2024-2025学年陕西省西安中学高一（下）期中考试物理试卷（含答案）

这是一份2024-2025学年陕西省西安中学高一（下）期中考试物理试卷（含答案），共9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：本大题共8小题，共32分。
1.下列关于万有引力定律的发现历程，描述正确的是( )
A. 牛顿仅在牛顿运动定律的基础上总结出了万有引力定律，并给出了引力常量G
B. 卡文迪什利用放大法，构造了扭秤实验测量得到了引力常量G，他被誉为“第一个称出地球质量的人”
C. 开普勒通过“月−地”检验得出，月球与地球间的力、苹果与地球间的力是同一种性质力
D. 牛顿通过研究第谷的行星观测记录得出，行星绕太阳的运动为变速椭圆运动，并指出运动的原因是行星与太阳间的引力
2.2024年国际体联蹦床世界杯首站巴库站比赛于北京时间2月25日落幕，中国蹦床队斩获3金2银，取得“开门红”。如图所示，某次比赛时，运动员从蹦床正上方A点由静止下落，运动员在B点接触蹦床并将蹦床压缩至最低点C点，不计空气阻力，则下列说法正确的是( )
A. 运动员从B点运动到C点的过程中机械能减小
B. 运动员从A点运动到C点的过程中机械能守恒
C. 运动员在B点的动能最大
D. 运动员在C点的加速度为0
3.人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，假如卫星的线速度减小到原来的12，卫星仍然做匀速圆周运动，则( )
A. 卫星的向心加速度减小到原来的14B. 卫星的周期增大到原来的8倍
C. 卫星的角速度减小到原来的12D. 卫星的周期增大到原来的2倍
4.如图所示为某中学科技小组制作的利用太阳能驱动小车的装置.当太阳光照射到小车上方的光电板时，光电板中产生的电流经电动机带动小车前进.若质量为m的小车在平直的水泥路上从静止开始沿直线加速行驶，经过时间t前进的距离为x，且速度达到最大值vm.设这一过程中电动机的功率恒为P，小车所受阻力恒为F，那么这段时间内( )
A. 小车做匀加速运动
B. 小车受到的牵引力逐渐增大
C. 小车受到的合外力所做的功为Pt
D. 小车受到的牵引力做的功为Fx+12mv m2
5.某次班级例行换座位，小明开始用与水平面夹角30°斜向上大小为F的拉力沿直线向前拉动课桌，移动距离s后换用与水平面夹角30°斜向下大小仍为F的推力沿直线向前推动课桌，移动距离也是s，运动过程中接触面粗糙程度不变。以下判断正确的是( )
A. 两次摩擦力做功相同B. 两次F做功相同
C. 两次摩擦产生热量相同D. 两次课桌动能变化相同
6.实际问题中，有很多情况是变力在对物体做功。我们需要通过各种方法来求解力所做的功。如图，对于甲、乙、丙、丁四种情况下求解某个力所做的功，下列说法正确的是( )
A. 甲图中若F大小不变，物块从A到C过程中力F做的为W=F·|AC|
B. 乙图中，全过程中F做的总功为72 J
C. 丙图中，绳长为R，若空气阻力f大小不变，小球从A运动到B过程中空气阻力做的功W=12πRf
D. 图丁中，F始终保持水平，无论是F缓慢将小球从P拉到Q，还是F为恒力将小球从P拉到Q，F做的功都是W=Flsinθ
7.质量为m的物体，由静止开始下落，由于空气阻力，下落的加速度为0.3g，在物体下落ℎ的过程中，下列说法正确的是( )
A. 物体动能增加了0.7mgℎB. 物体的机械能减少了0.7mgℎ
C. 物体克服阻力所做的功为0.3mgℎD. 物体的重力势能减少了0.3mgℎ
8.图甲是正在做送餐工作的“机器人服务员”，该机器人正在沿图乙中ABCD曲线给16号桌送餐，已知弧长和半径均为4 m的圆弧BC与直线路径AB、CD相切，AB段长度也为4 m，CD段长度为12 m，机器人从A点由静止匀加速出发，到达B点时速率恰好达到1 m/s，接着以1 m/s的速率匀速通过BC弧段，通过C点以1 m/s的速率匀速运动到某位置后开始做匀减速直线运动，最终停在16号桌旁的D点。已知餐盘与托盘间的动摩擦因数μ=0.2，关于该机器人送餐运动的说法正确的是( )
A. 从B运动到C过程中机器人的向心加速度a=0.5 m/s2
B. 为防止餐盘与水平托盘之间发生相对滑动，机器人在BC段运动的最大速率为4 m/s
C. 从A点运动到B点过程中机器人的加速度a=0.125 m/s2且餐盘和水平托盘不会发生相对滑动
D. 餐盘和水平托盘不发生相对滑动的情况下，机器人从C点到D点的最短时间t=12秒
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
9.某校同学在一次劳动实践教育活动中，乘坐景区的观光车以恒定的速率经过了外高内低的盘山公路，最终到达目的地开展活动。关于观光车在盘山公路上的运动过程，下列说法正确的是( )
A. 观光车以适当速度转弯时，可能由重力和支持力的合力提供所需要的向心力
B. 盘山公路修建得外高内低是为了避免观光车向外侧滑
C. 观光车转弯时受到了重力、支持力、摩擦力和向心力的作用
D. 观光车以较大速度转弯时，仅由摩擦力提供所需要的向心力
10.中国志愿者王跃参与人类历史上第一次全过程模拟从地球往返火星的试验“火星−500”。假设将来人类一艘飞船从火星返回地球时，经历如图所示的变轨过程，则下列说法正确的是( )
A. 飞船在轨道Ⅱ上运动时，在P点的速度小于在Q点的速度
B. 飞船在轨道Ⅰ上运动时在P点的速度大于在轨道Ⅱ上运动时在P点的速度
C. 飞船在轨道Ⅰ上运动到P点时的加速度等于飞船在轨道Ⅱ上运动到P点时的加速度
D. 若轨道Ⅰ贴近火星表面，测出飞船在轨道Ⅰ上运动的周期，就可以推知火星的密度
11.如图所示，足够长的水平传送带由电动机带动着始终保持速度v匀速运动，一质量为m的小物块轻轻放在传送带左端。已知物块到达传送带右端前已经开始匀速运动，物块与传送带之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，在小物块开始运动到加速至v的过程中( )
A. 小物块加速运动时间为vμgB. 传送带对小物块做功的平均功率为μmgv
C. 传送带对小物块的摩擦力做的功为12mv2D. 小物块在传送带上产生的摩擦热为mv2
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
12.某同学利用传感器验证向心力与角速度间的关系。如图甲，电动机的竖直轴与水平放置的圆盘中心相连，将力传感器和光电门固定，圆盘边缘上固定一竖直的遮光片，将光滑小定滑轮固定在圆盘中心，用一根细绳跨过定滑轮连接小滑块和力传感器。实验时电动机带动水平圆盘匀速转动，滑块随圆盘一起转动，力传感器可以实时测量绳的拉力F的大小。
(1)圆盘转动时，宽度为d的遮光片从光电门的狭缝中经过，测得遮光时间为Δt，则遮光片的线速度大小为__________，圆盘半径为R，可计算出滑块做圆周运动的角速度为__________。(用所给物理量的符号表示)
(2)保持滑块质量和其做圆周运动的半径不变，改变滑块角速度ω，并记录数据，做出F−ω2图线如图乙所示，从而验证F与ω2关系。该同学发现图乙中的F−ω2图线不过坐标原点，且图线在横轴上的截距为ω02，滑块做圆周运动的半径为r，重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则滑块与圆盘间的动摩擦因数为__________。(用所给物理量的符号表示)
13.某同学利用水平气垫导轨和光电门探究合力做功与动能变化的关系，光电门记录遮光片的挡光时间，装置如图所示。已知滑块的质量为M(含遮光片)，钩码的质量为m，重力加速度大小为g。
(1)若遮光片的宽度为d，遮光片通过光电门A和B时显示的时间分别为t₁、t₂，则滑块通过光电门A时的速度大小vA=__________。
(2)由实验数据得到滑块从光电门A运动到光电门B的过程中，动能变化量ΔEkm=________。
(3)因滑块的质量M(含遮光片)远大于钩码的质量m，若以钩码所受的重力作为滑块所受的合力，光电门A、B之间的距离为l，则滑块从光电门A运动到光电门B的过程中合力做功W=__________。
(4)若实验正确操作，必有W__________ΔEkm。(填“稍大于”“稍小于”或“等于”)
四、计算题：本大题共3小题，共36分。
14.如图所示，质量为20kg的小孩坐在雪橇上，现用一个与水平方向成α=37°、大小为60N的力F拉着雪橇沿水平地面从静止开始以a=0.5m/s2的加速度做匀加速直线运动，已知雪橇的质量为20kg，cs37°=0.8求：

(1)2s内拉力对雪橇做的功是多少？
(2)2s内拉力的平均功率；
(3)2s末拉力的瞬时功率。
15.假如你将来成为一名宇航员，你驾驶一艘宇宙飞船飞临一未知星球，你发现当你关闭动力装置后，你的飞船贴着星球表面飞行一周用时为t，而飞船仪表盘上显示你的飞行速度大小为v。已知引力常量为G。求：
(1)该星球的半径R多大？
(2)该星球的第一宇宙速度v1多大？
(3)质量为m的物体在该星球表面的重力为多大？
16.如图，半径R=0.5m的光滑圆弧轨道ABC与足够长的粗糙轨道CD在C处平滑连接，O为圆弧轨道ABC的圆心，B点为圆弧轨道的最低点，半径OA、OC与OB的夹角分别为53°和37°在高ℎ=0.8m的光滑水平平台上，一质量m=1.0kg的小物块压缩弹簧后被锁扣K锁住，储存了一定量的弹性势能Ep，若打开锁扣K，小物块将以一定的水平速度v0向右飞下平台，做平抛运动恰从A点沿切线方向进入圆弧轨道。已知物块与轨道CD间的动摩擦因数μ=0.5，重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8，求：
(1)弹簧储存的弹性势能Ep；
(2)物块经过B点时，对圆弧轨道压力FN；
(3)物块在轨道CD上运动的路程s。
参考答案
1.B
2.A
3.B
4.D
5.B
6.B
7.B
8.C
9.AB
10.CD
11.AC
12.dΔt
;dRΔt;rω02g
13.(1)dt1；(2)d2M21t22−1t12；(3)mgl；(4)稍大于。
14.解：(1)2s内雪橇的位移为
l=12at2
代入数据可得：l=1m
拉力对雪橇做的功是
WF=Flcsα
代入数据可得：WF=60×1×0.8J=48J
(2)2s内拉力的平均功率
P=WFt
代入数据可得：P=24W
(3)2s末雪橇的速度为
v=at
代入数据可得：v=0.5×2m/s=1m/s
2s末拉力的瞬时功率
P=Fvcsα
代入数据可得：P=60×1×0.8W=48W
答：(1)2s内拉力对雪橇做的功是48J；
(2)2s内拉力的平均功率是24W；
(3)2s末拉力的瞬时功率是48W。
15.解：(1)由2πR=vt
得R=vt2π
(2)第一宇宙速度v1=v
(3)根据mg=mv2R
得该星球表面的重力加速度大小g=2πvt
质量为m的物体在该星球表面重力为G=mg=2mπvt
16.解：(1)小物块离开平台后做平抛运动，竖直方向有
vy2=2gℎ
解得物块到达A点时的竖直分速度大小为
vy= 2gℎ= 2×10×0.8m/s=4m/s
物块从A点沿切线方向进入圆弧轨道，则物块做平抛运动的初速度大小为
v0=vytan53∘
解得v0=3m/s
由能量守恒定律可得弹簧储存的弹性势能为
Ep=12mv02
解得Ep=4.5J
(2)物块从水平面运动到B点的过程，由机械能守恒定律可得
mg(ℎ+R−Rcs53°)=12mvB2−12mv02
分析物块在B点的受力，由牛顿第二定律可得
F′N−mg=mvB2R
联立解得
F′N=68N
由牛顿第三定律可知，物块经过B点时，对圆弧轨道压力大小为
FN=F′N=68N
方向竖直向下。
(3)对物块从B运动到C过程，由机械能守恒定律可得
12mvB2=mgR(1−cs37°)+12mvC2
解得物块到达C点的速度大小为
vC=3 3m/s
物块沿轨道CD向上作匀减速运动的最大位移为xm，根据动能定理可得
−mgxmsinθ−μmgcsθ⋅xm=0−12mvC2
解得
xm=1.35m
由于
mgsin37°>μmgcs37°
可知物块速度减为零后，反向加速下滑，设物块可以回到A点，根据动能定理可得
mgxmsinθ−μmgcsθ⋅xm−mg(Rcs37°−Rcs53°)=12mv′A2−0
解得
12mv′A2=1.7J>0
可知物块返回时可以从A点离开轨道，所以物块在轨道CD上运动的路程为
s=2xm=2×1.35m=2.7m
答：(1)弹簧储存的弹性势能为4.5J；
(2)物块经过B点时，对圆弧轨道压力为68N，方向竖直向下；
(3)物块在轨道CD上运动的路程为2.7m。