江苏省无锡市2023-2024学年高一下学期4月期中联考物理模拟试题（附答案）

这是一份江苏省无锡市2023-2024学年高一下学期4月期中联考物理模拟试题（附答案），共11页。试卷主要包含了单选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题（本大题共10小题）
1．长传足球的轨迹如图所示，足球在P点所受的合外力和速度方向的关系可能正确的是（ ）
A．B．
C．D．
2．如图所示，一条小船渡河，河宽100米，河水流速v1=3m/s，船在静水中速度v2=4m/s，船头方向与河岸垂直，关于小船的运动，下列说法正确的是（ ）
A．小船的实际运动轨迹与岸垂直
B．小船相对于岸的速度大小为7m/s
C．小船过河所用时间为25s
D．小船过河后航行到了河对岸下游60m处
3．为了研究平抛物体的运动，可进行如下实验：如图所示，用小锤打击弹性金属片，球就水平飞出，同时球被松开做自由落体运动，两球同时落到水平地面，改变下落高度依然观察到上述现象，这个实验能直接得到的结论是（ ）

A．平抛运动可分解为竖直方向自由落体运动和水平方向匀速直线运动
B．平抛运动的加速度和自由落体加速度不等
C．自由落体运动和平抛运动在相等的时间内下落的高度相同
D．自由落体运动的速度和平抛运动的速度相等
4．如图所示，细绳一端固定在O点，另一端系一小球，在O点正下方的P点钉一钉子。在A点给小球一竖直向上的初速度让其做圆周运动，恰好能通过最高点B，之后又经最低点C能绕P点做圆周运动，则（ ）
A．小球在B点速度为零
B．小球在B点向心加速度为零
C．绳与钉子相碰前后瞬间小球角速度不变
D．OP间距越大绳与钉子相碰时绳越容易断
5．图甲为一男士站立在与水平成一定角度的自动人行道可看作斜面上匀速上楼，图乙为一女士站在自动扶梯可看作台阶上匀速上楼。关于两人受力以及做功情况，下列说法正确的是（ ）

A．图甲中支持力对男士不做功B．图甲中摩擦力对男士做负功
C．图乙中支持力对女士不做功D．图乙中摩擦力对女士做负功
6．如图所示，桌面离地高度为h，质量为m的小球，从离桌面H高处由静止下落．若以桌面为参考平面，则小球落地时的重力势能及整个过程中小球重力做功分别为
A．mgh，mg(H－h) B．mgh，mg(H＋h)C．-mgh，mg(H－h)D．-mgh，mg(H＋h)
7．如图所示，2020年10月，嘉兴南湖革命纪念馆前的七一广场喷泉经改造后重新开启。从远处看，喷泉喷出的水柱高约50m，若圆形喷管直径约为10cm，水的密度为，则供水的电动机的输出功率约为（ ）
A．B．
C．D．
8．我国自行研制的北斗导航系统，已全面服务交通运输、公共安全、救灾减灾、农林牧渔、城市治理等行业，是国之重器，利国利民。已知北斗导航卫星中有一颗同步卫星，关于该同步卫星，下列说法中正确的是（ ）
A．该同步卫星要比其他近地卫星所受地球的引力要小
B．地球赤道上物体随地球自转的周期小于该同步卫星的运转周期
C．为防止其他国家窃取技术，该同步卫星尽可能定点在北京正上空
D．该同步卫星在运行过程中不可能撞上其他同步卫星
9．若已知月球半径为R，探测器在距月球表面高为R的圆轨道上飞行，周期为T，引力常量为G，下列说法正确的是（ ）
A．月球质量为B．月球表面的重力加速度为
C．月球的密度为D．月球表面的环绕速度为
10．据史料记载，拨浪鼓最早出现在战国时期，宋代小型拨浪鼓已成为儿童玩具。现有一拨浪鼓上分别系有长度不等的两根轻绳，绳一端系着小球，另一端固定在关于手柄对称的鼓沿上。现使鼓绕竖直放置的手柄匀速转动，稳定两球在水平面内做周期相同的匀速圆周运动。下列各图中两球的位置关系正确的是（图中轻绳与竖直方向的夹角）（ ）
A． B．
C． D．
二、实验题（本大题共1小题）
11．如图所示是探究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系的实验装置。转动手柄，可使两侧变速塔轮以及长槽和短槽随之匀速转动。当皮带分别处于1、2、3层时，左、右塔轮的角速度之比分别为1:1、1:2和1:3。皮带分别套在左右两轮塔上的不同圆盘上，可使两个槽内的小球分别以各自的角速度做匀速圆周运动，其向心力由挡板对小球的压力提供，球对挡板的反作用力，通过杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上露出的红白相间的等分格显示出两个球所受向心力的比值。那么：

（1）下列实验的实验方法与本实验相同的是。
A．探究两个互成角度的力的合成规律 B．探究加速度与力、质量关系
C．伽利略对自由落体的研究 D．探究平抛运动的的特点
（2）若探究向心力的大小F与半径r的关系时，两侧变速塔轮应该同时选择第层（选填“1”“2”或“3”），长短槽放置质量（选填“相等”或“不相等”）的小球，小球应分别放在两处。（选填“A、C”或“B、C”）。
（3）小明利用传感器来进行研究向心力与角速度关系，物块放在平台卡槽内，平台绕轴转动，物块做匀速圆周运动，平台转速可以控制，光电计时器可以记录转动快慢。

小明按上述实验将测算得的结果用作图法来处理数据，如图所示纵轴F为力传感器读数，横轴为，图线不过坐标原点的原因是，用电子天平测得物块质量为，直尺测得半径为，图线斜率大小为（结果保留两位有效数字）。
三、解答题（本大题共4小题）
12．行星的轨道与圆十分接近，所以中学阶段的研究中，我们通常都是以圆周运动来处理，即行星绕太阳可视做匀速圆周运动，请你根据所学知识，证明开普勒第三定律。
13．刀削面是北方的一种特色传统面食，操作手法是一手托面，一手拿刀，直接将面削到开水锅里。如图所示，小面圈（视为质点）刚被削离时距开水锅的高度为h，与锅沿的水平距离为L，锅的半径也为L，将削出的小面圈的运动视为平抛运动，且小面圈都落入锅中，重力加速度大小为g，求落入锅内的小面圈刚被削离时的速度大小的范围。
14．一辆新能源汽车在专用道上进行起步测试，通过车上装载的传感器记录了起步过程中速度随时间变化规律如图所示。已知段为直线，时汽车功率达到额定功率且此后功率保持不变，该车总质量为，所受到的阻力恒为，求：
（1）汽车在前5s内受到牵引力的大小F；
（2）汽车的额定功率；
（3）启动过程中汽车速度的最大值；
（4）前5s内，汽车所受作用力做的总功。

15．如图1所示一个光滑的圆锥体固定在水平桌面上，其轴线竖直，母线与轴线之间夹角为，一条长度为的轻绳，一端固定在圆锥体的顶点处，另一端拴着一个质量为的小球（可看作质点），小球以角速度绕圆锥体的轴线做匀速圆周运动，细线拉力随变化关系如图2所示。（重力加速度，sin37°=0.6，cs37°=0.8）求：
（1）倾角；
（2）小球质量m；
（3）轻绳长l；
（4）当小球的角速度为时，求细绳的拉力大小F。
答案
1．【正确答案】D
【详解】足球运动至P点时，速度沿轨迹的切线方向，受竖直向下的重力及与速度方向相反的空气阻力，这两个力的合力指向左下方，D正确，ABC错误。选D。
2．【正确答案】C
【详解】A．船头方向与河岸垂直，实际轨迹是合速度方向，不与岸垂直，A错误；
B．小船相对于岸的速度大小为，B错误；
C．小船过河所用时间为，C正确；
D．小船过河后航行到了河对岸下游，处，D错误。选C。
3．【正确答案】C
【详解】在实验中改变下落高度，两球仍同时落到水平地面，说明自由落体运动和平抛运动在相等的时间内下落的高度相同。选C。
4．【正确答案】D
【详解】A．小球恰能经过最高点B，则，可得，选项A错误；
B．小球在B点向心加速度为，选项B错误；
C．绳与钉子相碰前后瞬间小球线速度不变，半径减小，则角速度变大，选项C错误；
D．根据，可得，OP间距越大，则r越小，T越大，则绳与钉子相碰时绳越容易断，选项D正确。选D。
5．【正确答案】A
【详解】A．图甲中支持力垂直于传送带，与位移方向相互垂直，所以支持力对男士不做功，A正确；
B．图甲中摩擦力沿斜面向上，与位移方向相同，所以摩擦力对男士做正功，B错误；
C．图乙中支持力竖直向上，与位移方向成锐角，对女士做正功，C错误；
D．图乙中人与扶梯无摩擦力，D错误。选A。
6．【正确答案】D
【详解】物体的重力势能为：Ep=mgh，其中h为物体到零势能点的高度，所以该物体落地时的重力势能为：Ep=−mgh；物体下落的始末位置的高度差为：H+h，重力做功为：W=mg(h+H)，ABC错误，D正确．选D．
【名师思路点拨】解答本题要掌握：重力做功只与物体始末位置有关，与路径无关，与零势能点的选取无关；重力势能大小与零势能点的选取有关，同一位置选择的零势能点不同，对应的重力势能就不同．
7．【正确答案】B
【详解】管口的圆形内径约有10cm，则半径，则水离开管口的速度为，设供水的电动机的输出功率为P，在接近管口很短一段时间内水柱的质量为，根据动能定理可得，解得，选B。
8．【正确答案】D
【详解】A．根据万有引力定律可知在不知道其他近地卫星的质量，无法判断该同步卫星和其他近地卫星所受地球的引力大小，A错误；
B．地球上物体随地球自转的周期等于该同步卫星的运转周期，B错误；
C．地球同步卫星只能是在和赤道同一平面的轨道上，所以不可能在北京的正上空，C错误；
D．同一轨道上的卫星角速度和线速度大小都相等，所以不可能发生碰撞，D正确；选D。
9．【正确答案】A
【详解】飞船在距月球表面高度为R的圆轨道上做匀速圆周运动，，在月球表面，重力等于万有引力，，联立解得，，月球的密度，月球月球表面的环绕速度为，选A。
10．【正确答案】B
【详解】设绳长为L，则由合力提供向心力得，化简得，可知，L长的，角度大；设绳的竖直分量为h，则由合力提供向心力得，化简得，可知，角度大的，竖直分量大。综上所述，ACD错误，B正确。选B。
11．【正确答案】B；1；相等；B、C；物体与平台之间存在摩擦力的影响；0.75
【详解】（1）[1]本实验所用的研究方法是控制变量法，与“验证牛顿第二定律”的实验方法相同，选B；
（2）[2]若探究向心力的大小F与半径r的关系时，应保证角速度相同，则两侧变速塔轮应该同时选择第1层；
[3]需要保证质量相同，则长短槽放置质量相等的小球；
[4]探究向心力的大小F与半径r的关系，要保持运动的半径不同，即要将质量相同的小球分别放在挡板B和挡板C处。
（3）[5]图像不过坐标原点，此时拉力的实际表达式为，即原因是物体与平台之间存在摩擦力的影响；
[6]图像的斜率为
12．【正确答案】见解析
【详解】根据万有引力提供向心力，解得
13．【正确答案】
【详解】根据得，水平位移的范围，根据得初速度的范围为
14．【正确答案】（1）；（2）；（3）；（4）2×105J
【详解】（1）根据题图可知，该车匀加速阶段，根据牛顿第二定律，代入数据解得
（2）该车的额定功率为，代入数据解得
（3）当速度最大时，有，代入数据解得
（4）前5s内，汽车所受作用力做的总功
15．【正确答案】（1）；（2）；（3）；（4）10N
【详解】（1）（2）（3）由图2可知当圆锥体时，绳子拉力，则，小球刚要离开圆锥体时，即，由图2可知，当时，可得，当小球未离开锥面时，小球随圆锥体一起匀速圆周运动，水平方向上有，竖直方向上有，解得，解得倾角，小球质量，轻绳长
（4）当角速度为，则小球已脱离圆锥体，则，解得F=10N