試題PAGE1試題2024北京一零一中高一（下）期中物理（選考）一、單項選擇題：本題共10小題，每題3分，共30分。在每小題給出的4個選項中，只有一項是符合題意的，選對的得3分，有選錯或不答的得0分。1.我國高分系列衛星的高分辨對地觀察能力不斷提高，極大豐富了我國自主對地觀測數據源，為現代農業、防災減災、環境監測等領域提供了可靠穩定的衛星數據支持。系列衛星中的“高分三號”的軌道高度約為755km，“高分四號”的軌道為高度約的地球同步軌道。若將衛星的運動均看作是繞地球的勻速圓周運動，則（）A.“高分三號”的運行周期大于24hB.“高分三號”的運行周期等于24hC.“高分三號”的運行角速度大于地球自轉的角速度D.“高分三號”的運行速度小于“高分四號”的運行速度2.2022年11月30日，神舟十五號3名航天員順利進駐中國空間站。已知地球質量為M，地球半徑為R，空間站在距地面高度為h的軌道上做勻速圓周運動，引力常量為G。下列說法正確的是（）A.空間站做勻速圓周運動的線速度為B.空間站做勻速圓周運動的周期為C.空間站的線速度大于第一宇宙速度D.空間站的加速度大于地球表面的重力加速度3.如圖所示，地球繞太陽的運動可看作勻速圓周運動。已知地球質量為m，地球的軌道半徑為r，公轉周期為T，引力常量為G。下列說法正確的是（）A.根據以上信息，可以計算出地球表面的重力加速度B.根據以上信息，可以計算出地球的第一宇宙速度C.根據以上信息，可以計算出與太陽質量無關D.根據以上信息，可以計算出太陽質量4.金星與地球半徑接近，金星的質量約為地球質量的，地球和金星各自的衛星公轉速度的平方與公轉半徑的倒數的關系圖像如圖所示，下列判斷正確的是（）A.金星的第一宇宙速度較大B.金星表面的重力加速度較大C.圖線a表示的是地球的衛星，圖線b表示的是金星的衛星D.取相同公轉半徑，金星的衛星向心加速度較大5.跳臺滑雪主要分為4個階段，助滑階段、起跳階段、飛行階段和落地階段。在飛行階段，運動員會采取一種身體向前傾，同時滑雪板向前分開呈“V”字型的經典姿勢，如圖所示。這種姿勢能夠加大運動員與下方空氣接觸的面積，并且還可以讓身體和雪板與水平方向呈最為理想的夾角，就像飛機起飛一樣，從而獲得較大的空氣托舉力。關于運動員在飛行階段采用“V”字型姿勢，下列說法正確的是（）A.可以增加豎直方向的加速度B.可以獲得更長的飛行時間C.可以增加運動員的機械能D.可以讓運動員的機械能保持不變6.質量為m的汽車，啟動后沿平直路面行駛，如果發動機的功率恒為P，且行駛過程中受到的摩擦阻力大小一定，汽車速度能夠達到的最大值為v，那么當汽車的車速為時，汽車的瞬時加速度的大小為（）A. B.C. D.7.如圖所示，在傾角為的斜面上，質量為的物塊受到沿斜面向上的恒力的作用，沿斜面以速度勻速上升了高度。已知物塊與斜面間的動摩擦因數為、重力加速度為。關于上述過程，下列說法正確的是（）A.合力對物塊做功為恒力與摩擦力對物塊做功之和B.合力對物塊做功為C.摩擦力對物塊做功為D.恒力與摩擦力對物塊做功之和為8.“蹦極”運動中，將一根有彈性的繩系在蹦極者身上，另一端固定在跳臺上，人從幾十米高處跳下。將蹦極過程簡化為人沿豎直方向的運動。不計空氣阻力的影響。從繩剛好伸直時，到人第一次下降至最低點的過程中，下列說法正確的是（）A.人先處于超重狀態，后處于失重狀態B.繩對人的拉力始終做負功，人的動能先增大后減小C.繩對人的沖量始終向上，人的動量先減小后增大D.人的動能的減少量等于繩的彈性勢能的增加量9.在時刻，將一物體（可視為質點）豎直向上拋出。以拋出點為坐標原點、豎直向上為正方向，忽略空氣阻力，圖中能正確反映該物體的動量p隨時間t、動能Ek隨位移x變化的圖像是（）A.B.C. D.10.某人所受重力為G，穿著平底鞋起跳，豎直著地過程中，雙腳與地面間的作用時間為t，地面對他的平均沖擊力大小為4G，若他穿上帶有減震氣墊的鞋起跳，以與第一次相同的速度著地時，雙腳與地面間的作用時間變為2.5t，則地面對他的平均沖擊力變為（）A.1.2G B.1.6G C.2.2G D.2.6G二、多項選擇題：本題共5小題，每小題3分，共15分。在每小題給出的四個選項中，至少有兩個選項正確，全部選對的得3分，選不全的得2分，有選錯或不答的得0分。11.木星有多顆衛星，下表列出了其中兩顆衛星的軌道半徑和質量，兩顆衛星繞木星的運動均可看做勻速圓周運動。由表中數據可知（）衛星軌道半徑衛星質量木衛一木衛二A.木星對木衛一的萬有引力大于木星對木衛二的萬有引力B.木衛一繞木星運動的向心加速度小于木衛二繞木星運動的向心加速度C.木衛一繞木星運動的線速度大于木衛二繞木星運動的線速度D.木衛一繞木星運動的周期大于木衛二繞木星運動的周期12.一輛質量為m的汽車，從靜止開始啟動后沿平直路面行駛，行駛過程中受到的阻力大小一定，如果發動機的輸出功率恒為P，經過時間t，汽車能夠達到的最大速度為v。則（）A.當汽車的速度大小為時，牽引力的大小為B.汽車速度達到的過程中，汽車行駛的距離為C.汽車速度達到的過程中，牽引力做的功為D.汽車速度達到的過程中，克服阻力做的功為13.如圖甲所示，一物塊以一定初速度沖上傾角為30°的固定斜面。物塊在斜面上運動的過程中，其動能與運動路程s的關系如圖乙所示。已知物塊所受的摩擦力大小恒定，g取10m/s2。下列說法正確的是（）A.物塊質量為0.7kgB.物塊所受摩擦力大小為0.7NC.0—20m過程中，物塊克服摩擦力做功為10JD.0—10m過程中與10m—20m過程中物塊所受合力之比為4∶314.如圖甲所示，輕彈簧豎直放置，下端固定在水平地面上，一質量為m的小球，從離彈簧上端高h處由靜止釋放。以小球開始下落的位置為坐標原點，沿豎直向下方向建立坐標軸Ox，小球所受彈力F的大小隨小球位置坐標x的變化關系如圖乙所示。小球向下運動過程中，彈簧始終處于彈性限度內。小球可視為質點。不計空氣阻力的影響。重力加速度為g。下列說法正確的是（）A.處，小球的速度最大B.處與處，小球的加速度相同C.處，小球的重力勢能與彈簧的彈性勢能之和最小D.從到過程中，小球所受彈力做功為15.如圖所示，一條輕繩跨過定滑輪，繩的兩端各系一個小球a和b，用手托住球b，當繩剛好被拉緊時，球b離地面的高度為h，球a靜止于地面。已知球a的質量為m，球b的質量為3m，重力加速度為g，定滑輪的質量及輪與軸間的摩擦均不計。若無初速度釋放球b，則下列判斷正確的是（）A.經過時間，球恰好落地B.在球下落過程中，球所受拉力沖量大小為C.在球下落過程中，球的機械能保持不變D.球落地前瞬間速度大小為三、實驗題：本題共1小題，共10分。16.利用圖所示裝置做“驗證機械能守恒定律”實驗。已知打點計時器打點周期，重力加速度為。（1）甲同學在做實驗時進行了如下操作，其中操作不當的步驟是______（選填選項前的字母）。A.將打點計時器接到交流電源上 B.應選擇體積小、質量大的重物C.釋放紙帶前，紙帶應保持豎直 D.先釋放紙帶，再接通電源開關（2）實驗結果顯示，重錘重力勢能的減少量大于動能的增加量，關于這個誤差，下列說法正確的是（）A.該誤差屬于偶然誤差，主要由于存在空氣阻力和摩擦阻力做功引起的B.該誤差屬于偶然誤差，主要由于沒有采用多次實驗取平均值的方法造成的C.該誤差屬于系統誤差，主要由于存在空氣阻力和摩擦阻力做功引起的D.該誤差屬于系統誤差，主要由于沒有采用多次實驗取平均值的方法造成的（3）某位同學從打出的紙帶中選出符合要求的一條紙帶，如圖所示（其中一段紙帶圖中未畫出）。圖中點為打出的起始點，且速度為零。選取在紙帶上連續打出的點作為計數點。測出點距起始點的距離分別為，由此可計算出打點計時器打下點時重物下落的瞬時速度______（結果保留三位有效數字）。用表示重物的質量，在誤差允許的范圍內，若滿足表達式______，則可認為重物下落過程中機械能守恒（用給出的已知物理量的符號表示）。（4）另一同學設想采用另一種方法研究機械能是否守恒：在圖中的紙帶上，先分別測量出從點到點的距離，再計算對應各點的重物速度。請幫助此同學在圖中畫出v2??圖像的示意圖______，并說明如何利用該圖像判斷重物下落過程中機械能是否守恒______。四、計算題：本題共5小題，每題9分，共45分，解答要寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟。直接寫出最后答案的不得分。17.圖1中過山車可抽象為圖2所示模型：弧形軌道下端與半徑為的豎直圓軌道平滑相接，點和點分別為圓軌道的最低點和最高點。質量為的小球（可視為質點）從弧形軌道上距點高的A點靜止釋放，先后經過點和點，而后沿圓軌道滑下。忽略一切摩擦，已知重力加速度。（1）求小球通過點時的速度大小。（2）求小球通過點時的速度大小。（3）求小球通過點時，軌道對小球作用力的大小和方向。18.一個質量為的物體，在光滑水平面上向左做勻加速直線運動。某時刻物體的速度為，經過一段時間，速度變為。（1）若物體所受合力為，在時間內動量的變化量為，根據牛頓第二定律推導與的關系；（2）若物體繼續向左運動與豎直墻壁發生碰撞。碰前瞬間物體的速度大小為，碰后物體以的速度大小反向運動。碰撞時間為0.05s。已知。求碰撞過程中墻壁對物體的平均作用力。19.如圖，人們有時用“打夯”的方式把松散的地面夯實。設某次打夯符合以下模型：兩人同時通過繩子對重物各施加一個力，力的大小均為，方向都與豎直方向成37°，重物離開地面后人停止施力，最后重物自由下落砸入地面的深度。已知地面對重物的阻力與砸入地面的深度成正比，比例系數為k。重物的質量為，取重力加速度，，忽略空氣阻力。求：（1）人停止施力時的重物速度；（2）重物相對地面上升的最大高度；（3）請定性畫出阻力f與砸入地面的深度d的函數圖像，并求比例系數k。20.建立物理模型是解決實際問題的重要方法。如圖所示，圓和橢圓是分析衛星運動時常用的模型。已知，地球質量為M，半徑為R，萬有引力常量為G。（1）忽略地球自轉，求地球表面附近的重力加速度g。（2）衛星在近地軌道Ⅰ上圍繞地球的運動，可視作勻速圓周運動，軌道半徑近似等于地球半徑。求衛星在近地軌道Ⅰ上的運行速度大小v。（3）在P點進行變軌操作，可使衛星由近地軌道Ⅰ進入橢圓軌道Ⅱ。衛星沿橢圓軌道運動的情況較為復雜，研究時我們可以把橢圓分割為許多很短的小段，衛星在每小段的運動都可以看作是圓周運動的一部分（如圖所示）。這樣，在分析衛星經過橢圓上某位置的運動時，就可以按其等效的圓周運動來分析和處理。衛星在橢圓軌道Ⅱ的近地點的速度為，在遠地點的速度為，遠地點到地心的距離為。根據開普勒第二定律（對任意一個行星來說，它與太陽的連線在相等的時間內掃過的面積相等）可知，請你根據萬有引力定律和牛頓運動定律推導這一結論。（提示：橢圓在對稱點兩點的圓半徑一樣）21.體育課上，直立起跳是一項常見的熱身運動，運動員先蹲下，然后瞬間向上直立跳起，如圖1所示。（1）一位同學站在力傳感器上做直立起跳，力傳感器采集到的F-t圖線如圖2所示。根據圖像求這位同學的質量，并分析他在力傳感器上由200N到1800N過程中的超重和失重情況。取重力加速度。（2）為了進一步研究直立起跳過程，這位同學構建了如圖所示的簡化模型。考慮到起跳過程中，身體各部分肌肉（包括上肢、腹部、腿部等肌肉）的作用，他把人體的上、下半身看作質量均為m的兩部分A和B，這兩部分用一個勁度系數為k的輕彈簧相連。起跳過程相當于壓縮的彈簧被釋放后使系統彈起的過程。已知彈簧的彈性勢能與其形變量的關系為。已知重力加速度為g。要想使人的雙腳能夠剛好離地，即B能剛好離地。a.起跳前彈簧的壓縮量是多少？b.若從壓縮的彈簧被釋放到彈簧到達原長經歷的時間為t，求在時間t內彈簧彈力對物體A的沖量的大小。

參考答案一、單項選擇題：本題共10小題，每題3分，共30分。在每小題給出的4個選項中，只有一項是符合題意的，選對的得3分，有選錯或不答的得0分。1.【答案】C【詳解】AB．“高分四號”是地球同步衛星，根據萬有引力提供向心力可知G軌道半徑越高，周期就越長，故“高分三號”的運行周期小于“高分四號”，即小于24h，故AB錯誤；C．根據軌道半徑越高，角速度越小，故“高分三號”的運行角速度大于“高分四號”的運行角速度，即大于地球自轉的角速度，故C正確；D．根據“高分三號”的運行速度大于“高分四號”的運行速度，故D錯誤。故選C。2.【答案】A【詳解】A．由人造衛星的速度公式有解得故A正確；B．由可知空間站做勻速圓周運動的周期為故B錯誤；C．第一宇宙速度是環繞天體圓周運動的最大速度。地面物體速度小于第一宇宙速度，將無法完成圓周，也就是要掉回地面。要想把人造天體送上太空繞地球做圓周運動，初速度需要超過第一宇宙速度，在遠離地面過程中，速度不斷減小，并最終小于第一宇宙速度，同時萬有引力勢能不斷增加，這實際上是一個動能轉化為勢能的過程，空間站是離地較高的人造衛星，線速度小于第一宇宙速度，故C錯誤；D．根據，解得若不考慮地球的自轉影響，則地面的物體的重力加速度為由上可得故D錯誤。故選A。3.【答案】D【詳解】A．在地球表面有地球表面的重力加速度由于地球的半徑不確定，則不能計算出地球表面的重力加速度，故A錯誤；B．根據地球的第一宇宙速度由于地球的半徑不確定，則不能計算出地球的第一宇宙速度，故B錯誤；CD．根據得與太陽質量有關，太陽質量故C錯誤，D正確。故選D。4.【答案】C【詳解】A．設行星的第一宇宙速度為，則有可得由于金星與地球半徑接近，金星的質量小于地球的質量，所以金星的第一宇宙速度較小，故A錯誤；B．在行星表面有可得由于金星與地球半徑接近，金星的質量小于地球的質量，所以金星表面的重力加速度較小，故B錯誤；C．衛星繞行星做勻速圓周運動，由萬有引力提供向心力得可得由于金星的質量小于地球的質量，則圖像中圖線a表示的是地球的衛星，圖線b表示的是金星的衛星，故C正確；D．衛星繞行星做勻速圓周運動，由萬有引力提供向心力得可得取相同公轉半徑，由于金星的質量小于地球的質量，所以金星的衛星向心加速度較小，故D錯誤。故選C。5.【答案】B【詳解】AB．由題意可知，采用“V”字型姿勢可獲得較大的空氣托舉力，根據則可以減小豎直方向的加速度，根據可知，可以獲得更長的飛行時間，選項A錯誤，B正確；CD．由于空氣托舉力對運動員做負功，則可以減小運動員的機械能，選項CD錯誤；故選B。6.【答案】C【詳解】汽車速度最大時，加速度為0，牽引力等于摩擦力則有當汽車的車速為時，汽車的牽引力為汽車的加速度為聯立解得所以C正確；ABD錯誤；故選C。7.【答案】D【詳解】A．合力對物塊做功為恒力與摩擦力以及重力對物塊做功之和，選項A錯誤；B．因物塊勻速上升，根據動能定理可知合力對物塊做功為零，選項B錯誤；C．摩擦力對物塊做功為選項C錯誤；D．根據動能定理可知即恒力與摩擦力對物塊做功之和為，選項D正確。故選D。8.【答案】B【詳解】AB．開始階段，繩子彈力小于重力，則加速度向下，人處于失重狀態，速度增加；以后階段，彈力大于重力，加速度向上，人處于超重狀態，速度減小，繩子對人的拉力方向始終向上，對人做負功，人的動能先增加后減小，選項A錯誤，B正確；C．繩子對人的拉力方向始終向上，則繩對人的沖量始終向上，人的動量先增大后減小，選項C錯誤；D．由能量關系可知，人的動能的減少量與重力勢能減小量之和等于繩的彈性勢能的增加量，選項D錯誤。故選B。9.【答案】A【詳解】AB．一物體（可視為質點）豎直向上拋出，以拋出點為坐標原點、豎直向上為正方向，則速度為則動量公式為故A正確，B錯誤；CD．豎直上拋運動加速度恒定向下，則速度位移公式為動能公式為故CD錯誤。故選A。10.【答案】C【詳解】設腳著地瞬間的速度大小為v，取豎直向上為正，穿著平底布鞋時雙腳豎直著地過程中，根據動量定理其中穿上氣墊鞋時雙腳豎直著地過程中，根據動量定理有解得故選C。二、多項選擇題：本題共5小題，每小題3分，共15分。在每小題給出的四個選項中，至少有兩個選項正確，全部選對的得3分，選不全的得2分，有選錯或不答的得0分。11.【答案】AC【詳解】A．根據萬有引力定律，木衛一軌道半徑較小，但是質量較大，則木星對木衛一的萬有引力大于木星對木衛二的萬有引力，選項A正確；B．根據可得可知木衛一繞木星運動的向心加速度大于木衛二繞木星運動的向心加速度，選項B錯誤；C．根據可得可知木衛一繞木星運動的線速度大于木衛二繞木星運動的線速度，選項C正確；D．根據開普勒第三定律木衛一繞木星運動的周期小于木衛二繞木星運動的周期，選項D錯誤。故選AC。12.【答案】AD【詳解】A．當汽車的速度大小為時，牽引力的大小為故A正確；B．由于發動機的輸出功率恒為P，汽車速度逐漸增大，可知牽引力逐漸減小，所以汽車做加速度逐漸減小的加速運動，則汽車速度達到的過程中，汽車的平均速度則汽車行駛的距離故B錯誤；C．汽車速度達到的過程中，根據動能定理可得可得牽引力做功故C錯誤；D．汽車速度達到的過程中，根據動能定理可得可得克服阻力做的功為故D正確。故選AD。13.【答案】ACD【詳解】AB.物塊在沿斜面向上運動中，由動能定理可得物塊在沿斜面向下滑的運動中，由動能定理可得代入數據聯立解得故A正確，B錯誤；C.0～20m過程中，物塊克服摩擦力做功為故C正確；D.0～10m過程中物塊所受合外力為10m～20m過程中物塊所受合力則有合力之比為故D正確。故選ACD。14.【答案】CD【詳解】AB．由圖乙可知，處，小球開始壓縮彈簧，一開始彈力小于重力，小球繼續向下加速運動，當小球處于處，彈力等于重力，小球速度達到最大，之后彈力大于重力，小球向下減速運動；根據對稱性可知，處與處，小球的加速度大小相等，但方向相反，故AB錯誤；C．由于小球和彈簧組成的系統滿足機械能守恒，在處，小球的速度最大，動能最大，則小球的重力勢能與彈簧的彈性勢能之和最小，故C正確；D．根據對稱性可知，小球在處和處速度相等，則從到過程，小球的動能變化為0，根據動能定理可得可得小球所受彈力做功為故D正確。故選CD。15.【答案】BD【詳解】A．以a、b研究對象，根據牛頓第二定律解得根據動力學公式解得球恰好落地的時間為故A錯誤；BD．球恰好落地的速度為在球下落過程中，根據動量定理解得球所受拉力沖量大小為故BD正確；C．在球下落過程中，除重力為，繩子拉力對球做正功，球的機械能增大，故C錯誤。故選BD。三、實驗題：本題共1小題，共10分。16.【答案】（1）D（2）C（3）①.2.31②.（4）①.②.計算該圖線的斜率，若圖線為一條斜率接近的直線，則可驗證重物下落過程中機械能守恒【小問1詳解】A．根據打點計時器的工作原理打點計時器應接到交流電源上，故A正確，不符合題意；B．在“驗證機械能守恒定律”實驗中應選擇體積小、質量大的重物目的可以減小空氣阻力的影響，減小誤差，故B正確，不符合題意；C．根據實驗要求，釋放紙帶前，?紙帶應保持豎直狀態，這是為了確保實驗條件盡可能接近自由落體的理想情況，從而減小實驗誤差。故C正確，不符合題意；D．開始記錄時，應先給打點計時器通電打點，然后再釋放重錘，讓它帶著紙帶一同落下，如果先放開紙帶讓重物下落，再接通打點計時時器的電源，由于重物運動較快，不利于數據的采集和處理，會對實驗產生較大的誤差。故D錯誤，符合題意。故選D。【小問2詳解】重錘下落過程，由于存在空氣阻力與打點計時器限位孔和紙帶間的摩擦阻力存在，導致重錘重力勢能的減少量大于動能的增加量，該種誤差屬于系統誤差。故選C。【小問3詳解】[1]打點計時器打下點時重物下落的瞬時速度等于CE的平均速度，有故填2.31；[2]用表示重物的質量，在誤差允許的范圍內，表達式為聯立解得若滿足表達式則可認為重物下落過程中機械能守恒，故填。【小問4詳解】[1]由機械能守恒解得畫出v2[2]由可知圖線的斜率所以計算該圖線的斜率，若圖線為一條斜率接近的直線，則可驗證重物下落過