北京市大兴区第一中学2024-2025学年高一下学期期中物理试卷

这是一份北京市大兴区第一中学2024-2025学年高一下学期期中物理试卷，共14页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
本试卷共8页，共100分。考试时长90分钟。考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答无效。
第一部分
一、单选题。本部分共12小题，在每小题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。
1. 某物体做曲线运动，下列说法正确的是（ ）
A. 曲线运动是一种变速运动
B. 做曲线运动的物体，其加速度一定改变
C. 做曲线运动的物体，其速度大小一定变化
D. 物体做曲线运动的条件是所受合力与初速度方向不同
2. 如图所示，某物体（可视为质点）以水平初速度抛出，飞行一段时间t=s后，垂直地撞在倾角θ=30°的斜面上（g取10m/s2），由此计算出物体的水平位移x和水平初速度v0分别是（ ）
A. x=25m
B. x=5m
C. v0=10m/s
D. v0=20m/s
3. 如图所示，绕竖直轴以某一角速度匀速转动的水平圆盘上放着质量为 m的物块，物块与圆盘保持相对静止。若物块与圆盘之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ）

A. 物块受到重力、支持力和向心力三个力的作用
B. 物块受到的摩擦力大小一定等于 μmg
C. 物块所受摩擦力的方向指向转轴O点
D. 物块所受摩擦力对物块做负功
4. 不可伸长的细线下端系一小球，上端悬挂在固定点O。现用水平力 F缓慢地将小球从最低点A 拉至如图所示的位置B。则小球从A点运动到B点的过程中（ ）

A. 力F先增大后减小B. 细线对小球做负功
C. 小球的机械能守恒D. 力 F对小球做正功
5. 如图所示，某人沿与水平成30°角的方向斜向上以10m/s的初速度v0抛出质量为1kg的小球，小球抛出时距离地面高度h为10m，落地前瞬时速度大小为16m/s。g取10m/s2.则对于小球在空中运动的整个过程，下列说法中正确的是（ ）

A. 机械能减少78J
B. 重力做功大于100J
C. 合力对小球做的功为78J
D. 空气阻力对小球做的功为-78J
6. 如图所示，把两个相同的小球从离地面相同高度处，以相同大小的初速度v分别沿竖直向下和水平方向抛出，不计空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A. 两小球落地时速度相同
B. 两小球落地时，重力的瞬时功率相等
C. 从小球抛出到落地，重力对两小球做的功不相等
D. 从小球抛出到落地，重力对两小球做功的平均功率不相等
7. 2020年9月4日，我国在酒泉卫星发射中心利用长征二号F运载火箭成功发射一型可重复使用的试验航天器，右图为此发射过程的简化示意图。航天器先进入圆轨道1做匀速圆周运动，再经椭圆轨道2，最终进入圆轨道3做匀速圆周运动。轨道2分别与轨道1、轨道3相切于P点、Q点。下列说法正确的是（ ）
A. 航天器在轨道1的运行周期大于其在轨道3的运行周期
B. 航天器在轨道2上从P点运动到Q点过程中，速度越来越大
C. 航天器在轨道2上从P点运动到Q点过程中，地球的万有引力对其做负功
D. 航天器在轨道1上运行的加速度小于其在轨道3上运行的加速度
8. 如图所示，一个固定在竖直平面上的光滑圆形管道，管道里有一个直径略小于管道内径的小球，小球在管道内做圆周运动，下列说法中正确的是（ ）
A. 小球通过管道最高点时，管道对小球的作用力一定向上
B. 小球通过管道最高点时，管道对小球的作用力不可能为零
C. 小球通过管道最低点时，管道对小球作用力可能为零
D. 小球通过管道最低点时，管道对小球的作用力一定向上
9. 如图，一个木块放在光滑的水平面上，一子弹射入木块中（未穿出），射入深度为d，平均阻力为f，在两物体达到共速时，木块的位移为，则下列说法正确的是（ ）
A. 子弹损失的动能为fd
B. 子弹对木块所做的功为
C. 整个过程中的摩擦生热为
D. 整个过程中系统的总动能损失为fd
10. 电动平衡车作为一种电力驱动的运输载具，被广泛应用在娱乐、代步、安保巡逻等领域。某人站在平衡车上以初速度在水平地面上沿直线做加速运动，经历时间t达到最大速度，此过程电动机的输出功率恒为额定功率P。已知人与车整体的质量为m，所受阻力的大小恒为f。则（ ）
A.
B. 车速为时的加速度大小为
C. 人与车在时间t内的位移大小等于
D. 在时间t内阻力做的功为
11. 如图所示，长度为L的轻杆两端分别固定质量为m的小球，杆的三等分点O处有光滑的水平转动轴，O点更靠近1号小球。整个装置可以在竖直面内转动。将装置固定在杆恰好水平的位置由静止释放，不计一切阻力，当杆到达竖直位置时（ ）
A. 1号小球的速度大小是
B. 2号小球的速度大小是
C. 1号小球的机械能守恒
D. 从初始位置到杆到达竖直位置时，轻杆对2号小球做功为
12. 如图1所示，某人站在力传感器上，从直立静止起，做“下蹲-起跳”动作，图1中的“·”表示人的重心。图2是由力传感器画出的F－t图线，其中1～4各点对应着图1中1～4四个状态和时刻，从1～4人的重心上升的高度为0.5 m。取重力加速度。下列说法正确的是（ ）
A. 1～4的过程中，人做功为300 J
B. 2～3的过程中，支持力做正功
C. 人上升的最大加速度为15 m/s2
D. 人在下蹲阶段达到最大速度的时刻约为0.45 s
二、多选题。本部分共3小题，在每题给出的四个选项中，有多个选项是正确的。
13. 2020年6月23日，我国在西昌卫星发射中心成功发射北斗系统第55颗导航卫星，至此北斗全球卫星导航系统星座部署全面完成。北斗卫星导航系统由不同轨道的卫星构成，其中北斗导航系统第41颗卫星为地球同步轨道卫星，它的轨道半径约为4.2×107m。第44颗卫星为倾斜地球同步轨道卫星，运行周期等于地球的自转周期24h。两种静止卫星的绕行轨道都为圆轨道。倾斜地球同步轨道平面与地球赤道平面成一定夹角，如图所示。已知引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2。下列说法中正确的是（ ）
A. 两种静止卫星的轨道半径大小相等
B. 两种静止卫星的运行速度都小于第一宇宙速度
C. 根据题目数据可估算出地球的平均密度
D. 地球同步轨道卫星的向心加速度大于赤道上随地球一起自转的物体的向心加速度
14. 一足够长的粗糙斜面固定在水平地面上，可视为质点的物块从斜面底端以某一初速度冲上斜面。取地面为重力势能零势能面，不计空气阻力。下图中可能正确反映物块从向上滑动到返回底端的过程中，其动能Ek和重力势能Ep随物块滑动路程x变化关系的是（ ）
A. B.
C. D.
15. 为了研究蹦极运动，某同学用细绳与轻弹簧系在一起模拟“蹦极绳”，用砝码模拟运动员，将“蹦极绳”的细绳一端固定在足够高的支架上，将砝码系挂在“蹦极绳”的弹簧一端。已知砝码质量为0.5kg，“蹦极绳”原长为10cm，砝码从支架处由静止下落，测得砝码在不同时刻下降的高度及速率，可得如图所示的速率—位移图像。不计空气阻力，g取10m/s2，下列判断中正确的是（ ）

A. 砝码下落10~12.5cm的过程，所受合力方向向下
B. 弹簧的劲度系数为500N/m
C. 砝码下落12.5cm时，“蹦极绳”的弹性势能为0J
D. 砝码下落到最低点时，“蹦极绳”的弹性势能为1J
第二部分
三、实验题。本部分共2小题。
16. 利用图所示装置做“验证机械能守恒定律”实验。已知打点计时器打点周期，重力加速度为g。
（1）甲同学在做实验时进行了如下操作，其中操作不当步骤是_______（选填选项前的字母）。
A．将打点计时器接到直流电源上 B．应选体积小、质量大的重物 C．释放纸带前，纸带应保持竖直
（2）甲同学从打出的纸带中选出符合要求的一条纸带，如下图所示（其中一段纸带图中未画出）。图中O点为打出的起始点，且速度为零。选取在纸带上连续打出的点A、B、C、D、E、F作为计数点。测出C、D、E点距起始点O的距离分别为、、，由此可计算出打点计时器打下D点时重物下落的瞬时速度________（结果保留三位有效数字）。用m表示重物的质量，在误差允许的范围内，若满足表达式________，则可认为重物下落过程中机械能守恒（用给出的已知物理量的符号表示）。
（3）乙同学在进行数据处理时不慎将纸带前半部分损坏，找不到起始点了，于是他利用剩余的纸带，用（2）中方法进行数据处理并进行验证。如图所示，重新任选某点为O，选取在纸带上连续打出的点A、B、C、D、E、F作为计数点，测量出C、D、E点到O点的距离分别为、、，用（2）中表达式进行验证。发现表达式左侧的数值比表达式右侧的数值小了很多，最可能的原因是________。
（4）丙同学设想采用另一种方法研究机械能是否守恒：在图中的纸带上，先分别测量出从O点到A、B、C、D、E、F点的距离h，再计算对应B、C、D、E各点的重物速度v。请帮助丙同学在图中画出图像的示意图_______，并说明如何利用该图像判断重物下落过程中机械能是否守恒______。
17. 平抛运动的轨迹是曲线，我们可以把复杂的曲线运动分解为两个相对简单的直线运动。按照这个思路，分别研究做平抛运动的物体在竖直方向和水平方向的运动特点。
（1）如图甲所示，用小锤打击弹性金属片，A球沿水平方向抛出，同时B球由静止自由下落，可观察到两小球同时落地；分别改变小球距地面的高度和打击的力度，多次实验，都能观察到两小球同时落地。根据实验，______（选填“能”或“不能”）判断出A球在竖直方向做自由落体运动；______（选填“能”或“不能”）判断出A球在水平方向做匀速直线运动。

（2）还可以用频闪照相的方法研究平抛运动水平分运动的特点。图乙所示的频闪照片中记录了做平抛运动的小球每隔相等时间的位置。有同学完成必要的测量后认为，小球在水平方向做匀速直线运动，其判断依据是______。

（3）某同学设计了如图丙所示实验装置，利用前边研究的结论计算小球做平抛运动的初速度。实验中，为了保证钢球从O点飞出的初速度是水平方向且大小一定，下列实验条件必须满足的是______。

A.斜槽轨道光滑
B.斜槽轨道末端水平
C.每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球
（4）在生活中利用平抛运动的知识还可以估测水平排污管的污水流量，如图丁所示，该圆柱形管道污水出口处于水平方向，距离地面有一定的高度，重力加速度为g，请你设计实验，仅用卷尺（分度值为 1mm，量程为5m）估测流量 Q，简要写出实验方案以及需要测量的物理量，并用所测量的物理量推导流量Q的表达式。______（流量 Q为单位时间流过管道出口截面的液体体积）

四、计算题。本部分共5小题。
18. 某款儿童滑梯如图所示，其滑面可视为与水平地面夹角的平直斜面，滑面顶端距离地面高度。一质量的儿童从滑面顶端由静止开始下滑至底端，已知儿童与滑梯间的动摩擦因数，儿童沿滑面下滑的过程，可以看做质点沿斜面直线运动。已知，，取重力加速度，忽略空气阻力的影响。求：
（1）儿童下滑过程中，所受摩擦力的大小f；
（2）儿童下滑的整个过程中，重力对其做的功W；
（3）儿童下滑至底端时，重力的瞬时功率P。
19. 暑假里，小明去游乐场游玩，坐了一次名叫“摇头飞椅”的游艺机，如图1所示，该游艺机顶上有一个半径为4.5m的“伞盖”，“伞盖”在转动过程中带动下面的悬绳转动，其示意图如图2所示。“摇头飞椅”高O1O2=9m，绳长5m。小明挑选了一个悬挂在“伞盖”边缘的最外侧的椅子坐下，他与座椅的总质量为40kg。小明和椅子的转动可简化为如图2所示的圆周运动。在某段时间内，“伞盖”保持在水平面内稳定旋转，绳与竖直方向夹角为37°。g取10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8，取1.4。在此过程中，求：
（1）座椅受到绳子的拉力大小；
（2）小明运动的线速度大小；
（3）小明随身带玻璃球从座椅上不慎滑落，求落地点与游艺机转轴（即图2中O1点）的距离（保留三位有效数字）。
20. 某地有一风力发电机，如图所示，它的叶片转动时可形成半径r的圆面。某时间内该地的风速是，风向恰好跟叶片转动的圆面垂直，已知空气的密度为，若这个风力发电机能将此圆内10%的空气动能转化为电能。求：（计算结果中保留）
（1）单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的体积V。
（2）单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的动能。
（3）该风力发电机输出电能的功率P。
21. 如图甲所示，粗糙平直轨道与半径为R的光滑半圆形竖直轨道平滑连接。质量为m、可视为质点的滑块与平直轨道间的动摩擦因数为μ，由距离圆形轨道最低点为L的A点，以水平向右的不同初速度滑上平直轨道，滑过平直轨道后冲上圆形轨道，在圆形轨道最低点处有压力传感器，滑块沿圆形轨道上滑的最大高度h与滑块通过圆形轨道最低点时压力传感器的示数F之间的关系如图乙所示。
（1）若滑块沿圆形轨道上滑最大高度为R，求滑块在A点初速度的大小v0；
（2）求图乙中F0的大小；
（3）请通过推导写出F