贵州省遵义市2023-2024学年高一下学期5月期中物理试题（原卷版+解析版）

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注意事项：
1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
4．本试卷主要考试内容：人教版必修第二册第五章至第八章第3节。
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 非遗传统文化“打铁花”，经过千百年不断的发展和传承，至今仍是中国受欢迎的传统艺术之一。表演“打铁花”时，将高温铁水击向高空，铁水迅速冷却形成粉碎的微细颗粒物，某表演的精彩瞬间如图所示。不计空气阻力。对铁水形成的微细颗粒物在空中的运动，下列说法正确的是（ ）
A. 所有的微细颗粒物的加速度均不同
B. 所有的微细颗粒物均做匀变速运动
C. 所有微细颗粒物在空中运动的时间均相等
D. 所有的微细颗粒物到达最高点时速度均为零
【答案】B
【解析】
【详解】AB．所有的微细颗粒物仅受重力作用，加速度相同，均做匀变速运动，选项A错误、B正确；
C．微细颗粒物竖直方向的初速度不同，在空中运动的时间不相等，选项C错误；
D．微细颗粒物做斜抛运动，到达最高点时的速度不为零，选项D错误。
故选B。
2. 某次晨练中，小强沿圆形跑道匀速跑步半个小时。关于这段时间内小强的速度和加速度，下列说法正确的是（ ）
A. 速度和加速度都不变B. 速度和加速度都改变
C. 速度改变，加速度不变D. 速度不变，加速度改变
【答案】B
【解析】
【详解】小强做匀速圆周运动，加速度方向时刻在变，速度方向时刻在变。
故选B。
3. 关于万有引力公式，下列说法正确的是（ ）
A. 甲物体对乙物体的万有引力与乙物体对甲物体的万有引力大小相等
B. 对不同两物体间的万有引力的计算，公式中引力常量G的值是不同的
C. 由万有引力公式可知，当两物体紧挨在一起时，两物体间的万有引力无穷大
D. 计算太阳与地球之间的万有引力时，万有引力公式中的r指的是太阳的半径
【答案】A
【解析】
【详解】A．甲物体对乙物体的万有引力与乙物体对甲物体的万有引力是一对作用力与反作用力，它们的大小相等，故A正确；
B．对不同两物体间的万有引力的计算，公式中引力常量G的值是相同的，故B错误；
C．当两物体紧挨在一起时，两物体间的万有引力并非无穷大，故C错误；
D．计算太阳与地球之间的万有引力时，万有引力公式中的r指的是太阳与地球球心间的距离，故D错误。
故选A。
4. 体育课上，小壮将铅球水平推出。不计空气阻力。对铅球被水平推出后在空中运动的过程，下列关于铅球在空中运动时的加速度大小a与速度大小v随运动时间t变化的关系图像中，可能正确的是（ ）
A B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】AB．由于不计空气阻力，铅球被水平推出后只受重力作用，加速度等于重力加速度，不随时间改变，故A正确、B错误；
CD．铅球被水平推出后做平抛运动，竖直方向有
则抛出后速度大小为
可知速度大小与时间不是一次函数关系，故CD错误。
故选A。
5. 某次抗洪抢险中，需要驾船将物资运送到河对岸，已知静水中的船速大小为，河岸笔直，河的宽度为120m，河中间河水的流速大小为，靠近岸边河水的流速大小为。船渡河的最短时间为（ ）
A. 12sB. 24sC. 30sD. 40s
【答案】B
【解析】
【详解】当静水中的船速垂直河岸时，船渡河的时间最短，最短时间为
故选B。
6. 如图所示，一人（图中未画出）站在岸上，利用绳和定滑轮拉船，使船以大小为v的速度匀速靠岸。当绳AO段与水平面的夹角为30°时，绳的速度大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】将船的速度分解为沿绳子方向的速度和垂直绳子方向的速度，则绳的速度大小为
故选B。
7. 一轻质细杆的一端可绕某点在竖直面内转动，另一端连接着一质量为m的小球。重力加速度大小为g。若当小球以大小为v的速度通过最高点时，小球受到细杆大小为的支持力，则当小球以大小为2v的速度通过最高点时，小球所受细杆的作用力是（ ）
A. 大小为的支持力
B. 大小为的支持力
C. 大小为的拉力
D. 大小为的拉力
【答案】C
【解析】
【详解】设小球做圆周运动的半径为r，当小球以大小为v的速度通过最高点时，有
假设当小球以大小为2v的速度通过最高点时，小球受到细杆大小为F的支持力，有
解得
F为负值，说明此时小球所受细杆的作用力为拉力。
故选C。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，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。
8. 如图所示，一轻质软杆下端固定在水平地面上，上端连接一质量为的小球（视为质点），小球在水平面内做半径为、线速度大小为的匀速圆周运动。不计空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A. 小球所受的合力大小为
B. 小球所受杆的弹力大小为
C. 小球受到重力和杆对球的弹力两个力的作用
D. 小球受到重力、杆对球的弹力和向心力三个力的作用
【答案】AC
【解析】
【详解】ACD．小球受到重力和杆对球的弹力两个力的作用，小球所受的合力提供向心力，可知小球所受的合力大小
故AC正确；
B．根据力的合成可知小球所受杆的弹力大小
故B错误。
故选AC。
9. 如图所示，质量为1kg的小球（视为质点）从距桌面高度为1.2m处的A点下落到水平地面上的B点，与地面碰撞后恰好能上升到与桌面等高的C点，C点距地面的高度为0.8m。取重力加速度大小。下列说法正确的是（ ）
A. 在小球从A点经B点运动到C点的过程中，重力对小球做的功为28J
B. 在小球从B点运动到C点的过程中，重力对小球做的功为
C. 以桌面为重力势能的参考平面，小球在A点时的重力势能为12J
D. 以桌面为重力势能的参考平面，小球在B点时的重力势能为零
【答案】BC
【解析】
【详解】AB．重力做功与路径无关，根据
在小球从A点运动到C点的过程中，重力对小球做的功
在小球从B点运动到C点的过程中，重力对小球做的功
A错误，B正确。
CD．以桌面为重力势能参考平面，根据
小球在A、B两点时的重力势能分别为
，
C正确，D错误。
故选BC。
10. 如图所示，甲、乙两卫星在同一平面内绕地球同向做匀速圆周运动，其中乙运行的周期为1天，甲在半径为r的轨道上，图示时刻两卫星恰好相距最近。地球的质量为M，地球自转的角速度大小为，引力常量为G。下列说法正确的是（ ）
A. 甲运行的周期大于1天
B. 甲运行的周期小于1天
C. 从图示时刻起，甲、乙再一次相距最近所需的最短时间为
D. 从图示时刻起，甲、乙再一次相距最近所需的最短时间为
【答案】BD
【解析】
【详解】AB．根据开普勒第三定律可知，卫星的轨道半径越大，运行的周期越长，因为乙运行的周期为1天，所以甲运行的周期小于1天，选项A错误，B正确；
CD．根据
可得甲的角速度大小
设从题中图示时刻起，甲，乙再一次相距最近所需的最短时间为t，有
解得
选项C错误、D正确。
故选BD。
三、非选择题：共57分。
11. 图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图，实验前，应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线水平。取。
(1)实验过程中，每次让小球从同一位置由静止释放，其目的是________________________。
(2)图乙是根据实验数据所得的平抛运动的曲线，其中O为抛出点，则小球做平抛运动的初速度大小v=________m/s（计算结果保留三位有效数字）。
【答案】 ①. 使小球做平抛运动的初速度相同 ②. 1.60
【解析】
【分析】本题主要考查“研究平抛物体的运动实验”的原理和计算方法
【详解】(1)[1]每次让小球从同一位置由静止释放，目的是保证小球做平抛运动的初速度相同。
(2)[2]根据自由落体位移公式
可化简计算得
则小球平抛运动的初速度为
【点睛】平抛运动可以在竖直方向上类比为自由落体，水平方向上类比为匀速直线运动、自由落体运动位移公式。
12. 某同学用如图所示的装置探究钢球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、转动半径r和角速度ω之间的关系。
（1）本实验使用的实验方法是________（填“控制变量法”或“等效替代法”）。
（2）将两个质量不同的小球分别放在长槽和短槽上，调整塔轮上的皮带和小球位置，使两球的转动半径r和角速度ω都相同。转动手柄，可探究________。
A. 向心力的大小F与质量m的关系
B. 向心力的大小F与转动半径r的关系
C. 向心力的大小F与角速度ω的关系
（3）某次实验中，两质量相同的小球放置的位置如图所示（转动半径相同），已知用皮带连接的塔轮的半径之比为3：1，则左边塔轮与右边塔轮的角速度大小之比为________，标尺上露出的红白相间的等分格数之比为________。
【答案】（1）控制变量法
（2）A （3） ①. 1：3 ②. 1：9
【解析】
【小问1详解】
本实验使用的实验方法是控制变量法。
【小问2详解】
由图可以知道，图中的两个小球的质量不同，所以该图是控制半径和角速度不变，只改变质量，来研究向心力的大小F与质量m的关系。
故选A
【小问3详解】
[1][2]根据题意，两球质量相同，转动半径相同，故格数之比为
由于两塔轮通过皮带连接，故塔轮边缘点的线速度相同，则
所以格数之比为
13. 2024年1月11日，我国在酒泉卫星发射中心使用“快舟一号”甲运载火箭，成功将“天行一号”02星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。若卫星入轨后做匀速圆周运动。轨道半径为r，周期为T，地球的半径为R，引力常量为G，求：
（1）地球的质量M；
（2）地球的第一宇宙速度v。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）设卫星的质量为m，有
解得
（2）设以第一宇宙速度运行的某近地卫星的质量为m＇，有
解得
14. 一辆汽车以大小的速度沿平直公路匀速行驶，此时其功率为额定功率。假设汽车匀速行驶时所受路面的阻力恒定（其他阻力不考虑）。
（1）求汽车匀速行驶时所受路面的阻力大小f；
（2）若汽车因紧急情况刹车，刹车后获得的加速度大小，求汽车开始刹车后4s内行驶的距离x。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）设汽车匀速行驶时，受到的牵引力大小为F，有
又因为匀速运动，所以水平方向有
解得
（2）设汽车从刹车到停止所经历的时间为，有
解得
由可知，汽车刹车后4s内的位移即为时间内的位移，根据匀变速直线运动的规律有
解得
15. 如图所示，一位摩托车手从水平平台出发向右加速行驶，在平台右端点关闭发动机，摩托车恰好从固定在竖直面内的粗糙圆弧轨道上的点以大小的速度沿切线进入轨道，并恰好能沿轨道运动到最高点，为圆心。已知圆弧轨道的半径，两点的连线与竖直方向的夹角。人与摩托车整体（视为质点）的质量，取重力加速度大小，不计空气阻力。求：
（1）整体经过点时速度大小；
（2）整体从点飞出时的速度大小以及两点的高度差；
（3）整体从点运动到点的过程中，克服轨道阻力做的功。
【答案】（1）；（2），；（3）
【解析】
【详解】（1）整体恰好能沿轨道运动到最高点，有
解得
（2）根据运动的合成与分解有
解得
整体经过点时的竖直分速度大小
整体从点运动到点的过程中在竖直方向上做自由落体运动，有
解得
（3）整体从点运动到点的过程，根据动能定理有
解得