江苏省连云港高级名校2023-2024学年高一下学期物理期中考试试卷（含答案）

江苏省连云港高级名校2023-2024学年高一下学期物理期中考试试卷姓名：__________班级：__________考号：__________题号一二总分评分一、单选题（共11小题，每题4分，共44分）1．第一宇宙速度又叫环绕速度，已知地球质量为M，半径为R，万有引力常量为G，地球表面重力加速度为g，则地球的“第一宇宙速度”可表示为（）A．Rg B．gR C．GMg 2．如图，将地球看成圆球，A为地球赤道上某点一物体，B为北纬30°线上某点一物体，在地球自转过程中，A、B两物体均相对于地面静止且看作质点，下列说法正确的是（）A．A、B两物体线速度大小之比为2B．A、B两物体角速度之比为2：1C．A、B两物体向心加速度大小之比为4：3D．A、B两物体向心力大小之比23．下列关于几种圆周运动实例的说法中，错误的是（）A．图甲中小球在竖直圆形轨道内运动，经过轨道上与圆心等高的A点时，轨道对小球的支持力提供小球所需的向心力B．图乙中放在水平转台上的物体随转台一起匀速转动，物体受到的静摩擦力方向始终指向圆心C．图丙中小球做圆锥摆运动，细绳的拉力与小球重力的合力提供小球运动所需的向心力D．图丁的圆筒匀速转动的角速度越大，紧贴圆筒壁一起运动的物体a所受摩擦力也越大4．如图所示是北斗导航系统中部分卫星的轨道示意图，已知P、Q、M三颗卫星均做匀速圆周运动，卫星P的轨道半径等于卫星Q的轨道半径且大于卫星M的轨道半径，其中P是地球同步卫星，则（）A．卫星Q也可能相对地面静止B．地球对卫星P的引力一定小于地球对卫星M的引力C．卫星P的线速度大小等于卫星M的线速度大小D．P的周期大于卫星M的周期5．若“风云三号”06星绕地球做匀速圆周运动，离地高度为h，绕地n圈的时间为t，引力常量为G，地球半径为R，则（）A．卫星的周期为nB．卫星的线速度大小为2nπhC．地球的质量为4D．地球表面重力加速度大小为46．2021年5月7日，我国在西昌卫星发射中心用长征二号丙运载火箭，成功将遥感三十号08组卫星发射升空并进入预定轨道，在卫星发射过程中，火箭先将卫星发射进入绕地球运行的较低圆形轨道1.然后在P点使卫星进入椭圆形的转移轨道2，再在椭圆轨道的远地点Q使卫星进入较高的圆形轨道3.则下列说法正确的是（）A．卫星在轨道2和轨道3经过Q点的速度相等B．卫星在轨道1的速度小于在轨道3的速度C．卫星在轨道1的机械能小于在轨道3的机械能D．卫星在轨道1经过P点的加速度大于在轨道2经过P点的加速度7．一人用力踢质量为1.0kg的足球，使足球由静止以20m/s的速度飞出。假定人踢球瞬间对球平均作用力是200N，球在水平地面运动了20m停止。则人对球所做的功为（）A．200J B．400J C．500J D．4000J8．如图所示，木板上A、B两点相距5米。一物块相对木板向右从板上A点滑至B点，同时木板在地面上向左滑行2米，图甲为滑行前，图乙为滑行后，已知物块与木板间的滑动摩擦力大小为20N，则下列说法正确的是（）A．物块所受的摩擦力做功为−60JB．木板克服摩擦力做功为−40JC．物块与木板间因摩擦产生的热量为60JD．物块与木板间因摩擦产生的热量为40J9．一辆质量为m=1.2×103kg的参赛用小汽车在平直的公路上从静止开始运动，牵引力F随时间t变化关系图线如图所示，8sA．小汽车受到的阻力大小为7×1B．小汽车匀加速运动阶段的加速度大小为4C．小汽车的最大功率为4×1D．小汽车24s后速度10．如图，光滑水平面与竖直面内的光滑半圆形导轨在B点相切，半圆轨道半径为R，C是半圆形导轨上与圆心等高的点，一个质量为m可视为质点的小球将弹簧压缩至A点后由静止释放，在弹力作用下小球获得某一向右的速度后脱离弹簧，从B点进入半圆形导轨，恰能运动到半圆形导轨的最高点D，从D点飞出后落在水平轨道上的E点（E点未画出），重力加速度为g，不计空气阻力，则（）A．小球过最高点D时的速度大小为2gRB．释放小球时弹簧的弹性势能为5C．小球运动到C点时对轨道的压力为2mgD．水平轨道上的落点E到B点的距离为R11．如图所示，竖直平面内固定一内壁粗糙的半圆弧槽，半径为2R，一质量为m的滑块（可视为质点）从距半圆弧槽D点正上方3R的A点自由下落，经过半圆弧槽后，滑块从半圆弧槽的左端冲出，刚好到达距半圆弧槽正上方2R的B点。不计空气阻力，重力加速度为g，则以下说法错误的是（）A．滑块第一次到达半圆弧槽D点的速度为6gRB．滑块第一次到达D点时对半圆弧槽的压力为3mgC．滑块第一次通过半圆弧槽的过程中克服摩擦力做的功为mgRD．滑块从B点返回后经C再次到达D点时的速度为2gR二、非选择题（共5题，共56分。其中第13题-第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤）12．验证机械能守恒定律的实验中，甲、乙两组同学分别设计了如图甲、乙所示的实验装置进行验证。甲图中绳和滑轮的质量忽略不计，轮与轴之间的摩擦忽略不计。乙组同学用频闪摄影的方法验证机械能守恒定律，实验中将一钢球从与课桌表面等高处的位置O由静止释放，拍到整个下落过程的频闪照片如图乙所示，位置O到A、B、C各位置的距离分别为h1、h2、（1）实验时，甲组同学进行了如下操作：①用天平分别测出物块A、B的质量4m和3m（A的质量含遮光片）；②用游标卡尺测得遮光条的宽度d如图丙所示，则遮光条的宽度d=cm；③将重物A、B用轻绳按图甲所示连接，跨放在轻质定滑轮上，一同学用手托住重物B，另一同学测量出挡光片中心到光电门中心竖直距离h，之后释放重物B使其由静止开始下落。测得遮光片经过光电门的时间为Δt，则此时重物B速度vB=（用d、Δt（2）甲组同学要验证系统（重物A，B）的机械能守恒，应满足的关系式为：（用重力加速度g、Δt、d和h表示）；（3）若在误差允许范围内，乙组同学要验证钢球从位置O运动到位置B的过程中机械能守恒，应满足的关系式为：（用g、f、h1、h2、（4）关于乙组实验，下列说法正确的是____。A．实验开始时，先释放钢球再进行频闪摄影B．用vBC．多次实验测得小钢球的重力势能减少量总是略大于动能增加量，这是由于空气阻力造成的13．在离地面h=30m高度处，以初速度v0=20m/s斜向上抛出一个质量为m=0.5kg的物体，落地时的速度大小为（1）从抛出到落地，重力做的功WG（2）从抛出到落地，克服阻力做的功W克14．如图所示，质量为m=4kg的木块在倾角θ=37°的足够长的固定斜面上由静止开始下滑，木块与斜面间的动摩擦因数为μ=0.5，已知：sin37°=0.6，（1）前3s内重力做的功；（2）前3s内重力的平均功率；（3）3s末重力的瞬时功率。15．宇航员在半径为R的某星球表面将一小钢球以v0的初速度竖直向上抛出，测得小钢球上升的最大高度为h(R≫h)（1）该星球表面的重力加速度g的大小；（2）该星球的质量M；（3）该星球的密度ρ。16．如图所示为固定在竖直平面内的光滑轨道DCBA，其中CBA部分是半径。R=0.4m的半圆形轨道（AC是圆的直径），DC部分是水平轨道。一个质量：m=0.5kg的小球沿水平方向进入轨道，通过最高点A后落在水平轨道上，已知落地瞬间速度方向与水平成45°角。小球运动过程中所受空气阻力忽略不计，g取10m/s2。求：（1）小球经过A点的速度大小；（2）小球落地点与C点间的水平距离；（3）小球在A点时轨道对小球的压力大小。

答案解析部分1．【答案】B【解析】【解答】当卫星贴地环绕地球做圆周运动有mg=mv化简可得地球的“第一宇宙速度”为v=gR或故答案为：B。【分析】利用近地面重力提供圆周运动向心力或者万有引力等于向心力列方程求解第一宇宙速度。2．【答案】A【解析】【解答】A．设地球半径为R，A、B两物体随地球自转做圆周运动的半径分别为R、32v=rω可知，A、B两物体的线速度大小之比v故A正确；

B．两物体随地球自转的角速度相同，角速度之比为1：1，故B错误；C．由a=rωa故C错误；D．由于质量关系不明确，因此无法判断向心力大小关系，故D错误。故答案为：A。【分析】A、B两物体均相对于地面静止且看作质点，AB相当于共轴转动，角速度相等，质量关系不明确，向心力与物体质量有关，因此无法判断向心力大小关系。3．【答案】D【解析】【解答】A．小球在图甲的竖直圆形轨道内运动，经过与圆心O等高的A点时，受到重力和支持力，其中轨道对小球的支持力提供小球所需向心力，故A正确，不符合题意；

B．图乙中物体放在水平转台上并随转台一起匀速转动，受到重力、支持力和静摩擦力，静摩擦力提供向心力，指向圆心，故B正确，不符合题意；

C．图丙中小球做圆锥摆运动，对小球受力分析，受到重力和绳子的拉力，合力提供向心力，故C正确，不符合题意；

D．图丁的圆筒匀速转动的角速度无论多大，紧贴圆筒壁一起运动的物体a所受摩擦力与其重力等大反向，故D错误，符合题意。

故答案为：D。

【分析】本题考查生活中一些圆周运动的例子，对物体做受力分析，求出物体的合力，求出合力与向心力的关系进行判断。4．【答案】D【解析】【解答】A.地球静轨道同步卫星，其轨道一定与赤道共面，所以卫星Q不可能相对地面静止，A不符合题意；

B.根据万有引力定律公式F=G可知，卫星P、卫星M质量大小未知，无法比较地球对卫星P和地球对卫星M的引力大小，B不符合题意；

CD.根据万有引力提供卫星做圆周运动的向心力得G可得v=GMr卫星P的轨道半径大于卫星M的轨道半径，则卫星P的线速度大小小于卫星M的线速度大小，周期大于卫星M的周期，C不符合题意，D符合题意。

故答案为：D。

【分析】地球静轨道同步卫星的轨道一定与赤道共面；根据万有引力定律公式F=GMm5．【答案】C【解析】【解答】A．据万有引力提供向心力G可得ω=卫星P的轨道半径等于卫星Q的轨道半径，则卫星P的角速度大小等于卫星Q的角速度大小，但两者的绕行方向不一致；P相对地球静止，所以Q相对地球运动，故A错误；B．卫星P、卫星M质量大小未知，无法比较地球对卫星P和地球对卫星M的引力大小，故B错误；C．根据万有引力提供向心力得G可得v=卫星P的轨道半径大于卫星M的轨道半径，则卫星P的线速度大小小于卫星M的线速度大小，故C错误；D．根据万有引力提供向心力得G可得T=2π卫星P的轨道半径大于卫星M的轨道半径，卫星P的周期大于卫星M的周期，故D正确；故答案为：D。【分析】卫星而言，万有引力提供圆周运动的向心力，根据万有引力等于向心力可得近大远小的结论，即卫星离地面越近，速度越大，周期越小。6．【答案】C【解析】【解答】A．卫星从低轨道2变轨到高轨道3时，需要在Q点加速，所以卫星在轨道2上经过Q点的速度小于轨道3上经过Q点的速度，故A错误；B．卫星在轨道1和轨道3上做匀速圆周运动，由万有引力提供做圆周运动的向心力，有G整理有v=所以轨道半径越大，卫星运行的线速度越小，故B错误；C．卫星从轨道2变轨到轨道3需要在Q点加速，即卫星在轨道3和2上的Q点的势能相同，但轨道3上的Q点的动能大于轨道2上Q点的动能，即卫星在轨道2的机械能小于在轨道3的机械能；同理，卫星在轨道1的机械能小于在轨道2的机械能，即卫星在轨道1的机械能小于在轨道3的机械能，故C正确；D．卫星的加速度由万有引力产生，有G整理有a=G因为，卫星在轨道1上经过P点和轨道2经过P点时，距离中心天体的距离相同，又是同一个中心天体，所以卫星在轨道1经过P点的加速度等于在轨道2经过P点的加速度，故D错误。故答案为：C。【分析】卫星从低轨道2变轨到高轨道3时，相当于做一个离心运动，需要在Q点加速，加速度由万有引力决定，而万有引力又与距离有关。7．【答案】A【解析】【解答】球的初状态速度为零；末状态速度为20m/s，由动能定理可知W=故答案为：A。【分析】求出初末状态的动能，根据动能定理求解人对球所做的功。8．【答案】A【解析】【解答】A．对物块分析可得WA正确；B．对木板分析可得W木板克服摩擦力做功为40J，B错误；CD．物块与木板间因摩擦产生的热量为Q=fL=20×5J=100JCD错误。故答案为：A。【分析】由图可得木块相对于木板的位移为木板长度，相对位移乘以摩擦力等于产生的热量，等于克服摩擦力做作的功。9．【答案】C【解析】【解答】A、由图可知，小汽车在前8s内的牵引力不变，小汽车做匀加速直线运动，8~24s内小汽车的牵引力逐渐减小，则车的加速度逐渐减小，小汽车做加速度减小的加速运动，直到车的速度达到最大值，以后做匀速直线运动。小汽车的速度达到最大值后牵引力等于阻力，所以阻力f=4×故A错误；

B、前8s内小汽车的牵引力为F=10×由牛顿第二定律F-f=ma可得a=5故B错误；

C、小汽车在8s末小汽车的功率达到最大值，8s末汽车的速度v所以小汽车的最大功率P=F故C正确；

D、小汽车的最大速度为v故小汽车24s后速度100m/s，故D错误。

故答案为：C。

【分析】根据图像及牛顿第二定律确定小汽车在8s前后的运动情况。小汽车的速度达到最大值时，汽车的牵引力等于阻力，此后汽车做匀速运动。10．【答案】B【解析】【解答】A．小球恰好通过最高点，则mg=m小球过最高点D时的速度大小为vA错误；B．根据机械能守恒E释放小球时弹簧的弹性势能为EB正确；C．根据机械能守恒1根据牛顿第二定律N=m得N=3mg根据牛顿第三定律，小球运动到C点时对轨道的压力为3mg，C错误；D．小球从D点做平抛运动，则x=vD得水平轨道上的落点E到B点的距离为x=2RD错误。故答案为：B。【分析】小球恰能运动到半圆形导轨的最高点D，最高点重力提供向心力。从D点小球飞出后，做平抛运动。根据机械能守恒求解释放小球时弹簧的弹性势能。11．【答案】D【解析】【解答】A．小球从A点到D点，由机械能守恒定律得mg×3R=解得v故A正确不符合题意；B．滑块第一次到达D点时，对半圆弧槽的压力等于圆弧槽对其的弹力N=m故B正确不符合题意；C．滑块第一次通过半圆弧槽的过程中克服摩擦力做的功为W故C正确不符合题意；D．如果两次克服阻力做功相同，滑块从B点返回后经C再次到达D点时，速度为mg2R−解得v但第二次速度小于第一次，根据向心力方程可知，在各位置对应压力小于第一次，则阻力小于第一次，克服阻力做功小于第一次，所以速度大于

2gR

故D错误符合题意。故答案为：D。【分析】小球从A点到D点，机械能守恒，根据功能关系求解克服摩擦力做的功，速度越来越小，向心力越来越小，压力越来越小，摩擦力也越来越小。12．【答案】（1）1.020；2d（2）gh=（3）g（4）C【解析】【解答】（1）遮光条的宽度为d=10mm+4×0根据极短时间的平均速度等于瞬时速度，遮光片经过光电门时，则此时重物A速度为v根据滑轮组特点，重物B速度为v（2）若系统（重物A，B）的机械能守恒，则3mg⋅2h−4mgh=整理得gh=（3）钢球从位置O运动到位置B的过程中，重力势能的减少量Δ根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于该过程平均速度，钢球在位置B的速度为v钢球从位置O运动到位置B的过程中，动能的增加量Δ若钢球从位置O运动到位置B的过程中机械能守恒，则Δ整理得g（4）A．为完整记录钢球的运动情况，实验开始时，应先进行频闪摄影再释放钢球，故A错误；B．应用匀变速直线运动的推论计算钢球在B位置的速度，不能用

vB2C．多次实验测得小钢球的重力势能减少量总是略大于动能增加量，这是由于空气阻力作用，钢球在下落过程中克服阻力做功，故C正确。故答案为：C。【分析】（1）极短时间的平均速度等于瞬时速度，遮光片经过光电门时，看成匀速直线运动；

（2）重物减少的重力势能等于增加的动能，则物体机械能守恒；

（3）分别求出增加的动能与减少的重力势能，如果增加的动能等于减少的重力势能，则机械能守恒；

（4）重力势能减少量总是略大于动能增加量，这是由于空气阻力作用，如果出现重力势能减少量小于动能增加量，则可能是先进行释放钢球再进行频闪摄影。13．【答案】（1）解：由题可知从抛出到落地，重力做的功为W（2）解：由动能定理有W代入数据得阻力做功为W即从抛出到落地，克服阻力做的功大小为W【解析】【分析】（1）重力做功等于重力与初末位置高度差的乘积；（2）求出初末状态的动能，根据动能定理求解克服阻力做的功。14．【答案】