江苏省连云港市赣榆区2023-2024学年高一下学期期中学业质量检测物理试卷(含答案)

这是一份江苏省连云港市赣榆区2023-2024学年高一下学期期中学业质量检测物理试卷(含答案)，共15页。试卷主要包含了单选题，计算题，实验题等内容，欢迎下载使用。


一、单选题
1．校园跑操是锻炼体质、展示风貌的集体活动。如图所示，学生们在圆形跑道上匀速行进，各排面保持整齐，则外侧学生A和内侧学生B的( )
A.线速度相同B.角速度相同C.加速度相同D.向心力相同
2．如图所示，一晾衣绳拴在两根杆上等高的位置（实线），当上面挂上要晾晒的衣服时（虚线），晾衣绳的重心与原来相比将( )
A.上升B.下降C.不变D.无法确定
3．滚筒洗衣机脱水时，衣物随着滚筒做高速匀速圆周运动。滚筒截面如图所示，A、B为滚筒的最高点和最低点，O为转轴，则脱水过程中( )
A.滚筒对衣物作用力大小恒定B.滚筒对衣物作用力始终指向转轴
C.衣物到B点时处于失重状态D.衣物到B点时脱水效果更好
4．如图所示，卫星a还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动，卫星b绕地球做匀速圆周运动，卫星c是地球同步卫星，则( )
A.a的线速度小于第一宇宙速度B.a的向心加速度等于重力加速度
C.b的运行周期比c的运行周期大D.b的向心加速度比c的向心加速度小
5．如图所示，一个小球质量为m，初始时静止在光滑的轨道上，现以水平力击打小球，使小球能够通过半径为R的竖直光滑轨道的最高点C，则水平力对小球所做的功至少为( )
A.mgRB.2mgRD.3mgR
6．我国“陆地探测四号01星”卫星入轨成功，可全天候扫描亚太地区。该卫星发射后先在椭圆过渡轨道运动，在近地点A的速度为，远地点P的速度为。飞行一定时间后在P点进入圆运行轨道，在圆运行轨道速度为。则( )
A.B.C.D.
7．如图所示，质量为M、半径为R、密度均匀的球体中挖去半径为的球体，在距离球心O为2R处有一质量为m的质点，万有引力常量为G，则剩余部分对质点的万有引力为( )
A.B.C.D.
8．如图所示，竖直放置的光滑大圆环，轻绳一端固定在大圆环的最高点，另一端连接套在大圆环上的小圆环。现让大圆环绕竖直轴，由静止开始缓慢增加转动的角速度，细绳与竖直轴之间的夹角始终为30°。则( )
A.绳中拉力缓慢增大
B.绳中拉力先减小后增大
C.大圆环对小圆环的弹力一直减小
D.大圆环对小圆环的弹力可以大于小圆环的重力
9．取一支按压式圆珠笔，将笔的按压式小钢帽朝下按压在桌面上，如图所示。将手放开后，笔会向上弹起一定的高度，忽略一切阻力。下列说法正确的是( )
A.当笔刚要离开桌面时，笔的速度达到最大
B.从笔开始运动到最高点，笔做匀变速直线运动
C.从笔外壳与内芯碰撞结束到笔运动到最高点，笔的机械能守恒
D.从笔开始运动到笔刚要离开桌面，桌面对笔的作用力对笔做正功
10．跳伞员跳伞过程中，打开伞前可看做自由落体运动，打开伞后空气阻力与速度平方成正比，此过程人先减速下降，最后匀速下落。下列关于人的下落速度v、重力势能、动能、机械能E随下落时间t或下落高度h的关系图像可能正确的是( )
A.B.
C.D.
二、计算题
11．如图所示，质量为的木块在倾角的足够长的斜面上以的加速度由静止开始下滑，已知，，g取，求：
（1）前5s内重力做的功；
（2）5s末重力的瞬时功率。
12．如图所示，在地球赤道上空有一颗运动方向与地球自转方向相同的卫星A，对地球赤道覆盖的最大张角，设地球半径为R，地球表面两极处的重力加速度为g。
（1）求A做圆周运动角速度；
（2）已知地球自转周期为T，赤道上有一个航天测控站B，求从相距最近到开始不能直接通信的间隔时间t（卫星信号传输时间可忽略）。
13．如图甲所示，陀螺可在圆轨道外侧旋转而不脱落，好像轨道对它施加了魔法一样，被称为“魔力陀螺”。它可等效为一质量为m质点在圆轨道外侧运动模型，如图乙所示。在竖直平面内固定的强磁性圆轨道半径为R，A、B两点分别为轨道的最高点与最低点，C点与轨道圆心等高，陀螺沿轨道外侧做完整的圆周运动，受圆轨道的强磁性引力始终指向圆心O且大小恒为7mg，不计摩擦和空气阻力，重力加速度为g。若陀螺通过A点时的速度为，求：
（1）在A点时陀螺对轨道的压力；
（2）运动到C点时轨道对陀螺的弹力大小；
（3）要使陀螺能做完整的圆周运动而不脱离轨道，求陀螺通过A点时的速度范围。
14．如图所示，物体A的质量为M，圆环B的质量为m，通过足够长的轻质绳子连接在一起，圆环套在光滑的竖直杆上，开始时连接圆环的绳子处于水平，长度，现从静止释放圆环，不计定滑轮和空气的阻力，取，求:
（1）若，求圆环能下降的最大高度；
（2）若圆环下降时的速度，则M与m应满足什么关系；
（3）不管M与m多大，圆环下降时的速度不可能超过多大。
三、实验题
15．某班级的学生在实验室利用“自由落体运动”来验证机械能守恒定律。
（1）不同组学生在实验操作过程中出现如图的四种情况，其中操作正确的是______。
A.B.
C.D.
（2）如图所示，根据打出的纸带，选取纸带上的连续的五个点A、B、C、D、E，根据如图读出C点对应的刻度值______cm。
（3）如图所示，测得点B距起始点O的距离为，BC两点间的距离为，CD两点间的距离为，相邻两点的打点时间间隔为T，重物质量为m，当地重力加速度为g，若验证打点过程中重物机械能守恒，测得的物理量应满足的关系式为______。（用题中所给物理量的字母表示）
（4）小明同学认为可通过测量重物下落过程的加速度来验证机械能是否守恒，设O点到测量点的距离为h，v为对应测量点的速度，他做出的关系图线如图所示，由图可得重物下落的加速度______。（结果保留三位有效数字）
（5）小冬同学误把点当作O点，其它操作与小明相同，也绘制出图像，b是小明作图线，则小冬所作的图线最有可能是______（填写图线上的字母）。
参考答案
1．答案：B
解析：学生们在圆形跑道上匀速行进，各排面保持整齐，则外侧学生A和内侧学生B的角速度相同;根据，可知外侧学生A的线速度和向心加速度均较大，由于不清楚两学生的质量关系，所以无法比较向心力大小关系。故选B。
2．答案：A
解析：对晾衣绳分析可知，衣服对晾衣绳的作用力做正功，根据能量守恒可知，晾衣绳的动能不变，则重力势能增大，所以重心升高。
故选A。
3．答案：D
解析：ACD.最低点由，在最高点有，则，衣物运动到最低点B时脱水效果更好，故AC错误，D正确;B.衣物随着滚筒做高速匀速圆周运动，速度大小不变，以在与转轴等高点为例衣服受到滚筒水平指向转轴的弹力，竖直方向还受到竖直向上的摩擦力与重力平衡，根据力的合成可知此时滚筒对衣物作用力没有指向转轴，故B错误。故选D。
4．答案：A
解析：A.根据题意可知角速度相等，根据可知a的线速度小于c的线速度，对于绕地球做圆周运动的物体，根据，可得，当卫星贴近地球表面做圆周运动时，卫星的线速度等于第一宇宙速度，可知c的线速度小于第一宇宙速度，则a的线速度小于第一宇宙速度，故A正确;BD.根据题意可知角速度相等，根据，可知d的向心加速度小于c的向心加速度，对于绕地球做圆周运动的物体，根据，可得，可知b的向心加速度比c的向心加速度大，当卫星贴近地球表面做圆周运动时，卫星的加速度等于重力加速度g，则c的向心加速度小于重力加速度g，可得a的向心加速度小于重力加速度g，故BD错误;C.根据万有引力提供向心力可得，可得，可知b的运行周期比c的运行周期小，故C错误。故选A。
5．答案：C
解析：小球恰好到达最高点C时，做功最少，小球恰好达到最高点C，重力提供向心力，由牛顿第二定律得:，解得，从小球静止到小球运动到最高点过程中，由动能定理得:，解得，故C正确;故选:C。
6．答案：B
解析：由开普勒第二定律可知，近地点速度大于远地点速度，即，因为从椭圆轨道变轨到圆周轨道，要在P点点火加速，故有，若以地球为圆心，以A点到圆心距离为半径做一圆轨道，该轨道半径比B点的半径小。由公式，得，可知A点所在圆轨道的速度大于B点所在圆轨道的速度，A点所在圆轨道变成图中的椭圆轨道需要点火加速度，所以A点所在圆轨道的速度小于，可得,即,故选B。
7．答案：A
解析：根据，可知,设挖去的球体质量为，原球体质量为M,由于挖去的球体半径是原球体半径的,故挖去的球体质量为,未挖时，原球体对质点的万有引力为:,挖去部分对质点的万有引力为:，则剩余部分对质点的万有引カ大小为:，联立解得:，故BCD错误，A正确。故选:A。
8．答案：D
解析：ABC.设，对小圆环进行受力分析，受力分析如图所示
，，随着ω的增大，拉力T和支持力N都会变小，其中T一直减小，而N会先减小到0再反向增大，故ABC错误;D.当绳子拉力减小为零后，对小圆环，竖直方向，可得，可知大圆环对小圆环的弹力可以大于小圆环的重力，故D正确。故选D。
9．答案：C
解析：A、圆珠笔开始时先向上做加速运动，后做减速运动;在加速阶段，当笔受到的合力为零，即加速度为零时，笔的速度达最大，显然笔刚要离开桌面时，笔的加速度不为零，速度不是最大，故A错误;B、从笔开始运动到最高点，笔除受到重力外，还受到的弹簧弹力及桌面的作用，可知笔受到的合力为变力，所以笔做的是非匀变速直线运动，故B错误;C.从笔外壳与内芯碰撞结束到笔运动到最高点，笔只受到自身重力的作用，则笔的机械能守恒，故C正确;D.从笔开始运动到笔刚要离开桌面，由于桌面对笔的作用力未发生位移，所以桌面对笔不做功，故D错误。故选C.
10．答案：D
解析：A.开始阶段做自由落体运动，速度随时间均匀增加；开伞后先做减速运动，空气阻力与速度平方成正比，则加速度满足
则加速度随时间逐渐减小，图线是斜率逐渐减小，阻力随速度减小到与重力大小相等时做匀速运动，故A错误；
B.开始下落阶段做自由落体运动，则
可知此过程中图像为直线，故B错误；
C.开始下落阶段做自由落体运动，动能等于减小的重力势能，即
则为直线；在开始减速后的过程中
由于阻力随速度逐渐减小，所以图像的斜率逐渐减小，阻力减小到与重力大小相等时做匀速运动，动能不变，故C错误；
D.开始阶段做自由落体运动，机械能不变；然后打开伞后，由于受阻力作用机械能逐渐减小
由于打开伞后做减速运动，图像斜率减小；最后匀速下落阶段机械能仍不断均匀减小，故D正确。故选D。
11．答案：（1）（2）
解析：（1）前5s内木块的位移
重力在前5s内做的功为
（2）木块在5s末的速度
5s末重力的瞬时功率
12．答案：（1）（2）
解析：（1）设地球质量为M，卫星A的质量为m，A的轨道半径
万有引力提供向心力
解得
（2）根据角度关系
解得
13．答案：（1），方向竖直向下（2）（3）
解析：（1）质点在A点，根据牛顿第二定律有
解得
根据牛顿第三定律有，陀螺对轨道的压力为
所以，陀螺对轨道的压力为，方向竖直向下；
（2）陀螺从A点运动到C点，根据动能定理
陀螺在C点时，轨道对陀螺的弹力和强磁性引力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律
解得
（3）当陀螺以最大速度恰好通过B点时，即陀螺在B点时，轨道对陀螺的强磁性引力和陀螺所受重力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律
此时运动到A点时速度最大，设速度为，则根据动能定理
解得
当运动到A点以最小速度恰好通过时，速度为零，则陀螺通过A点时的速度范围为。
14．答案：（1）（2）（3）
解析：（1）若，设圆环能下降的最大高度为，根据系统机械能守恒可得
由几何关系可得
联立解得
（2）若圆环下降时的速度为
把圆环速度分解，如图所示
由几何关系可得
由系统机械能守恒可得
又有
联立解得A和B的质量关系为
（3）根据题意可知，B的质量比A的大得越多，圆环下降时的速度越大，当时，可认为B下落过程机械能守恒，则有
解得圆环的最大速度
即圆环下降时的速度不可能超过。
15．答案：（1）D（2）23.40（3）（4）9.52（5）a
解析：（1）打点计时器应使用交流电源;纸带弯曲了，在重锤下落过程中，纸带与计时器之间的摩擦会造成较大的实验误差。故选D。
（2）根据图2读出C点对应的刻度值为23.40cm。
（3）重锤静止释放，0为纸带上第一个计时点，所以,C点的速度等于B到D的平均速度，有，重锤动能增量，重锤重力势能的减少量，若机械能守恒满足，即。
（4）根据，由图象求斜率得2a，即.
（5）小明同学误把点当作O点，其它操作与小华相同，当时，速度不为0，则小明所作的图线最有可能是a。