吉林省部分名校2023-2024学年高一下学期期中联考物理试卷（原卷版+解析版）

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本试卷满分100分，考试用时75分钟。
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六章至第八章第2节。
一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1. 关于功，下列说法正确的是（ ）
A. 因为功有正负，所以功是矢量B. 重力做功与路径无关
C. 摩擦力只能做负功D. 功仅由力决定，力越大，这个力做的功越多
【答案】B
【解析】
【详解】A．功是标量，只有大小没有方向，故A错误；
B．重力做功与始末位置的高度差有关，与路径无关，故B正确；
C．摩擦力可以做正功，例如将小物块轻轻放在匀速运动的水平传送带上，传送带对小物块的摩擦力做正功，故C错误；
D．力和力方向上的位移的乘积表示力对物体做的功的大小，故功由力和力的方向上的位移共同决定，故D错误。
故选B。
2. 关于行星运动的公式，以下理解正确的是（ ）
A. k是一个与行星质量有关的常量
B. k与a和T均无关
C. k与T2成反比
D. k与a3成正比
【答案】B
【解析】
【详解】设中心天体的质量为M，行星的质量为m，若椭圆轨道近似看作圆轨道时，根据万有引力提供向心力有
解得
即是一个与中心天体质量有关的常量，与和均无关。
故选B。
3. 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。
4. 甲、乙两小球都在水平面上做匀速圆周运动，它们的线速度大小之比为，角速度大小之比为，则甲、乙两小球的转动半径之比为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】根据可得甲、乙两小球的转动半径之比为
故选C。
5. 中国国际航空航天博览会是展示当今世界航空航天业发展水平的盛会，代表着当今国际航空航天业先进科技主流，已成为世界五大最具国际影响力的航展之一。某架表演飞机特技飞行时的轨迹照片如图所示，若水平圆轨迹半径为竖直圆轨迹半径的2倍，飞机飞行的速率保持不变，则飞机做水平圆周运动和竖直圆周运动相比较，下列说法正确的是（ ）
A. 向心加速度大小之比为
B. 合力大小之比为
C. 角速度大小之比为
D. 周期之比为
【答案】C
【解析】
【详解】A．飞机的向心加速度大小为
可知向心加速度大小之比为，故A错误；
B．飞机做匀速圆周运动时，合力提供向心力，则有
可知合力大小之比为，故B错误；
C．飞机的角速度大小为
可知角速度大小之比为，故C正确；
D．飞机的周期为
可知周期之比为，故D错误。
故选C。
6. 使物体脱离星球的引力束缚，不再绕星球运行，从星球表面发射所需的最小速度称为第二宇宙速度，星球的第二宇宙速度v2与第一宇宙速度v1的关系为。已知某星球的半径为R，其表面的重力加速度大小为地球表面重力加速度大小g的k（k>1）倍。不计其他星球的影响，则该星球的第二宇宙速度为（ ）
A. B. C. kgRD.
【答案】D
【解析】
【详解】由重力提供向心力，可得
解得地球表面的第一宇宙速度为
则星球表面的第一宇宙速度为
该星球的第二宇宙速度为
故选D。
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。
8. 下列说法正确的是（ ）
A. 卡文迪许首先通过实验测出了引力常量
B. 开普勒首先发现了万有引力定律
C. 当地球离太阳较近的时候，地球绕太阳运行的速度较大
D. 所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳在椭圆的中心
【答案】AC
【解析】
【详解】A．卡文迪许首先通过实验测出了引力常量，故A正确；
B．牛顿首先发现了万有引力定律，故B错误；
C．根据开普勒第二定律可知，当地球离太阳较近时候，地球绕太阳运行的速度较大，故C正确；
D．所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳在椭圆的一个焦点上，故D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．以桌面为重力势能的参考平面，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，圆锥中心轴线竖直，锥面光滑，母线与竖直方向的夹角为，两段长度分别为L、2L的轻质细线，上端固定在上的同一点，下端系有质量之比为1∶2的小球A、B。若圆锥绕轴转动的角速度从零开始缓慢增大，重力加速度大小为g，则下列说法正确的是（ ）
A. A球比B球先离开锥面
B. B球比A球先离开锥面
C. 当时，OA线与夹角比OB线与的夹角大
D. 当时，OB线与的夹角比OA线与的夹角大
【答案】BD
【解析】
【详解】AB．设A球的质量为m，A、B两球恰好离开锥面时的角速度分别为、，有
解得
，
因为
所以B球先离开锥面，故A错误，B正确；
CD．当时，因为
所以两球均已离开锥面，设此时线、线与的夹角分别为，有
解得
所以
故C错误，D正确。
故选BD。
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. “北斗一号”卫星定位系统是中国自主研发，利用地球同步卫星为用户提供全天候、区域性的卫星定位系统。“北斗一号”卫星定位系统能快速确定目标或者用户所处地理位置，向用户及主管部门提供导航信息。已知地球的自转周期为T，地球的质量为M，引力常量为G，则地球同步轨道上的卫星的周期为______，角速度大小为______，轨道半径为______。
【答案】 ①. T ②. ③.
【解析】
【详解】[1]地球同步轨道卫星的周期和地球自转周期相同，即地球同步轨道上的卫星的周期为；
[2]地球同步轨道上的卫星的角速度大小为
[3]根据万有引力提供向心力有
可得地球同步轨道上的卫星的轨道半径
12. 某同学探究做圆周运动的物体的质量、向心力、轨道半径及线速度关系的实验装置如图甲所示，圆柱体放置在水平光滑圆盘上做匀速圆周运动。力传感器测量向心力大小F，速度传感器测量圆柱体的线速度大小v，该同学通过保持圆柱体的质量和运动半径不变，来探究向心力大小F与线速度大小v的关系。
（1）该同学采用实验方法为______
A. 等效替代法B. 控制变量法C. 理想化模型法
（2）改变线速度大小，多次测量，该同学测出了5组F、v数据，该同学对数据分析后，在如图乙所示的坐标纸上描出了5个点。
①请作出图线______；
②分析可知，由小到大，第______（填“1”“2”“3”“4”或“5”）组数据错误；
③若圆柱体运动半径，由作出的图线可得圆柱体的质量m=______kg（结果保留两位有效数字）。
【答案】（1）B （2） ①. ②. 2 ③. 0.14##0.15##0.16##0.17##0.18
【解析】
【小问1详解】
该同学采用的实验方法为控制变量法，故选B。
【小问2详解】
①[1]作出图线如图；
②[2]分析可知，由小到大，第2组数据偏离直线过大，则数据错误；
③[3]根据
由图像可知
若圆柱体运动半径，可得圆柱体的质量
m=016kg
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，在足够大的光滑水平桌面上有一光滑小孔O，一根细线穿过小孔，一端连接质量m=0.2kg的小球A，另一端连接水平地面上质量M=0.3kg的物体B，小孔O与小球A的距离L1=0.15m，小孔O与物体B的距离L2=0.25m。使小球A做匀速圆周运动，取重力加速度大小g=10m/s2，小球A与物体B均视为质点，不计桌面的厚度。
（1）试证明当小球A做匀速圆周运动的线速度大小v1=1m/s时，物体B未离开地面；
（2）要使物体B不与桌面接触，求小球A做匀速圆周运动的线速度大小v应满足的条件；
（3）求当小球A做匀速圆周运动的线速度大小v2=1.8m/s时，物体B距地面的高度h。
【答案】（1）见解析；（2）；（3）0.066m
【解析】
【详解】（1）当物体B恰好要离开地面时，地面对物体B的支持力为零，此时细线的拉力大小F0与物体B所受的重力大小相等，即
设此时小球A的线速度大小为v0，有
解得
因为，所以当小球A做匀速圆周运动的线速度大小时，物体B未离开地面；
（2）设当物体B恰好与桌面接触且无相互作用时，小球A做匀速圆周运动的线速度大小为v3，有
解得
要使物体B不与桌面接触，小球A做匀速圆周运动的线速度大小v应满足的条件为
（3）因为，所以当小球A做匀速圆周运动的线速度大小时，物体B已离开地面且未接触桌面，设小球做匀速圆周运动的半径为r，有
解得
经分析可知
解得