安徽省合肥市六校联盟2023-2024学年高一下学期期中联考物理试卷（Word版附解析）

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（考试时间：75分钟满分：100分）
一、单选题（本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的选项中，只有一项符合题目要求）
1. 从18世纪起，人们开始经常使用一种叫作验电器的简单装置来检测物体是否带电（如图所示）。玻璃瓶内有两片金属箔，用金属丝挂在一根导体棒的下端，棒的上端穿过绝缘的瓶塞从瓶口伸出。当一带正电的物体靠近导体棒的上端时，金属箔片（ ）
A. 不带电B. 带正电
C. 带负电D. 无法确定
2. 万有引力定律是人类科学史上最伟大的发现之一，下列有关万有引力定律说法正确的是（ ）
A. 牛顿通过实验验证了万有引力定律
B. 由万有引力定律公式可知，当时，
C. 牛顿根据牛顿运动定律和开普勒行星运动定律得出万有引力定律，并测出了引力常量
D. 引力常量普适性是万有引力定律正确性的有力证据
3. 如图所示的炮筒与水平方向成45°角，炮弹从炮口射出时的速度大小为800m/s，炮弹落到同一水平面上某点，若忽略空气阻力，重力加速度g取10m/s2。则炮弹从炮口到落地点的水平距离为（ ）
A. 28kmB. 32kmC. 55kmD. 64km
4. 如果转动飞轮的重心不在转轴上，运行将不稳定，而且轴承会受到很大的作用力，加速磨损。如图所示，飞轮半径为r，OO′为转动轴，正常工作时转动轴受到的水平作用力可以认为是0。假想在飞轮的边缘固定一个质量m的螺丝钉P。当飞轮以角速度ω转动时，下列说法正确的是（ ）
A. P的质量越大，则轴承越容易损坏
B. P的位置离转动轴越近，则轴承越容易损坏
C. P受到的重力与飞轮对它的作用力是一对平衡力
D. 飞轮对P的作用力
5. 2024年1月，天舟七号货运飞船成功与空间站天和核心舱对接，据悉天舟七号在返回地面过程中释放一颗小卫星。已知小卫星和空间站环绕地球的运动均可看作匀速圆周运动，且小卫星的轨道半径小于空间站的轨道半径，空间站环绕地球运动时距离地球表面的高度为h，地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，忽略地球自转。下列说法正确的是（ ）
A. 空间站的角速度为
B. 空间站的环绕速度大于第一宇宙速度
C. 空间站的环绕周期小于小卫星的环绕周期
D. 空间站的环绕加速度大于小卫星的环绕加速度
6. 如图，电荷量分别为q和-q（q>0）的点电荷固定在正方体（边长为l）的两个顶点上，a、b是正方体的另外两个顶点，若将另一点电荷Q放置在a点，则（ ）
A. Q受到的库仑力方向可能由a指向b
B. Q受到的库仑力方向可能由b指向a
C. Q受到的库仑力大小为
D. Q受到的库仑力大小为
7. 如图所示是肥东和睦湖音乐喷泉的夜景，是安徽省最大的湖上喷泉，其喷出的最高水柱约有100m高，某一喷泉口直径约为0.1m（喷出水的密度为1×10³kg/m³），据此可估算出连接此喷泉的电动机的输出功率约为（ ）
A. 3.5×10³WB. 3.5×105WC. 3.5×107WD. 3.5×109W
8. 合肥市逍遥津公园承载了几代人的记忆，其中的象鼻滑梯（如图甲所示）可以简化为由竖直面内一段倾角为37°的倾斜粗糙滑道AB和半径为r的圆弧形光滑滑道BC平滑连接组成，其中C为圆弧轨道的最低点（如图乙所示）。一质量为m的小朋友（可视为质点），从滑梯的最高处A静止滑下，小朋友与倾斜直滑道AB的动摩擦因数为0.5，若小朋友到达C点时速度的大小为。则小朋友在下滑的过程中（sin37°=0.6,cs37°=0.8）（ ）
A. 一直处于失重状态
B. 在B点时速度的大小为
C. A、C两点间的竖直高度差为2.6r
D. 在最低点C时对滑道的压力大小为2mg
二、多选题（本题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
9. 人们在洗手后往往有如图所示的甩手动作，这幅图片是由每秒25帧的摄像机拍摄视频后制作的频闪画面（相邻两帧间的时间间隔为0.04s），图中A、B、C是甩手动作最后连续3帧照片指尖的位置。指尖从A到C的运动过程，可以看作：指尖先以肘关节M为圆心做圆周运动，指尖到达B点后又以腕关节N（视为已经静止）为圆心做圆周运动，最终到达C点静止（可粗略认为指尖在AB间运动的平均速度大小等于指尖过B点的线速度大小）。测得AB之间的真实距离为0.32m，AM的真实长度为0.40m，CN的真实长度为0.16m，重力加速度g取10m/s2。结合以上信息，则下列说法正确的是（ ）
A. 指尖在BC间的平均速度大于AB间的平均速度
B. 指尖在AB间的平均速度约为8m/s
C. 指尖在AC之间运动时向心加速度的最大值约为400m/s2
D. 指尖在BC之间运动时加速度的方向始终指向N点
10. 如图所示，轻绳一端系一质量为m金属环，另一端绕过定滑轮悬挂一质量为5m的重物。金属环套在固定竖直光滑直杆上，定滑轮与竖直杆间的距离OQ=d，金属环从图中P点由静止释放，OP与直杆之间的夹角θ=53°，不计一切摩擦，重力加速度为g，（），则（ ）
A. 金属环在Q点的速度大小为
B. 金属环从P上升到Q的过程中，绳子拉力对重物做的功为
C. 金属环从P上升到Q的过程中，重物所受重力的瞬时功率一直增大
D. 若金属环最高能上升到N点（N点未标出），则ON与直杆之间的夹角为53°
三、非选择题（本题共5小题，共58分）
11. 某实验小组用如图所示的装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出，落在水平挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。
（1）下列实验条件必须满足有______；
A. 挡板高度等间距变化
B. 斜槽轨道PQ的末段水平
C. 每次从斜槽上相同位置无初速度释放钢球
（2）伽利略曾研究过平抛运动，他推断：从同一炮台水平发射的炮弹，如果不受空气阻力，不论它们能射多远，在空中飞行的时间都一样。这实际上揭示了平抛物体______；
A. 在水平方向上做匀速直线运动
B. 在水平方向上的运动不受竖直方向运动的影响
C. 在竖直方向上的运动不受水平方向运动的影响
（3）牛顿设想，把物体从高山上水平抛出，速度一次比一次大，落地点就一次比一次远，如果速度足够大，物体就不再落回地面，它将绕地球做匀速圆周运动，成为人造地球卫星。若取地球表面重力加速度为g，地球的半径为R，则第一宇宙速度的表达式可以写为______。
12. 如图为一种利用气垫导轨“验证机械能守恒定律”的实验装置。主要实验步骤如下：
A．将气垫导轨放在水平桌面上，将导轨调至水平。
B．测出挡光条的宽度d。
C．将滑块移至图示位置，测出挡光条到光电门的距离l。
D．释放滑块，读出挡光条通过光电门的挡光时间t。
E．用天平称出托盘和砝码的总质量m。
F．……
（重力加速度取g）
请回答下列问题：
（1）滑块从静止释放到运动至光电门的过程中，系统的重力势能减少了____________；
（2）为验证机械能守恒定律，还需要测量的物理量是____________；
（3）若要符合机械能守恒定律的结论，则以上测得的物理量应该满足____________。
13. 设立目标并进行投掷是提高运动员投掷准确性的有效训练方法。现将某次投掷训练简化如下：如图，运动员将投掷物从岸边河堤上的A点水平掷出，已知A点到水岸边C点水平距离AB=5m、竖直距离BC=5m，A、B、C三点在同一竖直平面内。不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2。
（1）若要使投掷物落到水面上，求投掷物被掷出时速度的最小值；
（2）已知投掷物的质量为0.5kg，若要使投掷物正好击中水面上距C点15m的漂浮靶P（P点与A、B、C三点在同一竖直平面内），求投掷物被掷出时的初动能。
14. 2024年3月20日，中国在海南文昌将鹊桥二号中继星发射升空，经过一系列调控，鹊桥二号最后进入环月使命轨道，成为继“鹊桥”中继星之后世界第二颗在地球轨道以外的专用中继星，为嫦娥六号月球采样任务提供支持，并接力“鹊桥”中继星为嫦娥四号提供中继通信服务。为了简化，我们将鹊桥二号绕月球的运动看作匀速圆周运动。已知鹊桥二号绕月运转周期为T、轨道半径为r，月球的半径为R，引力常量为G。求：
（1）月球的质量和平均密度；
（2）嫦娥四号在月球表面上受到的重力（已知嫦娥四号的质量为m，且不考虑月球的自转）。
15. 能量概念的引入是科学前辈们追寻守恒量的一个重要事例。重力势能、弹性势能与动能都是机械运动中的能量形式，统称为机械能。通过重力或弹力做功，机械能可以从一种形式转化成另一种形式。
（1）请以物体沿光滑曲面滑下的情形为例，证明在只有重力做功的系统内，动能与重力势能互相转化时总的机械能保持不变，即在只有重力做功的系统内，机械能是守恒的。在图中，物体在某一时刻处在高度为h1的位置A，这时它的速度是v1。经过一段时间后，物体下落到高度为h2的另一位置B，这时它的速度是v2。（注：推理证明过程中须说明每个表达式的依据）
（2）如图，质量为m=0.1kg的物体A经一轻质弹簧与下方地面上的质量同为m=0.1kg的物体B相连，弹簧的劲度系数为k=20N/m，A、B都处于静止状态。一条不可伸长的轻绳绕过轻滑轮，一端连物体A，另一端连一轻质挂钩。开始时各段绳都处于伸直状态，A上方的一段绳沿竖直方向。现在挂钩上挂一质量为M=0.3kg的物体C并从静止状态释放。已知弹簧的弹性势能由弹簧的劲度系数和形变量的大小决定，重力加速度g取10m/s2，不计一切摩擦阻力。求：
①从释放C至B刚离地，物体A上升的高度；
②B刚离地时，物体C速度大小。