精品解析：河北省邢台市翰林高级中学等校2023-2024学年高一下学期4月期中考试物理试题

2023—2024学年高一（下）期中考试 物理 本试卷满分100分，考试用时75分钟． 注意事项： 1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上． 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑．如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号．回答非选择题时，将答案写在答题卡上．写在本试卷上无效． 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回． 4．本试卷主要考试内容：人教版必修第二册第六章至第八章第2节． 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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. 下列说法正确的是（　　） A. 牛顿首先通过实验测出了引力常量的值 B. 开普勒首先发现了万有引力定律 C. 当地球离太阳较近的时候，地球绕太阳运行的速度较大 D. 所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳在椭圆的中心 【答案】C 【解析】 【详解】A．卡文迪许首先通过实验测出了引力常量的值，A错误； B．牛顿首先发现了万有引力定律，B错误； C．由开普勒第二定律可知，当地球离太阳较近的时候，地球绕太阳运行的速度较大，C正确； D．由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，D错误。 故选C。 2. 关于功，下列说法正确的是（　　） A. 因为功有正负，所以功是矢量 B. 重力做功与路径无关 C. 摩擦力只能做负功 D. 功仅由力决定，力越大，这个力做的功越多 【答案】B 【解析】 【详解】A．功是标量，只有大小没有方向，故A错误； B．重力做功与始末位置的高度差有关，与路径无关，故B正确； C．摩擦力可以做正功，例如将小物块轻轻放在匀速运动的水平传送带上，传送带对小物块的摩擦力做正功，故C错误； D．力和力方向上的位移的乘积表示力对物体做的功的大小，故功由力和力的方向上的位移共同决定，故D错误。 故选B。 3. 2024年3月5日，经过近一个月的漂移和业务调试后，“风云四号”B星成功接替“风云四号”A星，在东经105度的静止轨道上恢复业务服务，实现万里之外的“太空搬家”。“风云四号”A星与“风云四号”B星均为地球静止轨道卫星（距地面的高度约为36000km）。关于地球静止轨道卫星，下列说法正确的是（　　） A. 可能出现在沈阳的正上空 B. 运行的周期大于地球自转的周期 C. 线速度比在赤道上随地球一起自转的物体的线速度大 D. 向心加速度比在赤道上随地球一起自转的物体的向心加速度小 【答案】C 【解析】 【详解】AB．地球静止轨道卫星位于赤道正上空，运行的周期等于地球自转的周期，AB错误； C．地球静止轨道卫星转动的半径大于地球的半径，根据 可知，其线速度比在赤道上随地球一起自转的物体的线速度大，C正确； D．根据 可知，地球静止轨道卫星的向心加速度比在赤道上随地球一起自转的物体的向心加速度大，D错误。 故选C。 4. 关于万有引力公式，下列说法正确的是（　　） A. 甲物体对乙物体的万有引力与乙物体对甲物体的万有引力大小相等 B. 对不同两物体间的万有引力的计算，公式中引力常量G的值是不同的 C. 由万有引力公式可知，当两物体紧挨在一起时，两物体间的万有引力无穷大 D. 万有引力公式只适用于天上的物体，不适用于地上的物体 【答案】A 【解析】 【详解】A．甲物体对乙物体的万有引力与乙物体对甲物体的万有引力是一对作用力与反作用力关系，由牛顿第三定律可知，两力大小相等，A正确； B．对不同两物体间的万有引力的计算，公式中引力常量G的值是相同的，B错误； C．万有引力公式中的，对质量分布均匀且形状规则的两物体，其间的距离是两物体间中心距离，因此当两物体紧挨在一起时，两物体间的万有引力不是无穷大，对质量分布不均匀且形状不规则的两物体，当两物体紧挨在一起时，也不是无穷小，两物体间的万有引力也不是无穷大，C错误； D．万有引力公式适用于天上的物体，也适用于地上质量较小的物体之间的引力计算，D错误。 故选A。 5. 图为邢台市有“邢台之眼”之称的摩天轮，它让人感受激情的同时，还能收获满满的幸福和浪漫。已知当该摩天轮以某一周期做匀速圆周运动时，乘坐该摩天轮的小明的向心力大小为F，若在其他情况不变的情况下，仅将该摩天轮做匀速圆周运动的周期变为原来的2倍，则此时小明的向心力大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】设摩天轮的半径为，小明的质量为，摩天轮原来做匀速圆周运动的周期为，则角速度为 由向心力公式可得 周期变为原来的2倍时，此时的角速度为 此时向心力为 可得 故选A。 6. 一同学将质量为的物体（视为质点）从离地面高处以大小为的初速度水平抛出，不计空气阻力，取重力加速度大小。物体下落到距离地面高处时，重力的瞬时功率为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】由题意可知，物体做平抛运动，物体下落的高度为 由速度位移关系公式可得，物体下落5m时竖直方向的分速度为 则有重力的瞬时功率为 故选D。 7. 如图所示，某次溜冰表演中，甲、乙两名运动员面对面拉着轻质弹簧测力计做匀速圆周运动，弹簧水平，若甲、乙的质量分别为与，两人相距，弹簧测力计的示数为，不考虑一切阻力，则下列说法正确的是（　　） A. 两人的运动半径均为 B. 甲的线速度大小为 C. 乙的角速度大小为 D. 乙做圆周运动的向心力大小为 【答案】C 【解析】 【详解】AD．甲、乙两名运动员面对面拉着轻质弹簧测力计做匀速圆周运动，可知两运动员间的作用力提供向心力且大小相等，两运动员是同轴转动，则角速度相等，由向心力公式可得 则有 又 联立解得 AD错误； B．对运动员甲，由向心力公式可得 解得 B错误； C．对运动员乙，由向心力公式可得 解得 C正确。 故选C。 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分． 8. 如图所示，质量为1kg的小球（视为质点）从距桌面高度为1.2m处的A点下落到水平地面上的B点，与地面碰撞后恰好能上升到与桌面等高的C点，C点距地面的高度为0.8m。取重力加速度大小。下列说法正确的是（　　） A. 在小球从A点经B点运动到C点的过程中，重力对小球做的功为28J B. 在小球从B点运动到C点的过程中，重力对小球做的功为 C. 以桌面为重力势能的参考平面，小球在A点时的重力势能为12J D. 以桌面为重力势能的参考平面，小球在B点时的重力势能为零 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．重力做功与路径无关，根据 在小球从A点运动到C点的过程中，重力对小球做的功 在小球从B点运动到C点的过程中，重力对小球做的功 A错误，B正确。 CD．以桌面为重力势能的参考平面，根据 小球在A、B两点时的重力势能分别为 ， C正确，D错误。 故选BC。 9. 如图所示，A、B两小球分别固定在大、小轮的边缘上，小球C固定在大轮半径的中点，大轮的半径是小轮半径的2倍，它们之间靠摩擦传动，接触面上不打滑。三个小球的质量相同且均视为质点。下列说法正确的是（　　） A. A、B两小球的线速度大小之比为 B. B、C两小球的角速度大小之比为 C. A、B两小球的周期之比为 D. A、C两小球的向心力大小之比为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．由题意可知，大、小轮的边缘靠摩擦传动，因此边缘各点的线速度大小相等，则有 A正确； B．由于B、C两小球是同轴转动，则有相同的角速度，即为 B错误； C．A、B两小球的线速度大小相等，由线速度与角速度的关系式可得 则有 C错误； D．由于 由可得 由向心力公式可得 D正确。 故选AD。 10. 2024年3月27日，我国在太原卫星发射中心将“云海三号”02星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。若该卫星在半径为R的轨道上做匀速圆周运动的周期为T，地球的半径为，引力常量为G，已知球的体积，其中r为球的半径，则下列说法正确的是（　　） A. 该卫星的线速度大小为 B. 地球表面的重力加速度大小为 C. 地球的第一宇宙速度为 D. 地球的平均密度为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．该卫星在半径为R的轨道上做匀速圆周运动的周期为T，由线速度与角速度的关系公式可知，该卫星的线速度大小为 A错误； B．物体在地球表面的重力大小等于万有引力，可得 对卫星由地球的万有引力提供向心力可得 联立解得地球表面的重力加速度 B正确； C．设地球的第一宇宙速度为，在地球表面附近重力提供向心力，则有 地球的第一宇宙速度为 C错误； D．由 可得地球的平均密度为 D正确。 故选BD。 三、非选择题：共54分． 11. 2024年3月17日，探月工程四期“鹊桥二号”中继星和“长征八号”遥三运载火箭在中国文昌航天发射场完成技术区相关工作，星箭组合体转运至发射区，计划于近日择机实施发射。请完成下列填空： （1）为了充分利用地球的自转速度，在地球上发射卫星时应______（填“自西向东”“自东向西”“自南向北”或“自北向南”）发射，发射点建在______（填“靠近赤道”或“靠近两极”）较好。 （2）若“鹊桥二号”中继星发射入轨后绕地球做匀速圆周运动，轨道半径为r，地球的质量为M，引力常量为G，则入轨后“鹊桥二号”中继星的线速度大小为______，周期为______。 【答案】（1） ①. 自西向东 ②. 靠近赤道 （2） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 [1][2]由于地球自西向东自转，为了充分利用地球的自转速度，在地球上发射卫星时应自西向东发射；因为越靠近赤道，地面上的物体随地球自转的线速度越大，所以发射点建在靠近赤道较好。 【小问2详解】 [1][2]设“鹊桥二号”中继星的质量为m，有 解得 “鹊桥二号”中继星的周期 12. 某同学探究做圆周运动的物体的质量、向心力、轨道半径及线速度关系的实验装置如图甲所示，圆柱体放置在水平光滑圆盘上做匀速圆周运动。力传感器测量向心力大小F，速度传感器测量圆柱体的线速度大小v，该同学通过保持圆柱体的质量和运动半径不变，来探究向心力大小F与线速度大小v的关系。 （1）该同学采用的实验方法为______ A. 等效替代法 B. 控制变量法 C. 理想化模型法 （2）改变线速度大小，多次测量，该同学测出了5组F、v数据，该同学对数据分析后，在如图乙所示的坐标纸上描出了5个点。 ①请作出图线______； ②分析可知，由小到大，第______（填“1”“2”“3”“4”或“5”）组数据错误； ③若圆柱体运动半径，由作出的图线可得圆柱体的质量m=______kg（结果保留两位有效数字）。 【答案】（1）B （2） ①. ②. 2 ③. 0.14##0.15##0.16##0.17##0.18 【解析】 【小问1详解】 该同学采用的实验方法为控制变量法，故选B。 【小问2详解】 ①[1]作出图线如图； ②[2]分析可知，由小到大，第2组数据偏离直线过大，则数据错误； ③[3]根据 由图像可知 若圆柱体运动半径，可得圆柱体的质量 m=0.16kg 13. 电动汽车是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。由于对环境影响相对传统汽车较小，因此电动汽车的前景非常好。某质量为m的电动汽车，其发动机的额定功率为P，它在平直公路上行驶时所受阻力大小为kmg（其中g为重力加速度大小）。 （1）求该汽车所能达到的最大速度； （2）若该汽车从静止开始以大小为a的加速度匀加速行驶，求此过程能维持的时间t。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）当该汽车的合力为0时，速度达到最大，此时它所受的牵引力大小 又 解得 （2）设该汽车匀加速行驶时所受的牵引力大小为，根据牛顿第二定律有 设该汽车的瞬时功率刚达到额定功率时的速度大小为v，有 又 解得 14. 如图所示，长的轻质细线下端悬挂一个质量的小球（视为质点），细线上端固定在O点，O点距地面的高度，开始时小球在光滑水平地面上，细线恰好拉直。现使小球在某一水平面内做匀速圆周运动，细线始终未断裂。取重力加速度大小。 （1）要使小球不离开地面，求小球做匀速圆周运动的线速度大小v应满足的条件； （2）求小球以大小的线速度做匀速圆周运动时，所受细线的拉力大小F。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）设小球恰好未离开地面时细线与竖直方向的夹角为α，如图所示，由几何关系有 设此时小球的线速度大小为，由牛顿第二定律则有 解得 可知要使小球不离开地面，小球做匀速圆周运动的线速度大小v应满足的条件为 （2）因为，所以此时小球已离开地面，设此时细线与竖直方向的夹角为，由牛顿第二定律则有 解得 可知 解得 15. 2024年2月24日，中国载人月球探测任务新飞行器名称正式公布，月面着陆器被命名为“揽月”，载人登月进入倒计时。假设若干年后，已经把月球开发成了度假星球，可以随时去月球观光旅游，体验与地球上不一样的风景与乐趣。某人穿着宇航服在月球基地外平直月面上打高尔夫。已知地球的质量为M、半径为R，地球表面的重力加速度大小为g，月球的质量为m、半径为r。 （1）求月球的第一宇宙速度； （2）若高尔夫球的初速度大小为，方向与月面的夹角为α，求高尔夫球在空中的运动时间t； （3）若高尔夫球的初速度大小恒定，求在高尔夫球能打出最远水平距离的情况下，高尔夫球的初速度方向与月面的夹角β。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）对地球表面附近质量为的物体，有 其中G为引力常量，设月球上绕月球表面运动的卫星的质量为m'，有 解得 （2）设月球表面的重力加速度大小为，同理有 解得 高尔夫球的初速度的竖直分量大小 根据对称性有 解得 （3）若高尔夫球的初速度大小为，其水平分量大小 高尔夫球的初速度的竖直分量大小 其水平位移大小 解得 由数学知识可知，当时，高尔夫球的水平位移最大。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2023—2024学年高一（下）期中考试 物理 本试卷满分100分，考试用时75分钟． 注意事项： 1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上． 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑．如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号．回答非选择题时，将答案写在答题卡上．写在本试卷上无效． 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回． 4．本试卷主要考试内容：人教版必修第二册第六章至第八章第2节． 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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. 下列说法正确的是（　　） A. 牛顿首先通过实验测出了引力常量的值 B. 开普勒首先发现了万有引力定律 C. 当地球离太阳较近的时候，地球绕太阳运行的速度较大 D. 所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳在椭圆的中心 2. 关于功，下列说法正确的是（　　） A. 因为功有正负，所以功是矢量 B. 重力做功与路径无关 C. 摩擦力只能做负功 D. 功仅由力决定，力越大，这个力做的功越多 3. 2024年3月5日，经过近一个月的漂移和业务调试后，“风云四号”B星成功接替“风云四号”A星，在东经105度的静止轨道上恢复业务服务，实现万里之外的“太空搬家”。“风云四号”A星与“风云四号”B星均为地球静止轨道卫星（距地面的高度约为36000km）。关于地球静止轨道卫星，下列说法正确的是（　　） A. 可能出现在沈阳的正上空 B. 运行的周期大于地球自转的周期 C. 线速度比在赤道上随地球一起自转的物体的线速度大 D. 向心加速度比在赤道上随地球一起自转的物体的向心加速度小 4. 关于万有引力公式，下列说法正确的是（　　） A. 甲物体对乙物体的万有引力与乙物体对甲物体的万有引力大小相等 B. 对不同两物体间的万有引力的计算，公式中引力常量G的值是不同的 C. 由万有引力公式可知，当两物体紧挨在一起时，两物体间的万有引力无穷大 D. 万有引力公式只适用于天上的物体，不适用于地上的物体 5. 图为邢台市有“邢台之眼”之称的摩天轮，它让人感受激情的同时，还能收获满满的幸福和浪漫。已知当该摩天轮以某一周期做匀速圆周运动时，乘坐该摩天轮的小明的向心力大小为F，若在其他情况不变的情况下，仅将该摩天轮做匀速圆周运动的周期变为原来的2倍，则此时小明的向心力大小为（　　） A. B. C. D. 6. 一同学将质量为的物体（视为质点）从离地面高处以大小为的初速度水平抛出，不计空气阻力，取重力加速度大小。物体下落到距离地面高处时，重力的瞬时功率为（　　） A. B. C. D. 7. 如图所示，某次溜冰表演中，甲、乙两名运动员面对面拉着轻质弹簧测力计做匀速圆周运动，弹簧水平，若甲、乙的质量分别为与，两人相距，弹簧测力计的示数为，不考虑一切阻力，则下列说法正确的是（　　） A. 两人的运动半径均为 B. 甲的线速度大小为 C. 乙的角速度大小为 D. 乙做圆周运动的向心力大小为 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分． 8. 如图所示，质量为1kg的小球（视为质点）从距桌面高度为1.2m处的A点下落到水平地面上的B点，与地面碰撞后恰好能上升到与桌面等高的C点，C点距地面的高度为0.8m。取重力加速度大小。下列说法正确的是（　　） A. 在小球从A点经B点运动到C点的过程中，重力对小球做的功为28J B. 在小球从B点运动到C点的过程中，重力对小球做的功为 C. 以桌面为重力势能的参考平面，小球在A点时的重力势能为12J D. 以桌面为重力势能的参考平面，小球在B点时的重力势能为零 9. 如图所示，A、B两小球分别固定在大、小轮的边缘上，小球C固定在大轮半径的中点，大轮的半径是小轮半径的2倍，它们之间靠摩擦传动，接触面上不打滑。三个小球的质量相同且均视为质点。下列说法正确的是（　　） A. A、B两小球的线速度大小之比为 B. B、C两小球的角速度大小之比为 C. A、B两小球的周期之比为 D. A、C两小球的向心力大小之比为 10. 2024年3月27日，我国在太原卫星发射中心将“云海三号”02星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。若该卫星在半径为R的轨道上做匀速圆周运动的周期为T，地球的半径为，引力常量为G，已知球的体积，其中r为球的半径，则下列说法正确的是（　　） A. 该卫星的线速度大小为 B. 地球表面的重力加速度大小为 C. 地球的第一宇宙速度为 D. 地球的平均密度为 三、非选择题：共54分． 11. 2024年3月17日，探月工程四期“鹊桥二号”中继星和“长征八号”遥三运载火箭在中国文昌航天发射场完成技术区相关工作，星箭组合体转运至发射区，计划于近日择机实施发射。请完成下列填空： （1）为了充分利用地球的自转速度，在地球上发射卫星时应______（填“自西向东”“自东向西”“自南向北”或“自北向南”）发射，发射点建在______（填“靠近赤道”或“靠近两极”）较好。 （2）若“鹊桥二号”中继星发射入轨后绕地球做匀速圆周运动，轨道半径为r，地球的质量为M，引力常量为G，则入轨后“鹊桥二号”中继星的线速度大小为______，周期为______。 12. 某同学探究做圆周运动的物体的质量、向心力、轨道半径及线速度关系的实验装置如图甲所示，圆柱体放置在水平光滑圆盘上做匀速圆周运动。力传感器测量向心力大小F，速度传感器测量圆柱体的线速度大小v，该同学通过保持圆柱体的质量和运动半径不变，来探究向心力大小F与线速度大小v的关系。 （1）该同学采用的实验方法为______ A. 等效替代法 B. 控制变量法 C. 理想化模型法 （2）改变线速度大小，多次测量，该同学测出了5组F、v数据，该同学对数据分析后，在如图乙所示的坐标纸上描出了5个点。 ①请作出图线______； ②分析可知，由小到大，第______（填“1”“2”“3”“4”或“5”）组数据错误； ③若圆柱体运动半径，由作出的图线可得圆柱体的质量m=______kg（结果保留两位有效数字）。 13. 电动汽车是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。由于对环境影响相对传统汽车较小，因此电动汽车的前景非常好。某质量为m的电动汽车，其发动机的额定功率为P，它在平直公路上行驶时所受阻力大小为kmg（其中g为重力加速度大小）。 （1）求该汽车所能达到的最大速度； （2）若该汽车从静止开始以大小为a的加速度匀加速行驶，求此过程能维持的时间t。 14. 如图所示，长的轻质细线下端悬挂一个质量的小球（视为质点），细线上端固定在O点，O点距地面的高度，开始时小球在光滑水平地面上，细线恰好拉直。现使小球在某一水平面内做匀速圆周运动，细线始终未断裂。取重力加速度大小。 （1）要使小球不离开地面，求小球做匀速圆周运动的线速度大小v应满足的条件； （2）求小球以大小的线速度做匀速圆周运动时，所受细线的拉力大小F。 15. 2024年2月24日，中国载人月球探测任务新飞行器名称正式公布，月面着陆器被命名为“揽月”，载人登月进入倒计时。假设若干年后，已经把月球开发成了度假星球，可以随时去月球观光旅游，体验与地球上不一样的风景与乐趣。某人穿着宇航服在月球基地外平直月面上打高尔夫。已知地球的质量为M、半径为R，地球表面的重力加速度大小为g，月球的质量为m、半径为r。 （1）求月球的第一宇宙速度； （2）若高尔夫球的初速度大小为，方向与月面的夹角为α，求高尔夫球在空中的运动时间t； （3）若高尔夫球的初速度大小恒定，求在高尔夫球能打出最远水平距离的情况下，高尔夫球的初速度方向与月面的夹角β。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $