四川省成都市蓉城名校联盟2023-2024学年高一下学期期中考试物理试题（含答案）

四川省成都市蓉城名校联盟2023-2024学年高一下学期期中考试物理试题姓名：__________班级：__________考号：__________题号一二三四总分评分一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1．关于物理学史，下列说法正确的是（）A．牛顿于1687年正式发表了万有引力定律，并测出了引力常量B．卡文迪许根据万有引力定律发现了海王星C．17世纪，德国天文学家开普勒提出了开普勒三大定律，发现了行星的运动规律D．丹麦天文学家第谷连续20年对行星位置进行观测和记录，发现了行星的运动规律2．关于匀速圆周运动，下列说法正确的是（）A．做匀速圆周运动的物体，其线速度恒定不变B．做匀速圆周运动的物体所受合力一定指向圆心C．匀速圆周运动是匀变速运动D．做匀速圆周运动的物体，在相等的时间内发生的位移相同3．关于功、功率，下列说法正确的是（）A．只要力作用在物体上，该力一定对物体做功B．根据P=Fv可知，汽车的牵引力一定与其速度成反比C．根据P=WD．摩擦力可能对物体做正功或做负功，也可能不做功4．一物体在水平力F作用下沿力F的方向运动了2m的距离，力F随运动距离x变化的规律如图所示，则该力F在这2m的距离内对物体做的功为（）A．4J B．7J C．−7J D．10J5．如图，一学生将质量为1kg的小球（可视为质点）从离地高为0.8m的空中以3m/s的初速度水平抛出，不计空气阻力，重力加速度大小取g=10m/sA．20W B．40W C．10W D．8W6．若某星球的半径为R，其表面的重力加速度大小为g，忽略星球自转，则在该星球表面上方距离为R处的重力加速度大小为（）A．g2 B．g3 C．g67．如图，一质量为m的小球（可视为质点）由轻绳a和b分别系于竖直轻质细杆上的A点和B点，当小球随轻杆一起以角速度ω0匀速转动时，绳a水平且恰好伸直，已知绳a长为l，绳b与水平方向的夹角为θ，重力加速度大小为gA．小球受重力、绳b的拉力及向心力三个力作用B．角速度ω0的大小为C．当小球随杆匀速转动的角速度为ω0时，绳b的拉力大小为D．当小球随杆匀速转动的角速度从ω0缓慢增大时，绳a、绳b8．如图，两颗卫星a、b均在赤道正上方沿顺时针方向绕地球做匀速圆周运动，卫星a为近地卫星，卫星b离地面的高度为3R。已知地球的半径为R，地球表面的重力加速度大小为g，忽略地球自转。初始时两颗卫星a、b与地心连线的夹角为θ，若经时间t两颗卫星a、b相距最近，则t至少为（）A．8θ7Rg B．7θ8Rg二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求；全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。9．下列说法正确的是（）A．汽车匀速经过凹形桥底部时，汽车处于超重状态B．汽车匀速经过凸形桥顶部时，汽车处于平衡状态C．火车转弯时的速度越小越安全D．洗衣机脱水利用了离心运动的原理10．“神舟十一号”与“天宫二号”的对接变轨过程如图所示，轨道2与轨道1、轨道3分别相切于A、B两点，“神舟十一号”先从圆轨道1变轨到椭圆轨道2，再变轨到圆轨道3，并与在圆轨道3上运行的“天宫二号”实施对接。下列说法正确的是（）A．“神舟十一号”在轨道1上通过A点时的速率比在轨道2上通过A点时的速率大B．“神舟十一号”在轨道2上通过B点时需加速才能进入轨道3C．“神舟十一号”在轨道2上运行的周期比在轨道1上运行的周期大D．“神舟十一号”在轨道2上通过A点时的加速度比在轨道1上通过A点时的加速度小11．如图，两个可视为质点、质量均为m的小木块a和b沿同一半径方向放在水平圆盘上，a与转轴OO'的距离为L，b与转轴OO'的距离为2L，a、b间用轻质细线相连，初始时刻细线水平拉直但无拉力，a、b与圆盘间的动摩擦因数均为μ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为A．b所受的摩擦力始终是a所受的摩擦力的2倍B．当圆盘转动的转速为n=1C．使a、b相对圆盘静止的最大角速度为ω=D．当细线的拉力大小为13三、实验探究题：本题共2小题，共15分。12．某学习小组用如图所示的实验装置来探究影响向心力大小的因素。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变速轮塔匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动，横臂的挡板对球的压力给球提供了向心力，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，标尺上红白相间的等分格显示出两个球所受向心力的比值。（1）为了探究向心力大小与物体质量、运动半径及运动快慢等的关系，可以采用的实验方法是____（填标号）。A．等效替代法 B．控制变量法 C．理想模型法 D．极限法（2）探究向心力大小与角速度的关系时，应将传动皮带套在两轮塔半径（填“相同”或“不同”）的圆盘上，将两个质量相同的小球分别放在挡板C和挡板（填“A”或“B”）处。（3）若在某次探究中，将两个质量相同的小球分别放在挡板B和挡板C处，实验中左、右标尺露出的等分格数之比为1∶，则与皮带连接的变速轮塔1、2圆盘的半径之比为____（填标号）。A．1∶2 B．1∶4 C．4∶1 D．2∶113．某兴趣小组在“研究小球平抛运动”的实验中：（1）在如图甲所示的演示实验中，当用不同的力向右敲打弹簧片时，发现A、B两球总是同时落地，这说明____（填标号）。A．平抛运动的轨迹是一条抛物线B．平抛运动的飞行时间与抛出速度有关C．平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动D．平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动（2）如图乙，将两个相同的斜槽固定在同一竖直平面内，末端均水平，斜槽2与光滑水平板平滑衔接，将两个相同的小钢球从斜槽上相同高度处同时由静止释放，观察到两球在水平面内相遇，即使改变释放的高度，观察到两球仍在水平面内相遇，这说明____（填标号）。A．平抛运动是匀变速运动B．平抛运动的飞行时间与高度无关C．平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动D．平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动（3）该小组同学利用频闪照相机拍摄到小球做平抛运动的频闪照片如图丙所示，图中背景正方形小方格的实际边长为L=10.0cm，a、b、c、d是小球运动过程中的四个位置，重力加速度大小取g=10m/s2，则由照片可得小球做平抛运动的初度大小为v四、计算题：本题共3小题，共38分。解答应当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。14．我国的航天事业取得了巨大成就，发射了不同用途的人造卫星，2020年我国首颗火星探测器“天问一号”发射成功，2021年成功被火星“捕获”。若“天问一号”被火星“捕获”后在距火星表面h高处绕火星做匀速圆周运动，周期为T。已知火星的半径为R，引力常量为G。求：（1）火星的质量；（2）火星的第一宇宙速度。15．2023年国际能源署发布了《清洁能源市场监测》的报告，报告称中国部署清洁能源技术继续大幅领先，发达经济体和中国的电动汽车销量达到了全球的95%。现有一质量为m=2.0×103kg（1）该车所能达到的最大速度vm（2）该车由静止开始匀加速启动后，在t1（3）该车在匀加速阶段电机牵引力所做的功。16．如图，两个半径均为R=1m的四分之一圆弧管道BC（管道内径很小）及轨道CD对接后竖直固定在水平面AEF的上方，其圆心分别为O1、O2，管道BC下端B与水平面相切。在轨道BCD的右侧竖直固定一半径为2R的四分之一圆弧轨道EFG，其圆心恰好在D点，下端E与水平面相切，D、O2、E在同一竖直线上，在水平面上与管道BC下端B左侧距离为L=2m处有一质量为m=1kg、可视为质点的物块，以初速度v0=8m/s沿水平面向右运动，从B处进入管道BC，恰好能从轨道CD的最高点D飞出，并打在轨道EFG（1）物块通过D点时的速度大小；（2）物块刚进入管道BC的下端B时对管道BC的压力；（3）物块从轨道CD的D点飞出后打在轨道EFG上时下落的高度。

答案解析部分1．【答案】C【解析】【解答】A、牛顿发现了万有引力定律，但他没有测出引力常量，引力常量是卡文迪什测出的，故A错误；

B、卡文迪什通过扭秤实验，运用微小量放大法测出了引力常量，但海王星是在1843年至1845年间，英国剑桥大学的学生亚当斯、法国年轻的天文爱好者勒维耶根据万有引力定律同时独立地预言了海王星的质量、轨道和位置，伽勒于1846年9月23日夜间在预定的区域发现了海王星，故B错误；

C、17世纪，德国天文学家开普勒提出了开普勒三大定律，发现了行星的运动规律，符合史实，故C正确；

D、丹麦天文学家第谷为了研究行星的运动规律，坚持连续20年观察和积累了大量的天文数据资料，但他并没有发现行星运动的规律。后来，开普勒刻苦、认真、仔细地研究了第谷留下的极其丰富的观测资料，终于发现了太阳系行星运动的三条规律，故D错误。

故选：C。

【分析】本题是物理学史问题，根据牛顿、卡文迪什、亚当斯、勒维耶、开普勒等人的物理学成就进行解答。2．【答案】B【解析】【解答】A、做匀速圆周运动的物体，线速度大小不变，方向时刻变化，所以线速度是变量，故A错误；

B、做匀速圆周运动的物体所受合力一定指向圆心，提供向心力，故B正确；

C、匀速圆周运动的加速度是变化的，是非匀变速运动，故C错误；

D、做匀速圆周运动的物体，在相等的时间内发生的位移大小相等，方向可能不同，故D错误。

故选：B

【分析】做匀速圆周运动的物体，其线速度和合力大小不变，方向时刻改变，是一种变加速曲线运动。在相等的时间内发生的位移不一定相等3．【答案】D【解析】【解答】A、做功的条件是力作用在物体上，并且物体在力的方向上发生位移，可知力作用在物体上，该力不一定对物体做功，故A错误；

B、根据P=Fv可知，只有在汽车的功率P一定时，牵引力才与速度成反比，故B错误；

C、功率表示做功的快慢，P=Wt是功率的比值定义式，功率与做的功和时间无直接关系，故C错误；

D、摩擦力方向可能与物体的运动方向相同，可能与运动方向相反，也可能与运动方向垂直，则摩擦力可能对物体做正功或做负功，也可能不做功，故D正确。

故选：D。4．【答案】B【解析】【解答】根据F-x图像与x轴所围的面积表示力F对物体做的功，可得力F在这2m的距离内对物体做的功为W=2+5×22J=7J，故B正确，ACD错误。5．【答案】A【解析】【解答】小球做平抛运动，有h=12gt2，解得：t=0.4s

小球在下落过程中重力的功率为P=mght，解得6．【答案】D【解析】【解答】忽略星球自转，星球对物体的万有引力等于物体所受重力，即GMmR2=mg，在与该星球表面距离为R处有故选：D。【分析】忽略星球自转，根据万有引力等于重力，对物体在星球表面和该星球表面上方距离为R处分别列式，联立求解即可。7．【答案】C【解析】【解答】A.小球只受重力、绳b对它的拉力两个力作用，A错误；B.由mgtanθ=mωC.由Fbsinθ=mgD.当角速度从ω0缓慢增大时，小球在竖直方向仍平衡，即有Fbsinθ=mg，由于θ不变，绳b对小球的拉力Fb不变，指向圆心方向有Fbcosθ+Fa=m故选C【分析】小球只受重力、绳b对它的拉力两个力作用，由合力提供向心力，由牛顿第二定律求解角速度和绳b的拉力大小。当小球随杆匀速转动的角速度从ω0缓慢增大时，根据竖直方向受力平衡分析绳b对小球的拉力的变化情况，由牛顿第二定律分析绳a对小球的拉力的变化情况。8．【答案】A【解析】【解答】两颗卫星a、b均绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力有GMm在地球表面上，有GM=gR解得ωa两颗卫星a、b第一次相距最近时，有ωa综上解得t=8θ故选A【分析】两颗卫星a、b均绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力求出它们运行的角速度。两颗卫星a、b第一次相距最近时，a比b多转θ角列式，即可求得t。9．【答案】A,D【解析】【解答】A、汽车匀速经过凹形桥底部时，有向上的向心加速度，处于超重状态，故A正确；

B、汽车匀速经过凸形桥顶部时，有向下的向心加速度，处于失重状态，故B错误；

C、车转弯时以规定时速行驶，车轮与轨道无侧向挤压力，由重力和支持力的合力提供火车转弯所需要的向心力，行驶最安全。如果速度过小，车轮与内轨道相互挤压力过大，可能会导致事故，故C错误；

D、衣机脱水利用了离心运动的原理，故D正确。

故选：AD

【分析】根据加速度方向分析汽车处于何种状态。火车转弯时以规定时速行驶，由重力和支持力的合力提供火车转弯的向心力，行驶最安全。速度过小，车轮与内轨道相互挤压力过大，并不安全。结合洗衣机脱水原理分析D项。10．【答案】B,C【解析】【解答】A、“神舟十一号”从圆轨道1变轨到椭圆轨道2，在A点需要加速做离心运动，所以“神舟十一号”在轨道1上通过A点时的速率比在轨道2上通过A点时的速率小，故A错误；B、“神舟十一号”从轨道2变轨到圆轨道3做离心运动，在轨道2上通过B点时需要加速，故B正确；C.由开普勒第三定律r3T2D.“神舟十一号”在轨道2上通过A点时与在轨道1上通过A点时所受合力均为万有引力，万有引力相同，则加速度相同，故D错误。故选BC【分析】神舟十一号”由轨道1上的A点进入轨道2，需要加速。从轨道2变轨到圆轨道3，在B点必须加速，由此分析AB两项。根据开普勒第三定律分析周期分析大小。根据万有引力大小，通过牛顿第二定律比较加速度的大小。11．【答案】C,D【解析】【解答】A.在细线的拉力为零的过程中，b所受的摩擦力始终是a所受的摩擦力的2倍，当细线有拉力时，b所受的摩擦力不再是a所受的摩擦力的2倍，A错误；B.当b所受的摩擦力达到滑动摩擦力时，细线开始有拉力，由μmg=mω得ω=μg即n=1CD.对a有：μmg−T=mω2L，对b有：μmg+T=m故选CD【分析】木块随圆盘一起转动，静摩擦力提供向心力，a、b所受的摩擦力方向相同，都指向圆心；根据最大静摩擦力提供向心力求得a和b发生相对滑动的临界角速度，然后和已知角速度进行比较分析即可。12．【答案】（1）B（2）不同；A（3）D【解析】【解答】（1）为了探究向心力大小与物体质量、运动半径及运动快慢等的关系，可以采用的实验方法是控制变量法，故ACD错误，B正确。

故选：B。

（2）探究向心力和角速度的关系时，应保持质量和半径不变，改变角速度，因为皮带传动两轮边缘线速度大小相等，所以应将传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上，来保证角速度不同；将质量相同的小球分别放在挡板C和挡板A处。

（3）将两个质量相同的小球分别放在挡板B和挡板C处，实验中左、右标尺露出的等分格数之比为1：2，则向心力之比

左边的标尺上露出的红白相间的等分格数为右边标尺的4倍F=mrω2

左边塔轮的角速度与右边塔轮的角速度之比为2：1，根据ω=

皮带传动边缘线速度大小相等，可知，左边塔轮的半径与右边塔轮的半径之比为1：2。

故答案为：（1）B；（2）不同，A；（3）D。

【分析】（1）本实验运用控制变量法研究；

（2）根据控制变量法，分析探究向心力大小与角速度的关系时，应保持质量、半径相同，改变角速度；

（3）根据向心力公式和线速度、角速度关系分析计算。13．【答案】（1）D（2）C（3）2；2.5【解析】【解答】（1）A、B两球总是同时落地，说明在竖直方向小球B与自由下落的小球A同步，因此可以说明平抛的小球B在竖直方向做自由落体运动，D正确。（2）将两个相同的小钢球从斜槽的同一高度同时由静止释放，到达轨道末端的速度相同，观察到两球在水平面内相遇，即使改变释放的高度，观察到两球仍在水平面内相遇，即在水平方向平抛的小球与在水平面匀速运动的小球同步，说明平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动，C正确。（3）由平抛运动的规律得ybc−yab=L=gΔt2故答案为：（1）D；（2）C；（3）2；2.5【分析】（1）（2）根据实验操作步骤和实验原理分析作答；（3）根据匀变速运动推论求时间间隔；根据匀速运动规律求水平初速度；根据匀变速运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度求b点的竖直速度；根据运动的合成求合速度。14．【答案】（1）解：对天问一号有：G解得火星的质量为M=（2）解：对火星的近火卫星有：G联立解得火星的第一宇宙速度为v1=2π【解析】【分析】（1）“天问一号”绕火