高級(jí)中學(xué)名校試卷PAGEPAGE12024級(jí)高一下學(xué)期4月期中考試物理試題一、單選題（每題4分，共44分）1.A、B是在同一平面不同軌道上的兩顆質(zhì)量不同的衛(wèi)星，均繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。則（）A.周期TA>TBB.角速度ωA>ωBC.線速度大小vA>vBD.向心加速度大小aA>aB【答案】A【解析】衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由萬(wàn)有引力提供向心力得可得，，，由于，則有，，，故選A。2.將質(zhì)量為的物體，以水平速度從O點(diǎn)拋出桌面，若以地面為參考平面，不計(jì)空氣阻力，則當(dāng)它經(jīng)過(guò)離地高度為的A點(diǎn)時(shí)，所具有的機(jī)械能是（）A. B.C. D.【答案】A【解析】物體在空中運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，只受重力作用，物體的機(jī)械能守恒，物體經(jīng)過(guò)A點(diǎn)的機(jī)械能等于拋出點(diǎn)的機(jī)械能，則有故選A。3.龍門吊是港口常用的運(yùn)輸裝置，以水平方向?yàn)閤軸，豎直方向?yàn)閥軸，貨物運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖。已知貨物的運(yùn)動(dòng)由龍門吊的水平行走及貨物的豎直升降構(gòu)成。若豎直升降的速度大小保持恒定，則正確的是（）A.OA段軌跡，貨物加速度方向沿x軸正向B.AB段軌跡龍門吊行走運(yùn)動(dòng)的加速度與OA段相同C.BC段軌跡，貨物一定做勻速運(yùn)動(dòng)D.在CD段貨物一定做勻速運(yùn)動(dòng)【答案】D【解析】A．OA段軌跡，貨物加速度方向指向軌跡的凹側(cè)，豎直升降的速度大小保持恒定，加速度方向沿x軸負(fù)向，故A錯(cuò)誤；B．OA段加速度沿x軸負(fù)方向，AB段加速度沿x軸正方向，兩段的加速度不相同，故B錯(cuò)誤；C．BC段軌跡，豎直方向的速度一定等于零，貨物只沿水平方向運(yùn)動(dòng)，貨物可能做勻速運(yùn)動(dòng)，可能加速運(yùn)動(dòng)，也可能減速運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤；D．在CD段貨物在水平方向一定向右勻速，豎直方向一定向下勻速，所以貨物一定做勻速運(yùn)動(dòng)，故D正確。故選D。4.如圖所示。風(fēng)洞中沒(méi)風(fēng)時(shí)，將一個(gè)小球以初速度豎直向上拋出，小球能上升的最大高度為h，加了水平風(fēng)力后，將小球仍以初速度豎直向上拋出，小球落到與拋出點(diǎn)等高的位置時(shí)，該位置與拋出點(diǎn)間的水平距離為2h，風(fēng)對(duì)小球的作用力大小恒定，不計(jì)阻力，則風(fēng)力與小球重力之比為（）A. B. C. D.【答案】C【解析】根據(jù)題意，豎直方向有有風(fēng)時(shí)豎直方向運(yùn)動(dòng)情況不變，落到與拋出點(diǎn)等高的位置所用時(shí)間水平方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，有聯(lián)立解得，故選C。5.直角側(cè)移門結(jié)構(gòu)可簡(jiǎn)化成圖甲（俯視）。玻璃門的兩端滑輪A、B通過(guò)一根可自由轉(zhuǎn)動(dòng)的輕桿連接，滑輪可沿直角導(dǎo)軌自由滑動(dòng)（滑輪視為質(zhì)點(diǎn)）。玻璃門的寬度為L(zhǎng)=1m。關(guān)門時(shí)，拉住把手使滑輪A從初始位置由靜止開始做加速度為1m/s2的勻加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)A達(dá)到乙圖位置時(shí)，滑輪B的速度大小為（）A. B. C.1m/s D.【答案】A【解析】拉住把手使滑輪A從初始位置由靜止開始做加速度為1m/s2的勻加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)A達(dá)到乙圖位置時(shí)，對(duì)A有解得此時(shí)滑輪A的速度大小為滑輪A與滑輪B沿玻璃門方向的分速度大小相等，則有解得滑輪B的速度大小為故選A。6.兩列車串聯(lián)以速度v沿水平地面勻速運(yùn)動(dòng)。前車輸出功率為P1，后車輸出功率為P2。后車質(zhì)量是前車的2倍，兩車受到的阻力均正比于自身重力，且比例系數(shù)相同。則兩列車連接處牽引裝置的作用力為（）A. B. C. D.【答案】C【解析】設(shè)兩車受到的阻力與自身重力的比值為，兩列車連接處牽引裝置的作用力大小為；對(duì)前方列車進(jìn)行受力分析，根據(jù)平衡條件有對(duì)后方列車進(jìn)行受力分析，根據(jù)平衡條件有聯(lián)立解得故選C。7.高一年級(jí)周一例行換座位。先用與水平方向夾角α斜向上、大小為F的拉力沿直線向前拉課桌，移動(dòng)距離s后，換用與水平方向夾角α斜向下、大小仍為F的推力沿直線向前推課桌，移動(dòng)距離也為s。設(shè)接觸面粗糙程度一樣，則（）A.兩次摩擦力做功相同B.兩次F做功相同C.兩次摩擦產(chǎn)生熱量相同D.兩次課桌動(dòng)能變化相同【答案】B【解析】A．兩次摩擦力做功不相同，分別為，，故A錯(cuò)誤；B．兩次F做功相同，均為，故B正確；C．兩次摩擦產(chǎn)生熱量不相同，分別為，，故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)動(dòng)能定理，兩次課桌動(dòng)能變化不相同，分別為，，故D錯(cuò)誤。故選B。8.為了安全，高速公路有剎車失靈避險(xiǎn)車道（上坡路）。故障車駛?cè)朐撥嚨肋^(guò)程中，錯(cuò)誤的是（）A.重力做負(fù)功B.動(dòng)能減小C.上坡時(shí)動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化重力勢(shì)能D.為防止車輛倒溜，坡路傾斜角度不能太大【答案】C【解析】AB．故障車駛?cè)朐撥嚨肋^(guò)程中，高度增加，則重力做負(fù)功，速度減小，則動(dòng)能減小，選項(xiàng)AB正確，不符合題意；C．上坡時(shí)動(dòng)能一部分轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能，另一部分為克服阻力做功，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，符合題意；D．為防止車輛倒溜，坡路傾斜角度不能太大，選項(xiàng)D正確，不符合題意。故選C。9.如圖所示，是四分之一圓弧，固定在豎直面內(nèi)，是圓心，豎直，是圓弧上的一點(diǎn)，是上一點(diǎn)，水平，、、三點(diǎn)將四等分，在、、、四點(diǎn)分別水平拋出一個(gè)小球，小球均落在點(diǎn)，若小球落在點(diǎn)時(shí)能垂直打在圓弧面上，則小球的拋出點(diǎn)一定在（）A.點(diǎn) B.點(diǎn) C.點(diǎn) D.點(diǎn)【答案】C【解析】小球垂直打在點(diǎn)時(shí)，速度方向的反向延長(zhǎng)線過(guò)點(diǎn)，且交于水平位移的中點(diǎn)，如圖所示由幾何關(guān)系可知拋出點(diǎn)一定在點(diǎn)。故選C。10.籃球社團(tuán)課上，以地面為零勢(shì)能面，繪制籃球下落過(guò)程動(dòng)能、勢(shì)能和機(jī)械能隨高度h的變化圖像，即如圖示a、b、c三條圖線，則（）A.圖線c代表重力勢(shì)能B.若空氣阻力變大，圖線b的斜率會(huì)變大C.若空氣阻力變大，圖線a的斜率會(huì)變大D.圖線a和c的縱截距一定不等【答案】C【解析】AB．重力勢(shì)能為圖線b代表重力勢(shì)能，斜率表示籃球的重力，若空氣阻力變大，圖線b的斜率不變，AB錯(cuò)誤；C．設(shè)初狀態(tài)的機(jī)械能為E0，根據(jù)功和能的關(guān)系，籃球的機(jī)械能為解得圖線a表示機(jī)械能隨高度變化的圖像，斜率表示空氣阻力，空氣阻力增大，斜率增大，C正確；D．根據(jù)動(dòng)能定理得解得圖線c表示動(dòng)能隨高度變化的圖像，縱截距是mgH-fH圖線a的縱截距E0-fH因所以上式兩邊均表示籃球落地時(shí)的動(dòng)能，則圖線a和c的縱截距一定相等，D錯(cuò)誤。故選C。11.中國(guó)選手鄭欽文在比賽中將質(zhì)量為m的網(wǎng)球從離地高度為h處以初速度v0水平擊出，第一次落地后反彈的動(dòng)能為落地前瞬間動(dòng)能的。不計(jì)空氣阻力，取地面為零勢(shì)能面。則說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A.從擊出到第一次落地的時(shí)間為B.擊出點(diǎn)與第一次落地點(diǎn)的距離為C.第一次落地時(shí)重力的瞬時(shí)功率為D.反彈到達(dá)最高點(diǎn)的重力勢(shì)能為【答案】D【解析】A．根據(jù)解得，A正確，不符合題意；B．水平距離為解得擊出點(diǎn)與第一次落地點(diǎn)的距離為解得，B正確，不符合題意；C．設(shè)第一次落地時(shí)豎直速度為第一次落地時(shí)重力的瞬時(shí)功率為，C正確，不符合題意；D．落地時(shí)的動(dòng)能為反彈的動(dòng)能為反彈到達(dá)最高點(diǎn)，網(wǎng)球水平方向速度不為零，動(dòng)能不為零，根據(jù)機(jī)械能守恒定律得解得反彈到達(dá)最高點(diǎn)的重力勢(shì)能小于，D錯(cuò)誤，符合題意。故選D。二、實(shí)驗(yàn)題（每空3分，共12分）12.某學(xué)習(xí)小組的同學(xué)用如圖甲的裝置驗(yàn)證豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒。輕細(xì)桿一端連接在光滑固定轉(zhuǎn)軸O處，另一端連接一小球。在轉(zhuǎn)軸O點(diǎn)的正上方和正下方軌道半徑處分別安裝光電門，測(cè)出桿長(zhǎng)L，桿的寬度d和小球的直徑D。現(xiàn)使小球在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，讀出輕桿經(jīng)過(guò)O點(diǎn)正上方光電門的時(shí)間為Δt1，經(jīng)過(guò)O點(diǎn)正下方光電門的時(shí)間為Δt2。已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，不考慮空氣阻力。（1）該同學(xué)用毫米刻度尺測(cè)小球直徑D時(shí)，示數(shù)如圖乙所示，則D=______cm；（2）如果要驗(yàn)證小球在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)機(jī)械能守恒，需要滿足的方程為____（用題中的L、d、D、Δt1、Δt2、g等符號(hào)表示）；（3）某位同學(xué)誤把光電門安裝在輕桿的中點(diǎn)，已知小球質(zhì)量為m，則用原來(lái)的方法計(jì)算小球從最高點(diǎn)到最低點(diǎn)過(guò)程中動(dòng)能的增量時(shí)會(huì)出現(xiàn)測(cè)量值ΔEk測(cè)____真實(shí)值ΔEk真（填“”“”或“”）（4）另一位同學(xué)光電門安裝正確，他讓小球由任意位置靜止釋放，測(cè)出多組釋放點(diǎn)到最低點(diǎn)的距離s，以及對(duì)應(yīng)小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)光電門的遮光時(shí)間Δt，作出了圖像。若圖像是一條過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的直線，且直線斜率k=____（用題中的L、d、D、g等符號(hào)表示），則說(shuō)明小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程機(jī)械能守恒?！敬鸢浮浚?）1.90##1.89##1.91（2）（3）<（4）【解析】【小問(wèn)1解析】小球直徑【小問(wèn)2解析】小球在最高點(diǎn)和最低點(diǎn)的速度分別為，根據(jù)機(jī)械能守恒定律得解得【小問(wèn)3解析】根據(jù)，某位同學(xué)誤把光電門安裝在輕桿的中點(diǎn)，r偏小，速度的測(cè)量值偏小，動(dòng)能的測(cè)量值偏小，所以ΔEk測(cè)＜ΔEk真【小問(wèn)4解析】根據(jù)機(jī)械能守恒定律得其中，，解得斜率為三、解答題（共4題，44分，在答題紙上寫出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要步驟，只寫答案不得分）13.某同學(xué)在操場(chǎng)上踢足球，足球質(zhì)量為，該同學(xué)將足球以速度從地面上的點(diǎn)踢起，最高可以到達(dá)離地面高度為的點(diǎn)位置，從到過(guò)程中足球克服空氣阻力做的功為，重力加速度為。求：（1）該同學(xué)對(duì)足球做的功；（2）足球在點(diǎn)處動(dòng)能?！敬鸢浮浚?）（2）【解析】【小問(wèn)1解析】該同學(xué)對(duì)足球做的功【小問(wèn)2解析】從到根據(jù)動(dòng)能定理可得解得足球在點(diǎn)處的動(dòng)能為14.是一個(gè)固定在豎直面內(nèi)光滑弧形軌道，與半徑為的豎直圓形軌道在最低點(diǎn)平滑連接，且點(diǎn)的切線水平。為粗糙的半圓軌道。質(zhì)量為的球（視為質(zhì)點(diǎn)）在點(diǎn)由靜止釋放沿弧形軌道滑下，恰能運(yùn)動(dòng)到圓軌道最高點(diǎn)。已知點(diǎn)距水平面的高度，重力加速度為，求：（1）小球經(jīng)過(guò)點(diǎn)進(jìn)入圓軌道時(shí)對(duì)軌道的壓力大小；（2）小球在豎直圓軌道上從點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)的過(guò)程中，摩擦阻力做的功?！敬鸢浮浚?）7mg（2）【解析】【小問(wèn)1解析】從到，根據(jù)動(dòng)能定理可得點(diǎn)，根據(jù)牛頓第二定律可得聯(lián)立解得根據(jù)牛頓第三定律可知，壓力大小為【小問(wèn)2解析】小球恰能運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)，可得解得從到，根據(jù)動(dòng)能定理可得解得15.如圖，“雪地轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)”是北方冬季經(jīng)常玩的一種游戲，乘坐雪圈繞軸在水平雪地上勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，A同學(xué)發(fā)現(xiàn)當(dāng)轉(zhuǎn)速為6r/min時(shí)，繩子與水平桿垂直，繩子張力為200N，已知她和雪圈總質(zhì)量為70kg，水平桿長(zhǎng)為3m，離地高為3m，繩長(zhǎng)為5m，取，g=10m/s2，求：（1）繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度大小；（2）人和雪圈對(duì)地面的壓力大?。唬?）繞轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)一周，繩子拉力對(duì)人和雪圈做功大小【答案】（1）0.6rad/s（2）580N（3）2880J【解析】【小問(wèn)1解析】繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度大小為【小問(wèn)2解析】設(shè)繩子與水平面夾角為θ，解得根據(jù)平衡條件得解得根據(jù)牛頓第三定律，壓力為，方向豎直向下【小問(wèn)3解析】桿和繩子在地面上投影的長(zhǎng)度分別為3m、4m，圓周運(yùn)動(dòng)的半徑繩子張力的水平分量為F1沿著圓周切線方向的分量為拉力的功為16.如圖所示，一質(zhì)量不計(jì)的細(xì)線繞過(guò)無(wú)摩擦的輕質(zhì)小定滑輪O與質(zhì)量為5m的砝碼相連，另一端與套在一根固定的光滑的豎直桿上質(zhì)量為m的圓環(huán)相連，直桿上有A、C、B三點(diǎn)，且C為A、B的中點(diǎn)，AO與豎直桿的夾角θ=53°，C點(diǎn)與滑輪O在同一水平高度，滑輪與豎直桿相距為L(zhǎng)，重力加速度為g，設(shè)直桿足夠長(zhǎng)，圓環(huán)和砝碼運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不會(huì)與其他物體相碰?，F(xiàn)將圓環(huán)由A點(diǎn)靜止開始釋