广东省深圳市名校联考2023-2024学年高一下学期4月期中物理试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE12023~2024学年度高一年级下学期期中考试物理考生注意：1．本试卷满分100分，考试时间75分钟。2．答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。3．考生作答时，请将〖答案〗答在答题卡上。选择题每小题选出〖答案〗后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的〖答案〗标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的〖答案〗无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。4．本卷命题范围：新人教必修第二册第五章至第七章。一、选择题（本题共12小题，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，每小题3分，第9~12题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）1.科学的发展离不开科学家的不断探索。关于科学家的贡献，下列说法正确的是（）A.卡文迪什首次通过实验测出了引力常量B.牛顿根据万有引力定律测出了地球的质量C.开普勒总结了行星运动的规律，并指出这是万有引力作用的结果D.伽利略提出了惯性概念，卫星保持匀速率做圆周运动的性质就是惯性〖答案〗A〖解析〗AB．卡文迪什首次通过实验测出了引力常量，同时根据万有引力定律，测出了地球的质量，故A正确，B错误；C．开普勒总结了行星运动的规律，并未发现万有引力定律，故C错误；D．伽利略根据小球在斜面上运动的实验，提出惯性的概念，但匀速圆周运动是变速运动，卫星保持匀速率做圆周运动的性质不是惯性，故D错误。故选A。2.如图所示为模拟过山车，小球安全通过轨道内侧最高点，则小球通过最高点时（）A.受重力和向心力B.重力和弹力提供向心力C.受重力、弹力和向心力D.受竖直向上的离心力作用〖答案〗B〖解析〗向心力是效果力，可以是几个力的合力也可以是某个力的分力，不是物体受到的力；也不存在所谓的离心力的说法，所以小球通过最高点时重力和弹力提供向心力。故选B。3.甲、乙两个质点间的万有引力大小为，若甲质点的质量不变，乙质点的质量增大为原来的4倍，同时它们间的距离减为原来的，则甲、乙两个质点间的万有引力大小将变为（）A. B. C.3F D.9F〖答案〗D〖解析〗ABCD．由万有引力定律得，解得故ABC错误，D正确。故选D。4.如图所示，一块橡皮用细线悬挂于O点，现用一支铅笔贴着细线的左侧水平向右以速度匀速移动，运动过程中保持铅笔的高度不变，悬挂橡皮的那段细线始终保持竖直。当细线与竖直方向夹角为时，橡皮的速度大小为（）A. B. C. D.〖答案〗A〖解析〗将铅笔与绳子接触的点的速度分解为沿绳方向和垂直于绳方向，如图所示则沿绳子方向上的分速度为则橡皮在竖直方向上的速度大小为合速度大小为故选A。5.如图所示为某同学对着竖直墙面练习投篮，在同一高度的A、B两点先后将球斜向上投出，篮球均能垂直打在竖直墙上的同一点P点，不计空气阻力。关于篮球投出后在空中的运动，下列说法正确的是（）A.A点投出在空中的运动时间长 B.B点投出在空中运动的时间长C.B点投出打到P点的速度大 D.A、B两点投出打到P点的速度大小无法比较〖答案〗C〖解析〗AB．篮球在空中的运动时间由竖直方向的高度差决定，根据，可知点、点投出的篮球在空中的运动时间相等，故AB错误；CD．由逆向思维可知，从点出来的篮球做平抛运动，根据可知，水平位移越大初速度越大，则点投出打到点的速度大，故C正确，D错误。故选C。6.如图所示，剪刀在使用过程中，剪刀上的A、B两点绕O点转动的角速度分别为ωA和ωB，线速度大小分别为vA和vB，则（）A.ωA=ωB，vA<vBB.ωA=ωB，vA>vBC.ωA<ωB，vA=vBD.ωA>ωB，vA=vB〖答案〗B〖解析〗剪刀上的A、B两点绕O点转动，则角速度相等，即ωA=ωB根据因为rA>rB可知vA>vB故选B。7.长为L的悬线固定在O点，在O点正下方处有一钉子B，把悬线另一端的小球拉到跟悬点在同一水平面上无初速度释放，小球到悬点正下方时悬线碰到钉子，则小球的（）A.线速度突然增大 B.角速度突然减小C.向心力突然增大 D.悬线拉力突然减小〖答案〗C〖解析〗A．碰到钉子瞬间，线速度不突变，所以线速度不变，故A错误；B．碰到钉子瞬间，圆周运动半径减小，根据可知角速度突然增大，故B错误；C．碰到钉子瞬间，圆周运动半径减小，根据可知向心力增大，故C正确；D．根据牛顿第二定律小球重力不变，向心力增大，悬线拉力增大，故D错误。故选C。8.生活中的很多现象往往都可从物理的角度进行解释。在下面的四幅图中，甲图展示的是正在脱水的衣物，乙图展示的是火车正在水平面内转弯，丙图展示的是儿童正在荡秋千，丁图展示的是摩托车骑于正在球形铁笼竖直面内沿内壁进行“飞车走壁”表演。下列对四幅图中有关现象的说法正确的是（）A.甲图衣物中的水分因受到离心力的作用而被甩出B.乙图中外轨高于内轨，但是火车的轮缘可能对外轨产生侧向挤压C.丙图中秋千摆至最低点时，儿童处于失重状态D.丁图中在竖直面内做圆周运动的麾托车，在最高点时的速度可以为零〖答案〗B〖解析〗A．甲图脱水桶的脱水原理是：当水滴的附着力小于需要的向心力时，水滴做离心运动，从而沿切线方向甩出，水滴并非受到离心力的作用，故A错误；B．乙图中只要火车的速度满足规定的速度时，火车的轮缘对内轨和外轨均无侧向作用力，当火车的速度超过规定的速度时，火车有做离心运动的趋势，此时火车的轮缘就会对外轨产生侧向挤压，故B正确；C．丙图中秋千从高处摆至最低点时，加速度向上，则儿童一定处于超重状态，故C错误；D．丁图中在竖直面内做圆周运动的摩托车，在最高点时的最小速度满足即即速度一定不为零，故D错误。故选B。9.下列关于三种宇宙速度的说法正确的是（）A.第一宇宙速度是人造卫星绕地球做匀速圆周运动最大运行速度B.第一宇宙速度，第二宇宙速度，则人造卫星绕地球在圆轨道上运行时的速度大于等于，小于C.第二宇宙速度是使物体可以挣脱地球引力束缚，成为绕太阳运行的小行星的最小发射速度D.我国发射的“天问一号”火星探测器，其发射速度大于第三宇宙速度〖答案〗AC〖解析〗A．第一宇宙速度是人造卫星绕地球做匀速圆周运动的最大运行速度，故A正确；B．第一宇宙速度，第二宇宙速度，则人造卫星发射时的速度大于等于，小于，故B错误；C．第二宇宙速度是使物体可以挣脱地球引力束缚，成为绕太阳运行的小行星的最小发射速度，故C正确；D．我国发射的“天问一号”火星探测器，其发射速度大于第二宇宙速度，小于第三宇宙速度，故D错误。故选AC。10.小船过河，河宽300m，水流速度为4m/s，船在静水中的速度为3m/s，下列说法错误的是（）A.船不可能到达正对岸B.船的最短过河时间为100sC.船头指向正对岸过河到达对岸过程，船的运动轨迹为曲线D.船头指向正对岸过河到达对岸，船到达正对岸下游400m处〖答案〗C〖解析〗A．由于船速小于水速，不管船头朝哪，都不可能到达正对岸，A正确，不符合题意；B．船头垂直河岸，过河时间最短，为B正确，不符合题意；C．船头指向正对岸过河到达对岸的过程，合速度保持不变，故船的运动轨迹为直线，C错误，符合题意；D．船头指向正对岸过河到达对岸，渡河时间为100s，可得故船到达正对岸下游400m处，D正确，不符合题意故选C。11.有一个质量为2kg的质点在平面内运动，在x方向的速度—时间图像和y方向的位移—时间图像分别如图甲、乙所示。已知时质点在坐标原点上，关于该质点的运动，下列说法正确的是（）甲乙A.时，质点的速度大小为7m/sB.质点所受的合外力大小为3NC.在0~2s内，质点速度变化量大小为4m/sD.质点的运动轨迹是一条曲线〖答案〗CD〖解析〗A．时质点在方向的初速度，在方向的初速度合速度故A错误；B．在方向的加速度大小为质点的合力故B错误；C．质点在0~2s时间内速度的变化量大小为故C正确；D．质点在方向上做匀加速直线运动，在方向上做匀速直线运动，所以质点做匀变速曲线运动，故D正确。故选CD。12.如图所示，一长为r的轻杆一端固定一质量为m的小球，以另一端O为圆心，使小球在竖直面内做圆周运动。以下说法正确的是（）A.小球过最高点时，杆对球的作用力可能为零B.小球恰能过最高点时的速度为C.小球过最低点时，杆对球的作用力一定竖直向下D.小球恰能过最高点时的速度为0〖答案〗AD〖解析〗A．当小球通过最高点的速度为时，设杆对球的力为F，则解得杆对球的作用力为零，A正确；BD．小球在最高点，由重力和杆对球的作用力提供向心力，若杆对球的支持力根据可知小球的速度为零，所以小球过最高点的最小速度是零，B错误D正确；C．在最低点，球受到重力和杆的拉力，其合力提供向心力，故杆对球的作用力一定竖直向上，C错误。故选AD。二、实验题（本题共2小题，共16分）13.用如图所示的实验装置探究影响向心力大小的因素。已知长槽上的挡板B到转轴的距离是挡板A的2倍，长槽上的挡板A和短槽上的挡板C到各自转轴的距离相等，转动手柄使长槽和短槽分别随塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。挡板对球的支持力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，根据标尺上的等分格可以粗略估算出两个球所受向心力的比值。（1）本实验所采用的实验探究方法是______。（2）探究向心力和角速度的关系时，应将皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上，将质量相同的两个小球各自放在挡板______处。（选填“A和B”或“A和C”或“B和C”）（3）皮带套左右两个塔轮的半径分别为，某次实验使，则A、C两处的角速度之比为______。〖答案〗（1）控制变量法（2）A和C（3）1:3〖解析〗（1）实验装置是为了探究影响向心力大小的因素，因此实验所采用的实验探究方法是控制变量法。（2）探究向心力和角速度的关系时，应控制圆周运动的半径不变，即应将皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上，将质量相同的两个小球各自放在挡板A和C处。（3）皮带连接的边缘的线速度相等，根据解得14.如图甲所示是“研究平抛运动”的实验装置，斜槽末端口N与小球Q离地面的高度均为H。实验时，当小球P从斜槽末端飞出与挡片相碰，立即断开电路使电磁铁释放小球Q，发现两小球同时落地，改变H大小，重复实验，P、Q仍同时落地。（1）关于实验条件，下列说法正确的有_______A.斜槽轨道必须光滑B.斜槽轨道末段N端必须水平C.小球P可以从斜槽上不同的位置无初速度释放D.小球P每次必须从斜槽上相同的位置无初速度释放（2）该实验结果可表明_______A.小球P在水平方向的分运动是自由落体运动B.小球P在水平方向的分运动是匀速直线运动C.小球P在竖直方向的分运动是匀速直线运动D.小球P在竖直方向的分运动是自由落体运动（3）某同学记录了小球P运动过程中经过A、B、C三点，取A点为坐标原点，建立了如图乙所示的坐标系，各点坐标值图中已示出，重力加速度g取，则小球P从A运动到C的时间为_______s，小球P平抛的初速度大小为_______s，小球P经过B点时的速度大小为_______。〖答案〗（1）BC（2）D（3）0.435〖解析〗【小问1详析】A．斜槽轨道是否光滑，对实验没有影响，不需要光滑，故A错误；B．为使小球从斜槽末端飞出时初速度沿水平方向，斜槽轨道末段端必须水平，故B正确；CD．这个实验只验证小球做平抛运动在竖直方向是自由落体运动，与水平方向无关，所以不需要每次实验小球P离开水平槽时初速度相同，小球P可以从斜槽上不同的位置无初速度释放，故C正确，D错误。故选BC。【小问2详析】AB．本实验，无法验证小球P在水平方向的分运动，故AB错误；CD．该实验结果可表明：小球P在竖直方向的分运动与小球Q的运动相同，即自由落体运动，故C错误，D正确。故选D。【小问3详析】由图乙可知，中相邻两点间水平距离相等，所以运动时间相等，设均为，根据运动学公式有解得则小球P从A运动到C的时间为小球P平抛的初速度大小为[3]小球P经过B点时竖直方向上的速度大小为则小球P经过B点的速度大小为三、计算题（本题共3小题，共36分。作答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后〖答案〗的不能得分。有数值计算的题，〖答案〗中必须明确写出数值和单位）15.一物体在地面上受到的重力大小为，现把物体放在以加速度为竖直向上做匀加速直线运动的火箭中，取地面重力加速度大小，地球半径，求当物体对火箭的压力为时。（1）物体受到的万有引力的大小F；（2）火箭离地面的高度h。〖答案〗（1）；（2）〖解析〗解：（1）设物体的质量为m、加速度为a，物体对火箭的压力为，火箭对物体的支持力为，则解得（2）设当物体对火箭的压力为时，地球的质量为M，引力常量为G解得16.风洞是研究空气动力学的实验设备。如图所示，将刚性杆水平固定在风洞内距地面高度处，杆上套一可沿杆滑动、质量为的小球，将小球所受的风力调节为方向水平向左、大小为，小球以大小为的初速度向右离开杆