内蒙古自治区兴安盟乌兰浩特第一中学2023-2024学年高一下学期期中考试物理试题

这是一份内蒙古自治区兴安盟乌兰浩特第一中学2023-2024学年高一下学期期中考试物理试题，共11页。试卷主要包含了本试卷分选择题和非选择题两部分，本卷命题范围等内容，欢迎下载使用。

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：必修第二册第六章（20%），第七章（20%），第八章（40%），选择性必修第一册第一章前2节（20%）。
一、选择题（本题共10小题，共46分．在每小题给出的四个选项中，第1～7题中只有一项符合题目要求，每小题4分，第8～10题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）
1．下列有关万有引力的说法中，正确的是（ ）
A．物体落到地面上，说明地球对物体有引力，物体对地球没有引力
B．中的G是比例常数，牛顿亲自测出了这个常数
C．地球围绕太阳做圆周运动是因为地球受到太阳的引力和向心力的作用
D．地面上自由下落的苹果和天空中运行的月亮，受到的都是地球的引力
2．2023年5月28日，MU9191航班从上海虹桥国际机场飞往北京首都国际机场，并于12时31分抵达北京首都国际机场，并穿过象征民航最高礼仪的“水门”．关于飞机航行中的冲量与动量，下列说法正确的是（ ）
A．航行中的飞机动量是矢量，它的方向可能与速度方向相反
B．质量一定的飞机，动量变化越大，该飞机的速度变化一定越大
C．飞机运动的速度大小不变，飞机的动量也保持不变
D．飞机所受合外力的冲量越大，它的动量也越大
3．对做功的理解，下列说法正确的是（ ）
A．功有大小有正负，则功是矢量
B．力对物体所做的功等于力和路程的乘积
C．物体的位移为零，该过程中外力对物体做功一定为零
D．恒力与位移的夹角为锐角，则该恒力做正功
4．如图所示．一质量为m的壁球从空中以一定的初速度水平抛出，重力加速度大小为g，假设壁球可视为质点，忽略空气阻力，壁球动量改变量与运动时间t和下落高度h的关系，正确的是（ ）
A． B．
C． D．
5．地球的公转轨道接近圆，但哈雷彗星的运动轨道则是一个非常扁的椭圆，如图所示．天文学家哈雷成功预言哈雷彗星的回归，周期为76年．下列说法正确的是（ ）
A．哈雷彗星在近日点的速度比远日点的速度小
B．哈雷彗星在近日点的速度比地球公转线速度大
C．哈雷彗星在近日点的加速度比远日点的加速度小
D．哈雷彗星轨道的半长轴是地球公转半径的倍
6．2023年4月20日，今年第1号台风“珊瑚”在西北太平洋洋面上生成，登陆时中心附近最大风力有8级．某竖直面内的户外广告牌的迎风面积为，所能承受的最大风力为．若风吹到广告牌速度立刻减为零，空气密度为，则广告牌能承受的垂直迎风面方向的风速最大值为（ ）
A．10m/sB．15m/sC．20m/sD．25m/s
7．2023年6月2日下午，深圳龙岗区法治宜传走进校园，开展“杜绝高空抛物”专题活动．高空抛物现象曾被称为"悬在城市上空的痛"，威胁着人们的安全，刑法修正案新增高空抛物罪．假设质量为100g的梨子从离地面180m高的高楼窗户自由下落到地面，其高度（h）—时间（t）图像如图所示，梨子与地面撞击时间为0.02s，撞击后不反弹，假设梨子可视为质点，不计空气阻力，则（ ）
A．当地重力加速度大小为
B．t=3s时该图像切线的斜率为速度大小，即40m/s
C．梨子落地时的速度大小为60m/s
D．梨子对地面平均作用力的大小为299N
8．2023年8月13日1时26分，中国成功发射陆地探测四号01卫星，如图中C所示．该卫星是地球同步轨道卫星．A为赤道上的等待发射的陆地探测四号02卫星，B为5G标准近地轨道卫星，距离地面高度几百千米，A、B、C卫星如图所示．已知地表的重力加速度大小为g，则关于陆地探测四号01卫星、陆地探测四号02卫星、标准近地轨道卫星间的比较，下列说法正确的是（ ）
A．A卫星的线速度大小小于C
B．A卫星运动的向心加速度大小小于C卫星
C．B、C两卫星在相等时间内与地心的连线扫过的面积相等
D．A、B两卫星均在地表附近，因此二者的向心加速度大小均为g
9．地球、火星绕太阳运动的轨道均可看成圆轨道，轨道半径之比为2：3．现要从地球向火星发射一飞行器，其离开地球运动到火星的过程绕太阳运动的轨道为椭圆，且在该轨道的远日点被火星俘获，如图所示，则该飞行器（ ）
A．发射速度小于11.2km/s
B．离开地球运动到火星的过程速度逐渐增大
C．到达火星时，地球在飞行器与太阳连线下方
D．绕太阳的运行周期小于火星绕太阳的运行周期
10．如图所示，倾角为37°的斜面体底端有一固定挡板，挡板上固定一轻弹簧，原长时弹簧的上端位于B点，光滑竖直的圆轨道与光滑斜面体相切于C点，E点为圆轨道的最高点，D点为与圆心等高的点．质量为m可视为质点的物体放在轻弹簧的上端，用外力使物体将弹簧压缩至A点，将物体静止释放后，经过一段时间物体刚好能通过圆轨道的最高点E．已知圆轨道的半径为R，，，，重力加速度为g，一切阻力均可忽略不计．则下列说法正确的是（ ）
A．物体在D点时对圆轨道的压力大小为mg
B．物体刚经过C点瞬间对圆轨道的压力大小为5.4mg
C．物体在A点时，弹簧储存的弹性势能为3.5mgR
D．物体在B点的速度大小为
二、实验题（本题共2小题，共14分）
11．（6分）如图所示的装置为向心力演示器，可以探究向心力大小与哪些因素有关．匀速转动手柄1，可以使变速塔轮2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动，槽内的小球也随着做匀速圆周运动．使小球做匀速圆周运动的向心力由横臂6的挡板对小球的支持力提供．球对挡板的反作用力，通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒7下降，从而露出标尺8．根据标尺8上露出的红白相间等分标记，可以粗略计算出两个球所受向心力的比值．
（1）在研究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系时，我们主要用到了物理学中__________．（填正确答案标号）
A．理想实验法B．等效替代法C．控制变量法
（2）通过本实验可以得到的结论有___________．（填正确答案标号）
A．在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度成反比
B．在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比
C．在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度成正比
D．在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成反比
（3）在一次实验中，一同学把两个质量相等的小球分别放在两个卡槽内，将皮带连接在左、右塔轮半径之比为2：1的塔轮上，实验中匀速转动手柄1时，得到左、右标尺露出的等分格数之比约为1：2，则左、右两小球做圆周运动的半径之比为__________。
12．（8分）“验证机械能守恒定律”实验有很多情形可以选择．
（1）第一实验小组用图甲装置验证，下列说法正确的是_________。
A．电磁打点计时器使用的是交流220V电压
B．体积相同条件下，重物质量越大，下落过程中所受阻力越小
C．利用本实验装置验证机械能守恒定律，可以不测量重锤的质量
（2）第二实验小组用频闪法验证，得到小球由静止下落过程中的频闪照片如图乙所示，实验小组对每次闪光时小球的位置进行编号，用刻度尺正确量出所得照片中对应频闪点球心位置到0点的距离，数据如下表，已知频闪周期，小球的质量，当地重力加速度g取．
①小球运动到编号8位置时的动能_________J，小球从释放到编号8位置过程中减小的重力势能__________J．（结果均保留三位有效数字）
②通过计算多组数据对比，该组同学发现小球下落的某一过程中增加的动能总是略小于减小的重力势能，其原因是_________。
三、计算题（本题共3小题，共计40分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
13．（12分）如图所示，天花板上的P点系一轻质细线，细线的另一端拴一个可视为质点的小球，细线的长度为L，小球的质量为m，重力加速度为g．让小球在水平面内做圆周运动，细线跟竖直方向的夹角为．求：
（1）细线上拉力大小T；
（2）小球做圆周运动的角速度和线速度的大小．
14．（12分）如图甲为跳台滑雪场地“雪如意”，其部分赛道简化示意图如图乙所示，赛道由三部分组成，其中AB段为半径R=40m的圆弧助滑道，斜面BC为倾角、长L=75m的着陆区，CD段为缓冲区，各部分之间平滑连接．若质量m=60kg的运动员从A点静止开始下滑，到达B点时水平飞出，恰好落在C点，落地后运动员能量损失20%，且利用其高超的落地技巧顺利滑入缓冲区，到D点时速度刚好为0，C、D位于同一水平线上，运动员可视为质点，重力加速度g取，，不计空气阻力和AB段的摩擦．求：
（1）运动员经过B点时的速度大小；
（2）运动员经过B点时对滑道的压力；
（3）AB段的高度差和运动员在CD段克服阻力所做的功．
15．（16分）如图所示，质量均为m、且可视为质点的小球甲、乙固定在轻杆的两端，两轻杆的夹角为，两杆的长度分别为R、2R，整个装置可绕O点在竖直面内转动，当乙球与O点等高时将装置由静止释放，忽略一切阻力．重力加速度为g．求：
（1）当甲球转到与O点等高处时，甲球的向心加速度大小；
（2）当乙球转到O点正下方时，轻杆对乙球所做的功；
（3）整个过程，甲球上升的最大高度．
乌兰浩特一中2023～2024学年下学期高一年级期中考试·物理试题
参考答案、提示及评分细则
1．D根据牛顿第三定律，地球对物体有引力，物体对地球也有引力，且等大反向，A错误；万有引力常量是卡文迪什的扭秤实验测出的，B错误；地球围绕太阳做圆周运动是因为受到太阳的引力，向心力是一个效果力，不是真实存在的力，C错误；下落的苹果和天空中的月亮受到的力都是同一种力，D正确．
2．B航行中飞机的动量是矢量，它的方向与速度的方向相同，选项A错误；质量一定的飞机，动量变化，动量变化越大，该飞机的速度变化一定越大，选项B正确；动量等于质量与速度的乘积，飞机运动的速度大小不变，飞机的动量大小保持不变，但速度方向可能改变，动量方向可能改变，动量大小不变而方向改变，动量变了，选项C错误；根据动量定理，飞机所受合力的冲量等于动量的变化，则冲量的大小一定和动量变化量的大小相同，与瞬时动量无关，选项D错误．
3．D功是标量，只有大小没有方向，但有正功、负功之分，选项A错误；由功的定义式：可知，一个力对物体做的功等于这个力的大小、物体位移大小及力和位移夹角的余弦三者的乘积，选项B错误；物体在粗糙的水平面上绕行一周的过程中，物体的位移为零，摩擦力对物体做的功不等于零，选项C错误；恒力与位移的夹角为锐角，则该力做正功，选项D正确．
4．D壁球做平抛运动只受重力，动量的变化等于重力的冲量，也是竖直方向的动量变化，有；平抛的竖直分运动为自由落体运动，则有，故有，选项D正确．
5．B由开普勒第二定律知，哈雷彗星在近日点速度较大，选项A错误；哈雷彗星在近日点受到的太阳引力大，加速度大，选项C错误，由开普勒第三定律知哈雷彗星轨道的半长轴是地球公转半径的倍，选项D错误，设有一颗行星做圆周运动，轨道与哈雷彗星轨道近日点相切，在切点，哈雷彗星的速度比该行星的速度大，而该行星线速度比地球公转线速度大，所以哈雷彗星在近日点的速度比地球公转线速度大，选项B正确．
6．C设t时间内吹到广告牌上的空气质量为m，则有，取风的方向为正方向，对风根据动量定理有一，解得广告牌能承受的最大风力，则广告牌能承受的垂直迎风面方向的风速最大值，只有选项C正确．
7．C由图可知，前3s梨子下落的高度为，该处的重力加速度大小为，选项A错误；t=3s时该图像切线的斜率即为t=3s时的速度大小，即，选项B错误；根据题意可知，梨子下落的总高度为h=180m，则梨子落地时间为，梨子落地时的速度为，选项C正确；梨子与地面撞击时受到自身的重力mg和地面的弹力F，规定向上为正方向，由动量定理可知，解得F=301N，根据牛顿第三定律可知梨子对地面平均作用力的大小为301N，选项D错误．
8．AB A、C两卫星具有相同的角速度，由可知A卫星的线速度大小小于C，选项A正确；A卫星为赤道上的物体，C为同步卫星，二者具有相同的角速度，由可知，A卫星运动的向心加速度小于C卫星，选项B正确；开普勒第二定律在相等时间扫过的面积相等的前提是必须在同一轨道，显然题中说的是B、C两卫星，选项C错误；物体在两极，，物体在赤道，，联立解得A物体的向心加速度，比小得多，而B卫星为近地飞行，向心加速度大小为，选项D错误．
9．CD该卫星的发射速度要大于地球的第二宇宙11.2km/s才能摆脱地球引力，选项A错误；飞行器脱离地球运动到火星的过程，绕太阳运动，由开普勒第二定律可知，飞行器与太阳中心的连线（逐渐变长）在相同时间内扫过的面积相同，则从离开地球运动到火星的过程飞行器速度逐渐减小，选项B错误；设地球绕太阳运动的轨道半径为，结合题图和题述可知，飞行器的轨道半长轴，由开普勒第三定律可知飞行器与地球绕太阳运动的周期之比为．则飞行器运动半个周期时，地球逆时针转过的角度大于180°小于360°，选项C正确；飞行器的轨道半长轴小于火星的轨道半径，根据开普勒第三定律可知，飞行器的周期小于火星的公转周期，选项D正确．
10．BC由题意物体刚好经过圆轨道的最高点E，则物体在E点时，由得，物体由D到E的过程中，由机械能守恒定律得，又，解得，选项A错误；物体由C到E的过程，由机械能守恒定律得，在C点时由牛顿第二定律得，解得，选项B正确；物体由A到C的过程中，由功能关系得，解得，选项C正确；物体由A到B的过程，由功能关系得，解得，选项D错误．
11．（1）C（2分） （2）B（2分） （3）2：1（2分）
解析：（1）研究向心力与各物理量的关系，主要用到控制变量法，选项C正确．
（2）根据向心力的公式可知，在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度的平方成正比，
选项A、C错误；根据向心力的公式，在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比，选项B正确；根据向心力的公式，在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成正比，选项D错误．
（3）左右两塔轮属于皮带传动，其线速度大小相同，而半径之比为2：1，根据线速度与角速度之间的关系，可得两个塔轮转动的角速度之比为，而根据题意可知，则可得.
12．（1）C（2分） （2）①0.0671（2分） 0.0676（2分） ②小球下落过程中，空气阻力对小球做负功（表述合理即可，2分）
解析：（1）电磁打点计时器使用的是交流6～8V电压，选项A错误；体积相同条件下，重锤质量越大，下落过程中所受阻力的相对影响越小，并不是阻力越小，选项B错误；利用本实验装置验证机械能守恒定律，重锤的质量可以消去，选项C正确．
（2）①小球在编号8位置时，速度，则，.
②小球下落过程中受空气阻力作用，阻力做负功，使得小球下落某一过程中增加的动能总是小于减小的重力势能．
13．解：（1）细线拉力为T，则
解得
（2）小球在水平面内做圆周运动，重力与细线拉力的合力提供指向圆心的向心力，则
又
且
解得
角速度
解得
14．解：（1）由题意分析可知运动员在BC段做平抛运动，可得：
竖直方向做自由落体满足
水平方向做匀速直线运动
解得
（2）由
解得
再根据牛顿第三定律可知运动员经过B点时对滑道的压力为1200N，方向竖直向下
（3）从根据机械能守恒可知：
解得
从根据机械能守恒可知：
从满足
15．解：（1）由题可知，甲、乙两球为同轴模型，则转动过程中两球的角速度相同
则由公式可知
解得
装置由释放到甲球与O点等高的过程中，系统的机械能守恒，则由动能定理得
由圆周运动的规律得甲球的向心加速度大小为
解得
（2）由（1）问分析知
对乙球由动能定理得
解得
（3）假设整个过程，甲球上升到最大高度时，连接甲球的杆与水平方向的夹角为，此时连接乙球的杆与竖直方向的夹角为，此时两球的速度均为零
则整个过程由机械能守恒定律得
解得
则整个过程甲球上升的最大高度为
解得.位置编号
0
7
8
9
10
11
12
0.00
26.40
34.49
43.65
53.89
65.21
77.60