上海市川沙名校2023-2024学年高一下学期物理期中考试试卷（含答案）

上海市川沙名校2023-2024学年高一下学期物理期中考试试卷姓名：__________班级：__________考号：__________题号一二三总分评分一、单选题：本大题共12小题，共40分（1-8题每题3分，9-12题每题4分）．1．物体做匀速圆周运动的过程中，不发生变化的物理量是（）A．合力 B．线速度 C．向心加速度 D．周期2．关于功率，下列说法正确的是（）A．力做功越多，功率越大 B．力做功时间越短，功率越大C．力做功越快，功率越大 D．做功的力越大，功率越大3．某同学值日为打扫地面，将凳子向上搬起后再缓慢放回原处，此过程中该同学对凳子做功情况是（）A．一直做正功 B．先做正功，再做负功C．一直做负功 D．先做负功，再做正功4．手指陀螺如图所示，陀螺上有两个固定点A、B，其中A离转动轴较远．当陀螺转动时，下列说法不正确的是（）A．A点的周期和B点的周期相等B．A点的角速度和B点的角速度相等C．A点的线速度大于B点的线速度D．A点的向心加速度小于B点的向心加速度5．如图所示，拖拉机后轮的半径是前轮半径的两倍，A和B是前轮和后轮边缘上的点，若车行进时车轮没有打滑，则（）A．A点和B点的线速度大小之比为1：2B．A点和B点的线速度大小之比为1：1C．前轮和后轮的角速度之比为1：1D．A点和B点的向心加速度大小之比为1：26．有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（）A．如图a，汽车通过拱桥的最高点时处于超重状态B．如图b所示是一圆锥摆，小球做圆周运动的向心力由绳拉力和重力的合力提供C．如图c，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别在水平面内做匀速圆周运动，则在A位置圆锥筒对小球的支持力比在B位置处更大D．如图d，火车转弯超过规定速度行驶时，内轨对内轮缘会有挤压作用7．如图所示，在皮带传送装置中，皮带把物体P匀速传送至高处，在此过程中，下述说法正确的是（）A．摩擦力对物体做正功 B．支持力对物体做正功C．重力对物体做正功 D．合外力对物体做正功8．卫星“墨子”成功进入离地面高度为500km的预定圆形轨道，实现了卫星和地面之间的量子通信．此前我国成功发射了第23颗北斗导航卫星G7，G7属地球同步卫星．下列说法中正确的是（）A．“墨子”的运行速度大于7.9km/sB．北斗G7可定点于川沙中学上方C．“墨子”的周期比北斗G7小D．“墨子”的向心加速度比北斗G7小9．假设地球自转加快，则仍静止在赤道上的物体变大的物理量是（）A．地球的万有引力 B．自转向心力C．地面的支持力 D．重力10．如图所示，摆球质量为m，悬线长度为L，把悬线拉到水平位置后放手．设在摆球从A点运动到最低点B点的过程中空气阻力的大小恒为F，则在该过程中（）A．重力做功的功率一直增大 B．悬线的拉力做功为mgLC．空气阻力做功为−mgL D．空气阻力做功为−11．如图是“嫦娥三号”环月变轨的示意图．在I圆轨道运行的“嫦娥三号”通过变轨后绕II圆轨道运行，则下列说法中正确的是（）A．“嫦娥三号”在I轨道的线速度大于在II轨道的线速度B．“嫦娥三号”在I轨道的角速度大于在II轨道的角速度C．“嫦娥三号”在I轨道的运行周期大于在II轨道的运行周期D．“嫦娥三号”由I轨道通过加速才能变轨到II轨道12．如图甲为某同学转动自己手中的笔的过程，该过程可视为圆心为O的圆周运动，如图乙所示．已知笔长为L，当笔尖M的线速度大小为v1时，笔帽N的线速度大小为v2，则笔帽A．v22L B．(v1+二、填空题：本大题共6小题，共30分．13．牛顿把所有物体之间都存在的相互吸引力叫做，其计算公式为，卡文迪什利用实验测出了引力常量，其值为G=6.67×114．两个相互垂直的力F1=8N和F2=6N作用在同一物体上，使物体运动，如图所示，物体通过一段位移时，力F1对物体做功4J，力F2对物体做功3J，则力F1与F2的合力为15．两颗人造地球卫星，它们的质量之比m1:m2=1:2，它们的轨道半径之R16．一小球沿30°倾角的光滑斜面静止开始下滑，在第1秒内重力做功W1，在第2秒内重力做功W2；第1秒末重力的瞬时功率P1，第2秒末重力的瞬时功率P2．则W117．同轴的两个薄纸圆盘，相距为L，以角速度ω匀速转动，一颗子弹从左边平行于轴射向圆盘，在两盘上留下两个弹孔，两弹孔与盘心的连线间的夹角为π3，则这段时间内圆盘转过的最小角度为，子弹的速度可能为18．卫星绕地球做匀速圆周运动时处于完全失重状态，物体对支持面几乎没有压力，所以在这种环境中已无法用天平称量物体的质量，假设某同学在这种O环境设计了如图所示的装置（图中O为光滑的小孔）来间接测量物体的质量；给待测物体一个初速度，使它在桌面上做匀速圆周运动，假设只利用航天器中弹簧秤的基本测量工具（不使用数字化工具）．（1）物体与桌面间的摩擦力可以忽略不计，原因是；（2）实验时需要测量的物理量，除了弹簧秤示数F、圆周运动的周期T，还需要测量（参考前文，写出需要测量的物理量及代表这个物理量的字母）；（3）待测质量的表达式为m=（用前面给出的字母表示）．三、计算题：本大题共2小题，共30分．19．新能源汽车的研发和使用是近几年的热门话题．一辆测试用的小型电动汽车模型质量m=200kg在水平的公路上由静止开始匀加速启动，当功率达到8×103W后保持功率恒定，匀加速持续的时间是8s，该车运动的速度与时间的关系如图所示，汽车在运动过程中所受阻力不变，重力加速度g（1）该车在运动过程中所受阻力大小：（2）0−18s内该车所受牵引力所做的功．（3）从静止开始到18s末该车前进的距离．20．滑板运动是一项惊险刺激的运动，深受青少年的喜受．如图是滑板运动的轨道，AB和CD是两段光滑圆弧形轨道，BC是一段长l=7m的水平轨道．一运动员从AB轨道上的P点以vP=6m/s的速度下滑，经BC轨道后冲上CD轨道，到Q点时速度减为零，随后继续从Q开始无初速度自然滑下，如此往复在轨道中滑行，运动员不再通过蹬地等动作加速或者减速．已知P、Q距水平轨道的高度分别为h=1.4m,（1）分别画出运动员在AB、BC、CD轨道上的受力分析图．（2）运动员第一次经过B点、C点时的速率各是多少?（3）运动员与BC轨道的动摩擦因数为多大?（4）运动员最终停在BC轨道时，累计在BC轨道上运动了多少路程?

答案解析部分1．【答案】D【解析】【解答】由匀速圆周运动的特点可知，周期是标量，不发生变化，而合力、向心加速度、线速度是矢量，大小不变，但方向时刻在变化。故答案为：D。

【分析】匀速圆周运动线速度的大小，向心力和向心加速度的大小均不变，方向时刻发生变化，角速度不变，从而得出周期不变。2．【答案】C【解析】【解答】AB、根据定义式

P=Wt

可知功越多，可能所用时间比较长，功率不一定大，同理做功时间短，可能做功也非常少，功率不一定大，故AB错误；

C、功率是描述物体做功快慢的物理量，功率越大，做功越快，故C正确；

D、根据

P=Wt=FS3．【答案】B【解析】【解答】该同学将凳子向上搬起过程中，人对凳子有向上的作用力，凳子向上运动，故人对凳子做正功；放下过程中，人对凳子的力仍然向上，但凳子运动方向向下，故人对凳子做负功。

故答案为：B。

【分析】确定搬凳子过程人对凳子作用力的方向及搬起和放下过程凳子的位移方向，再根据功的定义确定做功的情况。4．【答案】D【解析】【解答】AB、AB同轴转动可知A点的角速度和B点的角速度相等，根据

T=2πω

可知A点的周期和B点的周期相等。故AB正确，不符合题意；

C、根据圆周运动规律

v=ωr

可知角速度相同，半径越大，线速度越大，即A点的线速度大于B点的线速度。故C正确，不符合题意；

D、根据向心加速度公式

a=ω2r

5．【答案】B【解析】【解答】AB、根据题目条件可知A、B两点的线速度大小相等，即

vA=vB

故A错误，B正确；

C、根据

v=ωr

且

r前:r后=1:2

可知，前、后两轮的角速度之比为2：1，故C错误；

D、由

a=v6．【答案】B【解析】【解答】A、如图甲所示，汽车通过拱桥的最高点时具有向下的加速度，处于失重状态，故A错误；

B、小球受重力和绳拉力作用，做匀速圆周运动，故向心力由绳的拉力和重力的合力提供，故B正确；

C、设圆锥面与数值夹角为θ，支持力为

N=mgsinθ

夹角相同，则支持力等大，故C错误；

D、火车转弯超过规定速度行驶时，所需向心力变大，由外轨对轮缘弹力的水平分力补充，即外轨对轮缘会有挤压作用，故D错误。

7．【答案】A【解析】【解答】皮带把物体P匀速传送至高处，根据受力平衡可知，物体受到竖直向下的重力，垂直于皮带接触面向上的支持力，沿皮带向上的静摩擦力；所以重力对物体做负功，支持力对物体不做功，摩擦力对物体做正功，由于物体的动能不变，根据动能定理可知，合外力对物体做功为0。

故答案为：A。

【分析】确定物体在上升过程中的受力情况及各力与物体运动位移的方向。再根据公的定义确定各力做功的情况，根据动能定律确定合外力的做功情况。8．【答案】C【解析】【解答】A、卫星“墨子”做圆周运动，根据万有引力提供向心力，有

GMmr2=mv2r

解得

v=GMr

可知轨道半径越大，线速度越小，第一宇宙速度的轨道半径为地球的半径，所以第一宇宙速度是绕地球做匀速圆周运动最大的环绕速度，所以“墨子”的运行速度小于地球的第一宇宙速度7.9km/s，故A错误；

B、地球同步卫星只能定点于赤道正上方，则北斗G7可定点于川沙中学上方，故B错误；

C、根据

GMmr2=m4π2T2r

9．【答案】B【解析】【解答】因为所处位置不变，所以受地球的万有引力不变。随地球自转的向心力，有

F=mω2R

因为角速度加快，所以向心力变大，根据

F=GMmR210．【答案】D【解析】【解答】A、摆球下落过程中，在重力方向（竖直方向）上的分速度vy先增大后减小，则由

PG=mgvy

知重力做功的功率先增大后减小，故A错误；

B、悬线的拉力始终与速度方向垂直，故做功为0，故B错误；

CD、空气阻力的大小不变，方向始终与速度方向相反，故做功为

WF=-F11．【答案】C【解析】【解答】A、航天器绕星球做匀速圆周运动万有引力提供圆周运动向心力，根据

GmMr2=mv2r

可得

v=GMr

I轨道上半径大，线速度小，故A错误；

B、根据

GmMr2=mω2r

得

ω=GMr12．【答案】C【解析】【解答】笔尖M与笔帽N转动的角速度大小相等，设角速度为ω，根据角速度与线速度之间的关系，有

v1=ωr1，v2=ωr2，L=r1+r2

13．【答案】万有引力；F=GMmr【解析】【解答】牛顿在前人研究的基础上提出万有引力定律，指出所有物体之间都存在的相互吸引力，并且牛顿把所有物体之间都存在的相互吸引力叫做万有引力；

万有引力计算公式为

F=GMmr2

卡文迪什利用扭秤实验测出了引力常量的数值；

引力常量的数值为

14．【答案】10；7【解析】【解答】根据平行四边形定则可知力F1与F2的合力为

F=F12+F22=10N

15．【答案】9：2；1【解析】【解答】由万有引力提供向心力有

F=GMmr2

所以

F1F2=m1m2×R216．【答案】1：3；1：2【解析】【解答】小球做初速度为零的匀加速直线运动，所以第一秒和第二秒内的位移之比为

x1:x2=1:3

根据

W=mgxsin30°

可知

W1:W2=1:3

根据

v=at

第一秒末和第二秒末的速度之比为17．【答案】π3；ωL2πn+【解析】【解答】子弹的速度是很大的，一般方法很难测出，利用圆周运动的周期性，可以比较方便地测出子弹的速度，子弹从A盘到B盘，盘转过的角度

θ=2πn+π3(n=0,1,2…)

n=0时盘转动的角度最小为

θ=π3

子弹在A、B间运动的时间等于圆盘转动时间，则

2πn+π18．【答案】（1）物体与接触面间几乎没有压力，摩擦力几乎为零；（2）圆周运动的半径R（3）F【解析】【解答】（1）物体与桌面间的摩擦力可以忽略不计，原因是失重无压力，没有摩擦力；

（2）由向心力公式

F=mRω2，ω=2πT

可求得待测物体质量的表达式为

m=FT2419．【答案】（1）解：当牵引力等于阻力时，速度达到最大值，则有Pm可得该车在运动过程中所受阻力大小为f=（2）解：0~8s内汽车匀加速运动的位移为牵引力做的功为W1变加速过程中，即0~18s内，汽车牵引力的功率恒为8×10则从静止开始到18s末该车所受牵引力所做的功W=（3）解：从静止开始到18s末由动能定理得W−fx=1从静止开始到18s末该车前进的距离x=127.【解析】【分析】（1）汽车的功率不变，当牵引力等于阻力时，速度达到最大值，再根据题意结合图像及瞬时功率公式进行解答；

（2）8-18s汽车以恒定的功率运动，则根据功与功率的关系进行解答即可；

（3）v-t图像与时间轴所围面积表示位移，根据图像确定0-8s汽车运动的位移，0-8s汽车做匀加速直线运动，v-t