安徽省合肥市六校聯(lián)盟2023-2024學(xué)年高一下學(xué)期4月期中考試物理試題（解析版）

高級(jí)中學(xué)名校試卷PAGEPAGE1合肥市普通高中六校聯(lián)盟2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期中聯(lián)考高一年級(jí)物理試卷（考試時(shí)間：75分鐘滿分：100分）一、單選題（本題共8小題，每小題4分，共32分。在每小題給出的選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)符合題目要求）1.從18世紀(jì)起，人們開(kāi)始經(jīng)常使用一種叫作驗(yàn)電器的簡(jiǎn)單裝置來(lái)檢測(cè)物體是否帶電（如圖所示）。玻璃瓶?jī)?nèi)有兩片金屬箔，用金屬絲掛在一根導(dǎo)體棒的下端，棒的上端穿過(guò)絕緣的瓶塞從瓶口伸出。當(dāng)一帶正電的物體靠近導(dǎo)體棒的上端時(shí)，金屬箔片（）A.不帶電 B.帶正電C.帶負(fù)電 D.無(wú)法確定〖答案〗B〖解析〗當(dāng)一帶正電物體靠近導(dǎo)體棒的上端時(shí)，導(dǎo)體棒上端感應(yīng)出負(fù)電荷，金屬箔片感應(yīng)出正電荷。故選B2.萬(wàn)有引力定律是人類科學(xué)史上最偉大的發(fā)現(xiàn)之一，下列有關(guān)萬(wàn)有引力定律說(shuō)法正確的是（）A.牛頓通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了萬(wàn)有引力定律B.由萬(wàn)有引力定律公式可知，當(dāng)時(shí)，C.牛頓根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律和開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律得出萬(wàn)有引力定律，并測(cè)出了引力常量D.引力常量的普適性是萬(wàn)有引力定律正確性的有力證據(jù)〖答案〗D〖解析〗A．牛頓在前人對(duì)天體運(yùn)動(dòng)研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合自己提出的運(yùn)動(dòng)定律總結(jié)推導(dǎo)出了萬(wàn)有引力定律，不是通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明總結(jié)出的，故A錯(cuò)誤；B．適用于兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)間的萬(wàn)有引力，當(dāng)時(shí)，物體不能再視為質(zhì)點(diǎn)，所以不再適用，F(xiàn)不是趨向于無(wú)窮大，故B錯(cuò)誤；C．牛頓推導(dǎo)出了萬(wàn)有引力定律，在萬(wàn)有引力定律的推導(dǎo)過(guò)程中運(yùn)用了牛頓運(yùn)動(dòng)定律和開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律，卡文迪許利用扭秤實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)算出引力常量G，故C錯(cuò)誤；D．引力常量的普適性是萬(wàn)有引力定律正確性的有力證據(jù)，故D正確。故選D。3.如圖所示的炮筒與水平方向成45°角，炮彈從炮口射出時(shí)的速度大小為800m/s，炮彈落到同一水平面上某點(diǎn)，若忽略空氣阻力，重力加速度g取10m/s2。則炮彈從炮口到落地點(diǎn)的水平距離為（）A.28km B.32km C.55km D.64km〖答案〗D〖解析〗炮彈的速度分解為水平速度炮彈的豎直速度沿豎直方向做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間水平射程故選D。4.如果轉(zhuǎn)動(dòng)飛輪的重心不在轉(zhuǎn)軸上，運(yùn)行將不穩(wěn)定，而且軸承會(huì)受到很大的作用力，加速磨損。如圖所示，飛輪半徑為r，OO′為轉(zhuǎn)動(dòng)軸，正常工作時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)軸受到的水平作用力可以認(rèn)為是0。假想在飛輪的邊緣固定一個(gè)質(zhì)量m的螺絲釘P。當(dāng)飛輪以角速度ω轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（）A.P的質(zhì)量越大，則軸承越容易損壞B.P的位置離轉(zhuǎn)動(dòng)軸越近，則軸承越容易損壞C.P受到的重力與飛輪對(duì)它的作用力是一對(duì)平衡力D.飛輪對(duì)P的作用力〖答案〗A〖解析〗AB.小螺絲釘做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所需要的向心力由轉(zhuǎn)盤(pán)提供，根據(jù)牛頓第三定律，小螺絲釘將給轉(zhuǎn)盤(pán)向外的作用力，轉(zhuǎn)盤(pán)在這個(gè)力的作用下，將對(duì)轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生作用力，大小也為，有P的質(zhì)量越大，則軸承越容易損壞，P的位置離轉(zhuǎn)動(dòng)軸越近，越小，則軸承越不容易損壞，故A正確，B錯(cuò)誤；C.P做圓周運(yùn)動(dòng)，具有加速度，合外力不為0，所以它受到的重力與飛輪對(duì)它的作用力不是一對(duì)平衡力，故C錯(cuò)誤；D.飛輪對(duì)P的作用力和重力的合力提供向心力，由平行四邊形定則有故D錯(cuò)誤。故選A。5.2024年1月，天舟七號(hào)貨運(yùn)飛船成功與空間站天和核心艙對(duì)接，據(jù)悉天舟七號(hào)在返回地面過(guò)程中釋放一顆小衛(wèi)星。已知小衛(wèi)星和空間站環(huán)繞地球的運(yùn)動(dòng)均可看作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，且小衛(wèi)星的軌道半徑小于空間站的軌道半徑，空間站環(huán)繞地球運(yùn)動(dòng)時(shí)距離地球表面的高度為h，地球的半徑為R，地球表面的重力加速度為g，忽略地球自轉(zhuǎn)。下列說(shuō)法正確的是（）A.空間站的角速度為B.空間站的環(huán)繞速度大于第一宇宙速度C.空間站環(huán)繞周期小于小衛(wèi)星的環(huán)繞周期D.空間站的環(huán)繞加速度大于小衛(wèi)星的環(huán)繞加速度〖答案〗A〖解析〗A．對(duì)空間站，由萬(wàn)有引力提供向心力，則有在地球表面，萬(wàn)有引力近似等于重力，則有解得故A正確；B．第一宇宙速度等于近地衛(wèi)星的環(huán)繞速度，根據(jù)解得空間站的軌道半徑大于近地衛(wèi)星的軌道半徑，則空間站的環(huán)繞速度小于第一宇宙速度，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)解得小衛(wèi)星的軌道半徑小于空間站的軌道半徑，則空間站的環(huán)繞周期大于小衛(wèi)星的環(huán)繞周期，故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)牛頓第二定律有解得小衛(wèi)星的軌道半徑小于空間站的軌道半徑，則空間站的環(huán)繞加速度小于小衛(wèi)星的環(huán)繞加速度，故D錯(cuò)誤。故選A。6.如圖，電荷量分別為q和-q（q>0）的點(diǎn)電荷固定在正方體（邊長(zhǎng)為l）的兩個(gè)頂點(diǎn)上，a、b是正方體的另外兩個(gè)頂點(diǎn)，若將另一點(diǎn)電荷Q放置在a點(diǎn)，則（）A.Q受到的庫(kù)侖力方向可能由a指向bB.Q受到的庫(kù)侖力方向可能由b指向aC.Q受到的庫(kù)侖力大小為D.Q受到的庫(kù)侖力大小為〖答案〗C〖解析〗AB．Q可能帶正電，可能帶負(fù)電，受力情況如圖所示：Q受到的庫(kù)侖力方向不可能指向ab方向，故AB錯(cuò)誤；CD．Q受到的庫(kù)侖力大小為故C正確，D錯(cuò)誤。故選C。7.如圖所示是肥東和睦湖音樂(lè)噴泉的夜景，是安徽省最大的湖上噴泉，其噴出的最高水柱約有100m高，某一噴泉口直徑約為0.1m（噴出水的密度為1×103kg/m3），據(jù)此可估算出連接此噴泉的電動(dòng)機(jī)的輸出功率約為（）A.3.5×103W B.3.5×105W C.3.5×107W D.3.5×109W〖答案〗B〖解析〗水離開(kāi)管口的速度為設(shè)給噴管噴水的電動(dòng)機(jī)輸出功率為P，在接近管口很短一段時(shí)間內(nèi)水柱的質(zhì)量為根據(jù)動(dòng)能定理可得解得故選B。8.合肥市逍遙津公園承載了幾代人的記憶，其中的象鼻滑梯（如圖甲所示）可以簡(jiǎn)化為由豎直面內(nèi)一段傾角為37°的傾斜粗糙滑道AB和半徑為r的圓弧形光滑滑道BC平滑連接組成，其中C為圓弧軌道的最低點(diǎn)（如圖乙所示）。一質(zhì)量為m的小朋友（可視為質(zhì)點(diǎn)），從滑梯的最高處A靜止滑下，小朋友與傾斜直滑道AB的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5，若小朋友到達(dá)C點(diǎn)時(shí)速度的大小為。則小朋友在下滑的過(guò)程中（sin37°=0.6,cos37°=0.8）（）A.一直處于失重狀態(tài)B.在B點(diǎn)時(shí)速度的大小為C.A、C兩點(diǎn)間的豎直高度差為2.6rD.在最低點(diǎn)C時(shí)對(duì)滑道的壓力大小為2mg〖答案〗C〖解析〗A.小朋友運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)，有豎直向上的向心加速度，處于超重狀態(tài)，故A錯(cuò)誤；B.B到C過(guò)程，由動(dòng)能定理有得故B錯(cuò)誤；C.設(shè)AB的豎直高度差為，A到B過(guò)程，由動(dòng)能定理有AC的豎直高度差為得故C正確；D.在最低點(diǎn)C時(shí)軌道對(duì)小朋友的支持力為，由牛頓第二定律有得由牛頓第三定律有在最低點(diǎn)C時(shí)小朋友對(duì)滑道的壓力大小為3mg，故D錯(cuò)誤。故選C。二、多選題（本題共2小題，每小題5分，共10分。在每小題給出的選項(xiàng)中，有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分）9.人們?cè)谙词趾笸腥鐖D所示的甩手動(dòng)作，這幅圖片是由每秒25幀的攝像機(jī)拍攝視頻后制作的頻閃畫(huà)面（相鄰兩幀間的時(shí)間間隔為0.04s），圖中A、B、C是甩手動(dòng)作最后連續(xù)3幀照片指尖的位置。指尖從A到C的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，可以看作：指尖先以肘關(guān)節(jié)M為圓心做圓周運(yùn)動(dòng)，指尖到達(dá)B點(diǎn)后又以腕關(guān)節(jié)N（視為已經(jīng)靜止）為圓心做圓周運(yùn)動(dòng)，最終到達(dá)C點(diǎn)靜止（可粗略認(rèn)為指尖在AB間運(yùn)動(dòng)的平均速度大小等于指尖過(guò)B點(diǎn)的線速度大?。?。測(cè)得AB之間的真實(shí)距離為0.32m，AM的真實(shí)長(zhǎng)度為0.40m，CN的真實(shí)長(zhǎng)度為0.16m，重力加速度g取10m/s2。結(jié)合以上信息，則下列說(shuō)法正確的是（）A.指尖在BC間的平均速度大于AB間的平均速度B.指尖在AB間的平均速度約為8m/sC.指尖在AC之間運(yùn)動(dòng)時(shí)向心加速度的最大值約為400m/s2D.指尖在BC之間運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度的方向始終指向N點(diǎn)〖答案〗BC〖解析〗AB．由圖可知B、C之間距離比A、B之間的距離小，經(jīng)過(guò)的時(shí)間相同，故指尖在B、C之間運(yùn)動(dòng)的速度比A、B之間的??；指尖在A、B之間運(yùn)動(dòng)的速度大小約為，解得故A錯(cuò)誤，B正確；C．圖中B、C之間距離接近CN的距離，故可知指尖在B、C之間運(yùn)動(dòng)的速度大小約為可得指尖在B、C之間運(yùn)動(dòng)的加速度和在A、B之間運(yùn)動(dòng)的加速度分別為，故指尖在AC之間運(yùn)動(dòng)時(shí)向心加速度的最大值約為400m/s2，故C正確；D．指尖在B、C間運(yùn)動(dòng)的加速度等于向心加速度和切向加速度的矢量和，故方向時(shí)刻變化，故D錯(cuò)誤。故選BC。10.如圖所示，輕繩一端系一質(zhì)量為m的金屬環(huán)，另一端繞過(guò)定滑輪懸掛一質(zhì)量為5m的重物。金屬環(huán)套在固定豎直光滑直桿上，定滑輪與豎直桿間的距離OQ=d，金屬環(huán)從圖中P點(diǎn)由靜止釋放，OP與直桿之間的夾角θ=53°，不計(jì)一切摩擦，重力加速度為g，（），則（）A.金屬環(huán)在Q點(diǎn)的速度大小為B.金屬環(huán)從P上升到Q的過(guò)程中，繩子拉力對(duì)重物做的功為C.金屬環(huán)從P上升到Q的過(guò)程中，重物所受重力的瞬時(shí)功率一直增大D.若金屬環(huán)最高能上升到N點(diǎn)（N點(diǎn)未標(biāo)出），則ON與直桿之間的夾角為53°〖答案〗AB〖解析〗C．根據(jù)斜牽引速度的分解特點(diǎn)，可知金屬環(huán)從P上升到Q的過(guò)程中，重物的速度開(kāi)始為零，到達(dá)Q點(diǎn)時(shí)也為零，所以其重力的瞬時(shí)功率先增大后減小，故C錯(cuò)誤；A．金屬環(huán)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)時(shí)，對(duì)金屬環(huán)及重物系統(tǒng)，利用機(jī)械能守恒定律有，金屬環(huán)在Q點(diǎn)的速度大小為故A正確；B．金屬環(huán)從P上升到Q的過(guò)程中，對(duì)重物利用動(dòng)能定理有求得繩子拉力對(duì)重物做的功為故B正確；D．若ON與直桿之間的夾角為53°，則重物高度沒(méi)有變化，金屬環(huán)由P到N，機(jī)械能增加，不符合能量守恒定律，故D錯(cuò)誤。故選AB。三、非選擇題（本題共5小題，共58分）11.某實(shí)驗(yàn)小組用如圖所示的裝置研究平拋運(yùn)動(dòng)。將白紙和復(fù)寫(xiě)紙對(duì)齊重疊并固定在豎直的硬板上。鋼球沿斜槽軌道PQ滑下后從Q點(diǎn)飛出，落在水平擋板MN上。由于擋板靠近硬板一側(cè)較低，鋼球落在擋板上時(shí)，鋼球側(cè)面會(huì)在白紙上擠壓出一個(gè)痕跡點(diǎn)。移動(dòng)擋板，重新釋放鋼球，如此重復(fù)，白紙上將留下一系列痕跡點(diǎn)。（1）下列實(shí)驗(yàn)條件必須滿足的有______；A.擋板高度等間距變化B.斜槽軌道PQ的末段水平C.每次從斜槽上相同的位置無(wú)初速度釋放鋼球（2）伽利略曾研究過(guò)平拋運(yùn)動(dòng)，他推斷：從同一炮臺(tái)水平發(fā)射的炮彈，如果不受空氣阻力，不論它們能射多遠(yuǎn)，在空中飛行的時(shí)間都一樣。這實(shí)際上揭示了平拋物體______；A.在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)B.在水平方向上的運(yùn)動(dòng)不受豎直方向運(yùn)動(dòng)的影響C.在豎直方向上的運(yùn)動(dòng)不受水平方向運(yùn)動(dòng)的影響（3）牛頓設(shè)想，把物體從高山上水平拋出，速度一次比一次大，落地點(diǎn)就一次比一次遠(yuǎn)，如果速度足夠大，物體就不再落回地面，它將繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，成為人造地球衛(wèi)星。若取地球表面重力加速度為g，地球的半徑為R，則第一宇宙速度的表達(dá)式可以寫(xiě)為_(kāi)_____?！即鸢浮剑?）BC（2）C（3）〖解析〗【小問(wèn)1詳析】A．實(shí)驗(yàn)中只需要移動(dòng)擋板，鋼球落在擋板上時(shí)，鋼球側(cè)面會(huì)在白紙上擠壓出一個(gè)痕跡點(diǎn)，并不需要嚴(yán)格擋板高度等間距變化，故A錯(cuò)誤；B．為了確保鋼球做平拋運(yùn)動(dòng)，實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要使斜槽軌道PQ的末段水平，故B正確；C．為了確保鋼球飛出的初速度大小一定，實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要使每次從斜槽上相同的位置無(wú)初速度釋放鋼球，故C正確。故選BC。【小問(wèn)2詳析】平拋運(yùn)動(dòng)豎直方向上的分運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng)，豎直方向上有解得可知，從同一炮臺(tái)水平發(fā)射的炮彈，如果不受空氣阻力，不論它們能射多遠(yuǎn)，在空中飛行的時(shí)間都一樣。這實(shí)際上揭示了平拋物體在豎直方向上的運(yùn)動(dòng)不受水平方向運(yùn)動(dòng)的影響。故選C?！拘?wèn)3詳析】第一宇宙速度等于近地衛(wèi)星的環(huán)繞速度，對(duì)近地衛(wèi)星的圓周運(yùn)動(dòng)有在地球表面，萬(wàn)有引力近似等于重力，則有解得12.如圖為一種利用氣墊導(dǎo)軌“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)裝置。主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：A．將氣墊導(dǎo)軌放水平桌面上，將導(dǎo)軌調(diào)至水平。B．測(cè)出擋光條的寬度d。C．將滑塊移至圖示位置，測(cè)出擋光條到光電門的距離l。D．釋放滑塊，讀出擋光條通過(guò)光電門的擋光時(shí)間t。E．用天平稱出托盤(pán)和砝碼的總質(zhì)量m。F．……（重力加速度取g）請(qǐng)回答下列問(wèn)題：（1）滑塊從靜止釋放到運(yùn)動(dòng)至光電門的過(guò)程中，系統(tǒng)的重力勢(shì)能減少了____________；（2）為驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，還需要測(cè)量的物理量是____________；（3）若要符合機(jī)械能守恒定律的結(jié)論，則以上測(cè)得的物理量應(yīng)該滿足____________?！即鸢浮剑?）（2）滑塊和擋光條的總質(zhì)量M（3）〖解析〗小問(wèn)1詳析】在滑塊從靜止釋放到運(yùn)動(dòng)到光電門的過(guò)程中，托盤(pán)和砝碼下降了l的距離，則可知系統(tǒng)的重力勢(shì)能減少了【小問(wèn)2詳析】為驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，還需要測(cè)量滑塊和遮光條的總質(zhì)量M。【小問(wèn)3詳析】若要符合機(jī)械能守恒定律，則必選滿足托盤(pán)和砝碼重力勢(shì)能的減小量等于系統(tǒng)動(dòng)能的增加量，即13.設(shè)立目標(biāo)并進(jìn)行投擲是提高運(yùn)動(dòng)員投擲準(zhǔn)確性的有效訓(xùn)練方法?，F(xiàn)將某次投擲訓(xùn)練簡(jiǎn)化如下：如圖，運(yùn)動(dòng)員將投擲物從岸邊河堤上的A點(diǎn)水平擲出，已知A點(diǎn)到水岸邊C點(diǎn)水平距離AB=5m、豎直距離BC=5m，A、B、C三點(diǎn)在同一豎直平面內(nèi)。不計(jì)空氣阻力，重力加速度g取10m/s2。（1）若要使投擲物落到水面上，求投擲物被擲出時(shí)速度的最小值；（2）已知投擲物的質(zhì)量為0.5kg，若要使投擲物正好擊中水面上距C點(diǎn)15m的漂浮靶P（P點(diǎn)與A、B、C三點(diǎn)在同一豎直平面內(nèi)），求投擲物被擲出時(shí)的初動(dòng)能?！即鸢浮剑?）；（2）〖解析〗（1）投擲物以最小速度擲出落到水面上C點(diǎn)。對(duì)投擲物，從A點(diǎn)到C點(diǎn)，豎直方向水平方向解得=（2）對(duì)投擲物，從A點(diǎn)到P點(diǎn)，豎直方向水平方向又解得14.2024年3月20日，中國(guó)在海南文昌將鵲橋二號(hào)中繼星發(fā)射升空，經(jīng)過(guò)一系列調(diào)控，鵲橋二號(hào)最后進(jìn)入環(huán)月使命軌道，成為繼“鵲橋”中繼星之后世界第二顆在地球軌道以外的專用中繼星，為嫦娥六號(hào)月球采樣任務(wù)提供支持，并接力“鵲橋”中繼星為嫦娥四號(hào)提供中繼通信服務(wù)。為了簡(jiǎn)化，我們將鵲橋二號(hào)繞月球的運(yùn)動(dòng)看作勻速圓周運(yùn)動(dòng)。已知鵲橋二號(hào)繞月運(yùn)轉(zhuǎn)周期為T、軌道半徑為r，月球的半徑為R，引力常量為G。求：（1）月球的質(zhì)量和平均密度；（2）嫦娥四號(hào)在月球表面上受到的重力（已知嫦娥四號(hào)的質(zhì)量為m，且不考慮月球的自轉(zhuǎn)）?！即鸢浮剑?）；（2）〖解析〗（1）對(duì)鵲橋二號(hào)繞月球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)有解得又解得（2）對(duì)嫦娥四號(hào)在月球表面有解得15.能量概念的引入是科學(xué)前輩們追尋守恒量的一個(gè)重要事例。重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能與動(dòng)能都是機(jī)械運(yùn)動(dòng)中的能量形式，統(tǒng)稱為機(jī)械能。通