四川省成都東部新區(qū)養(yǎng)馬高級名校2023-2024學(xué)年高一下學(xué)期期中考試物理試題姓名：__________班級：__________考號：__________題號一二三四總分評分一、單項選擇題（本題共8小題，每小題3分，共24分.每小題只有一個選項符合題意）1．關(guān)于功的概念，下列說法正確的是（）A．功是標(biāo)量，但有正負(fù)，功的正負(fù)表大小B．滑動摩擦力既可能做正功，也可能做負(fù)功C．一對相互作用力做功之和一定為零D．合外力做功為零，則物體一定做勻速直線運(yùn)動2．為了探測引力波，“天琴計劃”預(yù)計發(fā)射地球衛(wèi)星P，其軌道半徑約為地球半徑的16倍；另一地球衛(wèi)星Q的軌道半徑約為地球半徑的4倍。P與Q的周期之比約為（）A．2：1 B．4：1 C．8：1 D．16：13．如圖，一光滑大圓環(huán)固定在桌面上，環(huán)面位于豎直平面內(nèi)，在大圓環(huán)上套著一個小環(huán)，小環(huán)由大圓環(huán)的最高點從靜止開始下滑，在小環(huán)下滑的過程中，大圓環(huán)對它的作用力（）A．一直不做功 B．一直做正功C．始終指向大圓環(huán)圓心 D．始終背離大圓環(huán)圓心4．假設(shè)摩托艇受到的阻力的大小正比于它的速率。如果摩托艇發(fā)動機(jī)的輸出功率變?yōu)樵瓉淼?倍，則摩托艇的最大速率變?yōu)樵瓉淼模ǎ〢．4倍 B．2倍 C．3倍 D．2倍5．一質(zhì)量為m的汽車原來在平直路面上以速度v勻速行駛，發(fā)動機(jī)的輸出功率為P，從某時刻開始，司機(jī)突然加大油門將汽車發(fā)動機(jī)的輸出功率提升至某個值并保持不變，結(jié)果汽車在速度到達(dá)2v之后又開始勻速行駛，若汽車行駛過程所受路面阻力保持不變，不計空氣阻力，下列說法正確的是（）A．汽車加速過程的平均速度為3B．汽車加速過程的最大加速度為PC．汽車速度從v增大到2v過程做勻加速運(yùn)動D．汽車速度增大時發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的牽引力隨之不斷減小6．下列說法正確的是（）A．如圖a，汽車通過拱橋的最高點處于超重狀態(tài)B．如圖b，一圓錐擺，若增加繩長，增大θ，而保持圓錐的高度不變，則圓錐擺的角速度也跟著增大C．如圖c，同一小球在光滑而固定的圓錐筒內(nèi)的A、B位置先后分別做勻速圓周運(yùn)動，則小球在A位置處所受筒壁的支持力大于B位置處的支持力D．如圖d，火車轉(zhuǎn)彎若超過規(guī)定速度行駛時，外軌對火車輪緣會有擠壓作用7．如圖所示，一輛汽車以18m/s的速度勻速經(jīng)過一段水平彎道，汽車輪胎與路面間的動摩擦因數(shù)為0.6，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，汽車可視為質(zhì)點，重力加速度=10m/sA．不小于54m B．不大于54m C．不小于30m D．不大于30m8．如圖甲，質(zhì)量m=10kg的物體靜止在水平地面上，在水平推力F作用下開始運(yùn)動，水平推力（F）隨位移（x）變化的圖像如圖乙。已知物體與地面間的動摩擦因數(shù)μ=0.5，取重力加速度大小A．在0～10m的過程中，推力F對物體所做的功為1000JB．在0～10m的過程中，滑動摩擦力對物體所做的功為500JC．物體的位移x=5m時，其速度大小為5m/sD．物體的位移x=10m時，其速度大小為10m/s二、多項選擇題（本題共6小題，每小題4分，共24分，每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求，全部選對得4分，選對但不全的得2分，有錯的得0分）9．質(zhì)量為m的汽車在平直公路上從靜止開始以加速度a做勻加速直線運(yùn)動，發(fā)動機(jī)的牽引力恒為F，受到的阻力恒為f，則當(dāng)汽車的速度為v時，汽車受到合力的功率為（）A．(F?f)v B．mav C．fv10．甲、乙兩個質(zhì)量相同的物體，用大小相等的力F分別拉它們在水平面上從靜止開始運(yùn)動相同的距離s。如圖所示，甲在光滑面上，乙在粗糙面上，則下列關(guān)于力F對甲、乙兩物體做的功和甲、乙兩物體獲得的動能的說法中正確的是（）A．力F對甲物體做功多B．力F對甲、乙兩個物體做的功一樣多C．甲物體獲得的動能比乙大D．甲、乙兩個物體獲得的動能相同11．2020年6月23日上午，北斗三號全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的“收官之星”成功發(fā)射，標(biāo)志著北斗三號全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)全球星座組網(wǎng)部署最后一步完成，中國北斗將點亮世界衛(wèi)星導(dǎo)航的天空。“收官之星”最后靜止在地面上空（與地面保持相對靜止），該衛(wèi)星距地面的高度為h。已知地球的半徑為R，地球表面的重力加速度為g，萬有引力常量為G，由此可知（）A．“收官之星”運(yùn)動的周期為2πB．“收官之星”運(yùn)動的軌道一定與赤道共面C．“收官之星”運(yùn)動的加速度為gRD．地球的平均密度為3g12．一質(zhì)量為1kg的物體置于升降機(jī)的水平地板上，t=0時刻升降機(jī)由靜止沿豎直方向運(yùn)動。取豎直向下的方向為正，其加速度a隨時間t變化的圖像如圖，g=10?m/A．在0～2s內(nèi)，升降機(jī)對物體做功48JB．在2～6s內(nèi)，升降機(jī)對物體做功－160JC．第7s末，重力對物體做功的瞬時功率為20WD．在0～8s內(nèi)，重力對物體做功平均功率為20W13．質(zhì)量為m的汽車，啟動后沿平直路面行駛過程中發(fā)動機(jī)的功率恒定，受到恒定的阻力f，汽車速度能夠達(dá)到的最大值為v，那么當(dāng)汽車的速度為v4A．汽車的牽引力大小為4f B．汽車的牽引力大小為fC．汽車的瞬時加速度大小為3fm D．汽車的瞬時加速度大小為14．如圖所示，質(zhì)量均為m的A、B兩物塊用長為3r的細(xì)線相連后，放置在水平臺面上，A、B到轉(zhuǎn)軸的距離分別為2r和r，A、B均可看成質(zhì)點?，F(xiàn)使A、B在水平臺面上隨轉(zhuǎn)臺一起做勻速圓周運(yùn)動，物塊和水平面間的動摩擦因數(shù)為μ，假設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度為g，下列說法正確的是（）A．ω≤μgB．當(dāng)ω=μgC．A，B物塊相對轉(zhuǎn)臺靜止時，細(xì)線的最大拉力為2μmgD．當(dāng)ω=2μg三、實驗題：（本題共2小題，共16分）15．如圖所示，圖甲為“向心力演示器驗證向心力公式”的實驗示意圖，圖乙為俯視圖。圖中A、B槽分別與a、b輪同軸固定，且a、b輪半徑相同。當(dāng)a、b兩輪在皮帶的傳動下勻速轉(zhuǎn)動。（1）兩槽轉(zhuǎn)動的角速度ωAω（2）現(xiàn)有兩質(zhì)量相同的鋼球，①球放在A槽的邊緣，②球放在B槽的邊緣，它們到各自轉(zhuǎn)軸的距離之比為2：1。則鋼球①、②的線速度之比為；受到的向心力之比為16．用如圖所示裝置研究合外力做功與物體動能變化關(guān)系，現(xiàn)有如下器材∶打點計時器、學(xué)生電源、導(dǎo)線、復(fù)寫紙、紙帶、小木塊、細(xì)砂、墊塊。要完成該項實驗，則：（1）除上述器材外，還需要的實驗器材有、。（2）當(dāng)滑塊連接上紙帶，不掛砂桶滑塊處于靜止?fàn)顟B(tài)。為了把掛上小砂桶后繩中拉力當(dāng)成滑塊所受的合外力，這時應(yīng)做的步驟是：。（3）實驗測得滑塊質(zhì)量為0.1kg，所受拉力為0.1N，打點計時器打出紙帶如下圖所示，相鄰計數(shù)點間時間間隔為0.1s，則從O到B過程中拉力對滑塊做功為J，滑塊動能增量為J。（保留3位有效數(shù)字）四、計算題（本題共3小題，共36分.解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值運(yùn)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位）17．在距離地面5m處將一個質(zhì)量為1kg的小球以10m/s的速度水平拋出，若g=10m/s2求∶（1）小球在空中的飛行時間是多少？（2）水平飛行的距離是多少米？（3）小球落地時的速度？18．如圖，光滑水平軌道AB與豎直面內(nèi)的半圓形光滑軌道BCD相連，半圓形軌道的BD連線與AB垂直，半圓形的半徑為R=0.90m。質(zhì)量為m=1.0kg的小滑塊在恒定外力F=20N作用下從水平軌道上的A點由靜止開始向右運(yùn)動到達(dá)水平軌道的末端B點時撤去外力，已知AB間的距離為x=1.8m，滑塊經(jīng)過（1）求物體在AB段運(yùn)動時外力做功的大?。唬?）求物體在D點的速度大??；（3）求小物塊在D點時對圓弧面的壓力大??；（4）求小物塊從D點拋出后在水平地面的落點與B的距離。19．2022年2月16日，我國運(yùn)動員齊廣璞在北京冬奧會男子自由滑雪空中技巧賽上獲得冠軍，圖甲為比賽大跳臺的場景?，F(xiàn)將部分賽道簡化，如圖乙所示，若運(yùn)動員從雪道上的A點由靜止滑下后沿切線從B點進(jìn)入半徑R=15m的豎直冰面圓弧軌道BDC，從軌道上的C點飛出。AB之間的豎直高度h=27m，OB與OC互相垂直，∠BOD=37°。運(yùn)動員和裝備的總質(zhì)量m=60kg且視為質(zhì)點，摩擦和空氣阻力不計。取重力加速度g=10m/（1）在軌道最低點D時，運(yùn)動員對軌道的壓力大??；（2）運(yùn)動員滑至C點的速度大??；（3）運(yùn)動員滑離C點后在空中飛行過程中距D點的最大高度。

答案解析部分1．【答案】B【解析】【解答】A.功是標(biāo)量，只有大小沒有方向，但有正負(fù)，功的正負(fù)不表示大小，正功表示動力對物體做功，負(fù)功表示阻力對物體做功，A不符合題意；

B.因為滑動摩擦力既可以做動力，也可以做阻力，所以滑動摩擦力既可以做正功，也可以做負(fù)功，B符合題意；

C.一對相互作用力一定大小相反，方向相反，但相互作用的物體運(yùn)動位移的大小不一定相等，所以做功之和不一定為零，C不符合題意；

D.由公式的公式

W=Fxcosθ

可知，合外力做功為零，可能是合力為零，也可能是力的方向上沒有位移，所以物體不一定做勻速直線運(yùn)動，D不符合題意；

故答案為：B。

【分析】功是標(biāo)量，只有大小沒有方向，但是功有正負(fù)，功的大小可以由2．【答案】C【解析】【解答】設(shè)地球半徑為R，根據(jù)題述，地球衛(wèi)星P的軌道半徑為RP=16R，地球衛(wèi)星Q的軌道半徑為RQ=4R，根據(jù)開普勒定律，TP2TQ2=RP3RQ3=64，所以故答案為：C【分析】利用開普勒第二定律解答或根據(jù)萬有引力提供向心力GMmr3．【答案】A【解析】【解答】解：AB、大圓環(huán)是光滑的，則小環(huán)和大環(huán)之間沒有摩擦力；大環(huán)對小環(huán)的支持力總是垂直于小環(huán)的速度方向，所以大環(huán)對小環(huán)沒有做功，A符合題意，B不符合題意；CD、小環(huán)在剛剛開始運(yùn)動時，在大環(huán)的接近頂部運(yùn)動時，大環(huán)對小環(huán)的支持力背離大環(huán)圓心，小環(huán)運(yùn)動到大環(huán)的下半部分時，支持力指向大環(huán)的圓心，故CD不符合題意．故答案為：A．【分析】大圓環(huán)是光滑的，則小環(huán)和大環(huán)之間沒有摩擦力；大環(huán)對小環(huán)的支持力總是垂直于小環(huán)的速度方向，所以大環(huán)對小環(huán)沒有做功。4．【答案】D【解析】【解答】設(shè)f=kv，當(dāng)阻力等于牽引力時，速度最大，輸出功率變化前，有P=Fv=fv=kv=kv-v-kv2，變化后有2P=F'v'=kv'-v'=kv'2，聯(lián)立解得v'=2v，D正確。【分析】本題考查功率的計算問題，意在考查考生的簡單推理能力。本題的關(guān)鍵是知道當(dāng)阻力等于牽引力時，速度最大，然后根據(jù)公式P=Fv計算。5．【答案】B,D【解析】【解答】ACD.由汽車在加大油門后做勻加速運(yùn)動，速度由v增大至2v，則加速過程中的平均速度

v=v+2v2=3v2

但汽車在加速過程中，由

P=Fv

可知，汽車受到的牽引力減小，汽車的加速度

a=F-fm

減小，所以汽車做的是加速度減小的加速運(yùn)動，故平均速度不等于32v，AC不符合題意，D符合題意；

B.設(shè)汽車所受的阻力為f，則開始時P=fv，加大油門后，汽車在速度到達(dá)2v之后又開始勻速行駛有

P1=f·2v

則6．【答案】D【解析】【解答】A.汽車通過拱橋最高點時重力與橋面給的支持力的合力提供向心力mg-F=mV2R，mg>F，故處于失重狀態(tài)，故A錯誤；

B.設(shè)擺長為L，重力與繩子的拉力的合力提供向心力：F=mgtanθ=mω2r；r=Lsinθ，解得ω=gh，而高度不變，故角速度不變，故B錯誤；

C.對兩球受力分析可知，受力情況相同，設(shè)側(cè)面與豎直方向的夾角為α，則側(cè)面對小球的彈力F=mgsinα7．【答案】A【解析】【解答】汽車經(jīng)過彎路時靜摩擦力提供向心力，當(dāng)靜摩擦力達(dá)到最大靜摩擦力時，向心力最大，由向心力公式

F=mv2R

可知，此時彎道半徑最小，有

μmg=mv2Rmin

代入數(shù)據(jù)解得

8．【答案】C【解析】【解答】A.根據(jù)F-x圖像與坐標(biāo)軸所圍的面積表示F的功，可得在0～10m的過程中，推力F對物體所做的功為

WF==12×100×10J=500J

A不符合題意；

B.在0～10m的過程中，滑動摩擦力與物體的位移方向相反，所以滑動摩擦力對物體所做的功為

WF=-μmgx=-500J

B不符合題意；

D.對物體在0～10m的運(yùn)動過程，根據(jù)動能定理有

WF-μmgx=12mv2

解得物體的位移9．【答案】A,B【解析】【解答】對汽車受到的合力

F合=F-f=ma

所以根據(jù)功率的公式

P=Fv

可得，汽車受到合力的功率為

P=F合v=(F-f)v=mav

10．【答案】B,C【解析】【解答】AB.由

W=Fs

知，拉力的大小相同，物體的位移也相同，所以拉力對兩物體做的功一樣多，A不符合題意，B符合題意；

CD.對物體向前滑動s的過程，由動能定理可得，在光滑水平面上有

Fs=Ek光滑

在粗糙水平面上有

Fs-fs=Ek粗糙11．【答案】B,D【解析】【解答】A.根據(jù)萬有引力提供向心力可得

GMm(R+h)2=m(R+h)4π2T2

根據(jù)萬有引力等于重力可得

GMmR2=mg

解得“收官之星”運(yùn)動的周期為

T=2π(R+h)3gR2

A不符合題意；

B.同步衛(wèi)星的軌道與赤道共面，由題意可知，“收官之星”是同步衛(wèi)星，所以運(yùn)動的軌道一定與赤道共面，B符合題意；

C.由牛頓第二定律可得

GMm(R+h)2=ma12．【答案】B,C【解析】【解答】A.因為向下為正方向，所以由圖像可以看出，在0~2s內(nèi)，物體豎直向下做勻加速運(yùn)動，升降機(jī)對物體的作用力方向豎直向上，與物體的位移方向相反，故升降機(jī)對物體做負(fù)功，A不符合題意；

B.2s末，物體速度為

v=at02=4m/s

在2～6s內(nèi)物體加速度為0，做勻速直線運(yùn)動，升降機(jī)對物體支持力

F=mg

位移為

x26=vt26=16m

故升降機(jī)對物體做功

W=-Fx26=-mgx26=-160J

B符合題意；

C.第7s末，物體速度為

v7=v-at67=2m/13．【答案】A,C【解析】【解答】AB.當(dāng)汽車以最大速度行駛時，牽引力與阻力大小相等，此時有

P=Fv=fv

當(dāng)汽車的速度為v4時，汽車的牽引力大小為

F1=Pv4=4f

A符合題意，B不符合題意；

CD.由牛頓第二定律得

F1=f=ma

解得汽車的速度為v4時加速度的大小為

a=14．【答案】B,D【解析】【解答】A．當(dāng)細(xì)線拉力未零時，A、B的向心力都由各自靜摩擦力提供，不能超過各自受水平臺面的最大靜摩擦力，對A和B，由牛頓第二定律ff聯(lián)立對比可得ω≤A不符合題意；B．當(dāng)B受的摩擦力為零時，其圓周運(yùn)動向心力來源于細(xì)線的拉力，對A和B，有T+μmg=mT=m解得ω=B符合題意；CD．當(dāng)A、B物塊剛要相對轉(zhuǎn)臺滑動時，對A、B分別有TT聯(lián)立解得Tm=3μmgC不符合題意，D符合題意。故答案為：BD。

【分析】當(dāng)細(xì)線拉力為零時，根據(jù)向心力和摩擦力的大小關(guān)系得出角速度的表達(dá)式；當(dāng)B受的摩擦力為零時，根據(jù)牛頓第二定律合力提供向心力得出角速度的表達(dá)式，當(dāng)A、B物塊剛要相對轉(zhuǎn)臺滑動時對AB進(jìn)行受力分析，根據(jù)牛頓第二定律得出周期和角速度的表達(dá)式。15．【答案】（1）=（2）2：1；2：1【解析】【解答】（1）a、b兩輪邊緣上的點做的是同緣傳動，所以兩輪邊緣上的點線速度相同，A、B槽分別與a、b輪同軸固定，所以A、B槽與a、b兩輪的角速度相同，根據(jù)v=ωr可知，a、b輪半徑相同，所以A、B兩槽轉(zhuǎn)動的角速度相等；

（2）由于A、B兩槽轉(zhuǎn)動的角速度相等，有v=ωr可知，鋼球①、②的線速度之比為v1：v2=r1：r2=2：1，根據(jù)向心力公式F=mω2r，可得鋼球16．【答案】（1）毫米刻度尺；天平（2）平衡摩擦力（3）0.0216；0.0211【解析】【解答】（1）進(jìn)行數(shù)據(jù)分析時，要通過紙帶上的點間距計算滑塊的速度，所以需要刻度尺測量距離，因為計算滑塊動能時需要知道滑塊的質(zhì)量，所以還需要天平。

（2）為了把掛上小砂桶后繩中拉力當(dāng)成滑塊所受的合外力，這時應(yīng)做的步驟是平衡摩擦力。

（3）從O到B過程中拉力對滑塊做功為

W=FxOB=0.1×0.216J=0.0216J

根據(jù)勻變速直線運(yùn)動中間時刻的瞬時速度等于這段時間內(nèi)的平均速度，可得打B點時滑塊的速度

v=17．【答案】（1）解：小球做平拋運(yùn)動，則h=解得小球在空中的飛行時間為t=1s（2）解：小球水平方向做勻速運(yùn)動，則水平飛行的距離x=（3）解：小球落地時豎直方向的速度為v所以，小球落地時的速度為v=方向與水平方向的夾角為45【解析】【分析】（1）小球在空中做平拋運(yùn)動，根據(jù)