江苏省十校2023-2024学年高一下学期4月期中
物理试题
一、单选题（共11题，每题4分，共44分．每题只有一个选项最符合题意．）
1．物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步，下列表述中正确的是（ ）
A．第谷通过观察提出行星绕太阳运动的轨道是椭圆
B．牛顿发现了万有引力定律，并测出了引力常量的数值
C．开普勒第三定律，式中k的值不仅与太阳的质量有关，还与行星运动的速度有关
D．“月——地”检验，表明了地面物体所受地球的引力、月球所受地球的引力，与太阳、行星间的引力，遵从相同的规律
2．如图所示为歼战机向上加速爬升的精彩画面，下图中曲线为爬升轨迹，则歼在轨迹上P点受到合力方向可能的是（ ）
3． 摩天轮是一种大型转轮状的机械建筑设施，游客坐在摩天轮上可以从高处俯瞰四周景色。现假设摩天轮正绕中间的固定轴在竖直面内做匀速圆周运动，游客坐在座舱中与座舱保持相对静止（座舱及乘客可视为质点），则正确的说法是（ ）
A．游客受力平衡
B．游客所受的合外力总是指向摩天轮固定轴
C．人在最低点处于失重状态
D．座舱所受的合力始终不变
4． 2024年2月，中国航天3小时内成功发射20颗卫星，包括一箭九星、一箭十一星。如果将其中一颗轨道半径为r的卫星，调整至2r的轨道绕地运行，则下列说法正确的是（ ）
A．根据公式v=ωr可知，卫星的线速度增大到原来的2倍
B．根据公式a＝可知，卫星的向心加速度减小到原来的
C．根据公式F＝m可知，卫星的向心力减小到原来的
D．根据公式F＝G可知，卫星的向心力减小到原来的
5. 如图所示，质量为0.1kg的小球（可看成质点），从A点下落到B点，h1为1m，桌面h2高0.8m，g取10m/s2则下列说法正确的是（ ）
A．小球在A点的重力势能一定是1.8J
B．若以桌面为参考面，小球在桌面时重力势能为0
C．小球在A点的重力势能不一定大于在B点的重力势能
D．从A到B过程中，重力势能的变化与参考面选取有关
6. 有a、b、c、d四颗地球卫星，a还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动，b处于地面附近近地轨道上正常运动，c是地球同步卫星，d是高空探测卫星，各卫星排列位置如图，则有（ ）
A. a的向心加速度等于重力加速度g
B. b在相同时间内转过的弧长最长
C. a的线速度大于b的线速度
D. d的运动周期有可能是22h
7．2023年10月26日，我国自主研发的神舟十七号载人飞船圆满完成了发射，与“天和核心舱”成功对接。飞船变轨前稳定运行在半径为r1的圆形轨道I上，椭圆轨道II为飞船的转移轨道，“天和核心舱”沿逆时针方向运行在半径为r2的圆形轨道III上，轨道I和II、II和III分别相切于A、B两点，飞船在A点变轨，与“天和核心舱”刚好在B点进行对接，下列说法不正确的是（ ）
A．神舟十七号在轨道II上由A向B运动时，速度和加速度均变小
B．神舟十七号先到III轨道，然后再加速，才能与天和核心舱完成对接
C．神舟十七号在轨道II上的A点和B点的速度的大小之比为
D．神舟十七号在II轨道经过B点的加速度等于在III轨道经过B点的加速度
8. 如图所示为某地一风力发电机，它的叶片转动时可形成半径为R的圆面。假定某时间内该地区的风速是v，撞击叶片后速度变为零，风向恰好跟叶片转动的圆面垂直，已知空气的密度为，若该风机将风能转化为电能的效率为，下列说法正确的是（ ）
A．若风速变为原来2倍，则电功率将变为原来2倍
B．若风速变为原来2倍，则电功率将变为原来4倍
C．若风速变为原来2倍，则电功率将变为原来8倍
D．若风速变为原来2倍，则电功率将变为原来16倍
9. 在宇宙中当一颗恒星靠近黑洞时，黑洞和恒星可以相互绕行，从而组成双星系统。在相互绕行的过程中，质量较大的恒星上的物质会逐渐被吸入到质量较小的黑洞中，从而被吞噬掉，黑洞吞噬恒星的过程也被称之为“潮汐瓦解”。天鹅座X-1就是一个由质量较小黑洞和质量较大恒星组成的双星系统，它们以两者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动，如图所示。在刚开始吞噬的时间内，恒星和黑洞的距离可认为不变，则在这段时间内，下列说法正确的是（ ）
A. 恒星做圆周运动的角速度变大
B. 恒星做圆周运动的角速度变小
C. 恒星做圆周运动的线速度变大
D. 恒星做圆周运动的线速度变小
10. 如图所示，倾角为的斜面，固定在水平地面上，一小物块以初速度从斜面底端冲上斜面，小物块与斜面之间的动摩擦因数为，且，斜面足够长。重力加速度为g，不计空气阻力，用v表示速率，用表示动能，用表示重力势能，E表示机械能，（取水平地面为零势能面），用x表示小物块在斜面上滑过的路程，则下列图像可能正确的是（ ）
11. 如图所示，一根轻质弹簧与质量为m的滑块P连接后，穿在一根光滑竖直杆上，弹簧下端与竖直杆的下端连接，一根轻绳跨过定滑轮将滑块P和重物Q连接起来。图中O、B两点等高，线段OA长为L，与水平方向的夹角，重物Q的质量，把滑块从图中A点由静止释放后沿竖直杆上下运动，当它经过A、B两点时，弹簧对滑块的弹力大小相等，不计滑轮的摩擦，在滑块从A到B的运动过程中（ ）
A. 滑块P的速度一直增大
B. 滑块P在位置B的速度
C. 轻绳对滑块P做功
D. P与Q的机械能之和先减小后增大
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字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。
12．（14分）在“验证机械能守恒定律”的实验中：
（1）某同学选用电磁打点计时器，则应按 （选填“甲”“乙”或“丙”）图中的方法连接电源。
（2）释放纸带前，正确的操作方式是 。
（3）本实验中，下列说法正确的是 。
A．可选用木质重物作为研究对象
B．安装打点计时器时，应使两个限位孔处于同一直线上
C．可以根据来计算重物在时刻的瞬时速度
D．先接通电源，后释放重物
（4）实验小组让重物带动纸带从静止开始自由下落，按正确操作得到了一条完整的纸带，在纸带上选取连续打出的点1、2、3、4、5、6，测出点3、4、5到起始点0的距离，如图3所示。已知重物的质量为，重力加速度g取。从打点0到打点4的过程中，重物的重力势能减少量 J，动能增加量 J，在误差范围内，若等于则可验证重物下降过程中机械能守恒。（计算结果均保留3位有效数字）
（5）在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点0的距离h，计算对应计数点的重物速度v，作出图像，若图像是一条过原点的直线，且斜率为 （用g表示），也可以验证重物下落过程中机械能守恒。
（6）实验小组选用两个质量相同、材料不同的重物P和Q分别进行实验，多次记录下落高度h和相应的速度大小v，作出的图像如图4所示，对比图像分析可知选重物 （选填“P”或“Q”）进行实验误差更小。
13．（8分）如图所示，运动员把质量为400g的足球从水平地面踢出，足球在空中到达的最大高度是5m，在最高点的速度为20m/s，不考虑空气阻力，g＝10m/s2。求：
（1）足球上升过程中克服重力做功；
（2）运动员踢球时对足球做的功；
（3）足球在落地时重力的功率。
14．（11分）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OA为直线、AB为曲线、BC为平行于横轴的直线。5s时汽车功率达到额定功率且保持不变，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）前5s内，汽车所受作用力做的总功；
（4）该车前25s内通过的位移大小为多少？
15. （10分）宇航员在火星上将一轻弹簧竖直固定在水平桌面上，把质量为m物体P轻放在弹簧上端由静止向下运动，物体的加速度a与弹簧的压缩量x间的关系如图所示（其中a0与x0已知）。已知万有引力常量为G，火星的半径为R，自转周期为T.
（1）求弹簧的劲度系数；
（2）求火星的密度；
（3）如果火星有一颗同步卫星，其距火星表面的高度H为多少？
16.（13分） 如图所示，从A点以的水平速度抛出一质量m =1Kg的小物块（可视为质点，不计空气阻力），当物块运动至B点时，恰好沿切线方向进入固定在地面上的半径R=2.75m光滑圆弧轨道BC，其中轨道C端切线水平，随后小物块滑上静止在粗糙水平面的长木板上。已知长木板的质量M =2Kg，物块与长木板之间的动摩擦因数 ，长木板与地面间的动摩擦因数，半径OB与竖直半径OC间的夹角。取，，，求：
（1）小物块运动至B点时的速度大小；
（2）小物块滑动至C点时，对圆弧轨道C点的压力大小；
（3）若长木板长为L=3.2m, 则自小物块滑上长木板起，到它们最终都停下来过程中，小物块与长木板间产生的热量及地面与长木板间产生的热量各为多少？江苏省十校2023-2024学年高一下学期4月期中
物理试题
参考答案
一、单选题（4×11=44分）
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
D C B D B B B C C B B
第II卷（非选择题）
二、非选择题：共5题，共56分。
12（2×7=14分）
（1）甲 （2） D （3）D
（4）1.98 1.82 （5） （6）P
13．（8分） （1）20J；（2）100J (3) 40W
【解答】（1）足球上升过程中克服重力做功：WG＝mgh＝0.4×10×5J＝20J （2分）
（2）从开始到足球达到最高点的过程中，根据动能定理可得：
W人﹣WG0
解得：W人＝100J （3分）
（3）足球在落地时的竖直速度为
重力的功率 （3分）
14．（11分） （1）6000N ；（2） ；（3）2×105J；（4）450m
【解答】（1）根据题图可知
根据牛顿第二定律 解得 （2分）
（2）该车的额定功率为
解得 （2分）
（3）前5s内位移 x 50 m
汽车所受作用力做的总功 （3分）
（4）当速度最大时，有 得
根据动能定理
解得 （4分）
15. （10分） （1）；（2） （3）-R
【解答】（1））由图可知，火星表面上的重力加速度
当弹簧的压缩量为时，物体的加速度为0，则弹簧的弹力等于，所以弹簧的劲度系数： （2分）
（2）对火星表面的物体，有：
解得火星的质量
又： 联立解得火星的密度 （4分）
（3）同步卫星的周期等于该行星自转的周期，则
解得 -R （4分）
16. （13分） （1）5m/s；（2）6m/s；（3）15J、3 J
【解析】（1）设小物块运动至B点时的速度大小为vB，
（2分）
（2）设圆弧轨道的半径为R，对小物块从B点滑至C点的过程，
解得
解得 FN＝23.1 N
根据牛顿第三定律，小物块对C点的压力大小为23.1 N. （4分）
（3）小物块在长木板上滑动过程中，设小物块和长木板的加速度大小分别为a1、a2，
解得
设经过时间t二者达到共同速度，则
解得 且
t时间内小物块的位移大小为 长木板的位移大小为
则 所以小物块不滑出长木板，
则
由于μ1＞μ2，共速之后二者将共同做匀减速运动，则小物块与长木板间产生的热量为15J
又共速之后二者将共同做匀减速运动，,
则地面与长木板间产生的热量为: （7分）
