2023-2024年湖南省益阳平高学校、长沙市平高中学等六校高一下学期期中考试物理试题（解析版）

2023~2024学年平高教育集团湖南六校春季学期期中联考高一物理试卷一、单选题1.已知物体向右下方做曲线运动的轨迹，下列选项中能正确表示速度方向的是（）A. B. C. D.【答案】D【解析】曲线运动的速度方向沿曲线的切线方向，由图可知选项ABC错误，D正确。故选D。2.如果两物体质量不变，距离变为原来的倍，它们之间的万有引力大小（）A.变为原来的九分之一 B.变为原来的倍 C.变为原来的倍 D.变为原来的三分之一【答案】A【解析】根据万有引力计算公式，如果两物体质量不变，距离变为原来的倍，它们之间的万有引力大小为，故选A。3.如图甲所示，质量为的物体在水平推力作用下开始运动，推力大小随位移大小变化的情况如图乙所示，则力所做的功为（）A. B. C. D.无法确定【答案】A【解析】图像与坐标轴围成的面积表示做功，力所做的功为，故选A。4.如图所示，一轻杆绕点匀速转动，轻杆上、两点的角速度的大小分别为、，线速度的大小分别为、，则（）A.， B.， C.， D.，【答案】B【解析】、两点同轴转动角速度相同，根据，轨迹半径大的点的线速度大。故选B。5.一质量为的滑块，以的速度在光滑水平面上向右滑行，从某一时刻起，在滑块上作用一向左的水平力，经过一段时间滑块的速度方向变为向左，大小仍为，则在这段时间内该水平力做的功为（）A. B. C. D.【答案】B【解析】根据动能定理可得，故选B6.如图所示，卫星先后在近地圆轨道、椭圆形的转移轨道和同步轨道上运动，轨道、相切于点，、相切于点，则下列说法正确的是（）A.在轨道上运行的周期大于在轨道上运行的周期B.在轨道上点的速度大于在轨道上点的速度C.卫星在轨道上从点运动点的机械能不守恒D.在轨道上点的速度大于在轨道上点的速度【答案】D【解析】根据开普勒第三定律，轨道的半长轴长于轨道的半径，故在轨道上运行的周期小于在轨道上运行的周期，故A错误；根据变轨原理，卫星可在轨道上点加速做离心运动进入轨道，故在轨道上点的速度小于在轨道上点的速度，故B错误；卫星在轨道上从点运动点只有万有引力做功，机械能守恒，故C错误；设卫星在轨道上的速度为，卫星在轨道上的速度为，根据万有引力提供向心力，可得，故，根据变轨原理，故，故D正确。故选D。二、多选题7.如图所示，平台上有质量相同的、两小球，现将两球分别由静止释放，使它们沿不同路径运动至地面，则（）A.在平台上时，、的重力势能相等B.在平台上时，、的重力势能不相等C.运动至地面过程中，重力对、做功不相等D.运动至地面过程中，重力对、做功相等【答案】A、D【解析】、两小球质量相同，选地面为参考平面，设平台距离地面高度为，由得，在平台上时，、的重力势能相等。A正确，B错误；运动至地面过程中，两球重力做功，重力对、做功相等。C错误，D正确。故选AD。8.关于行星的运动，下列说法正确的是（）A.牛顿在实验室利用扭称实验测量出了万有引力常量的准确值B.同一行星沿椭圆轨道绕太阳运动，靠近太阳时速度增大，远离太阳时速度减小C.所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳在椭圆的一个焦点上D.描述行星绕太阳的运动时，开普勒第三定律中的常数与太阳无关，与行星有关【答案】BC【解析】卡文迪什在实验室利用扭称实验测量出了万有引力常量的准确值，故A错误；根据开普勒第二定律可知同一行星沿椭圆轨道绕太阳运动，靠近太阳时速度增大，远离太阳时速度减小，故B正确；根据开普勒第一定律可知所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳在椭圆的一个焦点上，故C正确；描述行星绕太阳的运动时，开普勒第三定律中的常数与太阳有关，与行星无关，故D错误。故选BC。9.根据西游记关于“天庭”的描述，可推算出“天庭”绕地心一周运动的路程约。我国的“天宫”空间站距地面高约。假如“天庭”真实存在，且“天庭”和“天宫”均绕地心做匀速圆周运动，地球可视为半径约的均匀球体，则“天庭”相对于“天宫”（）A.线速度更大 B.周期更小 C.加速度更小 D.角速度更小【答案】C、D【解析】根据，“天庭”的轨道半径为，“天宫”的轨道半径为，则“天庭”的轨道半径大于“天宫”的轨道半径，根据万有引力提供向心力，解得，，，，“天庭”的轨道半径大于“天宫”的轨道半径，则“天庭”相对于“天宫”线速度、加速度、角速度更小，周期更大。故选CD。10.设宇宙中某一小行星自转较快，但仍可近似看作质量分布均匀的球体，半径为。宇航员用弹簧测力计称量一个相对自己静止的小物体的重量，第一次在极点处，弹簧测力计的读数为；第二次在赤道处，弹簧测力计的读数为；假设第三次在赤道平面内深度为的隧道底部，示数为；第四次在距星表高度为处绕行星做匀速圆周运动的人造卫星中，示数为。已知均匀球壳对壳内物体的引力为零，则以下判断正确的是（）A. B. C. D.【答案】A、C【解析】设该行星的质量为，则质量为的物体在极点处受到的万有引力，由于在赤道处，弹簧测力计的读数为，则，由于球体的体积公式为，所以半径以内的部分的质量为，物体在处受到的万有引力，物体需要的向心力，所以在赤道平面内深度为的隧道底部，示数为，故A正确、B错误；第四次在距星表高度为处绕行星做匀速圆周运动的人造卫星中时，物体受到的万有引力恰好提供向心力，所以弹簧秤的示数为，故C正确、D错误。故选AC。三、实验题11.用如图甲、乙所示的两种装置来分析平抛运动。（1）图甲中用小锤击打弹性金属片，小球沿水平方向飞出后做平抛运动，与此同时，与球相同的球被松开做自由落体运动；改变实验装置离地高度，多次实验，两球总是___________（填“同时”、“先后”或“先后”）落地，这说明做平抛运动的球在竖直方向上做自由落体运动。（2）图乙中，、是两个完全相同的轨道，轨道末端都与水平方向相切，其中，轨道的末端与光滑水平面相切，轨道通过支架固定在轨道的正上方。将小铁球、分别吸在电磁铁、上，然后切断电源，使两球以相同的初速度同时通过轨道、的末端，发现两球__________（填“同时”或“先后”）到达处，发生碰撞。改变轨道在轨道上方的高度，再进行实验，结果两球也总是发生碰撞，这说明做平抛运动的球在水平方向上的运动情况与球__________（填“相同”或“不同”）。【答案】（1）同时；（2）同时；相同【解析】（1）改变实验装置离地高度，多次实验，两球总是同时落地，这说明做平抛运动的球在竖直方向上做自由落体运动。（2）两球以相同的初速度同时通过轨道、的末端，发现两球同时到达处，发生碰撞。改变轨道在轨道上方的高度，再进行实验，结果两球也总是发生碰撞，这说明做平抛运动的球在水平方向上的运动情况与球相同。12.用如图所示的装置来探究弹性势能的表达式，所用钩码的重力相当于对弹簧提供了向右的恒定拉力。实验时先不挂钩码，测出弹簧的自然长度，再将钩码逐个挂在细线的下端，每次都测出静止时弹簧长度，并算出弹簧相应的形变量（弹簧始终处于弹性限度内）。（1）某同学通过以上实验测出多组数据后，在坐标纸上作出的（弹簧的弹力）图像是一条过坐标原点的倾斜直线。该直线的斜率表示____________________（选填“弹簧的原长”、“挂钩码后弹簧的总长”或“弹簧的劲度系数”）。（2）用图像与横坐标所围三角形的面积来表示弹簧弹力做的功，则可知弹簧弹力做功的绝对值为____________（用图像的斜率与形变量表示）。（3）在讨论重力势能的时候，我们先分析重力做功的情况，由此入手得出了重力势能的表达式。沿着这样的思路，在探究弹性势能的表达式时，为了能够更加直观地得到弹簧的弹性势能与弹簧的形变量之间的关系，应该在坐标纸上作_____________（选填“”或“”）图像。【答案】（1）弹簧的劲度系数；（2）；（3）【解析】（1）根据胡克定律，整理得，可知该直线的斜率表示弹簧的劲度系数。（2）用图像与横坐标所围三角形的面积来表示弹簧弹力做的功，则可知弹簧弹力做功的绝对值为；（3）根据功能关系可知，故为了能够更加直观地得到弹簧的弹性势能与弹簧的形变量之间的关系，应该在坐标纸上作图像。四、解答题13.一物体从高处水平抛出，落地时与抛出点的水平距离，取，不计空气阻力，求：（1）落地时间是多少？（2）抛出时的速度大小为多少？【答案】（1）；（2）【解析】（1）平抛运动竖直方向上有，解得；（2）物体水平方向做匀速直线运动，解得。14.年中国建成全球首个量子通信网络，其中“济南一号”为量子微纳卫星，实现了超远距离星地之间的量子保密通信，使中国航天走在世界前列，“济南一号”的运行周期为，地球半径为，地球表面重力加速度为，万有引力常量为，求：（1）地球的质量；（2）“济南一号”距地面高度。【答案】（1）；（2）【解析】（1）设地球表面的某个物体质量为，地球质量为。根据地球表面重力加速度为，可知万有引力提供地球表面物体的重力，解得地球的质量；（2）设“济南一号”质量为，根据卫星绕地球运动的环绕模型规律可知，万有引力提供向心力，有，解得“