第=page1313頁，共=sectionpages1515頁湖北省武漢市重點中學2024-2025學年高一（下）期中物理試卷一、單選題：本大題共7小題，共28分。1.關于力學規(guī)律的認識，下列說法正確的是(

)A.若物體所受合外力對物體做功為零，則物體的機械能守恒

B.一對相互作用力，對相互作用的兩個物體做功的代數(shù)和一定為零

C.狹義相對論認為在不同的慣性參考系中，物理規(guī)律的形式都是相同的

D.牛頓力學觀點不僅適用于宏觀、低速的物體，對于微觀、高速的物體也同樣適用2.如圖所示，水平地面上固定一豎直輕質(zhì)彈簧，一物體由彈簧正上方某位置由靜止開始豎直下落，不計空氣阻力。則物體從與彈簧接觸到第一次到達最低點的過程中，下列說法正確的是(

)

A.物體的動能逐漸減小 B.彈簧的彈性勢能逐漸增大

C.物體的機械能守恒 D.物體克服彈力做功的功率逐漸增大3.如圖所示是地月天體系統(tǒng)，在地月連線上存在一種特殊點，稱為拉格朗日點。在地球上將一顆質(zhì)量為m0的人造衛(wèi)星發(fā)射至該點后，它受到地球、月球?qū)λ囊ψ饔?，并恰好和月球一起繞地球以相同的角速度做勻速圓周運動。已知相對于地球質(zhì)量M和月球質(zhì)量m來說，m0很小，所以衛(wèi)星對地球和月球的引力不影響地球和月球的運動。若地心到月心間距為L，月心到該拉格朗日點的距離為d，則(

)

A.該衛(wèi)星的發(fā)射速度大于第二宇宙速度11.2km/s

B.地月連線所在直線上只存在1個拉格朗日點

C.該衛(wèi)星在圖中拉格朗日點的線速度大小小于月球的線速度大小

4.如圖是一輛電動車在平直公路上測試時的速度—時間圖像，0～8s及18s之后的圖線均為直線，中間曲線平滑連接。已知該電動車的額定功率為8kW，其所受阻力大小恒定不變，由靜止開始啟動，在18sA.電動車前8s運動過程中功率恒定

B.電動車的最大牽引力大小為800N

C.電動車在0～18s內(nèi)的牽引力做功為1.12×5.質(zhì)量為2kg的物體以20m/s的初速度，從A點豎直向上拋出，在它上升到某點時，物體的動能減小了80J，機械能損失了20J。假設物體在上升、下降階段空氣阻力大小恒定，重力加速度大小gA.300J B.200J C.40036.如圖(a)所示，靜止在水平地面上的物體，在豎直向上的拉力F作用下開始運動。在物體向上運動的過程中，其機械能E與位移x的關系圖像如圖(b)所示，物體到達最高點時的位移為x3，圖線上位移為x1的點A處的斜率最大，位移為x2處的斜率恰好為零。已知重力加速度大小為gA.物體在位移為x1處的速度大小一定最大 B.物體在位移為x1處的加速度大小一定最大

C.物體在位移為x2處開始減速 D.7.如圖所示，質(zhì)量分別為m、2m的小球a、b通過鉸鏈用長為2L的剛性輕桿連接，a套在豎直細桿M上，b套在水平細桿N上，最初剛性輕桿與細桿M的夾角為45°，兩根細桿M、N不接觸(a、b球均可越過O點)，兩桿間的距離忽略不計，且不計一切摩擦，重力加速度大小為g。將a、b從圖示位置由靜止釋放，則下列說法中正確的是A.a球從初位置下降到最低點的過程中，剛性輕桿對a球的彈力先做負功，后做正功

B.剛性輕桿與水平方向夾角為θ時，a、b兩球運動的速率滿足vacosθ=vbsinθ

C.a球的最大速度為二、多選題：本大題共3小題，共12分。8.某次發(fā)射衛(wèi)星時，先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道Ⅰ，衛(wèi)星運動到軌道Ⅰ上的A點時實施變軌進入橢圓軌道Ⅱ，到達軌道Ⅱ上的遠地點B時，再次實施變軌進入軌道半徑為3R(R為地球半徑)的圓形軌道Ⅲ繞地球做圓周運動。下列判斷正確的是(

)

A.衛(wèi)星在軌道Ⅰ上運動的角速度與在軌道Ⅲ上運動的角速度之比是3:1

B.衛(wèi)星在軌道Ⅰ上運動的周期與在軌道Ⅱ上運動的周期之比是1:22

C.衛(wèi)星在軌道Ⅲ上經(jīng)過B點時的速度大小大于在軌道Ⅱ上經(jīng)過B點時的速度大小

D.衛(wèi)星在軌道Ⅲ上運動的機械能小于在軌道9.如圖所示，置于圓形水平轉(zhuǎn)臺邊緣的小物塊隨轉(zhuǎn)臺由靜止開始緩慢加速轉(zhuǎn)動，經(jīng)過60s后小物塊恰好滑離轉(zhuǎn)臺做平拋運動。已知小物塊質(zhì)量m=1.0kg，轉(zhuǎn)臺半徑R=0.5m，轉(zhuǎn)臺離水平地面的高度H=0.8m，小物塊平拋落地過程水平位移的大小s=0.4mA.小物塊與轉(zhuǎn)臺間的動摩擦因數(shù)為0.5 B.轉(zhuǎn)臺對小物塊做功為0.5J

C.摩擦力對小物塊的沖量大小為120N?s10.如圖(a)所示，傳送帶沿順時針方向以恒定的速率轉(zhuǎn)動，將質(zhì)量為1?kg的貨物輕放在傳送帶的底端，4?s后從傳送帶的頂端離開，貨物的速度大小隨時間變化的關系如圖(b

圖a

圖bA.摩擦力對貨物做的功為32?J B.傳送帶克服摩擦力做功為48?J

C.貨物與傳送帶間因摩擦產(chǎn)生的熱量為12三、實驗題：本大題共2小題，共16分。11.為估測排球從空中落下到彈起過程中對地面的平均作用力，某同學設計了入下實驗步驟：①壓力傳感器水平固定于地面，組裝實驗器材如圖(a②讓質(zhì)量為m的排球從高處自由下落，測得釋放時排球下邊緣與壓力傳感器的距離H；③排球落到壓力傳感器上彈起到最大高度時，測得下邊緣與壓力傳感器的距離為h；已知重力加速度為g，忽略空氣阻力，回答以下問題：(1)傳感器測得的壓力F與時間t的關系圖像如圖(b)所示，則排球與壓力傳感器的接觸時間可表示為(2)排球彈起時的速度大小為________________；(3)排球與傳感器接觸過程中，對傳感器的平均作用力大小為___________________。12.某同學用如圖(a)所示的裝置驗證機械能守恒定律。實驗原理如下：先用天平測出A、B兩物塊的質(zhì)量mA=300g，mB=200g，然后將A、B用輕質(zhì)細繩連接并跨過輕質(zhì)定滑輪，B的下端連接紙帶，紙帶穿過固定的打點計時器。讓A從高處由靜止開始下落，B拖著紙帶經(jīng)過打點計時器打出一系列的點，對紙帶上的點跡進行測量，即可驗證機械能守恒定律。圖(b)給出的是實驗中獲取的一條紙帶：O是打下的第一個點，計數(shù)點A、B、C、D到O點的距離分別為41.53cm、58.21cm、(1)在打下O點至C點過程中系統(tǒng)重力勢能的減小量ΔEp=__________J，系統(tǒng)動能的增加量ΔEk=(2)根據(jù)(1)的計算結果，可以得出的結論是：__________。(3)若計算得到的結論是動能的增加量大于重力勢能的減少量，錯誤的原因可能是由于__________A.打點計時器工作的實際頻率大于B.C.(4)若想利用該裝置測量當?shù)刂亓铀俣?，用v表示物塊A的速度，h表示物塊A下落的高度，作出的v2-h圖像如圖(c)所示，則可測得當?shù)貙嶋H的重力加速度g=__________四、計算題：本大題共3小題，共44分。13.如圖(a)所示，質(zhì)量為m=1kg的物體靜止在水平地面上，t=0時刻，對物體施加一個水平向右的作用力，作用力隨時間的變化關系如圖(b(1)0～4s內(nèi)力(2)物體運動速度最大的時刻及最大速度的大?。?4.2023年8月13日，我國將陸地探測四號01星(以下簡稱“01星”)送入地球同步衛(wèi)星軌道。如圖所示，“01星”、衛(wèi)星A均繞地心在同一平面內(nèi)沿逆時針方向做勻速圓周運動，其中衛(wèi)星A運動的周期為3h。某時刻“01星”與地心連線和衛(wèi)星A與地心連線的夾角為60°，求(1)衛(wèi)星A與“01星”的向心加速度大小之比;(2)從該時刻至衛(wèi)星A與“01星”第一次相距最近所需的時間．15.如圖所示，在某光滑水平臺面上，一個質(zhì)量m=1kg的小物塊以一定的水平速度v0向右滑離平臺，恰好從距平臺水平距離x=1.2m的A點沿AB方向進入傾角θ=37°的光滑斜面AB，運動一段時間后進入與斜面的B點相切的組合軌道。組合軌道由半徑R=2m的豎直光滑螺旋軌道BCDB?C?(可看作圓軌道)和與C?點相切的粗糙水平軌道組成。已知小物塊恰好能在豎直平面內(nèi)做完整圓周運動，并從圓軌道最低點C(1)小物塊做平拋運動初速度v0(2)斜面AB的長度l；(3)若小物塊與擋板只發(fā)生一次彈性碰撞，且運動過程中不脫離組合軌道，那么小物塊與水平軌道C?P之間的動摩擦因數(shù)

答案和解析1.【答案】C

【解析】A.若物體在豎直面內(nèi)做勻速圓周運動，物體所受合外力對物體做功為0，但物體的動能不變，重力勢能在不斷變化，即物體的機械能不守恒，故A錯誤；

B.因作用力和反作用力作用在兩個不同的物體上，而兩個物體的位移大小不一定相等，故作用力與反作力做功的代數(shù)和不一定為零，故B錯誤；

C.狹義相對論的其中一個假設是在不同的慣性參考系中物理規(guī)律的形式都是相同的，符合狹義相對論的基本原理，故C正確；

D.牛頓力學不適用于微觀物體、高速運動的物體，故D錯誤；2.【答案】B

【解析】A、根據(jù)動能的概念結合物體接觸彈簧后受力及運動情況，開始一段時間彈力小于重力，加速度向下，物體向下做加速度減小的加速運動，彈力大于重力后加速度向上，物體向上做加速度增大的減速運動，可知物體的動能先增大后減小，故A錯誤；

C.下落過程中，物體受到的重力做正功，彈簧彈力對物體做負功，根據(jù)機械能守恒條件可知，物體的機械能不守恒，C錯誤；

B.彈簧的形變量越來越大，彈性勢能逐漸變大，故B正確；

D.根據(jù)P=Fv可知，接觸瞬間彈簧的彈力為零，克服彈力做功的功率為零，到最低點瞬間物體的速度為零，克服彈力做功的功率為零，則物體克服彈力做功的功率先增大后減小，故D錯誤。

故選3.【答案】D

【解析】C、依題意知，該衛(wèi)星在圖中拉格朗日點時，衛(wèi)星和月球的角速度ω相同，且衛(wèi)星做勻速圓周運動的半徑大于月球做勻速圓周運動的半徑，根據(jù)v=ωr可知，該衛(wèi)星的線速度比月球的線速度大，故C錯誤；

A、當物體(航天器)飛行速度達到11.2km/s時，就可以擺脫地球引力的束縛，飛離地球進入環(huán)繞太陽運行的軌道，而該衛(wèi)星沒有脫離地球引力的束縛，所以該衛(wèi)星的發(fā)射速度小于第二宇宙速，即小于11.2km/s，故A錯誤；

B、地月連線所在直線上除了題中那個拉格朗日點外，拉格朗日點還可能出現(xiàn)在地月之間，故地月連線所在直線上不止1個拉格朗日點，故B錯誤；

D、根據(jù)地球和月球?qū)υ撔l(wèi)星萬有引力的合力提供衛(wèi)星所需要的向心力，得

F向衛(wèi)=GMm04.【答案】C

【解析】AB.結合題意及題圖可知，機電動車以恒定加速度啟動，0～8s電動車做勻加速直線運動，t=8s時電動車達到額定功率，8～18s電動車做加速度逐漸減小的加速運動，該過程電動車的功率始終為額定功率，當故AB錯誤；C.根據(jù)v-t圖像可知，0～8s內(nèi)電動車則該過程，牽引力做的功為：W1結合前面分析可知，8～18s內(nèi)，電動車牽引力的功率恒為8則電動車在0～18s故C正確；D.當牽引力等于阻力時，電動車的速度達到最大值，則有：P=可得該電動車在運動過程中所受阻力大小為：f=設從靜止開始到18s末該電動車前進的距離為x由動能定理可得：WF解得：x=127.5則電動車在8s～18故D錯誤；故選：C。5.【答案】B

【解析】根據(jù)動能定理可知

W機械能的減少量為摩擦力所做的功

W故合外力所做的功為摩擦力所做功的4倍，故當物體上升到最高點時，摩擦力所做的功為

W則有

4解得

W即機械能損失了100J，由于空氣阻力大小恒定，所以下落過程機械能也損失了100J，則物體落回A點時的動能為

故選B。6.【答案】D

【解析】根據(jù)功能關系，E-x圖像的斜率表示F（除重力外物體所受的其他力的合力），A處斜率最大，說明x1處物體受到的拉力F最大，

物體在F作用下從靜止開始豎直向上運動，在0~x1過程合力向上F合=F-mg，由圖知F增大，合力增大，加速度增大，做加速度增大的加速運動，

x1~x2過程，F(xiàn)減小，當F減小至F=mg時合力為零，加速度為零，速度達到最大，所以物體在位移為x1處的速度大小不是最大，此后F繼續(xù)減小，合力向下F合=mg-F，合力增大，向上做加速度增大的減速運動，因為不知道F與mg的具體關系，所以物體在位移為x1處的加速度大小不一定最大，x2處的斜率恰好為零，F(xiàn)7.【答案】D

【解析】A.a球從初位置下降到O點的過程中，b球的速度先增大后減小，說明桿對b球先做正功后做負功，則桿對a球先做負功后做正功，a球從O到最低點過程中，a球速度先增大后減小，開始時a球的重力大于輕桿拉力的豎直分量，a球做加速運動，后來a球的重力小于輕桿拉力的豎直分量，a球做減速運動，來到最低點時速度減為0，桿對a球做負功，即a球從初位置下降到最低點的過程中，輕桿對a球先做負功后做正功，再做負功，故A錯誤；B.根據(jù)關聯(lián)速度可知，剛性輕桿與水平方向夾角為θ時，a、b兩球運動的速率滿足v故B錯誤；C.a球和b球所組成的系統(tǒng)中只有重力做功，故系統(tǒng)機械能守恒，當a球運動到O點時b球速度為零且高度不變，b球機械能等于最初位置時的機械能，由于系統(tǒng)機械能守恒，a球此時的機械能與最初位置時的機械能相等，由

mgL可得

v但此時不是最大速度，過了O點后a球的重力大于桿向上的分力會繼續(xù)向下加速直到桿向上的分力與重力大小相等時速度達到最大，故C錯誤；D.當a球運動到最低點時a球的機械能最小，b球的機械能最大，動能最大，a球的機械能全部轉(zhuǎn)化為b球的動能，根據(jù)

mgb球的最大速度為v故D正確。故選：D。8.【答案】BC

【解析】A、由GMmr2=mω2r可得：ω=GMr3，軌道Ⅰ半徑為R，軌道Ⅲ半徑為3R，則衛(wèi)星在軌道I和軌道Ⅲ上運動的角速度之比為ω1ω3=(3R)3R3=33:1，A錯誤；

B、軌道I的半徑為r1=R，軌道Ⅱ的半長軸為r=R+3R2=2R，根據(jù)開普勒第三定律r13T12=r39.【答案】BD

【解析】A.在豎直方向上有H=12gt2，在水平方向上有s=v0t，聯(lián)立解得v0=sg2H=1m/s，

物塊離開轉(zhuǎn)臺時，最大靜摩擦力提供向心力，有fm=mv02R，又fm=10.【答案】AC

【解析】AB.根據(jù)圖b可知，貨物在0～2s內(nèi)做a=1m/s2的勻加速直線運動，則f1-mgsinθ=ma，解得f1=6N，2s后與傳送帶共速，即傳送帶速度v=2m/s，此時摩擦力f2=mgsinθ=5N，0～2s內(nèi)貨物位移x1=12×2×11.【答案】(1)t(2)(3)m(【解析】(1)排球與壓力傳感器的接觸時間為t2(2)根據(jù)速度—位移公式v2=2(3)同理，排球下落與傳感器接觸時速度為v'=2gH，

以向上為正方向，根據(jù)動量定理可得(F-12.【答案】(1)0.736；0.723；(2)在誤差允許范圍