江蘇省南京市六校聯(lián)合體2023-2024學(xué)年高一下學(xué)期期中物理試題（解析版）

高級中學(xué)名校試卷PAGE2024學(xué)年江蘇省南京市六校聯(lián)合體高一（下）期中物理試卷一、單選題：本大題共11小題，共44分。1.英國物理學(xué)家卡文迪許首次精確測量了萬有引力常量G的數(shù)值，其單位是(

)

A.N?m2kg2 B.N?kg2.如圖所示，一小球在光滑的水平面上以v0向右運(yùn)動，運(yùn)動中要穿過一段有水平向北的風(fēng)帶ab，經(jīng)過風(fēng)帶時風(fēng)會給小球一個向北的水平恒力，其余區(qū)域無風(fēng)力，則小球過風(fēng)帶及過后的軌跡正確的是(

)A. B.

C. D.3.如圖，某公路急轉(zhuǎn)彎處是一圓弧，路面外高內(nèi)低，當(dāng)轎車行駛的速率為vc時，轎車恰好沒有向公路內(nèi)、外兩側(cè)滑動的趨勢。則當(dāng)汽車在該彎道處(

)A.質(zhì)量更大的卡車經(jīng)過時，與轎車相比，vc的值變小

B.路面結(jié)冰時，與未結(jié)冰時相比，vc的值變小

C.車速高于vc時，車輛就會向外側(cè)滑動

D.4.取一支按壓式圓珠筆，將筆的按壓式小鋼帽朝下按壓在桌面上，如圖所示。將手放開后，筆會向上彈起一定的高度，忽略一切阻力。下列說法正確的是(

)A.從筆開始運(yùn)動到最高點(diǎn)，筆做勻變速直線運(yùn)動

B.當(dāng)筆剛要離開桌面時，筆克服重力的功率達(dá)到最大

C.從筆外殼與內(nèi)芯碰撞結(jié)束到筆運(yùn)動到最高點(diǎn)，筆克服重力的功率先增大后減小

D.從筆開始運(yùn)動到剛要離開桌面，桌面對筆的作用力對筆做正功5.如圖所示，長為L的輕質(zhì)硬桿，一端固定一個質(zhì)量為m的小球，另一端固定在水平轉(zhuǎn)軸上，現(xiàn)讓桿繞轉(zhuǎn)軸O在豎直平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動的角速度為ω，某時刻桿對球的作用力水平向左，則此時桿與水平面的夾角θ為(

)A.sinθ=ω2Lg B.sinθ=gω6.2022年2月3日，遠(yuǎn)在400公里外的空間站的太空出差三人組，在空間站“變”出奧運(yùn)五環(huán)(如圖)，希望冬奧會選手們?nèi)〉煤贸煽優(yōu)閲鵂幑?，下列說法正確的是(

)A.若考慮到虛薄空氣影響而不對空間站及時補(bǔ)充能量，空間站的軌道高度將會緩慢降低

B.奧運(yùn)五環(huán)能懸浮在空中是因?yàn)楹贤饬榱?/p>

C.空間站繞地運(yùn)行的速率等于第一宇宙速度

D.空間站的運(yùn)行周期大于地球同步衛(wèi)星的周期7.在靜水中速度為v1的小船，為垂直渡過寬度為d的河流，船頭與河岸成θ角斜向上游，如圖甲所示。航行中發(fā)現(xiàn)河水流速vs與河岸間距離x的關(guān)系如圖乙所示，為使小船仍能到達(dá)正對岸的B點(diǎn)，下列措施中可行的是(

)

A.保持船頭方向不變，v1的大小不變 B.保持船頭方向不變，v1先變小后增大

C.保持船速v1大小不變，θ先增大后減小 D.保持船速v8.2022年11月，“天舟五號”貨運(yùn)飛船僅用2小時就與“天宮”空間站快速交會對接，創(chuàng)造了世界紀(jì)錄。飛船從預(yù)定軌道Ⅰ的A點(diǎn)第一次變軌進(jìn)入橢圓軌道Ⅱ，到達(dá)橢圓軌道的遠(yuǎn)地點(diǎn)B時，再次變軌進(jìn)入空間站的運(yùn)行軌道Ⅲ，與空間站實(shí)現(xiàn)對接，假設(shè)軌道Ⅰ和Ⅲ都近似為圓軌道，不計飛船質(zhì)量的變化，則飛船(

)A.在軌道Ⅱ和軌道Ⅲ經(jīng)過B點(diǎn)時的加速度相同

B.在軌道Ⅰ上的運(yùn)行周期大于空間站的運(yùn)行周期

C.第一次變軌需瞬間加速，第二次變軌需瞬間減速

D.從橢圓軌道Ⅱ上的A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)，速率增大9.動車組又稱“動車組列車”，為現(xiàn)代火車的一種類型，由若干帶動力的車輛(動車)和不帶動力的車輛(拖車)組成，列車在正常使用期限內(nèi)以固定編組模式運(yùn)行。某動拖比(動車與拖車的數(shù)量之比)為2：6的動車組最大速率為v，為了提速，將動拖比提高為4：4，若提速前后每節(jié)動車額定功率均相同，動車組行駛中受到的阻力f與行駛速度的平方v2成正比，則該動車組提速后的最大速率為(

)A.32v B.32v C.10.如圖所示，在M點(diǎn)的正上方離地高H處以水平速度v1向右投擲一飛盤P，反應(yīng)靈敏的小狗Q同時在M點(diǎn)右方水平地面上的N點(diǎn)以速度v2斜向左上方跳出，結(jié)果飛盤P和小狗O恰好在M、N連線的中點(diǎn)正上方相遇。為使問題簡化，飛盤和小狗均可看成質(zhì)點(diǎn)，不計飛盤和小狗運(yùn)動過程所受空氣的阻力，則飛盤水平拋出后至與小狗相遇的過程，下列說法正確的是(

)A.飛盤和小狗速度的變化量不相等 B.初速度大小關(guān)系一定是v2>v1

C.若小狗沒去接飛盤，則飛盤一定落在N點(diǎn) 11.如圖所示，水平圓盤上有兩個相同的小木塊a和b，質(zhì)量均為m，用輕繩相連，輕繩恰好伸直且無拉力。OO'為轉(zhuǎn)軸，a與轉(zhuǎn)軸的距離為l，b與轉(zhuǎn)軸的距離為2l，木塊與圓盤間的動摩擦因數(shù)均為μ，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度大小為g。在圓盤從靜止開始繞轉(zhuǎn)軸緩慢地加速轉(zhuǎn)動的過程中，下列說法正確的是(

)A.a木塊所受靜摩擦力先變大后變小，再變大

B.因a、b兩木塊所受摩擦力始終指向圓心，所以不做功

C.若輕繩承受極限值為2μmg，則在a、b兩木塊開始相對圓盤滑動前輕繩不會斷掉

D.角速度達(dá)到2μg3l時，a、二、實(shí)驗(yàn)題：本大題共1小題，共15分。12.如圖，小明利用家中物品制作了一個研究平拋運(yùn)動規(guī)律的裝置。在水平桌面上用硬練習(xí)本做成一個斜面，使小鋼球從斜面上某一位置滾下，鋼球沿桌面飛出后做平拋運(yùn)動。實(shí)驗(yàn)步驟如下：

a.將貼好白紙的案板豎直放置于P處；

b.將小鋼球沾上墨水后由靜止釋放，小球飛出后碰到案板并在白紙上留下痕跡B；

c.將案板從P處靠近書桌平移0.1m，重復(fù)步驟b，留下痕跡______；(選填：A或C)

d.將案板從P處遠(yuǎn)離書桌平移0.1m，重復(fù)步驟b，留下第三點(diǎn)痕跡；

e.用刻度尺量出A、B、C三點(diǎn)的距離hAB=0.15m，hBC=0.25m，通過以上數(shù)據(jù)即可粗略求出小球離開書桌時初速度的大小。重力加速度g取10m/s2。回答下列問題：

(1)關(guān)于實(shí)驗(yàn)操作，下列說法正確的是______。

A.書桌要調(diào)整水平

B.小球每次都從同一位置由靜止釋放

C.所用練習(xí)本上表面必須光滑

D.案板可以不豎直放置

(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可得小球離開桌面時初速度的大小v0=______m/s；以及小球碰撞B點(diǎn)前瞬間的速度大小vB=______m/s(結(jié)果可以用根號表示)。

(3)若因?yàn)椴僮鞑划?dāng)，把案板從P處靠近書桌平移0.1m時，案板沒有豎直，向左傾斜一較小角度，其他操作無誤，則求出的離開桌面時初速度比實(shí)際值______(填“偏大”、“偏小三、簡答題：本大題共3小題，共28分。13.如圖所示，運(yùn)動員腰部系著輕繩拖著輪胎從靜止開始沿著筆直的跑道勻加速奔跑，2s末輪胎的速度為2m/s。已知繩與地面的夾角θ=37°，繩對輪胎的拉力大小為70N，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：

(1)2s末，繩子拉力的瞬時功率P；

(2)2s內(nèi)，繩子拉力對輪胎所做的功W。14.某衛(wèi)星P在地球赤道平面內(nèi)以周期T繞地球做勻速圓周運(yùn)動，距離地面的高度與地球半徑相等，均為R，且轉(zhuǎn)動方向與地球自轉(zhuǎn)方向相反，Q是位于赤道上的某觀測站。已知地球的自轉(zhuǎn)周期為T0，且T0>T，引力常量為

(1)地球的質(zhì)量M；

(2)從圖示位置開始，衛(wèi)星P至少經(jīng)過多長時間再次處于觀測站Q的正上方。15.用蛙式打夯機(jī)(如圖1)對路面進(jìn)行打平、夯實(shí)，其結(jié)構(gòu)可以簡化為如圖2。質(zhì)量為m的鐵球通過輕桿與轉(zhuǎn)輪1相連，轉(zhuǎn)輪1與底座總質(zhì)量為M，工作過程中，底座保持靜止。轉(zhuǎn)輪2在電動機(jī)作用下轉(zhuǎn)動，通過輕質(zhì)皮帶使轉(zhuǎn)輪1一起轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)輪1帶著鐵球繞軸做圓周運(yùn)動，球的轉(zhuǎn)動半徑為L，轉(zhuǎn)輪1與轉(zhuǎn)輪2的半徑之比為1：2，重力加速度為g。則：

(1)當(dāng)轉(zhuǎn)輪2以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動時，求小球轉(zhuǎn)動的線速度大小v1；

(2)若小球轉(zhuǎn)動到最高點(diǎn)時底座恰好對地面無壓力，求此時小球的線速度大小v2；

(3)當(dāng)小球以(2)中的線速度大小勻速轉(zhuǎn)動，求底座對地面的最大壓力。四、計算題：本大題共1小題，共13分。16.如圖所示，小明在離水面高度h0=1.8m處，將一質(zhì)量m=20g的小石片以初速度v0=8m/s水平拋出，小石片先在水面上彈跳數(shù)次，當(dāng)沿水面的速度減為零時會下沉。小石片每次接觸水面時都受到恒定的作用力，其中水平分力恒為f=0.4N，每次接觸水面Δt=0.04s后就跳起，跳起時豎直方向的速度與此時沿水平方向速度之比為常數(shù)k=0.75

(1)第一次與水面接觸前水平方向的位移x；

(2)第一次與水面接觸過程中，對水面作用力的豎直分力大小Fy；

(3)總共彈起的次數(shù)n以及最后一次跳起后在空中的飛行時間。

——★參考答案★——1.〖答案〗A

〖解析〗解：根據(jù)萬有引力定律F=Gm1m2r2，知質(zhì)量m的單位為kg，距離r的單位為m，引力F的單位為N，由公式推導(dǎo)得出G的單位是：N?m2kg2，故A正確，BCD錯誤。

故選：A2.〖答案〗B

〖解析〗解：小球在光滑的水平面上以v0向右運(yùn)動，給小球一個向北的水平恒力，根據(jù)曲線運(yùn)動條件，結(jié)合運(yùn)動軌跡偏向加速度的方向，而速度方向始終沿軌跡的切線方向，故B正確，ACD錯誤。

故選：B。

物體做曲線運(yùn)動的條件是合力與速度不在同一條直線上，速度的方向與該點(diǎn)曲線的切線方向相同；曲線運(yùn)動中物體速度的方向應(yīng)該是逐漸發(fā)生變化的，不可能出現(xiàn)折點(diǎn)．

3.〖答案〗D

〖解析〗解：A、路面應(yīng)建成外高內(nèi)低，此時重力和支持力的合力指向內(nèi)側(cè)，可以提供汽車做圓周運(yùn)動向心力，即mgtanθ=mvc2r

解得vc=grtanθ

與質(zhì)量無關(guān)，故A錯誤；

B、當(dāng)路面結(jié)冰時與未結(jié)冰時相比，由于支持力和重力不變，則vc的值不變，故B錯誤；

CD、車速雖然高于vc，汽車有向外滑動的趨勢，此時汽車受到一個向內(nèi)的靜摩擦力作用，它們共同提供向心力，只要靜摩擦力不超過最大靜摩擦力這個限度，車輛便不會向外側(cè)滑動，故C錯誤，4.〖答案〗C

〖解析〗解：A、從筆開始運(yùn)動到最高點(diǎn)，筆除受重力之外，還受到彈簧的彈力和桌面的支持力，可知筆受到的合力在改變，則筆做的是非勻變速直線運(yùn)動，故A錯誤；

B、圓珠筆開始時向上做加速運(yùn)動，后做減速運(yùn)動；在加速階段，當(dāng)筆受到的合力為零，即加速度為零時，筆的速度達(dá)到最大，顯然筆剛要離開桌面時，筆的加速度不為零，速度不是最大值，由P=mgv可知，重力的功率沒有達(dá)到最大，則筆克服重力的功率沒有達(dá)到最大，故B錯誤；

C、由B可知從筆外殼與內(nèi)芯碰撞結(jié)束到筆運(yùn)動到最高點(diǎn)的過程中，筆只受到自身重力的作用，由于筆的速度先增大后減小，則重力的功率先增大后減小，所以筆克服重力的功率先增大后減小，故C正確；

D、從筆開始運(yùn)動到筆剛要離開桌面，由于桌面對比的作用力未發(fā)生位移，所以桌面對筆不做功，故D錯誤。

故選：C。

根據(jù)筆的受力情況分析出筆的運(yùn)動類型和速度變化；根據(jù)重力的瞬時功率公式P=mgv判斷筆克服重力的功率的變化情況；根據(jù)功的計算公式分析出桌面對筆作用力的做功情況。

本題主要考查力重力的瞬時功率和功的公式的相關(guān)應(yīng)用，熟悉物體的受力分析，結(jié)合筆的運(yùn)動情況即可完成解答。5.〖答案〗B

〖解析〗解：小球所受重力和桿子的作用力的合力提供向心力，受力如圖所示；

根據(jù)牛頓第二定律有：

mgsinθ=mω2L

解得：sinθ=gLω2

故B正確，6.〖答案〗A

〖解析〗解：A.若考慮到虛薄空氣影響而不對空間站及時補(bǔ)充能量，則空間站的速度會減小，空間站做近心運(yùn)動，軌道高度將會緩慢降低，故A正確；

B.奧運(yùn)五環(huán)能懸浮在空中是因?yàn)楹贤饬ν耆峁┫蛐牧?，處于完全失重狀態(tài)，故B錯誤；

C.第一宇宙速度是勻速圓周軌道的最大速度，空間站繞地運(yùn)行的速率小于第一宇宙速度，故C錯誤；

D.根據(jù)開普勒第三定律r3T2=k，可知空間站的運(yùn)行周期小于地球同步衛(wèi)星的周期，故D錯誤；

故選：A。

根據(jù)萬有引力與向心力的關(guān)系分析AB，第一宇宙速度是勻速圓周軌道的最大速度，根據(jù)開普勒第三定律分析7.〖答案〗D

〖解析〗解：當(dāng)船頭與上游河岸成θ角方向時，小船恰好能垂直到達(dá)對岸，此時船沿河岸方向的分速度等于水流的速度，如下圖所示：

則：vs=v1cosθ，可知，保持船頭方向不變，v1先增大后變小，或者保持船速v1大小不變，θ先減小后增大，故D正確，ABC錯誤；

故選：8.〖答案〗A

〖解析〗解：A.根據(jù)萬有引力提供向心力有

GMmr2=ma

解得a=GMr2

可知在軌道Ⅱ和軌道Ⅲ經(jīng)過B點(diǎn)時的加速度相同，故A正確；

B.根據(jù)開普勒第三定律r3T2=k，可知在軌道Ⅰ上的運(yùn)行周期小于空間站的運(yùn)行周期，故B錯誤；

C.第一次和第二次變軌都是從低軌道到高軌道，變軌需瞬間加速，故C錯誤；

D.根據(jù)開普勒第二定律可知，從橢圓軌道Ⅱ上的A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)，速率減小，故D錯誤；

9.〖答案〗B

〖解析〗解：某動拖比為2：6的動車組以速率v沿直線軌道勻速行駛，提速前后每節(jié)動車勻速行駛時的功率均為P，設(shè)車廂所受的阻力為f，則有：2P=fv，其中阻力f=kv2

將動拖比提高為4：4后，4P=f'v'，其中f'=kv'2

聯(lián)立解得：v'=22v，故B正確，ACD錯誤。

故選：B10.〖答案〗B

〖解析〗解：A.飛盤和小狗分別做平拋和斜上拋運(yùn)動，根據(jù)Δv=gt，可知，速度變化量相等，故A錯誤；

B.因?yàn)轱w盤和小狗恰好在M、N兩點(diǎn)連線中點(diǎn)的正上方相遇，說明它們的水平位移大小相等，又因?yàn)檫\(yùn)動的時間相同，所以它們在水平方向上的速度相同，即

v2cosθ=v1，所以v2>v1，故B正確；

D.根據(jù)題意可知飛盤和小狗運(yùn)動的時間相同，因?yàn)椴恢佬」吩谪Q直方向初速度的大小，所以不能判斷飛盤和小狗相遇點(diǎn)距離地面的高度，故D錯誤；

C.由于無法判斷相遇點(diǎn)的高度，且MN之間的距離未知，所以飛盤飛行至MN上方中點(diǎn)的時間無法確定，無法計算出飛盤最終落點(diǎn)位置，故C錯誤。

故選：B。11.〖答案〗A

〖解析〗解：A、當(dāng)角速度非常小時，兩木塊均由靜摩擦力提供圓周運(yùn)動的向心力，根據(jù)f=mω2r

可得：fa<fb

當(dāng)角速度逐漸增大時，摩擦力逐漸增大，隨后b木塊先達(dá)到最大靜摩擦力，角速度進(jìn)一步逐漸增大時，繩繃緊，有彈力作用，此時由于繩的彈力等于木塊b增加的向心力，而b增加的向心力大于a增加的向心力，即繩的彈力大于a增加的向心力，則木塊a的靜摩擦力減小，隨角速度增大，a靜摩擦力將減小為0，之后a的靜摩擦力隨角速度的增大而反向增大，可知a木塊所受摩擦力先減小至0，后反向增大，故A正確；

B、木塊的速度逐漸增大，根據(jù)動能定理可知摩擦力對木塊做功，故B錯誤；

CD、根據(jù)上述可知，當(dāng)a達(dá)到最大靜摩擦力時，隨后a、b兩木塊開始相對圓盤滑動，則有T-μmg=mlω2

T+μmg=m?2lω2

解得T=3μmg，ω=2μgl

12.〖答案〗A

AB

1

5

偏大〖解析〗解：b.將案板從P處靠近書桌平移0.1m，則水平位移變小，根據(jù)x=vt可知時間變短，留下痕跡A；

(1)A.為了保證小球做平拋運(yùn)動，書桌要調(diào)整水平，故A正確；

B.小球每次都從同一位置由靜止釋放，保證小球初速度相等，故B正確；

C.所用練習(xí)本上表面是否光滑對實(shí)驗(yàn)無影響，故C錯誤；

D.案板必須豎直放置，才能保證實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性，故D錯誤；

故選：AB。

(2)豎直方向，根據(jù)逐差法有hBC-hAB=gT2

水平方向有x=v0T

解得v0=1m/s

根據(jù)勻變速直線運(yùn)動規(guī)律可知B點(diǎn)豎直方向的速度為vBy=hAB+hBC2T

則B點(diǎn)的速度為vB=v02+vBy2

代入數(shù)據(jù)解得vB13.〖答案〗解：(1)2s末，繩子拉力的瞬時功率為

P=Fvcosθ

解得：P=112W

(2)輪胎從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動，輪胎在2s內(nèi)的位移為x=v2t

2s內(nèi)，繩子拉力對輪胎所做的功為

W=Fxcosθ

解得：W=112J

答：(1)2s末，繩子拉力的瞬時功率P為112W；

(2)2s內(nèi)，繩子拉力對輪胎所做的功W為〖解析〗(1)根據(jù)功率公式P=Fvcosθ計算2s末繩子拉力的瞬時功率P；

(2)輪胎從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動，由x=v2t求出輪胎在2s內(nèi)的位移，根據(jù)W=Fxcosθ計算2s內(nèi)繩子拉力對輪胎所做的功W。

解答本題時，要掌握功率公式P=Fvcosα和功的計算公式W=Flcosα14.〖答案〗解：(1)設(shè)衛(wèi)星的質(zhì)量為m，由萬有引力提供衛(wèi)星的向心力，可得

GMm(2R)2=m(2πT)2(2R)

解得

M=32π2R3GT2

(2)由題意知，t時間內(nèi)衛(wèi)星相對地球轉(zhuǎn)過的角度為2π，則

(2πT-〖解析〗(1)根據(jù)萬有引力提供向心力結(jié)合周期的表達(dá)式計算；

(2)衛(wèi)星P再次處于觀測站Q的正上方時相對地球轉(zhuǎn)過的角度為2π，根據(jù)角度關(guān)系解答。

本題主要考查了萬有引力提供向心力的直接應(yīng)用，解題時要知道圓周運(yùn)動的追及相遇問題的解題思路。15.〖答案〗解：(1)轉(zhuǎn)輪1、2皮帶傳動，輪緣各點(diǎn)線速度大小相等，根據(jù)v=ωr，ω與r成反比，所以ω1=2ω，小球與轉(zhuǎn)輪1同軸轉(zhuǎn)運(yùn)，角速度相等，可得：v1=2ωL

(2)底座對地?zé)o壓力可知桿中彈力豎直向上，且F=Mg

由牛頓第三定律可知，桿對鐵球向下的彈力FN=F=Mg

對于鐵球有FN+mg=mv22L

解得v2=(M+m)gLm

(3)當(dāng)小球運(yùn)動到最低點(diǎn)時底座對地面壓力最大，對小球由牛頓第二定律可得T-mg=mv22L

解得T=(2m