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(jí)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(shí)間75分鐘，總分100分）注意事項(xiàng)：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(hào)填寫(xiě)在答題卷上，并用2B鉛筆填涂考試號(hào)下方的涂點(diǎn)。2.選擇題每小題選出〖答案〗后，用2B鉛筆把答題卷上對(duì)應(yīng)的〖答案〗信息點(diǎn)涂黑。如需改動(dòng)，用橡皮擦干凈后，再選涂其他〖答案〗?！即鸢浮綄?xiě)在試題卷上無(wú)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(shū)寫(xiě)的〖答案〗無(wú)效，在試題紙上答題無(wú)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(jì)44分，每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意.1.引力常量G的單位用國(guó)際單位制中的基本單位可表示為（）A. B. C. D.〖答案〗C〖解析〗國(guó)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(wàn)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(huà)出了汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)所受合力F的四個(gè)方向，其中正確的是（）A. B.C. D.〖答案〗B〖解析〗汽車從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N，做曲線運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)軌跡必定夾在合力與速度之間，由于速度方向?yàn)檐壽E上該點(diǎn)的切線方向，且物體做加速運(yùn)動(dòng)，可知合力方向與速度方向的夾角要小于90°，結(jié)合選項(xiàng)圖像。故選B。3.下列說(shuō)法正確的是（）A.滑動(dòng)摩擦力一定做負(fù)功B.靜摩擦力一定不做功C.一對(duì)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(dòng)摩擦力的方向可以與物體的運(yùn)動(dòng)方向相同，所以滑動(dòng)摩擦力可以做正功，故A錯(cuò)誤；B．運(yùn)動(dòng)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(cuò)誤；C．一對(duì)靜摩擦力總是大小相等，方向相反，而相互作用的相對(duì)靜止的兩個(gè)物體發(fā)生的位移相同，所以一對(duì)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(fù)功；比如在運(yùn)行的水平傳送帶上輕放一物塊，傳送帶對(duì)物塊的摩擦力做正功，物塊對(duì)傳送帶的摩擦力做負(fù)功，故D錯(cuò)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(yùn)動(dòng)，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(xiàng)正確的是（）A.衛(wèi)星Q也可能相對(duì)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(duì)地面靜止，故A錯(cuò)誤；BD．根據(jù)萬(wàn)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(cuò)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(wú)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(cuò)誤。故選D。5.如圖所示，甲、乙圓盤(pán)的半徑之比為1∶3，兩水平圓盤(pán)緊靠在一起，乙靠摩擦隨甲不打滑轉(zhuǎn)動(dòng)，兩圓盤(pán)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(pán)間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同。a距甲盤(pán)圓心r，b距乙盤(pán)圓心2r，此時(shí)它們正隨盤(pán)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。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(kāi)始滑動(dòng)〖答案〗B〖解析〗AC．甲、乙兩圓盤(pán)邊緣上的各點(diǎn)線速度大小相等，由關(guān)系式可得甲、乙兩圓盤(pán)的角速度之比為物體相對(duì)圓盤(pán)靜止時(shí)物體的角速度等于圓盤(pán)的角速度，故m1與m2的角速度之比為，則有故AC錯(cuò)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(dá)到臨界角速度，可知當(dāng)轉(zhuǎn)速增加時(shí)，m1先開(kāi)始滑動(dòng)，故D錯(cuò)誤。故選B。6.室內(nèi)足球運(yùn)動(dòng)的某次傳球過(guò)程，足球在地面位置1被踢出后落到位置3，2為空中達(dá)到的最高點(diǎn)，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(dòng)能相等C.與下落過(guò)程相比，足球在上升過(guò)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(yùn)動(dòng)軌跡可知，足球運(yùn)動(dòng)過(guò)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(cuò)誤；B．由于空氣阻力對(duì)足球做負(fù)功，足球的機(jī)械能減小，則足球在位置1的動(dòng)能大于在位置3的動(dòng)能，故B錯(cuò)誤；C．上升過(guò)程空氣阻力的豎直分力向下，下落過(guò)程空氣阻力的豎直分力向上，可知上升過(guò)程豎直方向的平均加速度大于下落過(guò)程豎直方向的平均加速度，根據(jù)可知上升過(guò)程的時(shí)間小于下落過(guò)程的時(shí)間；根據(jù)可知與下落過(guò)程相比，足球在上升過(guò)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(duì)稱性可知，足球的運(yùn)動(dòng)軌跡為2、3的對(duì)稱軌跡，所以足球不沿原軌跡返回位置1，故D錯(cuò)誤。故選C。7.如圖所示，一個(gè)質(zhì)量均勻分布的半徑為R的球體對(duì)球外質(zhì)點(diǎn)P的萬(wàn)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(duì)質(zhì)點(diǎn)P的萬(wàn)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(diǎn)P的質(zhì)量為，球心與質(zhì)點(diǎn)P的距離為L(zhǎng)。根據(jù)知，挖去部分的小球的質(zhì)量沒(méi)挖去前，原球體對(duì)質(zhì)點(diǎn)P的引力挖去的部分對(duì)質(zhì)點(diǎn)P的引力則剩余部分對(duì)質(zhì)點(diǎn)P的引力故選A。8.如圖為神舟十七號(hào)的發(fā)射與交會(huì)對(duì)接過(guò)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(huì)點(diǎn)。關(guān)于神舟十七號(hào)載人飛船與天和核心艙交會(huì)對(duì)接過(guò)程，下列說(shuō)法正確的是（）A.飛船從②軌道變軌到③軌道需要在Q點(diǎn)點(diǎn)火減速B.飛船在③軌道上運(yùn)行的速度大于第一宇宙速度C.飛船在①軌道上P點(diǎn)加速度小于在②軌道上P點(diǎn)加速度D.若核心艙在③軌道運(yùn)行周期為T(mén)，則飛船在②軌道從P到Q的時(shí)間為〖答案〗D〖解析〗A．飛船在Q點(diǎn)由②軌道到變軌到③軌道，由近心運(yùn)動(dòng)變?yōu)閳A周運(yùn)動(dòng)，需要點(diǎn)火加速，故A錯(cuò)誤；B．設(shè)飛船在圓軌道上的運(yùn)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(shí)的運(yùn)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(yùn)行的速度小于第一宇宙速度，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)牛頓第二定律可得可知飛船在①軌道上P點(diǎn)加速度等于在②軌道上P點(diǎn)加速度，故C錯(cuò)誤；D．設(shè)飛船在②軌道從P到Q的時(shí)間為t，根據(jù)開(kāi)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(dá)斜面頂端時(shí)，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(dòng)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(zhǎng)為L(zhǎng)，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(cuò)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(guò)程中，物塊的速度v、重力勢(shì)能Ep、彈簧的彈力F、彈性勢(shì)能E彈隨時(shí)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(shí)，合外力先不變，做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，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(yùn)動(dòng)，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(shí)，此時(shí)合力為零，速度達(dá)到最大；然后繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)時(shí)合力向上變大，在最低點(diǎn)時(shí)合力最大，做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng)，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(shì)能隨x線性減小，故B錯(cuò)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(cuò)誤；D．物塊接觸彈簧之前，彈簧彈性勢(shì)能為零；接觸彈簧之后，彈簧彈性勢(shì)能隨x逐漸變大，根據(jù)可知圖像為開(kāi)口向上的拋物線形狀，故D錯(cuò)誤。故選A。11.如圖所示，一小物塊被夾子夾緊，夾子通過(guò)輕繩懸掛在小環(huán)上，小環(huán)套在水平光滑細(xì)桿上，物塊質(zhì)量為M，到小環(huán)的距離為L(zhǎng)，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(yùn)動(dòng)，當(dāng)小環(huán)碰到桿上的釘子P后立刻停止，物塊向上擺動(dòng)，整個(gè)過(guò)程中，物塊在夾子中沒(méi)有滑動(dòng)，小環(huán)和夾子的質(zhì)量均不計(jì)，小環(huán)、夾子和物塊均可視為質(zhì)點(diǎn)，重力加速度為g。下列說(shuō)法正確的是（）A.物塊向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，繩中的張力大于B.小環(huán)碰到釘子P時(shí)，繩中的張力等于C.速度v不能超過(guò)D.物塊上升的最大高度為〖答案〗B〖解析〗A．向右勻速時(shí)，以物塊和夾子組成的整體為研究對(duì)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(cuò)誤；B．小環(huán)碰到釘子以后，物塊做圓周運(yùn)動(dòng)，以物塊和夾子組成的整體為研究對(duì)象，小環(huán)碰到釘子P時(shí)，有即故B正確；C．當(dāng)夾子的摩擦力等于最大靜摩擦力時(shí)，物塊的速度最大，可得整理得故C錯(cuò)誤；D．小環(huán)碰到釘子以后，物塊做圓周運(yùn)動(dòng)，機(jī)械能守恒，如果小環(huán)上升的最高點(diǎn)在細(xì)桿以下則運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)的過(guò)程有解得如果上升到細(xì)桿上方最高點(diǎn)速度不為零則有則故D錯(cuò)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(shí)請(qǐng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要的演算步驟，只寫(xiě)出最后〖答案〗的不能得分；有數(shù)值計(jì)算時(shí)，〖答案〗中必須明確寫(xiě)出數(shù)值和單位.12.某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)手柄，通過(guò)皮帶帶動(dòng)兩個(gè)輪塔轉(zhuǎn)動(dòng)，使得槽內(nèi)的鋼球做圓周運(yùn)動(dòng)，鋼球?qū)醢宓淖饔猛ㄟ^(guò)連桿使測(cè)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(zhǎng)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(jì)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(shí)驗(yàn)的思想方法是（填選項(xiàng)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(shí)驗(yàn)中，探究向心力的大小與質(zhì)量的關(guān)系，則需要將傳動(dòng)皮帶調(diào)至第__________層塔輪（選填“一”“二”或“三”）；選擇兩個(gè)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(shí)驗(yàn)中，把兩個(gè)質(zhì)量相等的鋼球放在A、C位置，傳動(dòng)皮帶位于第三層，轉(zhuǎn)動(dòng)手柄，當(dāng)塔輪勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，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(wèn)1詳析】本實(shí)驗(yàn)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(gè)物理量，應(yīng)采用控制變量法。故選D?！拘?wèn)2詳析】探究向心力的大小與質(zhì)量關(guān)系時(shí)，應(yīng)保持角速度和運(yùn)動(dòng)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(dòng)皮帶調(diào)至第一層輪塔。【小問(wèn)3詳析】?jī)射撉蛸|(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)半徑形同，傳動(dòng)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(jī)中的脫水筒如圖所示，在脫水時(shí)，衣服緊貼在筒壁上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。某洗衣機(jī)的有關(guān)規(guī)格如下表所示。在運(yùn)行脫水程序時(shí)，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(yùn)動(dòng)。求紐扣的線速度大小和受到的彈力大小。在解答本題時(shí)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(hào)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(zhǎng)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(duì)紐扣的彈力提供紐扣做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，所以線速度彈力14.2023年11月3日，我國(guó)文昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功將通信技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星十號(hào)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(yùn)動(dòng)的周期為T(mén)，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。〖答案〗（1），；（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(wàn)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(dòng)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(shí)刻到達(dá)傾斜軌道的底端且功率達(dá)到最大值，之后保持該功率不變繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)過(guò)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(jì)空氣阻力，不計(jì)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(yùn)動(dòng)到傾斜底端的速度v1及時(shí)間t1；（2）求玩具車運(yùn)動(dòng)過(guò)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。〖答案〗（1），；（2）；（3）〖解析〗（1）玩具車在內(nèi)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，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(dá)到最大速度vm勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，牽引力為F，傾斜軌道