浙江省台州市十校联盟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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考生须知：
1.本卷共6页，22小题，满分100分，考试时间90分钟。
2.答题前，在答题卷指定区域填写班级、姓名、考场号、座位号及准考证号并填涂相应数字。
3.所有答案必须写在答题纸上，写在试卷上无效。
4.本卷重力加速度g均取
选择题部分
一、选择题（本题共18小题，每小题3分，共54分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）
1. 功的国际制单位是（ ）
A. JB. NC. WD. kW·h
【答案】A
【解析】
【详解】功的国际单位是焦耳，符号为J，日常生活和工农业生产中，我们常用kW•h（度）作为计量单位来计量消耗电能的多少，而W是功率的单位，N是力的单位。
故选A。
2. 通过实验测出“引力常量”，被称为“称量地球质量的人”的科学家是（ ）
A. 牛顿B. 伽利略C. 卡文迪什D. 第谷
【答案】C
【解析】
【详解】卡文迪什通过实验测出引力常量G的值，根据万有引力定律可以求出地球的质量，所以他被誉为第一个能“称量地球质量”的人。
故选C。
3. 下列物理量中属于矢量的是（ ）
A. 功B. 重力势能C. 动能D. 线速度
【答案】D
【解析】
【详解】功、重力势能和动能为标量，而线速度为矢量。
故选D。
4. 下列物理情景中，经典的牛顿力学不再适用的是（ ）
A. 电子以接近光的速度运动B. 超音速飞行的歼20战斗机
C. 地球绕太阳运动D. 体育课上，被小明同学抛出的篮球
【答案】A
【解析】
【详解】牛顿力学适用于宏观低速运动的物体，对微观高速运动的粒子不再适用，因此当电子以接近光的速度运动时，牛顿力学不再适用；而超音速飞行的歼20战斗机，地球绕太阳运动以及抛出的篮球都属于宏观低速运动的物体，牛顿力学完全适用。
故选A。
5. 如图为某中国运动员在短道速滑比赛中勇夺金牌的精彩瞬间。假定此时他正沿圆弧形弯道匀速率滑行，则运动员（ ）
A. 做匀变速运动，合力为零B. 做匀变速运动，合力不为零
C. 做变加速运动，合力为零D. 做变加速运动，合力不为零
【答案】D
【解析】
【详解】依题意，运动员做匀速圆周运动，所受合力提供向心力，其大小不为零且不变，方向时刻改变，做变加速运动。
故选D。
6. 王鹏在学习完圆周运动知识后对修正带的内部结构进行研究．如图，修正带盘固定在大齿轮的转轴上大、小齿轮相互咬合。图中a、b点分别位于大、小齿轮的边缘，c点位于大齿轮的转轴半径中点。当修正带被匀速拉动进行字迹修改时（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】B．大、小齿轮相互咬合，同缘传动时，边缘点的线速度大小相等，故
va：vb=1：1
根据
可知
故B错误；
ACD．同轴传动时，角速度相等
ωa=ωc
根据
可知
故AD错误C正确。
故选C。
7. 托球跑是校运动会趣味项目，如图所示，某段时间内乒乓球相对球拍静止一起水平向右匀速直线运动，不计空气阻力，在这段时间内（ ）
A. 重力对乒乓球做正功B. 摩擦力对乒乓球做负功
C. 支持力对乒乓球不做功D. 合力对乒乓球做正功
【答案】B
【解析】
【详解】A．重力始终与乒乓球位移方向垂直，而根据功的计算公式
则可知重力在此过程中不做功，故A错误；
B．摩擦力沿板向上，与运动方向夹角为钝角，故摩擦力对乒乓球做负功，故B正确；
C．在此过程中，支持力与平抛球位移之间的夹角为锐角，则根据功的计算公式可知，支持力对乒乓球做正功，故C错误；
D．乒乓球做匀速直线运动，则可知乒乓球所受合力零，则可知乒乓球所受合力做功为零，故D错误。
故选B。
8. 如图所示，撑杆跳高运动员自起跳到跨越横杆的过程中，撑杆先发生弯曲再恢复到原状。在此过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 重力对运动员做正功
B. 撑杆的弹性势能一直减小
C. 撑杆的弹性势能一直增加
D. 撑杆的弹性势能先增大后减小
【答案】D
【解析】
【详解】撑杆先发生弯曲再恢复到原状，运动员向上运动，重力做负功，弹性势能先增大后减小。
故选D。
9. 2023年10月26日11时14分，神舟十七号载人飞船在我国酒泉卫星发射中心点火发射成功。若“神舟十七号”在地面时受地球的万有引力为F，则当其上升到离地距离等于地球半径时所受地球的万有引力为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】由万有引力定律得，“神舟十七号”在地面时受地球的万有引力为
其上升到离地距离等于地球半径时，即
此时所受地球的万有引力为
故选B。
10. 如图所示，一质量为m的游客乘坐摩天轮观光。假设该游客随摩天轮在竖直平面内做半径为R的圆周运动，重力加速度为g。在游客从最低点转过90°的过程中，其重力势能的增加量为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】在游客从最低点转过的过程中，游客的上升的高度为R，游客重力势能的增加量为
故选A。
11. 高速离心机用于快速沉淀或分离物质。如图所示，水平试管固定在高速离心机上，离心机匀速转动，转速为n（转速的单位为转每秒），在水平试管中的P点有质量为m的某固体颗粒，某时刻颗粒离转轴的距离为r。已知试管中充满液体，颗粒与试管内壁不接触。下列说法不正确的是（ ）
A. 颗粒运动的角速度为B. 颗粒此时受到的合外力大小为
C. 离转轴越远，分离沉淀效果越好D. 离转轴越近，分离沉淀效果越好
【答案】D
【解析】
【详解】A．由
得，颗粒运动的角速度为，故A正确；
B．固体颗粒做匀速圆周运动，合外力提供向心力，由向心力公式
故B正确；
CD．离转轴越远，r越大，液体提供的“浮力”与颗粒在该处做匀速圆周运动所需向心力的差距越大，则分离沉淀效果越好，故C正确，D错误。
本题选不正确的，故选D。
12. 黑洞是宇宙中最神秘的天体之一，由于其极端的引力场和密度，人们一直认为黑洞是信息的终结者，任何进入黑洞的物质都会被完全吞噬并永远消失。如图所示，某黑洞半径约45km，质量和半径的关系满足（其中光速，为引力常量），则该黑洞表面的重力加速度以为单位时的数量级是（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】由万有引力定律
可得该黑洞表面的重力加速度
故C正确。
故选C。
13. 有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（ ）
A. 如图甲，火车转弯超过规定速度行驶时，内轨和轮缘间会有挤压作用
B. 如图乙，“水流星”表演中，过最高点时水没有从杯中流出，水对杯底压力可以为零
C. 如图丙，小球在竖直面内做圆周运动，过最高点的速度至少等于
D. 如图丁，汽车通过凹形桥的最低点时，为了防止爆胎，车应快速驶过
【答案】B
【解析】
【详解】A．如图甲，火车转弯超过规定速度行驶时，重力和轨道支持力的合力不足以提供向心力，外轨和轮缘间会有挤压作用，故A错误；
B．如图乙，“水流星”表演中，过最高点时水没有从杯中流出，当重力刚好提供向心力时，水对杯底压力为零，故B正确；
C．如图丙，小球在竖直面内做圆周运动，过最高点时，当杆对小球的支持力大小等于，方向竖直向上，小球的速度为0，故C错误；
D．如图丁，汽车通过凹形桥的最低点时，根据牛顿第二定律可得
可得
了防止爆胎，车应慢速驶过，故D错误。
故选B。
14. 2021年4月29日，长征运载火箭在海南文昌成功将空间站“天和”核心舱送入高度约400km的预定轨道，中国空间站在轨组装建造全面展开。今年还将发射“问天”和“梦天”两个实验舱，完成与核心舱对接，并再发射“天舟”货运飞船、“神舟”载人飞船各两艘，为空间站送去乘组和物资，最终完成中国第一座空间站“天宫”的建造。下列说法正确的是（ ）
A. “天和”核心舱的发射速度大于11.2km/s
B. 空间站绕地飞行速度小于第一宇宙速度
C. 空间站绕地飞行周期大于24小时
D. 要实现实验舱与核心舱的对接，需要把实验舱送入核心舱轨道后再加速追上核心舱
【答案】B
【解析】
【详解】A．“天和”核心舱进入运行轨道后绕地球运动，其发射速度应小于第二宇宙速度11.2km/s，故A错误；
B．地球的第一宇宙速度，是发射卫星的最小速度，也是卫星最大的环绕速度，故空间站绕地飞行速度小于第一宇宙速度，故B正确；
C．根据开普勒第三定律，因为地球同步卫星的轨道半径大于空间站的轨道半径，所以空间站绕地飞行周期小于24小时，故C错误；
D．要实现实验舱与核心舱对接，则先让实验舱预留在低轨迹，适当时机使让实验舱做离心运动，只有让实验舱加速，实验舱才会做离心运动.从低轨道到高轨道与核心船对接，故D错误。
故选B。
15. 民航客机机舱都配有由气囊构成的逃生斜面，如图所示，某机舱紧急出口的舱门离气囊底端的竖直高度，气囊构成的斜面长。CD段为与斜面平滑连接的水平地面。若人从气囊上由静止开始滑下，人与气囊和人与地面间的动摩擦因数均为0.4。不计空气阻力，，要使救护人员不被从气囊上滑下的人撞到，则救护人员距舱门正下方B点的安全距离是（ ）

A. 5.6mB. 7.2mC. 8.0mD. 10.0m
【答案】C
【解析】
【详解】根据题意，由几何关系可知
解得
人从点开始下滑到水平面上停止的过程由动能定理
解得
则救护人员距舱门正下方B点的安全距离是
故选C。
16. 2020年7月31日上午，北斗三号全球卫星导航系统正式开通。人造卫星的发射过程要经过多次变轨方可到达预定轨道，在发射地球同步卫星的过程中，卫星从圆轨道I的A点先变轨到椭圆轨道II，然后在B点变轨进入地球同步轨道Ⅲ，则（ ）
A. 卫星在轨道Ⅰ上的速度比卫星在轨道Ⅲ上的速度小
B. 卫星在轨道Ⅱ上通过B的速度小于轨道Ⅲ上通过B点的速度
C. 卫星在轨道Ⅱ上运行的周期大于在轨道Ⅲ上运行的周期
D. 卫星在轨道Ⅱ上过A的加速度小于轨道I上通过A点的加速度
【答案】B
【解析】
【详解】A．Ⅰ、Ⅲ轨道均为圆轨道，根据
解得
圆周运动轨道半径越小，线速度越大，可知卫星在轨道Ⅰ上的速度比卫星在轨道Ⅲ上的速度大，故A错误；
B．轨道Ⅱ相对于轨道Ⅲ是低轨道，由低轨道到高轨道需要再切点位置加速，可知，卫星在轨道Ⅱ上通过B的速度小于轨道Ⅲ上通过B点的速度，故B正确；
C．根据开普勒第三定律有
在轨道Ⅱ的半长轴小于轨道Ⅲ的半径，可知，卫星在轨道Ⅱ上运行的周期小于在轨道Ⅲ上运行的周期，故C错误；
D．根据牛顿第二定律有
解得
可知，卫星在轨道Ⅱ上过A的加速度等于轨道I上通过A点的加速度，故D错误。
故选B。
17. 某健身爱好者质量为，在做俯卧撑运动的过程中可将他的身体视为一根直棒。已知重心在点，其垂线与脚、两手连线中点间的距离分别为和。若他在内做了36个俯卧撑，每次肩部上升的距离均为。则该健身爱好者在内克服重力做功的平均功率为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】每次肩部上升的距离均为，可知重心上升
每次克服重力做功
该健身爱好者在内克服重力做功的平均功率为
故选A。
18. 如图甲，辘轳是古代民间提水设施，由辘轳头、支架、井绳、水斗等部分构成，如图乙为提水设施工作原理简化图，某次从井中汲取的水，辘轳绕绳轮轴半径为，水斗的质量为0.5kg，井足够深且井绳的质量忽略不计。时刻，轮轴由静止开始绕中心轴转动向上提水桶，其角速度随时间变化规律如图丙所示，则（ ）
A. 水斗上升的加速度为B. 10s时水斗的动能为4J
C. 10s时井绳拉力的瞬时功率为50WD. 0~10s内井绳拉力所做的功为255J
【答案】D
【解析】
【详解】A．由图丙可知
所以水斗速度随时间变化规律为
可知水斗做静止开始的匀加速直线运动，其加速度为
故A错误；
B．10s时水斗的速度为
动能为
故B错误；
C．由牛顿第二定律，可得
解得
10s时井绳拉力的瞬时功率为
故C错误；
D．水斗匀加速上升，0~10s内它上升高度为
0~10s内井绳拉力所做的功为
故D正确。
故选D。
非选择题部分
二、实验题（本题共1题，每空2分，共12分）
19. 如图甲是探究向心力大小的表达式的实验装置。已知小球在槽中A、B、C位置做圆周运动的轨迹半径之比为1∶2∶1，变速塔轮自上而下按如图乙所示三种方式进行组合。
（1）在探究向心力与半径、质量、角速度的关系时，用到的实验方法是___________。
A. 微元法B. 等效替代法C. 控制变量法D. 理想实验法
（2）在探究向心力大小与半径的关系时，为了控制角速度相同需要将传动皮带调至第___________（填“一”“二”或“三”）层塔轮，然后将两个质量相等的钢球分别放在___________（填“A和B”，“A和C“或“B和C”）位置，匀速转动手柄，左侧标尺露出4格，右侧标尺露出2格，则左右两球所受向心力大小之比为___________。
（3）在探究向心力大小与角速度的关系时，若将传动皮带调至图乙中的第三层，转动手柄，则左右两小球的角速度之比为___________。
（4）在记录两个标尺露出的格数时，同学们发现要同时记录两边的格数且格数又不是很稳定，不便于读取。于是有同学提出用手机拍照后再通过照片读出两边标尺露出的格数。下列对该同学建议的评价，你认为正确的是___________。
A. 该方法可行，且不需要匀速转动手柄
B. 该方法可行，但仍需要匀速转动手柄
C. 该方法不可行，因不能确定拍照时露出的格数是否已稳定
【答案】（1）C （2） ①. 一 ②. B和C ③. 2∶1
（3）1∶3 （4）A
【解析】
【小问1详解】
本实验探究向心力F的大小与小球质量关系时，保持r、不变；探究向心力F的大小与角速度的关系时，保持r，m不变；探究向心力F的大小和半径r之间的关系时， 保持m、不变，所以实验中采用的实验方法是控制变量法。
故选C。
【小问2详解】
[1][2][3]变速塔轮边缘处的线速度相等，根据
在探究向心力大小与半径的关系时，需控制小球质量、角速度相同，运动半径不同，故需要将传动皮带调至第一层塔轮，将两个质量相等的钢球分别放在B和C位置。露出格数比即为向心力之比，即左右两球所受向心力大小之比为2：1。
【小问3详解】
变速塔轮边缘处的线速度相等，根据
左右两小球的角速度之比为
【小问4详解】
因为任意时刻两边标尺露出的格数比都与左右两球所受向心力大小之比相等，所以该方案可行，且不需要匀速转动手柄。
故选A。
三、计算题（本题共3题，第20题9分，21题12分，22题13分，共34分）
20. 寒假的时候小明和同学们一起去台州方特玩，他们游玩了乐园里的摩天轮“天空之眼”。在学完圆周运动的知识后，小明对摩天轮进行了研究。经查资料得到该摩天轮的半径，摩天轮匀速旋转一圈的时间是秒，质量为60kg的小明同学站在其中一个座舱的水平地板上进行观光，求：
（1）小明同学的线速度大小。
（2）该座舱运动到最低点时，地板对小明同学的支持力大小。
（3）该座舱运动到与摩天轮圆心等高处，小明同学受到的摩擦力大小。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）根据线速度
代入数据得
（2）在最低点合力提供向心力
代入数据得支持力
（3）摩擦力提供向心力
代入数据得
21. 为减少环境污染，实现我国“碳达峰、碳中和”的目标，中国大力发展新能源汽车。如图，是比亚迪旗下的电动超级跑车仰望U9，该跑车的额定功率，整车质量，该车在封闭测试路段以额定功率从静止出发且沿直线前行，假设行驶过程中受到的阻力恒定不变。求：
（1）当汽车的速度时，汽车的牵引力大小。
（2）在（1）的情况下，测得汽车的加速度，则汽车行驶过程中受到的阻力f多大。
（3）该跑车在平直路面上行驶所能到达的最大速度。
（4）测得经过时间后速度达到最大值，此过程中跑车的位移。
【答案】（1）；（2）；（3）；（4）
【解析】
【详解】（1）根据
解得
（2）根据牛顿第二定律
联立并代入数据得
（3）该跑车在平直路面上行驶所能到达的最大速度
代入数据得
（4）对汽车列动能定理有
代入数据得
22. 如图所示，一弹射游戏装置由安装在水平台面上的固定弹射器、水平直轨道AB，圆心为的竖直半圆轨道BCD、圆心为的竖直半圆管道DEF，倾斜直轨道FG及弹性板等组成，轨道各部分平滑连接。已知滑块质量（可视为质点），轨道BCD的半径，管道DEF的半径，滑块与轨道FG间的动摩擦因数，其余各部分轨道均光滑，轨道FG的长度，倾角，滑块与弹簧作用后，弹簧的弹性势能完全转化为滑块动能，滑块与弹性板作用后以等大速率弹回。
（1）在某次游戏中滑块第1次运动到与等高C点时的速度，求滑块受到的支持力大小。
（2）滑块恰好到达F，求弹簧的弹性势能。
（3）弹射器将滑块弹出后迅速撤走弹射器，要使滑块最终停在轨道FG上，求弹簧的弹性势能的取值范围。
【答案】（1）；（2）0.45J；（3）
【解析】
【详解】（1）滑块在C点，受到的弹力提供向心力
解得
（2）假定滑块刚好到F点有
从A运动到F点
解得
滑块要能到F点，须先通过D点，刚好过D点时有
得
从A运动到D点
解得
因为，所以恰好到F点时，弹性势能为0.45J。
（3）由于，滑块在弹回的过程中刚好停在F点时弹性势能最大，从A运动到F过程用动能定理
得
的取值范围。