【解析】江苏省南京市协同体七校2022-2023学年高一下学期期中联合考试物理试题

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江苏省南京市协同体七校2022-2023学年高一下学期期中联合考试物理试题

一、单选题

1．关于行星运动定律，下列说法正确的是（）

A．牛顿发现了行星运动定律

B．表达式，T代表行星运动的自转周期

C．表达式，k与行星有关

D．行星绕太阳在椭圆轨道上运行，在近日点运行的速率大于远日点运行的速率

2．如图所示，当工人师傅用扳手拧螺母时，扳手上的P、Q两点的角速度分别为和，线速度大小分别为和，则（）

A．B．C．D．

3．下列物体在运动过程中，机械能守恒的是（）

A．沿粗糙的斜面向下做匀加速运动的木块

B．在空中向上做匀速运动的氢气球

C．做平抛运动的铁球

D．被起重机拉着向上做匀速运动的货物

4．质量为m的物体，沿半径为R的向下凹的半圆形轨道滑行，如图所示，经过最低点时的速度为v，重力加速度为g，则它在最低点时受到的支持力为（）

A．mgB．C．D．

5．如图所示，a、b是绕地球做圆周运动的两颗卫星，下列说法正确的是()

A．a运动的线速度比b小B．a运动的角速度比b小

C．a运动的周期比b小D．a运动的加速度比b小

6．如图所示，小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，那么小球从接触弹簧开始到将弹簧压缩到最短的过程中（弹簧保持竖直），下列说法正确的是（）

A．重力势能先减小后增大B．重力一直做正功

C．弹性势能先增大再减小D．小球动能一直减小

7．甲、乙两物体做匀速圆周运动，转动半径之比为，在相等时间里甲转过，乙转过，则它们的线速度和向心加速度之比说法正确的是（）

A．B．C．D．

8．关于“亚洲一号”地球同步通讯卫星，已知它的质量是1.2t，下述说法正确的是（）

A．它处于平衡状态

B．它的运行速度大于7.9km/s，小于11.2km/s

C．另一质量为其2倍的同步卫星，轨道半径与其相同

D．它的周期是24h，可以绕过北京的正上方

9．长度为0.5m的轻质细杆OA，A端有一质量为2kg的小球，以O点为圆心，在竖直平面内做圆周运动，如图所示，小球通过最高点时的速度为1m/s，取，则此时轻杆OA将（）

A．受到16N的压力B．受到24N的压力

C．受到24N的拉力D．受到16N的拉力

10．一辆汽车在水平路面上由静止启动，在前5s内做匀加速直线运动，5s末达到额定功率，之后保持额定功率运动，其v-t图像如图所示。已知汽车的质量，汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍，g取，则（）

A．汽车在前5s内的牵引力为

B．汽车在15m/s时的加速度为

C．汽车的额定功率为40kW

D．汽车在前5s内摩擦力做功为

二、实验题

11．用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，使质量为的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，选取一条符合实验要求的纸带，如图所示，用刻度尺测得，，。O为第一个点，A、B、C为从合适位置开始选取的连续点中的三个点。已知打点计时器每隔0.02s打一个点，当地的重力加速度为，那么：

（1）某小组经历以下操作：①接通电源；②释放纸带；③取下纸带；④切断电源。关于这些操作步骤，合理的顺序是____________

A．①②③④B．②①③④C．②①④③D．①②④③

（2）根据图中所给的数据，应取图中O点到点来验证机械能守恒定律。

（3）从O点到（2）问中所取的点，对应的重物重力势能的减少量J，动能增加量J。（结果保留两位有效数字）

（4）若测出纸带上所有点到O点的距离，根据纸带算出各点的速度v及重物下落的高度h，则以为纵轴、以h为横轴画出的图像是图中的。

三、解答题

12．一个圆盘在水平面内匀速转动，角速度是3rad/s。盘面上距圆盘中心0.3m的位置有一个质量为0.2kg的小物体随圆盘一起做匀速圆周运动，如图所示，，求：

（1）小物体的线速度大小；

（2）小物体的向心力大小。

13．2023年2月10日19时52分，我国首次火星探测任务“天问一号”探测器实施近火捕获制动，成功实现环绕火星运动，成为我国第一颗人造火星卫星。在“天问一号”环绕火星做匀速圆周运动时，周期为T，轨道半径为r。已知火星的半径为R，引力常量为G，不考虑火星的自转。

（1）“天问一号”环绕火星运动的角速度ω，线速度的大小v；

（2）火星的质量M。

14．如图所示，质量为的物体静止在水平地面上，受到与水平地面夹角为，大小的拉力作用，物体移动的距离物体与地面间的动摩擦因数，g取。（，）求：

（1）拉力所做的功；

（2）摩擦力所做的功；

（3）处拉力做功的瞬时功率。

15．如图所示，水平轨道BC的左端与固定的光滑竖直圆轨道相切于B点，右端与一倾角为30°的光滑斜面轨道在C点平滑连接（即物体经过C点时速度的大小不变），斜面顶端固定一轻质弹簧，一质量为的滑块从圆弧轨道的顶端A点由静止释放，经水平轨道后滑上斜面并压缩弹簧，第一次可将弹簧压缩至D点。已知光滑圆轨道的半径，水平轨道BC长为0.4m，其动摩擦因数，光滑斜面轨道上CD长为0.6m，g取，求：

（1）滑块第一次经过圆轨道上B点时的速度大小v；

（2）滑块第一次运动到C点的动能；

（3）整个过程中弹簧具有最大的弹性势能。

答案解析部分

1．【答案】D

【知识点】开普勒定律

【解析】【解答】A.开普勒发现了行星运动定律，A错误；

B.T代表行星运动的公转周期，B错误；

C.k与中心天体有关，C错误；

D.根据开普勒第二定律，行星绕太阳在椭圆轨道上运行，在近日点运行的速率大于远日点运行的

速率，D正确；

故答案为：D。

【分析】开普勒发现了行星运动定律，牛顿发现万有引力定律，行星在近日点运行的速率大于远日点运行的速率。

2．【答案】D

【知识点】线速度、角速度和周期、转速

【解析】【解答】AB.PQ为共轴转动，角速度相等，AB错误；

CD.PQ为共轴转动，角速度相等，线速度等于角速度乘以半径，Q圆周运动半径大，线速度大，C错误，D正确；

故正确答案为：D。

【分析】共轴转动角速度相等，皮带传动或者齿轮传动线速度相等。

3．【答案】C

【知识点】机械能守恒定律

【解析】【解答】A.沿粗糙的斜面向下做匀加速运动的木块，摩擦力做功，使机械能逐渐减小，A错误；

B.在空中向上做匀速运动的氢气球，重力势能逐渐变大，动能不变，机械能逐渐变大，B错误；

C.做平抛运动的铁球，只受重力，只有重力做功，机械能守恒，C正确；

D.被起重机拉着向上做匀速运动的货物，重力势能逐渐变大，动能不变，机械能逐渐变大，D错误；

故答案为：C。

【分析】系统内只有重力或者弹力做功，动能和势能相互转化，总量保持不变，机械能守恒。

4．【答案】B

【知识点】竖直平面的圆周运动

【解析】【解答】在最低点重力和支持力合力提供向心力，向心力指向圆心，方向向上，所以向上的力即支持力大于重力，，。故正确答案为：B。

【分析】在最低点重力和支持力合力提供向心力，支持力大于重力。

5．【答案】C

【知识点】卫星问题

【解析】【解答】A.万有引力提供卫星圆周运动向心力，，半径越大，线速度越小，所以b线速度小，a线速度大，A错误；

BCD.与A同理，a加速度和角速度都较大，周期较小，BD错误，C正确；

故答案为：C。

【分析】万有引力提供卫星圆周运动向心力，近大远小，越远越小。

6．【答案】B

【知识点】弹性势能；重力势能；动能和势能的相互转化

【解析】【解答】A.重力势能一直减小，A错误；

B.重力势能一直减小，由功能关系，重力一直做正功，B正确；

C.弹性势能一直增加，C错误；

D.动能先增加后减小，重力与弹力相等时具有最大值，D错误。

故答案为：B。

【分析】重力与弹力相等时速度具有最大值，动能也具有最大值，球和弹簧系统机械能守恒。

7．【答案】D

【知识点】线速度、角速度和周期、转速；向心加速度

【解析】【解答】AB.甲乙相等时间转过角度之比为4：3，所以角速度之比为4：3，半径之比为1：2，线速度等于角速度乘以半径，所以线速度之比为4：6即2：3，AB错误；

CD.向心加速度等于角速度的平方与半径的乘积，加速度之比为16：18即8：9，C错误，D正确；

故答案为：D。

【分析】线速度等于角速度乘以半径，向心加速度等于角速度的平方与半径的乘积。

8．【答案】C

【知识点】卫星问题

【解析】【解答】A.圆周运动速度时刻改变，有合外力，不是平衡状态，A错误；

B.7.9km/s，是第一宇宙速度，是卫星做圆周运动最快速度，同步卫星速度一定小于7.9km/s，B错误；

C.同步卫星只有一条轨道，所以轨道半径与其相同，C正确；

D.同步卫星公转周期是24小时，当所在地方一定是赤道上方，不可能出现在北京上方，D错误；

故答案为：C。

【分析】同步卫星有三个特点：1，轨道唯一；2，周期与地球自转周期相同；3，只能在赤道上方。

9．【答案】A

【知识点】竖直平面的圆周运动

【解析】【解答】最高点假如只有重力提供向心力，速度为，大于1m/s，速度较小，有向心趋势，杆提供支持力，，，根据牛顿第三定律，此时轻杆OA将受到16N的压力，故答案为：A。

【分析】杆既可以提供拉力也可以提供支持力，速度较小提供支持力，速度较大提供拉力。

10．【答案】B

【知识点】功率及其计算；机车启动

【解析】【解答】A.前5秒做恒定加速度启动，加速度由图像可得为2米每二次方秒，A错误；

B.汽车在15m/s时，功率达到额定功率，额定功率为60000瓦，牵引力为4000N，阻力为2000N。合力为2000N，质量为2000kg，加速度为，B正确；

C.由B得额定功率为60000瓦，C错误；

D.前5秒位移为25m，阻力2000N，所以摩擦力做功大小为50000焦耳，D错误；

故答案为：B。

【分析】前5秒恒定加速度启动，后面恒定功率启动，牵引力等于阻力，速度达到最大值。

11．【答案】（1）D

（2）B

（3）0.48；0.47

（4）A

【知识点】验证机械能守恒定律

【解析】【解答】（1）先接通电源后释放纸带，再切断电源再取下纸带，所以顺序为①②④③，答案为D；

（2）B点速度以及动能可以求，所以应该取取图中O点到B点来验证机械能守恒定律；

（3）

（4），所以答案为：A。

【分析】（1）先接通电源后释放纸带，再切断电源再取下纸带。

（2）B点速度以及动能可以求，所以选OB段验证机械能守恒。

（3）根据动能以及势能表达式，分别求出动能和势能。

（4）得出物理量间函数关系，即可得到函数图象。

12．【答案】（1）解：根据

可得小物体的线速度大小

（2）解：根据

可得小物体的向心力大小

【知识点】线速度、角速度和周期、转速；向心力

【解析】【分析】（1）线速度等于角速度乘以半径。

（2）向心力等于质量加速度的平方以及半径的乘积。

13．【答案】（1）解：由角速度定义可得

由线速度定义可得

（2）解：设“天问一号”的质量为m，万有引力提供向心力有

解得

【知识点】万有引力定律；卫星问题

【解析】【分析】（1）角速度等于单位时间内转过的弧度数，线速度等于单位时间内通过的弧长；

（2）万有引力提供天问1号圆周运动的向心力，列等式求解。

14．【答案】（1）解：根据题意，由公式可得，拉力做功为

（2）解：根据题意，由平衡条件有

又有

由公式可得，摩擦力做功为

联立代入数据解得

（3）解：根据题意，由牛顿第二定律有

又有

拉力做功的瞬时功率为

联立代入数据解得

【知识点】功的计算；功率及其计算

【解析】【分析】（1）根据做功的定义式可以求得拉力F所做的功；

（2）根据平衡条件以及摩擦力表达式可得摩擦力大小，根据功的定义式求得摩擦力做的功。

（3）根据牛顿第二定律以及运动学公式求解拉力F大小，得出瞬时速度大小，结合瞬时功率表达式求得

拉力做功的瞬时功率。

15．【答案】（1）解：对滑块，由A至B由动能定理有

解得=3m/s

（2）解：对滑块由A至C由动能定理有

解得

（3）解：滑块第一次到D点具有最大的弹性势能，由A至D由动能定理可得

解得

又

【知识点】竖直平面的圆周运动；动能定理的综合应用

【解析】【分析】（1）根据动能定理求解滑块第一次经过圆轨道上B点时的速度大小v。

（2）对滑块由A至C由动能定理列式求解。

（3）滑块第一次到D点具有最大的弹性势能，由A至D由动能定理列式求解。

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江苏省南京市协同体七校2022-2023学年高一下学期期中联合考试物理试题

一、单选题

1．关于行星运动定律，下列说法正确的是（）

A．牛顿发现了行星运动定律

B．表达式，T代表行星运动的自转周期

C．表达式，k与行星有关

D．行星绕太阳在椭圆轨道上运行，在近日点运行的速率大于远日点运行的速率

【答案】D

【知识点】开普勒定律

【解析】【解答】A.开普勒发现了行星运动定律，A错误；

B.T代表行星运动的公转周期，B错误；

C.k与中心天体有关，C错误；

D.根据开普勒第二定律，行星绕太阳在椭圆轨道上运行，在近日点运行的速率大于远日点运行的

速率，D正确；

故答案为：D。

【分析】开普勒发现了行星运动定律，牛顿发现万有引力定律，行星在近日点运行的速率大于远日点运行的速率。

2．如图所示，当工人师傅用扳手拧螺母时，扳手上的P、Q两点的角速度分别为和，线速度大小分别为和，则（）

A．B．C．D．

【答案】D

【知识点】线速度、角速度和周期、转速

【解析】【解答】AB.PQ为共轴转动，角速度相等，AB错误；

CD.PQ为共轴转动，角速度相等，线速度等于角速度乘以半径，Q圆周运动半径大，线速度大，C错误，D正确；

故正确答案为：D。

【分析】共轴转动角速度相等，皮带传动或者齿轮传动线速度相等。

3．下列物体在运动过程中，机械能守恒的是（）

A．沿粗糙的斜面向下做匀加速运动的木块

B．在空中向上做匀速运动的氢气球

C．做平抛运动的铁球

D．被起重机拉着向上做匀速运动的货物

【答案】C

【知识点】机械能守恒定律

【解析】【解答】A.沿粗糙的斜面向下做匀加速运动的木块，摩擦力做功，使机械能逐渐减小，A错误；

B.在空中向上做匀速运动的氢气球，重力势能逐渐变大，动能不变，机械能逐渐变大，B错误；

C.做平抛运动的铁球，只受重力，只有重力做功，机械能守恒，C正确；

D.被起重机拉着向上做匀速运动的货物，重力势能逐渐变大，动能不变，机械能逐渐变大，D错误；

故答案为：C。

【分析】系统内只有重力或者弹力做功，动能和势能相互转化，总量保持不变，机械能守恒。

4．质量为m的物体，沿半径为R的向下凹的半圆形轨道滑行，如图所示，经过最低点时的速度为v，重力加速度为g，则它在最低点时受到的支持力为（）

A．mgB．C．D．

【答案】B

【知识点】竖直平面的圆周运动

【解析】【解答】在最低点重力和支持力合力提供向心力，向心力指向圆心，方向向上，所以向上的力即支持力大于重力，，。故正确答案为：B。

【分析】在最低点重力和支持力合力提供向心力，支持力大于重力。

5．如图所示，a、b是绕地球做圆周运动的两颗卫星，下列说法正确的是()

A．a运动的线速度比b小B．a运动的角速度比b小

C．a运动的周期比b小D．a运动的加速度比b小

【答案】C

【知识点】卫星问题

【解析】【解答】A.万有引力提供卫星圆周运动向心力，，半径越大，线速度越小，所以b线速度小，a线速度大，A错误；

BCD.与A同理，a加速度和角速度都较大，周期较小，BD错误，C正确；

故答案为：C。

【分析】万有引力提供卫星圆周运动向心力，近大远小，越远越小。

6．如图所示，小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，那么小球从接触弹簧开始到将弹簧压缩到最短的过程中（弹簧保持竖直），下列说法正确的是（）

A．重力势能先减小后增大B．重力一直做正功

C．弹性势能先增大再减小D．小球动能一直减小

【答案】B

【知识点】弹性势能；重力势能；动能和势能的相互转化

【解析】【解答】A.重力势能一直减小，A错误；

B.重力势能一直减小，由功能关系，重力一直做正功，B正确；

C.弹性势能一直增加，C错误；

D.动能先增加后减小，重力与弹力相等时具有最大值，D错误。

故答案为：B。

【分析】重力与弹力相等时速度具有最大值，动能也具有最大值，球和弹簧系统机械能守恒。

7．甲、乙两物体做匀速圆周运动，转动半径之比为，在相等时间里甲转过，乙转过，则它们的线速度和向心加速度之比说法正确的是（）

A．B．C．D．

【答案】D

【知识点】线速度、角速度和周期、转速；向心加速度

【解析】【解答】AB.甲乙相等时间转过角度之比为4：3，所以角速度之比为4：3，半径之比为1：2，线速度等于角速度乘以半径，所以线速度之比为4：6即2：3，AB错误；

CD.向心加速度等于角速度的平方与半径的乘积，加速度之比为16：18即8：9，C错误，D正确；

故答案为：D。

【分析】线速度等于角速度乘以半径，向心加速度等于角速度的平方与半径的乘积。

8．关于“亚洲一号”地球同步通讯卫星，已知它的质量是1.2t，下述说法正确的是（）

A．它处于平衡状态

B．它的运行速度大于7.9km/s，小于11.2km/s

C．另一质量为其2倍的同步卫星，轨道半径与其相同

D．它的周期是24h，可以绕过北京的正上方

【答案】C

【知识点】卫星问题

【解析】【解答】A.圆周运动速度时刻改变，有合外力，不是平衡状态，A错误；

B.7.9km/s，是第一宇宙速度，是卫星做圆周运动最快速度，同步卫星速度一定小于7.9km/s，B错误；

C.同步卫星只有一条轨道，所以轨道半径与其相同，C正确；

D.同步卫星公转周期是24小时，当所在地方一定是赤道上方，不可能出现在北京上方，D错误；

故答案为：C。

【分析】同步卫星有三个特点：1，轨道唯一；2，周期与地球自转周期相同；3，只能在赤道上方。

9．长度为0.5m的轻质细杆OA，A端有一质量为2kg的小球，以O点为圆心，在竖直平面内做圆周运动，如图所示，小球通过最高点时的速度为1m/s，取，则此时轻杆OA将（）

A．受到16N的压力B．受到24N的压力

C．受到24N的拉力D．受到16N的拉力

【答案】A

【知识点】竖直平面的圆周运动

【解析】【解答】最高点假如只有重力提供向心力，速度为，大于1m/s，速度较小，有向心趋势，杆提供支持力，，，根据牛顿第三定律，此时轻杆OA将受到16N的压力，故答案为：A。

【分析】杆既可以提供拉力也可以提供支持力，速度较小提供支持力，速度较大提供拉力。

10．一辆汽车在水平路面上由静止启动，在前5s内做匀加速直线运动，5s末达到额定功率，之后保持额定功率运动，其v-t图像如图所示。已知汽车的质量，汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍，g取，则（）

A．汽车在前5s内的牵引力为

B．汽车在15m/s时的加速度为

C．汽车的额定功率为40kW

D．汽车在前5s内摩擦力做功为

【答案】B

【知识点】功率及其计算；机车启动

【解析】【解答】A.前5秒做恒定加速度启动，加速度由图像可得为2米每二次方秒，A错误；

B.汽车在15m/s时，功率达到额定功率，额定功率为60000瓦，牵引力为4000N，阻力为2000N。合力为2000N，质量为2000kg，加速度为，B正确；

C.由B得额定功率为60000瓦，C错误；

D.前5秒位移为25m，阻力2000N，所以摩擦力做功大小为50000焦耳，D错误；

故答案为：B。

【分析】前5秒恒定加速度启动，后面恒定功率启动，牵引力等于阻力，速度达到最大值。

二、实验题

11．用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，使质量为的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，选取一条符合实验要求的纸带，如图所示，用刻度尺测得，，。O为第一个点，A、B、C为从合适位置开始选取的连续点中的三个点。已知打点计时器每隔0.02s打一个点，当地的重力加速度为，那么：

（1）某小组经历以下操作：①接通电源；②释放纸带；③取下纸带；④切断电源。关于这些操作步骤，合理的顺序是____________

A．①②③④B．②①③④C．②①④③D．①②④③

（2）根据图中所给的数据，应取图中O点到点来验证机械能守恒定律。

（3）从O点到（2）问中所取的点，对应的重物重力势能的减少量J，动能增加量J。（结果保留两位有效数字）

（4）若测出纸带上所有点到O点的距离，根据纸带算出各点的速度v及重物下落的高度h，则以为纵轴、以h为横轴画出的图像是图中的。

【答案】（1）D

（2）B

（3）0.48；0.47

（4）A

【知识点】验证机械能守恒定律

【解析】【解答】（1）先接通电源后释放纸带，再切断电源再取下纸带，所以顺序为①②④③，答案为D；

（2）B点速度以及动能可以求，所以应该取取图中O点到B点来验证机械能守恒定律；

（3）

（4），所以答案为：A。

【分析】（1）先接通电源后释放纸带，再切断电源再取下纸带。

（2）B点速度以及动能可以求，所以选OB段验证机械能守恒。

（3）根据动能以及势能表达式，分别求出动能和势能。

（4）得出物理量间函数关系，即可得到函数图象。

三、解答题

12．一个圆盘在水平面内匀速转动，角速度是3rad/s。盘面上距圆盘中心0.3m的位置有一个质量为0.2kg的小物体随圆盘一起做匀速圆周运动，如图所示，，求：

（1）小物体的线速度大小；

（2）小物体的向心力大小。

【答案】（1）解：根据

可得小物体的线速度大小

（2）解：根据

可得小物体的向心力大小

【知识点】线速度、角速度和周期、转速；向心力

【解析】【分析】（1）线速度等于角速度乘以半径。

（2）向心力等于质量加速度的平方以及半径的乘积。

13．2023年2月10日19时52分，我国首次火星探测任务“天问一号”探测器实施近火捕获制动，成功实现环绕火星运动，成为我国第一颗人造火星卫星。在“天问一号”环绕火星做匀速圆周运动时，周期为T，轨道半径为r。已知火星的半径为R，引力常量为G，不考虑火星的自转。

（1）“天问一号”环绕火星运动的角速度ω，线速度的大小v