姓名 座位号
（在此卷上答题无效）
江西省2023-2024学年高一上学期11月期中考试
物理
考生注意：
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。
2.答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。
4.本卷命题范围：必修1、必修
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1.甲、乙两车沿同一直线运动的位置一时间（x—t）图像，如图所示，由图像可知（ ）
A.乙车比甲车早出发3s
B.甲、乙两车的出发点相距30m
C.甲、乙两车相向运动，甲的速度为2m/s，乙的速度为15m/s
D.乙车运动了5s，甲、乙相遇
2.两个完全相同的物体a、b静止在斜面上，现在两物体间放上一由中间用铰链O相连的两等长轻杆，如图所示。现用垂直斜面的力F作用于O点，两物体及斜面仍处于静止状态，轻杆与斜面间光滑接触。下列说法正确的是（ ）
A.斜面c受到地面的摩擦力向右
B. a、b两物体的受力个数一定相同
C. a、b两物体受到的摩擦力大小一定相同
D.逐渐增大外力F，物体b先滑动
3.如图所示，甲、乙两位同学进行篮球的传球训练，甲先将篮球抛给乙，乙接球后将球又抛给甲，球飞行的线路如图所示，A、B分别是两次轨迹的最高点。假设甲、乙两位同学的抛球点和接球点分别位于同一水平线上的同一点，球在飞行过程中空气对它的作用力忽略不计，则下列说法正确的是（ ）
A.篮球从甲飞向乙运动的时间比从乙飞向甲的时间长
B.乙接球的瞬时速度一定小于他抛球的瞬时速度
C.篮球经过A点时的速度一定大于经过B点时的速度
D.抛篮球时，甲对篮球做的功一定小于乙对篮球做的功
4.如图所示，轻质弹簧一端与静止在倾斜木板上的物体A相连，另一端与细线相连，细线绕过光滑的定滑轮与物体B相连。已知木板与水平面间的夹角为30°，轻质弹簧与倾斜木板保持平行。若mA=2mB=m，弹簧的劲度系数为k，不计滑轮摩擦，物体始终保持静止。那么下列说法中正确的是（ ）
A.轻质弹簧的伸长量为
B.轻质弹簧的伸长量为
C.若木板与水平面的夹角减小，物体A受到的静摩擦力不变
D.若木板与水平面的夹角减小，物体A受到的静摩擦力减小
5.我国探月工程计划2030年前后实现载人登陆月球。假设未来某天宇航员完成探月任务后返回地球，返回舱在控制系统的指令下，从月球表面的A点出发竖直向上做匀加速直线运动，经时间t到达B点，。已知返回舱的总质量为m，返回舱获得的动力大小为F，月球半径为R。忽略月球的自转，则返回舱围绕月球表面运行时的线速度大小为（ ）
A. B. C. D.
6.如图所示为某型号新能源汽车在某次测试行驶时的加速度a和车速倒数的关系图像。若汽车质量为1.8103kg，由静止开始沿平直公路行驶，假设汽车行驶过程中阻力恒定，最终汽车以最大速度匀速运行，由图像可知（ ）
A.汽车匀加速所需时间为7.5s
B.汽车所受阻力为1.44103N
C.汽车的额定功率为4.32105W
D.汽车的加速度为2m/s2时，速度为25m/s
7. 2023年8月4日，辽宁省大连市一家游乐场发生了一起惊险的事故。一辆火箭蹦极两根弹性缆绳的其中一根在运行中突然断裂，导致两名游客悬挂在半空中。幸运的是，他们及时被救下，没有造成人员伤亡。假设两名游客及座椅的总质量为m，缆绳断裂时每根缆绳与竖直方向的夹角均为60°、张力均为3mg，简化为如图所示模型，已知重力加速度为g，则其中一根缆绳断裂瞬间，这两名游客的加速度大小为（ ）
A. B. C. D. 0
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8.一质量为2kg的物体，初速度为8m/s，仅受到一大小F=4N、方向与初速度在一条直线上的作用力，以初速度方向为正方向，当它的位移为10m时，所经历的时间可能为（ ）
A. B. C. D.
9.如图所示，光滑水平地面上停放着一辆质量为M=2kg的小车，小车的四分之一光滑圆弧轨道在最低点B与水平轨道相切，圆弧轨道半径R=0.5m，水平轨道表面粗糙长度L=3m。一个质量为m=1kg的物块（可视为质点）从小车的最右端以水平向左的初速度v0=9m/s冲上小车。已知物块与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.5，重力加速度为g=10m/s2，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A.物块第一次到达B点时对小车的压力108N
B.物块第一次到达B点时对小车的压力82N
C.从物块冲上小车至第一次到达B的过程中因摩擦产生的热量为15J
D.从物块冲上小车至第一次到达B的过程中因摩擦产生的热量为30J
10.如图所示，质量为m的圆环套在足够长光滑竖直杆上，质量为M=3m的木块放在倾角为θ=30°的足够长光滑固定斜面上，圆环与木块用足够长的轻质细线通过光滑定滑轮连接，图中滑轮与木块间的细线与斜面平行，滑轮上端与a位置等高且水平距离为L，现让圆环从a位置由静止释放运动到b位置。已知a、b两位置的高度差也为L，不计空气阻力，重力加速度g。下列判断正确的是（ ）
A.圆环下降的过程中，圆环减少的重力势能等于木块增加的机械能
B.当圆环到达b位置时，其速度大小为
C.当圆环到达b位置时，圆环与木块瞬时速度比为1：
D.圆环能下降的最大距离为
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11.（6分）
某同学进行“探究加速度与物体受力的关系”的实验。将实验器材按图甲所示安装好。已知M为小车和滑轮的总质量，m为砂和砂桶的总质量，力传感器可测出轻绳中的拉力大小，打点计时器的工作频率为50Hz。
图甲 图乙
（1）实验时，以下进行的操作正确和必要的是 。
A.小车靠近打点计时器，先释放小车，再接通电源
B.用天平测出砂和砂桶的总质量m
C.将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力
D.为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的总质量m远小于小车和滑轮的总质量M
（2）正确的实验操作中，某次实验的纸带如图乙，其中每两个计数点之间有四个计时点未画出，则小车运动的加速度大小为 m/s2（结果保留2位有效数字）。
（3）该同学以加速度a为横坐标，力传感器的示数F为纵坐标，画出的F—a图线是一条过原点的倾斜直线，如图丙所示。已知图线的斜率为k，则小车和砝码的总质量M= 。
图丙
12.（9分）
“研究平抛物体的运动”的实验装置如图甲所示。小球从斜槽上滚下，经过水平槽飞出后做平抛运动。每次都使小球从斜槽上同一位置由静止滚下，在小球运动轨迹的某处用带孔的卡片迎接小球，使小球恰好从孔中央通过而不碰到边缘，然后对准孔中央在白纸上记下一点。通过多次实验，在竖直白纸上记录小球所经过的多个位置，用平滑曲线连起来就得到小球做平抛运动的轨迹。已知当地重力加速度为g，计算结果用题给字母表示。
图甲
（1）以下是实验中的一些做法，合理的是 。
A.斜槽轨道必须光滑
B.安装斜槽轨道，使其末端保持水平
C.释放小球前需要调整轨道平衡摩擦力
D.选择密度较小的小球
（2）如图乙所示是遗漏记录平抛起始点的一段轨迹。可按下述方法处理数据：在轨迹上取A、B、C三点，AB和BC的水平间距相等且均为x，测得AB和BC的竖直间距分别是y1和y2，则 （选填“大于”“等于”或者“小于”）。可求得小球平抛的初速度大小为 。
图乙 图丙
（3）一同学在实验中采用了如下方法：如图丙所示，斜槽末端的正下方为O1点。用一块平木板附上复写纸和白纸竖直放置于O1处，使小球从斜槽上某一位置由静止滚下，小球撞在木板上留下痕迹A'，将木板向后平移至O2处，再使小球从斜槽上同一位置由静止滚下，小球撞在木板上留下痕迹B'。O1O2间的距离为x'，A'、B'间的高度差为y'，则小球抛出时的初速度大小为 。
13.（10分）
2023年5月，我国神舟十六号宇宙飞船成功发射，三位宇航员与神舟十五号的三位宇航员在中国空间站成功会师。空间站绕地球运行视为匀速圆周运动，运行周期为T。若不考虑地球自转，地球表面的重力加速度为g，地球半径为R，万有引力常量为G。求：
（1）地球的平均密度ρ；
（2）空间站距离地面的高度h。
14.（12分
“旋转秋千”是游乐园里常见的游乐项目，如图甲所示，其基本装置是将绳子上端固定在转盘的边上，绳子下端连接座椅，游客坐在座椅上随转盘旋转而在空中飞旋。若将“旋转秋千”简化为如图乙所示的模型，人和座椅看作质点，总质量约为m=80kg，圆盘的半径为R=2.5m，绳长，圆盘以恒定的角速度转动时，绳子与竖直方向的夹角为θ=45°，若圆盘到达最高位置时离地面的高度为h=22.5m，重力加速度g取10m/s2。在游玩过程中，游客的手机不慎从手中自由滑落。忽略空气阻力的影响，求：
图甲 图乙
（1）手机滑落瞬间的速度大小；
（2）手机落地点距离中心转轴的距离。
15.（17分）
如图所示，质量为m=4kg的滑块（可视为质点）放在光滑平台上，向左缓慢推动滑块压缩轻弹簧至P点，释放后滑块以一定速度从A点水平飞出后，恰好从B点无碰撞滑入竖直平面内的光滑圆弧轨道BC，然后从C点进入与圆弧轨道BC相切于C点的水平面CD，同一竖直平面内的光滑半圆轨道DE与水平面CD相切于D点。已知圆弧轨道BC的半径R1=3m，AB两点的高度差h=0.8m，光滑圆弧BC对应的圆心角为53°，滑块与CD部分的动摩擦因数μ=0.1，LCD=2m，重力加速度g=10m/s2。求：
（1）弹簧压缩至P点时的弹性势能；
（2）滑块到达圆弧末端C时对轨道的压力；
（3）滑块冲上半圆轨道后中途不会脱离半圆轨道，轨道DE的半径R2满足的条件。
物理参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C D C B A C B ACD BC BD
1.C【解析】根据图像信息，甲车比乙车早出发3s，甲车运动5s，乙车运动2s，两车在距离乙车出发点30m处相遇，出发前两车相距40m；根据，可以求得，，故选项ABD错误，C项正确。
2.D【解析】垂直于斜面方向的力可以使整体有向右运动的趋势，故斜面受到地面的摩擦力向左，A错；a物体受重力、支持力、轻杆给它的作用力，不一定有摩擦力，b物体受重力、支持力、轻杆给它的作用力、摩擦力，B、C错误；对a、b分别受力分析，可得两物块与斜面间的正压力相等，所以最大静摩擦力相等，则b先达到最大静摩擦力，先滑动，D正确。
3.C【解析】篮球被抛出后做斜抛运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做竖直上抛运动，设篮球空中飞行的时间为t，，篮球从乙飞向甲运动的时间比从甲飞向乙的时间长，故A错误；乙同学投出的篮球竖直分速度大，空中运行时间较长，水平位移相等，所以水平速度较小，不能确定乙接球的瞬时速度和他抛球的瞬时速度大小关系；抛篮球时，对篮球做的功，故BD错误；篮球经过最高点时的速度等于水平分速度，经过A点较大，故C正确。
4.B【解析】根据平衡条件和胡克定律得，，弹簧的伸长量为，故B正确；此时A受到的摩擦力为零，当木板与斜面的夹角减小时，物体A受到的静摩擦力增大，故CD均错。
5.A【解析】设火星表面的重力加速度为g，探测器围绕火星表面运行时的线速度大小为v，根据牛顿第二定律得，，根据运动学公式，以上几个公式联立可得，故A正确。
6.C【解析】由图像可知，汽车以4m/s2的加速度匀加速启动，匀加速运动的最大速度为20m/s，最终以30m/s做匀速运动。根据得，汽车匀加速所需时间，选项A错；匀加速运动时，，匀加速运动到最大速度时，，以上各式联立可得，，B错C对；当汽车加速度为时，速度，解得速度v=24m/s，故D项错误，答案为C。
7.B【解析】缆绳断裂瞬间两名游客及座椅受到重力和其中一根缆绳的作用力，且其夹角为120°，根据牛顿第二定律得，，解得，B项正确。
8.ACD【解析】根据牛顿第二定律得，，若力F方向与初速度同向，，解得；若力F方向与初速度反向，，解得、，故ACD正确。位移为矢量，位移为10m，不是位移大小为10m，因此不会出现位移为负值。
9.BC【解析】设物块的加速度为a1，小车的加速度为a2，根据牛顿第二定律得，，解得，。设经时间t物块到达B点，根据运动学公式得，解得（舍去）。，，在B点根据牛顿第二定律得，解得；，故选项BC正确。
10.BD【解析】圆环下降到b位置的过程中，圆环与木块组成的系统机械能守恒，圆环减少的机械能等于木块增加的机械能，A错误，，，，解得，选项B正确，C错误；，，选项D正确，故本题选BD。
11.（6分）
（1）C（2分） （2）1.6（2分） （3）2k（2分）
【解析】（1）释放小车之前应先接通电源，待打点稳定后再释放小车，A项错误；绳中拉力可以由力传感器测出，不需要用天平测出砂和砂桶的质量，也不需要使砂和砂桶的总质量m远小于小车和滑轮的总质量M，故BD错误；用力传感器测量绳子的拉力，则力传感器示数的2倍等于小车受到的合外力大小，需要平衡摩擦力，故C正确。
（2）
（3）以小车为研究对象，根据牛顿第二定律得，，，解得。
12.（9分）
（1）B（2分） （2）大于（2分）
（3）
【解析】（1）不需要轨道光滑，释放小球前不需要调整轨道平衡摩擦力，只需调整轨道，使其末端保持水平，保证小球做平抛运动即可；小球密度小，空气阻力影响较大，应选密度较大的小球。
（2）；，，以上两式联立可得。
（3），，解得。
13.（10分）
（1）；（2）
【解析】（1）在地球表面
（2分）
根据密度公式
解得
（2）空间站绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力
在地球表面
解得
14.（12分）
（1）；（2）15m
【解析】（1）设乘客和座椅的总质量为m，绳子拉力为，对乘客和座椅整体进行分析。
竖直方向上：
水平方向上：
联立解得圆盘转动的角速度大小
手机滑落瞬间的速度
解得
（2）手机滑落后做平抛运动，竖直方向有
解得手机滑落后做平抛运动的时间
则平抛运动的水平位移为
手机落地点距离中心转轴的距离：
解得
15.（17分）
（1）18J；（2）大小为，方向竖直向下；（3）或
【解析】（1）弹簧的弹性势能转化为滑块的动能
解得
（2）滑块由B点到C点由动能定理得
解得
由牛顿第三定律可得，滑块到达圆弧末端C时对轨道的压力大小为，方向竖直向下。（1分）
（3）滑块冲上半圆轨道后不会脱离轨道运动，分两种情况：一是到达与圆心等高处时速度恰好为零：二是到达半圆弧轨道最高点。
①到达与圆心等高处时速度恰好为零
由动能定理得：
解得
②滑块能够到达半圆弧轨道最高点
由动能定理得：
在最高点，重力恰好提供向心力
解得
综上，或时，滑块冲上半圆轨道后不会脱离轨道运动。
