江蘇省錫山高級中學2023-2024學年度第一學期期末考試高一物理試卷（本試卷滿分100分，考試時間75分鐘）一、單項選擇題∶（本題共11小題，每小題4分，共計44分。每小題只有一個選項符合題意。）1.關于物理學發(fā)展，下列表述正確的是（）A.哥白尼提出了“地心說”，認為地球位于宇宙的中心B.卡文迪什提出了萬有引力定律，并利用扭秤裝置較準確地測出了引力常量C.第谷通過對天體運動的長期研究，發(fā)現(xiàn)了行星運動三定律D.經(jīng)典力學是許多科學家經(jīng)過艱苦探索才完成的科學理論，但實踐證明，經(jīng)典力學只適用于宏觀、低速的情況【答案】D【解析】【詳解】A．托勒密提出了“地心說”，認為地球位于宇宙的中心，故A錯誤；B．牛頓提出了三條運動定律及萬有引力定律，卡文迪許利用扭秤裝置較準確地測出了引力常量，故B錯誤；C．開普勒通過對第谷對天體運動的觀測數(shù)據(jù)的研究，發(fā)現(xiàn)了行星運動三定律，故C錯誤；D．經(jīng)典力學是物理學和天文學的基礎，經(jīng)典力學是許多科學家經(jīng)過艱苦探索才完成的科學理論，只適用范圍是宏觀、低速、弱引力場情形，故D正確。故選D。2.以下選項中，哪一組全部是國際單位制中的基本物理量（）A.力、質量、長度B.牛頓、質量、時間C.長度、質量、時間D.千米、焦耳、時間【答案】C【解析】【詳解】國際單位制規(guī)定了七個基本物理量，分別為長度、質量、時間、熱力學溫度、電流、光強度、物質的量。故選C。3.如圖所示，水平力F把一個物體緊壓在豎直的墻壁上靜止不動，下列說法中正確的是（）A.作用力F與物體對墻壁的壓力是一對平衡力B.物體對墻壁的壓力與墻壁對物體的彈力是平衡力C.物體的重力跟墻壁對物體的靜摩擦力是一對平衡力D.作用力F跟墻壁對物體的壓力是一對作用力與反作用力【答案】C【解析】【詳解】AD．作用力F與墻壁對物體的支持力是一對平衡力，選項AD錯誤；B．物體對墻壁的壓力與墻壁對物體的彈力是相互作用力，選項B錯誤；C．物體的重力跟墻壁對物體的靜摩擦力是一對平衡力，選項C正確；故選C。4.北斗問天，國之夙愿。我國北斗三號系統(tǒng)的收官之星是地球靜止軌道衛(wèi)星，其軌道半徑約為地球半徑的7倍。則該地球靜止軌道衛(wèi)星（）A.其發(fā)射速度一定大于11.2km/sB.在軌道上運動的線速度一定小于7.9km/sC.它運行周期大于24hD.它可以經(jīng)過北京正上空，所以我國能利用它進行電視轉播【答案】B【解析】【詳解】A．發(fā)射地球衛(wèi)星的最小速度是7.9km/s，而不能超過11.2km/s，一旦超過會脫離地球束縛，A錯誤；B．地球衛(wèi)星的圓形環(huán)繞速度的最大速度是7.9km/s，地球靜止軌道衛(wèi)星在軌道上運動的線速度一定小于7.9km/s，B正確；C．地球靜止軌道衛(wèi)星，相對地球靜止，與地球自轉周期相同為24h，C錯誤；D．地球靜止軌道衛(wèi)星，處于赤道上空，不能經(jīng)過北京上空，D錯誤．故選B。5.某同學站在力傳感器上連續(xù)做“下蹲-站起-下蹲-站起…”的動作。截取力傳感器某一時段內的采集數(shù)據(jù)如圖，D點和A點對應的力值之比約4：3。下列說法中正確的是（）A.D點對應人正在站起，處于超重B.D點和A點對應的人加速度之比約4：3C.B點對應人正在站起，處于失重D.圖示的時間內該同學完成兩次下蹲、起立的動作【答案】C【解析】【詳解】A．下蹲過程應先向下加速后向下減速，則先失重后超重，對應壓力先減小后增大，D點對應人正在下蹲，處于超重，故A錯誤；B．根據(jù)牛頓第二定律，設人的質量為，D點對應人的加速度大小為A點對應的人加速度大小為可知無法計算D點和A點對應的人加速度之比，故B錯誤；C．站起過程應先向上加速后向上減速，則先超重再失重，對應壓力先增大后減小，B點對應人正站起，處于失重，故C正確；D．站起過程應先向上加速后向上減速，則先超重再失重；下蹲過程應先向下加速后向下減速，則先失重后超重，可知圖示的時間內該同學完成一次下蹲、起立的動作，故D錯誤。故選C。6.兩顆行星的質量分別是、，它們繞太陽運轉的軌道半長軸分別是、，如果，，則它們的運行周期之比等于()AB.C.D.【答案】D【解析】【詳解】根據(jù)開普勒第三定律：得：解得：故選D．【點睛】根據(jù)開普勒第三定律：，運用比例法求解兩行星運行的周期之比．7.如圖所示為一種叫做“迪斯科魔盤”的娛樂設施，魔盤繞中心軸線在水平面內做圓周運動，當魔盤轉動很慢時，站在魔盤上的人會隨磨盤一起轉動，當魔盤轉速逐漸增大時，人會陸續(xù)被甩向盤邊，轉速達到一定值時，人會“貼”在魔盤豎直壁上而不會滑下。若所有人與魔盤間各部分的動摩擦因數(shù)均為μ，且最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，魔盤半徑為r，則下列說法正確的是（）A.人隨魔盤轉動過程中受重力、彈力、摩擦力和向心力作用B.轉速增大，兩人抱一起不容易被甩到邊上C.當魔盤角速度為時，離圓心距離處的人不會被甩出D.當人能“貼”在魔盤豎直壁上且對盤底無壓力時，魔盤的轉速一定不小于【答案】D【解析】【詳解】A．人隨“魔盤”轉動過程中受重力、彈力、摩擦力，向心力是效果力，故A錯誤；B．要使人不被被甩到邊上，即最大摩擦力應大于所需向心力，即有可見此關系式與人的質量無關，所以轉速增大，兩人抱在一起不影響是否會被甩到邊上，故B錯誤；C．當魔盤角速度為ω時，要不被甩出，應該得故C錯誤；D．人恰好貼在魔盤上時，有又聯(lián)立解得轉速為故“魔盤”的轉速一定不小于，故D正確。故選D。8.如圖是宇航員在月球表面水平拋出一小球的頻閃照片的一部分。已知照片上小方格的實際邊長為a，閃光周期為T，據(jù)此可知（）A.小球平拋的初速度為B.月球上的重力加速度為C.照片上A點是平拋的起始位置D.小球運動到D點時豎直速度大小為【答案】C【解析】【詳解】A．小球平拋的初速度為故A錯誤；B．豎直方向月球上的重力加速度為故B錯誤；C．因豎直方向相等時間內的位移之比為1:3:5，可知照片上A點是平拋的起始位置，故C正確；D．小球運動到D點時豎直速度大小為故D錯誤。故選C。9.物體在直角坐標系xOy所在的平面內由O點開始運動，其沿坐標軸方向的兩個分速度隨時間變化如圖所示．則物體在直角坐標系xOy所在的平面內的運動軌跡是A. B.C. D.【答案】B【解析】【詳解】在0～3s，在y正方向上做勻速直線運動，x正方向做初速度為零的勻加速直線運動，加速度方向向上，對應的軌跡向x軸正方向彎曲的拋物線；在3s～4s，初速度與橫軸正方向夾角根據(jù)圖像可知，加速度方向與橫軸方向夾角，圖像斜率代表加速度合加速度與合速度在一條直線上，做勻加速直線運動，圖像是傾斜的直線．A.圖像與分析不符，故A錯誤．B.圖像與分析相符，故B正確．C.圖像與分析不符，故C錯誤．D.圖像與分析不符，故D錯誤．10.一輛“復興號”模型小機車在水平路面上由靜止啟動，在前5s內做勻加速直線運動，5s末達到額定功率，之后保持以額定功率運動，其v?t圖像如圖所示。已知汽車的質量為m=1×103kg，汽車受到地面的阻力為車重力的0.1倍，g取10m/s2，則以下說法正確的是（）A.汽車在前5s內的牽引力為4×103NB.汽車速度為25m/s時的加速度為3m/s2C.汽車的額定功率為120kWD.汽車的最大速度為150m/s【答案】B【解析】【詳解】A．汽車在前5s內的加速度牽引力為選項A錯誤；BC．汽車的額定功率為汽車速度為25m/s時的加速度為選項B正確，C錯誤；D．汽車的最大速度為選項D錯誤。故選B。11.如圖甲所示，勁度系數(shù)為k的豎直輕彈簧下端固定在地面上，上端與質量為8m的物塊B相連并處于靜止狀態(tài)。一質量為m的物塊A在外力作用下靜止在彈簧正上方某高度處，取物塊A靜止時的位置為原點O、豎直向下為正方向建立x軸。某時刻撤去外力，物塊A自由下落，與物塊B碰撞后以相同的速度向下運動，碰撞過程時間極短。測得物塊A的速度v與其位置坐標x的關系如圖乙所示（彈簧始終處于彈性限度內）。已知物塊A、B均可視為質點，則（）A.物塊A與B從x1到x3的過程中，重力的瞬時功率先減小后增大B.物塊A與B整體運動至加速度為零時彈簧壓縮量為（x2－x1）C.彈簧的勁度系數(shù)D.物塊A與B從x1到x2的過程中，彈簧彈力做功【答案】C【解析】【詳解】A．在物塊A與B從x1到x3的過程中，重力的瞬時功率為由乙圖可知，速度先增大后減小，故重力的功率先增大后減小，故A錯誤；BC．物塊A與B整體運動至加速度為零時，A與B所受合外力為零，受力分析可知又因為A和B接觸前B受力平衡，有在物塊A與B從x1到x2的過程中，彈力的變化滿足聯(lián)立解得故B錯誤，C正確；D．物塊A與B從x1到x2的過程中，彈簧彈力做功滿足故D錯誤。故選C。二、非選擇題∶（共5題，共56分。第13題~第16題請寫必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分；有數(shù)值計算時，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位）12.學習小組進行“探究加速度a與物體質量M、物體受力F的關系”的實驗，實驗裝置如圖甲所示：（1）關于平衡摩擦力的觀點，下列說法正確的是；A.車放在傾斜長木板上，在不掛砝碼和砝碼盤的情況下，輕推小車使其能在紙帶上打出均勻點跡，說明小車平衡摩擦力了B.在每次改變小車質量之后需要重新平衡摩擦力C.平衡摩擦力的目的是使小車所受合外力的大小等于細繩拉力的大小D.平衡摩擦力的目的是使細繩拉力的大小等于砝碼盤和砝碼總重力的大?。?）若用圖像法驗證小車加速度a與質量M的反比關系，則應作出a隨______的變化圖像（選填“”或“”）；（3）圖乙是按正確的實驗步驟得到一條紙帶，實驗中打點計時器連接的電源周期為0.02s，每兩個相鄰計數(shù)點之間都有4個點沒有畫出，小車運動的加速度為_______m/s2。（結果保留三位有效數(shù)字）；（4）某同學在做保持小車質量不變，驗證小車的加速度與其合外力成正比的實驗時，根據(jù)測得的數(shù)據(jù)作出如圖丙所示的a-F圖線，所得的圖線既不過原點，又不是直線，原因可能是；A.木板右端所墊物體較低，使得木板的傾角偏小B.木板右端所墊物體較高，使得木板的傾角偏大C.小車質量遠大于砝碼和砝碼盤的總質量D.砝碼和砝碼盤的總質量不滿足遠小于小車質量（5）該小組又對實驗方案進行了改進，來研究小車加速度a與F的關系，裝置如圖丁所示。將裝有力傳感器的小車放置于水平長木板上，用小桶替換砝碼盤，并緩慢向小桶中加入細砂，直到小車剛開始運動為止，記下傳感器的最大示數(shù)F0。再將小車放回原處并按住，繼續(xù)向小桶中加入細砂，記下傳感器的示數(shù)F1。釋放小車，實時記錄小車運動時傳感器的示數(shù)F2。改變小桶中砂的重力，多次重復實驗，獲得多組數(shù)據(jù)，描繪小車加速度a與F的關系如圖戊所示。不計紙帶與計時器間的摩擦。圖像中F是實驗中測得的；A.F1 B.F2 C.F1-F2 D.F2-F0（6）關于該改進的實驗，下列說法中正確的是。A.小車和傳感器的總質量應遠大于小桶和砂的總質量B.實驗中需要將長木板右端墊高C.隨著F的增大，戊圖中所畫的a與F圖線仍會彎曲D.用加砂的方法改變拉力的大小與砝碼盤的方法相比，可更方便地獲取多組實驗數(shù)據(jù)【答案】（1）AC（2）（3）6.22（4）AD（5）D（6）D【解析】【小問1詳解】A．車放在傾斜長木板上，在不掛砝碼和砝碼盤的情況下，輕推小車使其能在紙帶上打出均勻點跡，說明小車平衡摩擦力了，故A正確；B．平衡摩擦力后滿足可得故在每次改變小車質量之后不需要重新平衡摩擦力，故B錯誤；CD．平衡摩擦力的目的是使小車所受合外力的大小等于細繩拉力的大小，故C正確，D錯誤。故選AC?！拘?詳解】根據(jù)牛頓第二定律可得可知與成正比，若用圖像法驗證小車加速度a與質量M的反比關系，則應作出a隨的變化圖像?！拘?詳解】相鄰兩計數(shù)點的時間間隔為根據(jù)逐差法求出小車運動的加速度為【小問4詳解】AB．由圖可知，當合外力較小時，小車的加速度為零，說明平衡摩擦力不足，木板右端所墊物體較低，使得木板的傾角偏小，故A正確，B錯誤；CD．圖線不是直線，是由于隨著砝碼和砝碼盤的總質量的增大，不滿足遠小于小車質量，繩子拉力不能近似等于砝碼和砝碼盤的重力，故C錯誤，D正確。故選AD?！拘?詳解】圖像是過原點的一條直線，已經(jīng)平衡摩擦力，則為小車受到的合外力，即故選D?！拘?詳解】A．該實驗中力傳感器可以直接測出繩子拉力的大小，小車和傳感器的總質量不需要遠大于小桶和砂的總質量，故A錯誤；B．實驗中不需要將長木板右端墊高，因為已經(jīng)測量了小車所受的摩擦力，故B錯誤；C．為小車受到的合外力，隨著F的增大，戊圖中所畫的a與F圖線不會彎曲，故C錯誤；D．用加砂的方法改變拉力的大小與砝碼盤的方法相比，可更方便地獲取多組實驗數(shù)據(jù)，故D正確。故選D。13.北京時間2024年1月11日11時52分，我國成功發(fā)射天行一號02星，該衛(wèi)星主要用于開展空間環(huán)境探測等試驗。若天行一號02星繞地飛行階段的軌道近似為圓形，距地球表面高度為h，周期為T，已知地球的半徑為R，引力常量為G，忽略其他天體對天行一號02星的引力影響。求：（1）地球的質量M；（2）地球表面的重力加速度g?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】【詳解】（1）根據(jù)萬有引力提供向心力解得地球的質量為（2）根據(jù)萬有引力與重力的關系解得地球表面的重力加速度為14.如圖所示，豎直平面內的圓弧形光滑軌道半徑為R=0.4m，A端與圓心O等高，AD為與水平方向成45°角的斜面，B端在O的正上方，一個質量m=1kg的小球在A點正上方某處由靜止開始釋放，自由下落至A點后進入圓形軌道并能沿圓形軌道到達B點，最后落到斜面上C點，且到達B處時小球對圓弧軌道頂端的壓力大小為3mg（忽略空氣阻力，重力加速度g取10m/s2）。求：（1）小球到達B點的速度；（2）從到達B點開始計時，小球何時距離直線BD最遠；（3）小球在B點到C點的運動過程中重力勢能的減小量ΔEp?！敬鸢浮浚?）4m/s；（2）04s；（3）32J【解析】【詳解】（1）由題知，小球到達B處時對圓弧軌道頂端的壓力大小為3mg，則根據(jù)牛頓第二定律有代入數(shù)據(jù)解得vB=4m/s（2）將小球從離開B點后的運動沿著BD和垂直于BD方向進行分解，則在垂直于BD方向的速度減為0時小球距離直線BD最遠，根據(jù)逆向思維法有vBcos45°=gsin45°t解得t=0.4s（3）將小球從離開B點后的運動沿著水平和豎直方向進行分解，則有解得t′=0.8s則小球在B點到C點的運動過程中豎直方向的位移則小球在B點到C點的運動過程中重力勢能的減小量ΔEp=mgh=32J15.如圖所示的離心裝置中，水平光滑輕桿固定在豎直光滑轉軸的O點，小圓環(huán)A和輕質彈簧套在輕桿上，彈簧左端固定于O點，右端連接A，套在轉軸上的質量為的小球B，通過長為的輕繩與A相連，裝置靜止時輕繩與豎直方向的夾角為?，F(xiàn)將裝置由靜止緩慢加速轉動，當轉軸角速度為時，輕繩與豎直方向夾角增大到，此時彈簧彈力大小等于裝置靜止時彈簧彈力大小，重力加速度為g取1