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    江苏省连云港高级中学2023-2024学年高一下学期期中考试物理试卷(原卷版+解析版)

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    一、单选题(共11小题,每题4分,共44分)
    1. 第一宇宙速度又叫环绕速度,已知地球质量为M,半径为R,万有引力常量为G,地球表面重力加速度为g,则地球的“第一宇宙速度”可表示为( )
    A. B. C. D.
    2. 如图,将地球看成圆球,A为地球赤道上某点一物体,B为北纬30°线上某点一物体,在地球自转过程中,A、B两物体均相对于地面静止且看作质点,下列说法正确的是( )
    A. A、B两物体线速度大小之比为B. A、B两物体角速度之比为2:1
    C. A、B两物体向心加速度大小之比为4:3D. A、B两物体向心力大小之比
    3. 下列关于几种圆周运动实例的说法中,错误的是( )
    A. 图甲中小球在竖直圆形轨道内运动,经过轨道上与圆心等高A点时,轨道对小球的支持力提供小球所需的向心力
    B. 图乙中放在水平转台上的物体随转台一起匀速转动,物体受到的静摩擦力方向始终指向圆心
    C. 图丙中小球做圆锥摆运动,细绳的拉力与小球重力的合力提供小球运动所需的向心力
    D. 图丁的圆筒匀速转动的角速度越大,紧贴圆筒壁一起运动的物体a所受摩擦力也越大
    4. 如图所示是北斗导航系统中部分卫星的轨道示意图,已知P、Q、M三颗卫星均做匀速圆周运动,卫星P的轨道半径等于卫星Q的轨道半径且大于卫星M的轨道半径,其中P是地球同步卫星,则( )
    A. 卫星Q也可能相对地面静止
    B. 地球对卫星P的引力一定小于地球对卫星M的引力
    C. 卫星P的线速度大小等于卫星M的线速度大小
    D. P的周期大于卫星M的周期
    5. 若“风云三号”06星绕地球做匀速圆周运动,离地高度为h,绕地n圈的时间为t,引力常量为G,地球半径为R,则( )
    A. 卫星的周期为B. 卫星的线速度大小为
    C. 地球的质量为D. 地球表面重力加速度大小为
    6. 2021年5月7日,我国在西昌卫星发射中心用长征二号丙运载火箭,成功将遥感三十号08组卫星发射升空并进入预定轨道,在卫星发射过程中,火箭先将卫星发射进入绕地球运行的较低圆形轨道1.然后在P点使卫星进入椭圆形的转移轨道2,再在椭圆轨道的远地点Q使卫星进入较高的圆形轨道3.则下列说法正确的是( )
    A. 卫星在轨道2和轨道3经过Q点速度相等
    B. 卫星在轨道1的速度小于在轨道3的速度
    C. 卫星在轨道1的机械能小于在轨道3的机械能
    D. 卫星在轨道1经过P点的加速度大于在轨道2经过P点的加速度
    7. 一人用力踢质量为1.0kg的足球,使足球由静止以20m/s的速度飞出。假定人踢球瞬间对球平均作用力是200N,球在水平地面运动了20m停止。则人对球所做的功为( )
    A 200JB. 400JC. 500JD. 4000 J
    8. 如图所示,木板上A、B两点相距5米。一物块相对木板向右从板上A点滑至B点,同时木板在地面上向左滑行2米,图甲为滑行前,图乙为滑行后,已知物块与木板间的滑动摩擦力大小为20N,则下列说法正确的是( )
    A. 物块所受的摩擦力做功为B. 木板克服摩擦力做功为
    C. 物块与木板间因摩擦产生的热量为60JD. 物块与木板间因摩擦产生的热量为40J
    9. 一辆质量为的参赛用小汽车在平直的公路上从静止开始运动,牵引力随时间变化关系图线如图所示,时汽车功率达到最大值,此后保持此功率继续行驶,后可视为匀速。小汽车的最大功率恒定,受到的阻力大小恒定,则( )
    A. 小汽车受到的阻力大小为B. 小汽车匀加速运动阶段的加速度大小为
    C. 小汽车的最大功率为D. 小汽车后速度
    10. 如图,光滑水平面与竖直面内的光滑半圆形导轨在点相切,半圆轨道半径为R,C是半圆形导轨上与圆心等高的点,一个质量为可视为质点的小球将弹簧压缩至A点后由静止释放,在弹力作用下小球获得某一向右的速度后脱离弹簧,从点进入半圆形导轨,恰能运动到半圆形导轨的最高点,从点飞出后落在水平轨道上的点(点未画出),重力加速度为,不计空气阻力,则( )
    A. 小球过最高点时的速度大小为B. 释放小球时弹簧的弹性势能为
    C. 小球运动到点时对轨道的压力为2mgD. 水平轨道上的落点到点的距离为
    11. 如图所示,竖直平面内固定一内壁粗糙的半圆弧槽,半径为2R,一质量为m的滑块(可视为质点)从距半圆弧槽D点正上方3R的A点自由下落,经过半圆弧槽后,滑块从半圆弧槽的左端冲出,刚好到达距半圆弧槽正上方2R的B点。不计空气阻力,重力加速度为g,则以下说法错误的是( )
    A. 滑块第一次到达半圆弧槽D点的速度为
    B. 滑块第一次到达D点时对半圆弧槽压力为3mg
    C. 滑块第一次通过半圆弧槽的过程中克服摩擦力做的功为mgR
    D. 滑块从B点返回后经C再次到达D点时的速度为
    二、非选择题(共5题,共56分。其中第13题-第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤)
    12. 验证机械能守恒定律的实验中,甲、乙两组同学分别设计了如图甲、乙所示的实验装置进行验证。甲图中绳和滑轮的质量忽略不计,轮与轴之间的摩擦忽略不计。乙组同学用频闪摄影的方法验证机械能守恒定律,实验中将一钢球从与课桌表面等高处的位置O由静止释放,拍到整个下落过程的频闪照片如图乙所示,位置O到A、B、C各位置的距离分别为、、。已知频闪摄影的闪光频率为f,重力加速度为g。
    (1)实验时,甲组同学进行了如下操作:
    ①用天平分别测出物块A、B的质量4m和3m(A的质量含遮光片);
    ②用游标卡尺测得遮光条的宽度d如图丙所示,则遮光条的宽度______cm;
    ③将重物A、B用轻绳按图甲所示连接,跨放在轻质定滑轮上,一同学用手托住重物B,另一同学测量出挡光片中心到光电门中心的竖直距离h,之后释放重物B使其由静止开始下落。测得遮光片经过光电门的时间为,则此时重物B速度______(用d、表示);
    (2)甲组同学要验证系统(重物A,B)的机械能守恒,应满足的关系式为:______(用重力加速度g、、d和h表示);
    (3)若在误差允许范围内,乙组同学要验证钢球从位置O运动到位置B的过程中机械能守恒,应满足的关系式为:______(用g、f、、、表示);
    (4)关于乙组实验,下列说法正确的是______。
    A. 实验开始时,先释放钢球再进行频闪摄影
    B. 用计算出位置B的速度,算出钢球在B位置的动能,并用来验证机械能守恒
    C. 多次实验测得小钢球的重力势能减少量总是略大于动能增加量,这是由于空气阻力造成的
    13. 在离地面高度处,以初速度斜向上抛出一个质量为的物体,落地时的速度大小为,g取。求:
    (1)从抛出到落地,重力做功;
    (2)从抛出到落地,克服阻力做的功。
    14. 如图所示,质量为的木块在倾角的足够长的固定斜面上由静止开始下滑,木块与斜面间的动摩擦因数为,已知:,,g取,求:
    (1)前3s内重力做的功;
    (2)前3s内重力的平均功率;
    (3)3s末重力的瞬时功率。
    15. 宇航员在半径为R的某星球表面将一小钢球以的初速度竖直向上抛出,测得小钢球上升的最大高度为。不计空气阻力,引力常量为G。求:
    (1)该星球表面的重力加速度g的大小;
    (2)该星球的质量M;
    (3)该星球的密度。
    16. 如图所示为固定在竖直平面内的光滑轨道DCBA,其中CBA部分是半径的半圆形轨道(AC是圆的直径),DC部分是水平轨道。一个质量的小球沿水平方向进入轨道,通过最高点A后落在水平轨道上,已知落地瞬间速度方向与水平成角。小球运动过程中所受空气阻力忽略不计,g取。求:
    (1)小球经过A点的速度大小;
    (2)小球落地点与C点间的水平距离;
    (3)小球在A点时轨道对小球的压力大小。
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