精品解析：吉林省通化市梅河口市博文学校2023-2024学年高一下学期第一次考试物理试题

2023---2024学年第二学期第一次考试 高一物理试题 本试题分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。考试结束后，只交答题纸和答题卡，试题自己保留。第Ⅰ卷为选择题，共46分；第Ⅱ卷为非选择题共54分。满分100分，考试时间为75分钟。 第Ⅰ卷 选择题 一、选择题（下列每小题所给选项至少有一项符合题意，1-7题为单选题，每小题4分，8-10题为多选题，全部选对得6分，对而不全得3分，请将正确答案的序号填涂在答题卡上。共46分） 1. 已知物体运动初速度v0方向及它受到恒定合外力F的方向，下图表示物体运动的轨迹，其中正确的是 A. B. C. D. 2. 下列四幅图是有关生活中的圆周运动的实例分析，其中说法正确的是（　　） A. 汽车通过凹形桥的最低点时，速度越快越容易爆胎 B. 铁路的转弯处，外轨比内轨高是为了利用轮缘与内轨的侧压力来帮助火车转弯 C. “水流星”表演中，在最高点处水对桶底一定有压力 D. 洗衣机的脱水是利用了失重现象 3. 如图所示，修正带是通过两个齿轮的相互咬合进行工作的。其原理可简化为图中所示的模型。A、B是转动的齿轮边缘的两点，则下列说法中正确的是（　　） A. A、B两点的角速度相等 B. A、B两点的线速度大小相等 C. A点的周期等于B点的周期 D. A点的向心加速度等于B点的向心加速度 4. 如图所示，两颗地球卫星A、B均沿图示方向绕地球做匀速圆周运动，若卫星A、B的线速度大小之比为p，则（　　） A. A、B的轨道半径之比为p2 B. A、B的角速度大小之比为p2 C. A、B的向心加速度大小之比为p4 D. A、B受到地球的万有引力大小之比p4 5. 下列关于图示的描述，人没有对物体做功的是（　　） A. 人推墙没推动 B. 运动员把足球踢出 C. 人拉着箱子前进 D. 某人通过滑轮拉高重物 6. 质量为的物体（可视为质点）沿着倾角为的光滑斜面由顶端开始下滑，当物体滑至斜面底端时瞬时速率，此时重力的瞬时功率为（　　） A. B. C. D. 7. 如图所示，a为放在地球赤道上相对地面静止的物体，随地球自转做匀速圆周运动，b为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星（轨道半径约等于地球半径），c为地球的静止卫星。下列关于a、b、c的说法中正确的是（　　） A. a、b、c做匀速圆周运动的角速度大小关系为 B. a、b、c做匀速圆周运动的向心加速度大小关系为 C. a、b、c做匀速圆周运动的周期关系为 D. 卫星b的线速度大小大于卫星c的线速度大小 8. 如图所示，小球A、B分别从和l的高度水平抛出后落地，上述过程中A、B的水平位移分别为l和。忽略空气阻力，则（　　） A. A和B的位移大小相等 B. A的运动时间是B的2倍 C. A的初速度是B的 D. A的末速度比B的大 9. 2021年5月15日，“天问一号”探测器成功着陆火星。图为“天问一号”探测器经过多次变轨后登陆火星的理想轨迹示意图，其中轨道I、III为椭圆，轨道II为圆，不计探测器变轨时质量的变化，万有引力常量为G，则（　　） A. 探测器在轨道I的运行周期小于在轨道II的运行周期 B. 探测器在轨道II上的速度小于火星的“第一宇宙速度” C. 若已知轨道II的周期和轨道半径，则可以求出火星质量 D. 探测器在轨道I上O点的速度小于轨道II上O点的速度 10. 如图所示是一辆汽车在平直路面从静止开始运动的v—t图像，Oa段为直线，ab段为曲线，bc段为水平直线，汽车阻力恒定，则由图像可知下列说法错误的是（ ） A. 在0 ~ t1时间内，汽车的牵引力增大，加速度不变，功率增大 B. 在0 ~ t1时间内，汽车的牵引力增大，加速度增大，功率不变 C. 在t1 ~ t2时间内，汽车的牵引力减小，汽车做加速度逐渐减小的加速运动 D. 在t1时刻以后，汽车的牵引力不变，汽车的功率也不变 第Ⅱ卷 非选择题 二、实验题 （每空2分，共14分） 11. 三个同学根据不同的实验装置，验证“平抛运动的规律”： （1）甲同学采用如图甲所示的装置，用小锤击打弹性金属片，金属片把A球沿水平方向弹出，同时B球被松开自由下落，观察到两球同时落地，改变小锤打击的力度，即改变A球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明 A. 做平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动 B. 做平抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动 （2）乙同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图乙所示的小球做平抛的照片，小球在平抛运动中的几个位置如图中的a、b、c、d，图中每个小方格的边长L=2.5cm，则a点_______抛出点（填“是”或“不是”），相邻两点间的时间间隔为______s，小球经过b点时的速度大小vb=_______m/s；（g取10m/s2） （3）丙同学采用如图丙所示的装置，安装设备和实验过程中，下列操作正确的是 。 A. 斜槽末端必须调节为水平 B. 平面直角坐标系的原点建立在斜槽的末端 C. 每次释放小球时挡板在斜槽上的位置可任意调节 D. 小球上沾上墨水，让小球和纸面接触直接画出抛物线 12. 某班级同学在探究向心力大小的表达式实验时： 第一小组采用甲图所示的装置进行探究，两个变速塔轮通过皮带连接，转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的钢球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对钢球的压力提供向心力，钢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，标尺上的红白相间的等分格显示出两个钢球所受向心力的比值。 第二小组采用乙图所示的装置进行探究，滑块套在水平杆上，随水平杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动，力传感器通过一细绳连接滑块，用来测量向心力F的大小。滑块上固定一遮光片，宽度为d，光电门可以记录遮光片通过的时间，测得旋转半径为r。滑块随杆匀速圆周运动，每经过光电门一次，通过力传感器和光电门就同时获得一组向心力F和角速度的数据。 （1）第一组同学在某次实验时，两个钢球质量和转动半径相等，图中标尺上红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值为1∶4，与皮带连接的两个变速塔轮的半径之比为_______。 （2）第二组同学实验时，以F为纵坐标，以为横坐标，可在坐标纸中描出数据点作一条如图丙所示直线，图线斜率为k，则滑块的质量为_______（用k、r、d表示）。 三、计算题（本题共3小题，共计40分。答题应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，有数值计算的、答案中必须明确写出数值和单位。） 13. 如图所示，一光滑的半径为R的半圆形轨道固定在水平面上，一个质量为m的小球以某一速度冲上轨道，当小球将要从轨道口B飞出时，小球对轨道的压力大小为3mg，则小球落地点C距A处多远？（AB为圆的直径） 14. 如图所示，位于水平面上的物体，在斜向上的恒定拉力F作用下，由静止开始向右做匀加速直线运动。已知F的大小为10N、方向与速度v的夹角为37°，物体在5s内前进了10m，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，求： （1）10s内拉力F对物体做功是多大； （2）10s内拉力F对物体做功的平均功率是多大。 15. 由于地球自转的影响，地球表面的重力加速度会随纬度的变化而有所不同。地球表面两极处的重力加速度为g0，在赤道处的重力加速度为g，地球自转的周期为T，引力常量为G，地球可视为质量均匀分布的球体。求∶ （1）地球的半径R。 （2）若不计地球自转，地球表面重力加速度g取10m/s2，地球半径R取6400km。火箭发射卫星的开始阶段是竖直升空的运动，设向上的加速度a=5m/s2，卫星中用弹簧测力计悬挂一个质量m=9kg的物体，当卫星升到某高处时，弹簧测力计的示数为85N，此时卫星距地面的高度是多少？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2023---2024学年第二学期第一次考试 高一物理试题 本试题分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。考试结束后，只交答题纸和答题卡，试题自己保留。第Ⅰ卷为选择题，共46分；第Ⅱ卷为非选择题共54分。满分100分，考试时间为75分钟。 第Ⅰ卷 选择题 一、选择题（下列每小题所给选项至少有一项符合题意，1-7题为单选题，每小题4分，8-10题为多选题，全部选对得6分，对而不全得3分，请将正确答案的序号填涂在答题卡上。共46分） 1. 已知物体运动初速度v0方向及它受到恒定合外力F的方向，下图表示物体运动的轨迹，其中正确的是 A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】曲线运动的物体受到的合力应该指向运动轨迹弯曲的内侧，由此可以判断AB错误；曲线运动的速度的方向是沿着运动轨迹的切线的方向，由此可以判断C错误，D正确； 2. 下列四幅图是有关生活中的圆周运动的实例分析，其中说法正确的是（　　） A. 汽车通过凹形桥的最低点时，速度越快越容易爆胎 B. 铁路的转弯处，外轨比内轨高是为了利用轮缘与内轨的侧压力来帮助火车转弯 C. “水流星”表演中，在最高点处水对桶底一定有压力 D. 洗衣机的脱水是利用了失重现象 【答案】A 【解析】 【详解】A．汽车通过凹形桥的最低点时，根据牛顿第二定律有 速度越大，汽车轮胎所受地面支持力越大，越容易爆胎，故A正确； B．在铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，目的是使火车自身重力与所受支持力的合力来提供转弯所需的向心力，减轻轮缘与轨道的挤压，故B错误； C．表演“水流星”时，当“水流星”通过最高点时，若满足 则此时水对桶底的作用力为零，故C错误； D．洗衣机脱水桶的脱水原理是利用了离心现象，故D错误。 故选A。 3. 如图所示，修正带是通过两个齿轮的相互咬合进行工作的。其原理可简化为图中所示的模型。A、B是转动的齿轮边缘的两点，则下列说法中正确的是（　　） A. A、B两点的角速度相等 B. A、B两点的线速度大小相等 C. A点的周期等于B点的周期 D. A点的向心加速度等于B点的向心加速度 【答案】B 【解析】 【详解】AB．根据 v=ωr 可知，两轮的边缘线速度大小相同，半径大的角速度小，即A点的角速度小于B点的角速度，A错误，B正确； C．根据 可知，A点的周期大于B点的周期，C错误； D．根据 a=vω 可知，A点的向心加速度小于B点的向心加速度，D错误。 故选B。 4. 如图所示，两颗地球卫星A、B均沿图示方向绕地球做匀速圆周运动，若卫星A、B的线速度大小之比为p，则（　　） A. A、B的轨道半径之比为p2 B. A、B的角速度大小之比为p2 C. A、B的向心加速度大小之比为p4 D. A、B受到地球的万有引力大小之比p4 【答案】C 【解析】 【详解】由 可得 故A错误； B．由 可得 故B错误； C．由 可得 故C正确； D．因为卫星质量未知，无法求出万有引力的比值，故D错误。 故选C。 5. 下列关于图示的描述，人没有对物体做功的是（　　） A. 人推墙没推动 B. 运动员把足球踢出 C. 人拉着箱子前进 D. 某人通过滑轮拉高重物 【答案】A 【解析】 【详解】根据功的定义可知，力对物体是否做功，关键是看力及力的方向上的位移两个因素。 A．人推墙没推动，在力的方向上没有位移，人对墙没有做功，故A正确； B．运动员把足球踢出，在力的方向上有位移，运动员对球做功，故B错误； C．人拉着箱子前进，在力的方向上有位移，人对箱子做功，故C错误； D．某人通过滑轮拉高重物，在力的方向上有位移，人对重物做功，故D错误。 故选A。 6. 质量为的物体（可视为质点）沿着倾角为的光滑斜面由顶端开始下滑，当物体滑至斜面底端时瞬时速率，此时重力的瞬时功率为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】重力的瞬时功率为 所以C正确；ABD错误； 故选C。 7. 如图所示，a为放在地球赤道上相对地面静止的物体，随地球自转做匀速圆周运动，b为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星（轨道半径约等于地球半径），c为地球的静止卫星。下列关于a、b、c的说法中正确的是（　　） A. a、b、c做匀速圆周运动的角速度大小关系为 B. a、b、c做匀速圆周运动的向心加速度大小关系为 C. a、b、c做匀速圆周运动的周期关系为 D. 卫星b的线速度大小大于卫星c的线速度大小 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A．地球赤道上的物体与静止卫星具有相同的角速度，所以ωa=ωc； 根据万有引力定律有 解得 因为rb<rc，所以 ωb>ωc=ωa 选项A错误； B．地球赤道上的物体与静止卫星具有相同的角速度，所以ωa=ωc，根据a=rω2知，c的向心加速度大于a的向心加速度，根据a=得b的向心加速度大于c的向心加速度，即 ab>ac>aa 选项B错误； C．卫星c为地球静止卫星，所以 Ta=Tc 根据T=2π得c的周期大于b的周期，即 Ta=Tc>Tb 选项C错误； D．在b、c中，根据万有引力定律有 解得 因为rb<rc，所以b的线速度比c的线速度大，选项D正确。 故选D。 8. 如图所示，小球A、B分别从和l的高度水平抛出后落地，上述过程中A、B的水平位移分别为l和。忽略空气阻力，则（　　） A. A和B的位移大小相等 B. A的运动时间是B的2倍 C. A的初速度是B的 D. A的末速度比B的大 【答案】AD 【解析】 【详解】A．位移为初位置到末位置的有向线段，如图所示可得 ， A和B的位移大小相等，A正确； B．平抛运动运动的时间由高度决定，即 ， 则A的运动时间是B的倍，B错误； C．平抛运动，在水平方向上做匀速直线运动，则 ， 则A的初速度是B的，C错误； D．小球A、B在竖直方向上的速度分别为 ， 所以可得 ， 即，D正确。 故选AD。 9. 2021年5月15日，“天问一号”探测器成功着陆火星。图为“天问一号”探测器经过多次变轨后登陆火星的理想轨迹示意图，其中轨道I、III为椭圆，轨道II为圆，不计探测器变轨时质量的变化，万有引力常量为G，则（　　） A. 探测器在轨道I的运行周期小于在轨道II的运行周期 B. 探测器在轨道II上的速度小于火星的“第一宇宙速度” C. 若已知轨道II的周期和轨道半径，则可以求出火星质量 D. 探测器在轨道I上O点的速度小于轨道II上O点的速度 【答案】BC 【解析】 【详解】A．根据开普勒第三定律 所以 故A错误； B．由于万有引力提供向心力，即 所以 故B正确； C．由于万有引力提供向心力，即 所以 若已知轨道II的周期和轨道半径，则可以求出火星质量，故C正确； D．探测器在轨道I上O点点火减速变轨到轨道II，所以探测器在轨道I上O点的速度大于轨道II上O点的速度，故D错误。 故选BC。 10. 如图所示是一辆汽车在平直路面从静止开始运动的v—t图像，Oa段为直线，ab段为曲线，bc段为水平直线，汽车阻力恒定，则由图像可知下列说法错误的是（ ） A. 在0 ~ t1时间内，汽车的牵引力增大，加速度不变，功率增大 B. 在0 ~ t1时间内，汽车的牵引力增大，加速度增大，功率不变 C. 在t1 ~ t2时间内，汽车的牵引力减小，汽车做加速度逐渐减小的加速运动 D. 在t1时刻以后，汽车的牵引力不变，汽车的功率也不变 【答案】ABD 【解析】 【分析】 【详解】AB．对汽车受力分析，受重力、支持力、牵引力和摩擦力，在0 ~ t1时间内，Oa段为直线，汽车做匀加速直线运动，故加速度恒定，根据牛顿第二定律，有 F - f = ma 由于汽车阻力恒定，则F不变，在根据功率计算公式 P = Fv 可知v增大，P变大，AB错误，符合题意； CD．在t1 ~ t2时间内，汽车的功率达到额定功率，保持不变，由 P = Fv 知，v增大，F减小，a也减小，则汽车做加速度不断减小的加速运动，C正确，不符合题意，D错误，符合题意。 故选ABD。 第Ⅱ卷 非选择题 二、实验题 （每空2分，共14分） 11. 三个同学根据不同的实验装置，验证“平抛运动的规律”： （1）甲同学采用如图甲所示的装置，用小锤击打弹性金属片，金属片把A球沿水平方向弹出，同时B球被松开自由下落，观察到两球同时落地，改变小锤打击的力度，即改变A球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明 A. 做平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动 B. 做平抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动 （2）乙同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图乙所示的小球做平抛的照片，小球在平抛运动中的几个位置如图中的a、b、c、d，图中每个小方格的边长L=2.5cm，则a点_______抛出点（填“是”或“不是”），相邻两点间的时间间隔为______s，小球经过b点时的速度大小vb=_______m/s；（g取10m/s2） （3）丙同学采用如图丙所示的装置，安装设备和实验过程中，下列操作正确的是 。 A. 斜槽末端必须调节为水平 B. 平面直角坐标系的原点建立在斜槽的末端 C. 每次释放小球时挡板在斜槽上的位置可任意调节 D. 小球上沾上墨水，让小球和纸面接触直接画出抛物线 【答案】（1）A （2） ①. 不是 ②. 0.05 ③. 1.25 （3）A 【解析】 【小问1详解】 甲同学的实验中，A球做平抛运动，B球自由下落，无论A球平抛初速度多大，两球始终同时落地，说明平抛运动的竖直分运动和自由落体运动规律一致 该实验无法验证水平方向的运动规律. 故选A。 【小问2详解】 [1]平抛竖直方向是初速度为0的自由落体，若a是抛出点，相等时间内竖直位移比应为 但图中，不符合规律，因此a不是抛出点。 [2]计算相邻时间间隔：根据匀变速直线运动推论 本题中相邻位移差 代入，可得  [3]水平方向匀速，相邻水平位移为，因此水平分速度 竖直方向b点速度等于ac段的平均速度 合速度 【小问3详解】 A．斜槽末端调节为水平，才能保证小球抛出时初速度水平，做平抛运动，故A正确； B．坐标原点应为小球在斜槽末端时的球心位置，不是斜槽末端点，故B错误； C．为保证小球每次平抛初速度相同，必须从斜槽同一位置释放小球，不能任意改变释放位置，故C错误； D．小球和纸面直接接触会受摩擦力改变运动轨迹，故D错误。 故选A。 【点睛】 12. 某班级同学在探究向心力大小的表达式实验时： 第一小组采用甲图所示的装置进行探究，两个变速塔轮通过皮带连接，转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的钢球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对钢球的压力提供向心力，钢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，标尺上的红白相间的等分格显示出两个钢球所受向心力的比值。 第二小组采用乙图所示的装置进行探究，滑块套在水平杆上，随水平杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动，力传感器通过一细绳连接滑块，用来测量向心力F的大小。滑块上固定一遮光片，宽度为d，光电门可以记录遮光片通过的时间，测得旋转半径为r。滑块随杆匀速圆周运动，每经过光电门一次，通过力传感器和光电门就同时获得一组向心力F和角速度的数据。 （1）第一组同学在某次实验时，两个钢球质量和转动半径相等，图中标尺上红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值为1∶4，与皮带连接的两个变速塔轮的半径之比为_______。 （2）第二组同学实验时，以F为纵坐标，以为横坐标，可在坐标纸中描出数据点作一条如图丙所示直线，图线斜率为k，则滑块的质量为_______（用k、r、d表示）。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 根据向心力公式 ，本题中两个钢球质量、转动半径都相等，因此向心力与角速度平方成正比，即 已知 ，代入得  两个变速塔轮皮带连接，皮带传动时塔轮边缘线速度大小相等，由  得 因此  【小问2详解】 遮光片通过光电门的平均速度近似等于滑块线速度，可得 滑块做圆周运动的角速度 ， 向心力 整理得 ​ 图线的斜率  整理得滑块质量  【点睛】 三、计算题（本题共3小题，共计40分。答题应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，有数值计算的、答案中必须明确写出数值和单位。） 13. 如图所示，一光滑的半径为R的半圆形轨道固定在水平面上，一个质量为m的小球以某一速度冲上轨道，当小球将要从轨道口B飞出时，小球对轨道的压力大小为3mg，则小球落地点C距A处多远？（AB为圆的直径） 【答案】4R 【解析】 【详解】在B点时由向心力的公式可以求得通过B点时速度的大小，从轨道口B处飞出后，小球做平抛运动，由平抛运动的规律可以求得C到A的距离． 解：当小球在B点时由向心力的公式可得，． 得． 小球从B点飞出后，做平抛运动：水平方向 竖直方向： 联立得． 【点睛】通过在最高点由牛顿第二定律解得速度，然后由平抛运动的规律得到水平距离． 14. 如图所示，位于水平面上的物体，在斜向上的恒定拉力F作用下，由静止开始向右做匀加速直线运动。已知F的大小为10N、方向与速度v的夹角为37°，物体在5s内前进了10m，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，求： （1）10s内拉力F对物体做功是多大； （2）10s内拉力F对物体做功的平均功率是多大。 【答案】（1）320J （2）32W 【解析】 【小问1详解】 物体在5s内前进了10m，则有 解得 10s内的位移为 拉力F做功 【小问2详解】 根据平均功率的计算公式有 15. 由于地球自转的影响，地球表面的重力加速度会随纬度的变化而有所不同。地球表面两极处的重力加速度为g0，在赤道处的重力加速度为g，地球自转的周期为T，引力常量为G，地球可视为质量均匀分布的球体。求∶ （1）地球的半径R。 （2）若不计地球自转，地球表面重力加速度g取10m/s2，地球半径R取6400km。火箭发射卫星的开始阶段是竖直升空的运动，设向上的加速度a=5m/s2，卫星中用弹簧测力计悬挂一个质量m=9kg的物体，当卫星升到某高处时，弹簧测力计的示数为85N，此时卫星距地面的高度是多少？ 【答案】（1） （2）3200km 【解析】 【小问1详解】 设地球半径为，在地球两极，物体不需要随地球自转提供向心力，万有引力等于重力   在赤道处，万有引力一部分提供重力，一部分提供自转的向心力  整理得 【小问2详解】 对卫星中的物体受力分析，设卫星所在高度处的重力加速度为，由题意知，弹簧测力计对物体的拉力，根据牛顿第二定律 可得  不计地球自转时，万有引力等于重力 地面处 高度处（地心距离为） 联立可得 由题意知，可得  【点睛】 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $