江蘇省蘇州市常熟市2023-2024學(xué)年高一下學(xué)期期中考試物理試卷（解析版）

高級中學(xué)名校試卷PAGEPAGE12023~2024學(xué)年第二學(xué)期期中試卷高一物理（考試時間75分鐘，總分100分）注意事項：1.答題前，考生務(wù)必用黑色簽字筆將自己的姓名和考試號填寫在答題卷上，并用2B鉛筆填涂考試號下方的涂點。2.選擇題每小題選出〖答案〗后，用2B鉛筆把答題卷上對應(yīng)的〖答案〗信息點涂黑。如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他〖答案〗?！即鸢浮綄懺谠囶}卷上無效。3.非選擇題必須用0.5mm黑色簽字筆作答，必須在答題卷上各題目的答題區(qū)域作答.超出答題區(qū)域書寫的〖答案〗無效，在試題紙上答題無效。第I卷選擇題（共44分）一、選擇題：共11小題，每小題4分，共計44分，每小題只有一個選項符合題意.1.引力常量G的單位用國際單位制中的基本單位可表示為（）A. B. C. D.〖答案〗C〖解析〗國際單位制中質(zhì)量、距離、力的單位分別是：kg、m、，根據(jù)牛頓的萬有引力定律則可得G的單位為。故選C。2.一輛汽車在水平公路上轉(zhuǎn)彎，沿曲線由M向N行駛，速度逐漸增大。圖中分別畫出了汽車轉(zhuǎn)彎時所受合力F的四個方向，其中正確的是（）A. B.C. D.〖答案〗B〖解析〗汽車從M點運動到N，做曲線運動，其運動軌跡必定夾在合力與速度之間，由于速度方向為軌跡上該點的切線方向，且物體做加速運動，可知合力方向與速度方向的夾角要小于90°，結(jié)合選項圖像。故選B。3.下列說法正確的是（）A.滑動摩擦力一定做負功B.靜摩擦力一定不做功C.一對靜摩擦力所做的功的代數(shù)和總為零D.作用力做正功，反作用力也一定做正功〖答案〗C〖解析〗A．滑動摩擦力的方向可以與物體的運動方向相同，所以滑動摩擦力可以做正功，故A錯誤；B．運動的物體也可以受到靜摩擦力作用，所以靜摩擦力也可以做功，故B錯誤；C．一對靜摩擦力總是大小相等，方向相反，而相互作用的相對靜止的兩個物體發(fā)生的位移相同，所以一對靜摩擦力所做的功的代數(shù)和總為零，故C正確；D．作用力做正功，反作用力不一定做正功，也可以不做功，或做負功；比如在運行的水平傳送帶上輕放一物塊，傳送帶對物塊的摩擦力做正功，物塊對傳送帶的摩擦力做負功，故D錯誤。故選C。4.如圖是北斗導(dǎo)航系統(tǒng)中部分衛(wèi)星的軌道示意圖，已知P、Q、M三顆衛(wèi)星均做勻速圓周運動，衛(wèi)星P的軌道半徑等于衛(wèi)星Q的軌道半徑且大于衛(wèi)星M的軌道半徑，其中P是地球同步靜止衛(wèi)星，下列選項正確的是（）A.衛(wèi)星Q也可能相對地面靜止B.衛(wèi)星P的周期小于衛(wèi)星M的周期C.地球?qū)πl(wèi)星P引力一定小于地球?qū)πl(wèi)星M的引力D.衛(wèi)星P的線速度大小小于衛(wèi)星M的線速度大小〖答案〗D〖解析〗A．地球靜止同步衛(wèi)星只能位于赤道的正上方，所以衛(wèi)星Q不可能相對地面靜止，故A錯誤；BD．根據(jù)萬有引力提供向心力可得可得，由于衛(wèi)星P的軌道半徑大于衛(wèi)星M的軌道半徑，可知衛(wèi)星P的周期大于衛(wèi)星M的周期，衛(wèi)星P的線速度大小小于衛(wèi)星M的線速度大小，故B錯誤，D正確；C．根據(jù)由于不知道衛(wèi)星P的質(zhì)量與衛(wèi)星M的質(zhì)量關(guān)系，所以無法比較地球?qū)πl(wèi)星P的引力與地球?qū)πl(wèi)星M的引力的大小關(guān)系，故C錯誤。故選D。5.如圖所示，甲、乙圓盤的半徑之比為1∶3，兩水平圓盤緊靠在一起，乙靠摩擦隨甲不打滑轉(zhuǎn)動，兩圓盤上分別放置質(zhì)量為m1和m2的小物體a、b，，兩小物體與圓盤間的動摩擦因數(shù)相同。a距甲盤圓心r，b距乙盤圓心2r，此時它們正隨盤做勻速圓周運動。下列判斷正確的是（）A.a和b的線速度之比為1∶2B.a和b的向心加速度之比為9∶2C.a和b的角速度之比為1∶3D.隨轉(zhuǎn)速慢慢增加，b先開始滑動〖答案〗B〖解析〗AC．甲、乙兩圓盤邊緣上的各點線速度大小相等，由關(guān)系式可得甲、乙兩圓盤的角速度之比為物體相對圓盤靜止時物體的角速度等于圓盤的角速度，故m1與m2的角速度之比為，則有故AC錯誤；B．根據(jù)r可得m1與m2的向心加速度之比為故B正確；D．根據(jù)可得臨界角速度可知，m1先達到臨界角速度，可知當(dāng)轉(zhuǎn)速增加時，m1先開始滑動，故D錯誤。故選B。6.室內(nèi)足球運動的某次傳球過程，足球在地面位置1被踢出后落到位置3，2為空中達到的最高點，速度大小為vC，則（）A.足球在空中的最大水平速度為vCB.足球在位置1和位置3的動能相等C.與下落過程相比，足球在上升過程中克服重力做功的平均功率更大D.若在位置2以大小為vC的速度水平向左拋出，足球?qū)⒀卦壽E返回位置1〖答案〗C〖解析〗A．由足球運動軌跡可知，足球運動過程中受到空氣阻力作用，所以水平方向的分速度一直減小，則足球在空中的最大水平速度一定大于vC，故A錯誤；B．由于空氣阻力對足球做負功，足球的機械能減小，則足球在位置1的動能大于在位置3的動能，故B錯誤；C．上升過程空氣阻力的豎直分力向下，下落過程空氣阻力的豎直分力向上，可知上升過程豎直方向的平均加速度大于下落過程豎直方向的平均加速度，根據(jù)可知上升過程的時間小于下落過程的時間；根據(jù)可知與下落過程相比，足球在上升過程中克服重力做功的平均功率更大，故C正確；D．若在位置2以大小為vC的速度水平向左拋出，根據(jù)對稱性可知，足球的運動軌跡為2、3的對稱軌跡，所以足球不沿原軌跡返回位置1，故D錯誤。故選C。7.如圖所示，一個質(zhì)量均勻分布的半徑為R的球體對球外質(zhì)點P的萬有引力為F。如果在球體中央挖去半徑為r的一部分球體，且，則原球體剩余部分對質(zhì)點P的萬有引力大小變?yōu)椋ǎ〢. B. C. D.〖答案〗A〖解析〗設(shè)原球體的質(zhì)量為M，質(zhì)點P的質(zhì)量為，球心與質(zhì)點P的距離為L。根據(jù)知，挖去部分的小球的質(zhì)量沒挖去前，原球體對質(zhì)點P的引力挖去的部分對質(zhì)點P的引力則剩余部分對質(zhì)點P的引力故選A。8.如圖為神舟十七號的發(fā)射與交會對接過程示意圖，圖中①為飛船的近地圓軌道，其軌道半徑為R1，②為橢圓變軌軌道，③為天和核心艙所在的圓軌道，其軌道半徑為R2，P、Q分別為②軌道與①、③軌道的交會點。關(guān)于神舟十七號載人飛船與天和核心艙交會對接過程，下列說法正確的是（）A.飛船從②軌道變軌到③軌道需要在Q點點火減速B.飛船在③軌道上運行的速度大于第一宇宙速度C.飛船在①軌道上P點加速度小于在②軌道上P點加速度D.若核心艙在③軌道運行周期為T，則飛船在②軌道從P到Q的時間為〖答案〗D〖解析〗A．飛船在Q點由②軌道到變軌到③軌道，由近心運動變?yōu)閳A周運動，需要點火加速，故A錯誤；B．設(shè)飛船在圓軌道上的運行速度為v，根據(jù)牛頓第二定律有解得第一宇宙速度是飛船在軌道①時的運行速度，而軌道③的半徑大于軌道①的半徑，所以飛船在軌道③上運行的速度小于第一宇宙速度，故B錯誤；C．根據(jù)牛頓第二定律可得可知飛船在①軌道上P點加速度等于在②軌道上P點加速度，故C錯誤；D．設(shè)飛船在②軌道從P到Q的時間為t，根據(jù)開普勒第三定律有解得故D正確。故選D。9.如圖所示，斜面固定且光滑。分別用力F1、F2將同一物體由靜止起以相同的加速度，從斜面底端拉到斜面頂端。物體到達斜面頂端時，力F1、F2所做的功分別為W1、W2，則（）A.F1<F2,W1<W2 B.F1<F2,W1=W2 C.F1>F2,W1>W2 D.F1>F2,W1=W2〖答案〗B〖解析〗斜面固定且光滑，將同一物體由靜止起以相同的加速度，從斜面底端拉到斜面頂端。物體的速度相同，動能相同，上升的高度相同，由W=Gh+Ek可知，F(xiàn)1、F2做功W1=W2設(shè)斜面長為L，由功的公式，可得力F1做功W1=F1L力F2做功W2=F2cosαL可有F1=F2cosαcosα<1F1<F2ACD錯誤，B正確。故選B。10.如圖所示，輕質(zhì)彈簧下端固定在粗糙斜面底端，一小物塊從斜面頂端由靜止滑下并壓縮彈簧，彈簧始終處于彈性限度內(nèi)，則物塊下滑過程中，物塊的速度v、重力勢能Ep、彈簧的彈力F、彈性勢能E彈隨時間t或位移x的關(guān)系圖像可能正確的是（）A. B.C. D.〖答案〗A〖解析〗A．物塊沿斜面下滑時，合外力先不變，做勻加速直線運動，接觸彈簧后所受的合外力先逐漸減小，做加速度減小的加速運動，當(dāng)向上的彈力和向上的摩擦力之和等于重力沿斜面向下的分量時，此時合力為零，速度達到最大；然后繼續(xù)向下運動時合力向上變大，在最低點時合力最大，做加速度增大的減速運動，可知圖像的斜率先不變、后減小，再反向增加，故A正確；B．根據(jù)可知重力勢能隨x線性減小，故B錯誤；C．物塊接觸彈簧之前，彈簧彈力零；接觸彈簧之后，根據(jù)可知彈簧彈力隨位移x按線性增加，故C錯誤；D．物塊接觸彈簧之前，彈簧彈性勢能為零；接觸彈簧之后，彈簧彈性勢能隨x逐漸變大，根據(jù)可知圖像為開口向上的拋物線形狀，故D錯誤。故選A。11.如圖所示，一小物塊被夾子夾緊，夾子通過輕繩懸掛在小環(huán)上，小環(huán)套在水平光滑細桿上，物塊質(zhì)量為M，到小環(huán)的距離為L，其兩側(cè)面與夾子間的最大靜摩擦力均為F。小環(huán)和物塊以速度v向右勻速運動，當(dāng)小環(huán)碰到桿上的釘子P后立刻停止，物塊向上擺動，整個過程中，物塊在夾子中沒有滑動，小環(huán)和夾子的質(zhì)量均不計，小環(huán)、夾子和物塊均可視為質(zhì)點，重力加速度為g。下列說法正確的是（）A.物塊向右勻速運動時，繩中的張力大于B.小環(huán)碰到釘子P時，繩中的張力等于C.速度v不能超過D.物塊上升的最大高度為〖答案〗B〖解析〗A．向右勻速時，以物塊和夾子組成的整體為研究對象，豎直方向上受力平衡，所以繩子的張力等于物體的重力Mg。故A錯誤；B．小環(huán)碰到釘子以后，物塊做圓周運動，以物塊和夾子組成的整體為研究對象，小環(huán)碰到釘子P時，有即故B正確；C．當(dāng)夾子的摩擦力等于最大靜摩擦力時，物塊的速度最大，可得整理得故C錯誤；D．小環(huán)碰到釘子以后，物塊做圓周運動，機械能守恒，如果小環(huán)上升的最高點在細桿以下則運動到最高點的過程有解得如果上升到細桿上方最高點速度不為零則有則故D錯誤。故選B第II卷非選擇題（共56分）二、非選擇題：共5題，共56分。其中第13~16題解答時請寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后〖答案〗的不能得分；有數(shù)值計算時，〖答案〗中必須明確寫出數(shù)值和單位.12.某實驗小組的同學(xué)利用如圖甲所示的實驗裝置完成了“探究向心力與質(zhì)量、角速度以及半徑之間的關(guān)系”實驗。實驗時轉(zhuǎn)動手柄，通過皮帶帶動兩個輪塔轉(zhuǎn)動，使得槽內(nèi)的鋼球做圓周運動，鋼球?qū)醢宓淖饔猛ㄟ^連桿使測力筒下降，露出的標(biāo)尺刻度能表示兩鋼球所受的向心力的大小。長槽的A、B處和短槽的C處分別到各自轉(zhuǎn)軸中心距離之比為1∶2∶1，該同學(xué)設(shè)計了如圖乙所示的三種組合方式，變速塔輪自上而下每層左右半徑之比分別為1∶1、2∶1和3∶1。（1）本實驗的思想方法是（填選項前字母）A.理想模型法 B.等效法 C.推理法 D.控制變量法（2）在某次實驗中，探究向心力的大小與質(zhì)量的關(guān)系，則需要將傳動皮帶調(diào)至第__________層塔輪（選填“一”“二”或“三”）；選擇兩個質(zhì)量__________（選填“相同”或“不同”）的小球，分別放在擋板__________（選填“A”或“B”）和擋板C處。（3）在另一次實驗中，把兩個質(zhì)量相等的鋼球放在A、C位置，傳動皮帶位于第三層，轉(zhuǎn)動手柄，當(dāng)塔輪勻速轉(zhuǎn)動時，左右兩標(biāo)尺露出的格子數(shù)之比約為。A.1∶3 B.1∶4 C.6∶1 D.1∶9〖答案〗（1）D（2）一不同A（3）D〖解析〗【小問1詳析】本實驗考查的是向心力與質(zhì)量、角速度以及半徑之間的關(guān)系，涉及多個物理量，應(yīng)采用控制變量法。故選D?！拘?詳析】探究向心力的大小與質(zhì)量關(guān)系時，應(yīng)保持角速度和運動半徑相同，僅讓小球的質(zhì)量不同，分別放在擋板A和擋板C處。根據(jù)可知需要將傳動皮帶調(diào)至第一層輪塔?！拘?詳析】兩鋼球質(zhì)量和轉(zhuǎn)動半徑形同，傳動皮帶位于第三層，根據(jù)可知角速度之比為，由可得左右兩標(biāo)尺露出的格子數(shù)之比約為。13.波輪洗衣機中的脫水筒如圖所示，在脫水時，衣服緊貼在筒壁上做勻速圓周運動。某洗衣機的有關(guān)規(guī)格如下表所示。在運行脫水程序時，有一質(zhì)量的紐扣脫落后被甩到桶壁上，隨桶壁一起做勻速圓周運動。求紐扣的線速度大小和受到的彈力大小。在解答本題時可以選擇表格中有用的數(shù)據(jù)。（重力加速度g取10m/s2，〖答案〗可保留π）型號xx額定電壓、頻率220V、50Hz額定脫水功率225W質(zhì)量31kg脫水轉(zhuǎn)速600r/min脫水筒尺寸直徑300mm，高370mm外形尺寸長555mm，寬510mm，高870mm〖答案〗3πm/s，〖解析〗脫水筒的轉(zhuǎn)速角速度脫水筒的直徑半徑筒壁對紐扣的彈力提供紐扣做圓周運動的向心力，所以線速度彈力14.2023年11月3日，我國文昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功將通信技術(shù)試驗衛(wèi)星十號發(fā)射升空。若衛(wèi)星在距地球表面某高度處繞地球做勻速圓周運動的周期為T，已知地球赤道處的重力加速度為g，兩極處重力加速度為，地球可視為均勻球體，其半徑為R，引力常量為G，求：（1）地球的質(zhì)量M及地球自轉(zhuǎn)的角速度ω；（2）衛(wèi)星距地球表面的高度?！即鸢浮剑?），；（2）〖解析〗（1）設(shè)地球質(zhì)量為M，在兩極處滿足解得在地球赤道處解得（2）設(shè)衛(wèi)星質(zhì)量m，由萬有引力提供向心力聯(lián)立解得衛(wèi)星距地球表面的高度15.一質(zhì)量為m=1kg，額定功率為P=40W電動玩具車，從水平軌道的某處以加速度a=2m/s2靜止出發(fā)，欲沖上傾角為θ=18°的傾斜軌道，t1時刻到達傾斜軌道的底端且功率達到最大值，之后保持該功率不變繼續(xù)運動，運動的圖像如圖所示，其中AB段為曲線，其他部分為直線。已知玩具車運動過程中所受水平軌道的摩擦阻力為自身重力的0.3倍，傾斜軌道的摩擦阻力為自身重力的0.1倍，不計空氣阻力，不計軌道銜接處的速率變化。取重力加速度g=10m/s2，sin18°=0.30，cos18°=0.95。（1）求玩具車運動到傾斜底端的速度v1及時間t1；（2）求玩具車運動過程中的最大速度vm；（3）求玩具車12s內(nèi)克服軌道摩擦阻力所做的功?！即鸢浮剑?），；（2）；（3）〖解析〗（1）玩具車在內(nèi)做勻加速直線運動，設(shè)牽引力為F1，水平軌道的摩擦阻力為f1，由牛頓第二定律得又解得由，聯(lián)立解得，（2）當(dāng)玩具車達到最大速度vm勻速運動時，牽引力為F，傾斜軌道