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。