球在C點所受合力的方向指向圓心，且此時小球?qū)壍赖膲毫η『脼榱?。離開C點后立即撤去水平恒力，不計一切摩擦，重力加速度大小為g。則下列說法正確的是（）A．小球在A點時速度最大B．小球在B點時速度最大C．小球到達C點時速度的大小為2D．小球到達水平地面時距A點的距離為(三、實驗題（2小題，共16分。把答案填寫在答題卡中的橫線上。）11．探究向心力大小F與物體的質(zhì)量m、角速度ω和軌道半徑r的關(guān)系實驗。（1）本實驗所采用的實驗探究方法與下列哪個實驗是相同的____；A．探究平拋運動的特點B．探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律C．探究勻變速直線運動規(guī)律D．探究加速度與物體受力、物體質(zhì)量的關(guān)系（2）某同學用如下圖所示實驗裝置進行探究，圓柱體放置在水平圓盤上做勻速圓周運動，圓柱體與圓盤之間的摩擦可忽略不計。力傳感器測量向心力大小F，角速度傳感器測量角速度大小ω，該組同學通過保持圓柱體質(zhì)量和運動半徑不變，來探究F與ω的關(guān)系。該組同學讓圓柱體做半徑為r的勻速圓周運動，得到如圖1所示圖像，對圖線的數(shù)據(jù)進行處理，獲得了如圖2所示的圖像，該圖像是一條過原點的直線，則圖像2的橫坐標x代表的是，如果直線的斜率為k，則可以得到圓柱體的質(zhì)量為。圖1圖212．在“探究平拋運動的特點”實驗中，實驗小組從不同角度進行實驗。（g取10m/（1）采用如圖甲所示的裝置做實驗。在此實驗中，下列操作或說法正確的是____。A．將斜槽軌道的末端調(diào)成水平B．本實驗不需要用天平測出小球的質(zhì)量，也不需要配備鉛垂線C．小球釋放的初始位置越高越好D．圖甲中擋條每次必須等間距下移（2）實驗中探究物體做平拋運動時，它的速度方向與水平方向的夾角為θ，其正切值tanθ隨時間t變化的圖像如圖所示，則初速度v0（3）由（2）中實驗測得落點和平拋起點連線與水平方向夾角為45°，則經(jīng)過的時間為s，位移為m。（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）（4）在此實驗中，每次都要讓小球從斜槽上的同一位置由靜止?jié)L下，但小球與斜槽間有摩擦力，這個摩擦力（選填“會”或“不會”）使實驗的誤差增大.四、解答題（3小題，共44分。解答時要寫出必要的文字說明和重要的演算步驟。）13．我國新能源汽車領(lǐng)先全球，2024年3月28日小米第一臺汽車XiaomiSU7正式上市，其技術(shù)領(lǐng)先且價格符合大眾消費，一輛小米新能源汽車在平直公路上行駛，汽車的質(zhì)量為m=2.0×103kg（1）在不超過額定功率的前提下，求該汽車所能達到的最大速度vm（2）如果汽車從靜止開始做勻加速直線運動。加速度的大小a=8.14．宇航員站在某質(zhì)量分布均勻的星球表面一斜坡上P點，沿水平方向以初速度v0拋出一個小球，測得小球經(jīng)時間t落到斜坡另一點Q上，如圖所示，斜坡的傾角為α=37°，sin37°=0.6，（1）該星球表面的重力加速度g；（2）該星球的密度；（3）該星球的第一宇宙速度。15．如圖所示，用內(nèi)壁粗糙的薄壁細管彎成的“S”形軌道固定于豎直平面內(nèi)，其彎曲部分是由兩個半徑均為R=0.8m的半圓平滑對接而成（圓的半徑遠大于細管內(nèi)徑），軌道底端D點與水平地面相切，現(xiàn)有一輛質(zhì)量為m=2kg的玩具小車在恒定的拉力F=10N作用下從E點由靜止開始出發(fā)，經(jīng)過一段時間到達D點時撤去外力F，此時小車對“S”形軌道壓力為420N，小車進入“S”形軌道后從軌道的最高點飛出，恰好垂直撞在固定斜面B上的C點，C點與下半圓的圓心O等高。已知小車在水平軌道ED段運動過程中受到的阻力是車重的0.1倍，斜面的傾角為30°。求：（g?。?）小車從E點到D點的距離；（2）小車到達C點時的速度大??；（3）在A點小車對軌道的彈力；

答案解析部分1．【答案】A【解析】【解答】A.萬有引力對于質(zhì)量較小的物體里非常小，不易測量，利用放大法可測微小量，A符合題意；

B.乙圖中，研究小船渡河問題利用了運動的合成與分解的方法，運用了等效替代法，B不符合題意；

C.丙圖中，觀察AB割線的變化得到B點的瞬時速度方向的過程，運用了極限法，C不符合題意；

D.丁圖中，伽利略利用理想實驗方法，研究力和運動的關(guān)系，D不符合題意。

故答案為：A

【分析】利用實驗原理可求出實驗研究方法。2．【答案】D【解析】【解答】A.若恒力與速度方向不在同一直線上，且成鈍角，則物體做曲線運動，該力對物體先做負功后做政功，A不符合題意；

B.若恒力與速度方向同向，則物體做直線運動，該力對物體做正功，B不符合題意；

C.若恒力與速度方向成銳角，則物體做曲線運動，且該力做正功，C不符合題意；

D.若恒力與速度方向，則物體做直線運動，力先對物體做負功后做正功，則D符合題意。

故答案為：D

【分析】利用恒力與速度方向是否在同一直線可判斷物體做直線運動還是曲線運動，結(jié)合恒力與速度的夾角情況可求出力的做功情況。3．【答案】C【解析】【解答】A.小球在A點的重力勢能為EpA=mgH=8J，A不符合題意；

B.小球在B點的重力勢能為EpA=-mgh=-4J，B不符合題意；

C.由A點下落B過程中重力做功為WG=mgH+h=12J，C符合題意；4．【答案】B【解析】【解答】A.小球經(jīng)過A點時，有

F+mg=mv2R

故所受桿的作用力不一定豎直向下，可能豎直向上，可能沒有桿的作用力，A不符合題意；

B.從A到C點過程中，小球做勻速圓周運動，則小球所受合力始終指向圓心，B符合題意；

C.從A點到C點過程中，小球線速度方向不斷變化，即豎直分速度大小時刻變化，故重力的功率P=mgvy時刻在變化，C不符合題意；5．【答案】C【解析】【解答】A.對貨車進行分析，貨車速度

v貨·cosθ=v

在運動過程中夾角減小，則貨物速度增大，A不符合題意；

B.貨物向上做加速運動，則貨物處于超重狀態(tài)，B不符合題意；

C.對貨物有

FT-m0+mg=m06．【答案】D【解析】【解答】A.由乙圖可知，前2s內(nèi)水平位移為4m，故拉力做功

W=Fx=60J

A不符合題意；

B.由圖乙可知，前4s內(nèi)物體的位移為12m，B不符合題意；

C.前2s內(nèi)，由圖乙可知加速度大小為2m/s2，2s后物體做勻速運動，故阻力f=5N，由F-f=ma可知m=5kg，C不符合題意；

D.t=1s時拉力的功率為

P=Fv=30W

D符合題意。

故答案為：D7．【答案】B【解析】【解答】A.設(shè)圓環(huán)半徑為R，則有

2Rsin37°=12gt2，2Rcos37°=v0t

聯(lián)立可得R=0.375m；

B.拋出點c距離水平直徑ab的高度為故小球可能垂直落在圓環(huán)上，C不符合題意；

D.若小球從c點以不同速度水平向右拋出，落在直徑cd邊上的落點位移偏向角相同，故經(jīng)過直徑cd上不同位置時的速度方向相同，D不符合題意。

故答案為：B

【分析】利用小球做平拋的運動的特點，根據(jù)平拋運動的基本表達式，結(jié)合小球在圓環(huán)上落點的幾何關(guān)系，可得出結(jié)論。8．【答案】B,D【解析】【解答】A.火車轉(zhuǎn)彎時，為避免火車車輪對鐵軌擠壓造成磨損，需要規(guī)定速度過彎，過彎過程火車所受重力與鐵軌對火車支持力的合力提供向心力過彎，A不符合題意；

B.汽車通過拱橋最高點時有mg-FN=mv2R，可知重力大于汽車對拱橋的壓力，則汽車處于失重狀態(tài)，B符合題意；

C.滾筒洗衣機衣物在最高點有mg+FN=mv29．【答案】A,B,C【解析】【解答】A.衛(wèi)星由軌道Ⅱ到軌道Ⅲ需要加速離心，即需要在P點加速，A符合題意；

B.有開普勒第三定律

r3T2=k

可知，衛(wèi)星在軌道Ⅱ上的運行周期小于在軌道Ⅲ上的運動周期，B符合題意；

C.由牛頓第二定律有

GMmr2=ma10．【答案】B,C【解析】【解答】AB.由題可知，小球在C點對軌道壓力恰好為零，合力指向圓心，則恒力方向水平向右，且有

F=mg

合力大小為

2mg

C點作為圓周運動的等效最高點，B點為圓周運動的等效最低點，故B點速度最大，A不符合題意，B符合題意；

C.小球經(jīng)過C點有

2mg=mvC2R

可得

vC=2gR

C符合題意；

D.小球從C點拋出做斜下拋運動，水平分速度

vx=vCsin45°

豎直分速度

vy11．【答案】（1）D（2）ω2；【解析】【解答】（1）探究向心力大小與質(zhì)量、角速度和半徑的關(guān)系實驗方法為控制變量法。

A.探究平拋運動的特點是運用了運動的合成與分解，使用了等效替代法，A不符合題意；

B.探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律是用了等效替代法，B不符合題意；

C.探究勻變速直線運動規(guī)律是通過紙帶運用逐差法求解加速度，C不符合題意；

D.探究加速度與物體受力、物體質(zhì)量的關(guān)系是用了控制變量法，D符合題意。

故答案為：D

（2）由向心力Fn=mω2r可知，若圖像為直線，則橫坐標為ω212．【答案】（1）A（2）1.0（3）0.20；0.28（4）不會【解析】【解答】（1）A.為保證小球做平拋運動，需要將斜槽末端調(diào)成水平，A符合題意；

B.本實驗不需要用天平測量小球質(zhì)量，需要配備鉛垂線，保證坐標紙縱軸保持豎直，B不符合題意；

C.本實驗要求小球多次釋放的初位置高度不變，C不符合題意；

D.擋條目的是記錄小球做平拋運動的點，不需要等距下移，D不符合題意。

故答案為：A

（2）t=0.1s時，豎直分速度vy=gt=1m/s

由圖可知速度偏向角θ=45°，故水平初速度

v0=vy=1m/s

（3）水平位移偏向角為45°，即速度偏向角正切值

tanθ=2tan45°=2

即

13．【答案】（1）解：設(shè)汽車以額定功率啟動后達到最大速度vm時牽引力為FF又P聯(lián)立，解得v（2）解：設(shè)汽車在勻加速度運動時，牽引力為F，根據(jù)牛頓第二定律F?f=ma解得F=2設(shè)保持勻加速的時間t，勻加速達到的最大速度為v1，則有解得v由勻變速直線運動速度公式得v解得t=1【解析】【分析】（1）根據(jù)機車起動的運動特點，速度最大時牽引力等于阻力，利用功率表達式可求出最大速度；（2）利用牛頓第二定律可求出勻加速運動期間牽引力的大小，結(jié)合功率表達式可求出速度的大小，進而通過勻加速直線運動的速度時間關(guān)系式可求出時間的大小。14．【答案】（1）解：小球做平拋運動過程中，水平方向，有x=豎直方向，有y