北京市第五十中学2024-2025学年高一下学期期中物理试题

这是一份北京市第五十中学2024-2025学年高一下学期期中物理试题，共10页。试卷主要包含了单选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题（每题3分，共45分）
1.自古以来，人们仰望星空时，天空中壮丽璀璨的景象便吸引了他们的注意，智慧的头脑开始探索星体的奥秘。下列关于对星体运动认识的叙述中符合现代认识观点的是( )
A. 关于行星的运动，早期有“地心说”与“日心说”之争，“日心说”理论是完美无缺的
B. 人们观察到太阳东升又西落，说明地球是静止不动的，是宇宙的中心
C. 牛顿发现了万有引力定律，并测出了引力常量
D. 开普勒通过对第谷大量观测数据的深入研究，得出了行星绕太阳运动的轨道是椭圆的结论
2.如图所示，小船过河时，船头偏向上游与水流方向成α角，船相对于静水的速度为v，其航线恰好垂直于河岸。现水流速度稍有增大，为保持航线不变，且准时到达对岸，下列措施中可行的是( )
A. 减小α角，增大船速vB. 增大α角，增大船速v
C. 减小α角，保持船速v不变D. 增大α角，保持船速v不变
3.关于下列四幅图说法正确的是( )
如图甲，汽车通过拱桥的最高点时处于超重状态
B. 如图乙，直筒洗衣机脱水时，被甩出去的水滴受到离心力作用
C. 如图丙，火车转弯超过规定速度行驶时，外轨对轮缘会有挤压作用
D. 如图丁，小球在水平面内做匀速圆周运动过程中，所受的合外力不变
4.如图所示，一小车通过轻绳提升一货物，某一时刻拴在小车一端的轻绳与水平方向的夹角为θ，此时小车的速度为v0，则此时货物的速度为( )
A. v0cs θB. v0sinθC. v0csθD. v0
5.在某次演习中，轰炸机沿水平方向以速度v0=30 m/s投放了一枚炸弹，炸弹正好垂直击中山坡上的目标P，山坡倾角为37°，如图所示。(不计空气阻力，取g=10 m/s2，sin 37°=0.6，cs 37°=0.8)，则( )
A. 炸弹击中山坡时的速度大小为50 m/sB. 炸弹击中山坡时的速度大小为40 m/s
C. 炸弹做平抛运动的水平位移是200 mD. 炸弹做平抛运动的竖直位移是120 m
6.如图所示，自行车的大齿轮、小齿轮、后轮的半径之比为4∶1∶16，在用力蹬脚踏板前进的过程中，下列说法正确的是( )
A. 大齿轮边缘和后轮边缘的线速度大小之比为1∶4
B. 小齿轮和后轮的角速度大小之比为16∶1
C. 大齿轮和小齿轮的角速度大小之比为1∶4
D. 大齿轮和小齿轮轮缘的向心加速度大小之比为4∶1
7.如图所示，一倾斜的匀质圆盘垂直于盘面的固定对称轴以恒定的角速度ω转动，盘面上离转轴距离2.5m处有一小物体与圆盘始终保持相对静止，物体与盘面间的动摩擦因数为 32.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，盘面与水平面间的夹角为30°，g取10m/s2.则ω的最大值是( )
A. 5rad/sB. 3rad/sC. 1.0rad/sD. 0.5rad/s
8.如图所示，长为l的轻杆，一端固定一个小球，另一端固定在轴上，使小球在竖直平面内做圆周运动．重力加速度为g.下列叙述不正确的是 ( )
A. 小球在最低点时，杆对小球的作用力一定为拉力
B. 小球在最高点时，杆对小球的作用力可能为支持力
C. 小球在最高点时的速度v由 gl逐渐增大，杆对小球的拉力也逐渐增大
D. 小球在最高点时的最小速度vmin= gl
9.游乐场的过山车可以底朝上在圆轨道上运行，游客却不会掉下来，如图甲所示，我们把这种情形抽象为图乙的模型：弧形轨道的下端与竖直圆轨道相接，将小球从弧形轨道上端距地面高度为h处释放，小球进入半径为R的圆轨道后做完整的圆周运动。(不考虑摩擦阻力和空气阻力，重力加速度为g)，则下列说法正确的是( )
A. 小球到达竖直圆轨道最高点时的速度可能为 34gR
B. 小球到达竖直圆轨道最高点时，一定处于超重状态
C. 小球到达竖直圆轨道最高点时，轨道对小球的压力不可能等于小球受到的重力
D. 小球到达竖直圆轨道最低点时，轨道对小球的支持力一定大于小球受到的重力
10.1970年4月24日，我国第一颗人造地球卫星“东方红1号”发射成功，经过航天人半个世纪的不懈努力，我国的航天事业取得了辉煌的成绩，实现了载人航天飞行，开展了月球探测工程，建成了北斗卫星导航系统。关于绕地球做匀速圆周运动的人造地球卫星，下列说法正确的是( )
A. 根据公式v=ωr可知轨道半径越大，卫星的速度也越大
B. 根据公式a=ω2r可知轨道半径越大，卫星的加速度也越大
C. 轨道半径增大到原来的2倍时，卫星需要的向心加速度减小为原来的12
D. 轨道半径增大到原来的2倍时，卫星需要的向心力减小为原来的14
11．木星有多颗卫星，下表列出了其中两颗卫星的轨道半径和质量，两颗卫星绕木星的运动均可看作匀速圆周运动。由表中数据可知（ ）
A．木星对木卫一的万有引力小于木星对木卫二的万有引力
B．木卫一绕木星运动的向心加速度大于木卫二绕木星运动的向心加速度
C．木卫一绕木星运动的线速度小于木卫二绕木星运动的线速度
D．木卫一绕木星运动的周期大于木卫二绕木星运动的周期
12.2021年2月10日，天问一号火星探测器被火星捕获，成功实现火星环绕，经过系列变轨后从调相轨道进入停泊轨道，为着陆火星做准备，如图所示。下列说法正确的是( )
A. 天问一号从调相轨道进入停泊轨道时需在P点处加速
B. 天问一号在停泊轨道上P点的加速度比在N点小
C. 天问一号在停泊轨道上运动过程中，经过P点时的线速度比N点小
D. 天问一号在停泊轨道上运行周期比在调相轨道上小
13.在研究匀变速直线运动的“位移”时，我们常用“以恒代变”的思想；在研究曲线运动的“瞬时速度”时，又常用“化曲为直”的思想，而在研究一般的曲线运动时我们用的更多的是一种“化曲为圆”的思想，即对于一般的曲线运动，尽管曲线各个位置的弯曲程度不详，但在研究时，可以将曲线分割为许多很短的小段，质点在每小段的运动都可以看做半径为某个合适值ρ的圆周运动的部分，进而采用圆周运动的分析方法来进行研究，ρ叫做曲率半径。如图所示，将物体以初速度v0斜向上抛出，与水平方向间的夹角为θ，重力加速度为g，试据此分析图所示的斜抛运动中，物体在轨迹最高点处的曲率半径为( )
A. v02cs2θgB. v02cs2θ2gC. v02sin2θ2gD. v02sin2θg
14.环保人员在一次检查时发现，某厂的一根水平放置的排污管正在向厂外的河道中满口排出污水，如图所示。环保人员利用手上的卷尺测出这根管道的直径为d，管口中心距离河水水面的高度为hh≫d，污水入河道处到排污管管口的水平距离为x。重力加速度大小为g。该管道在时间t内排出的污水体积为( )
A. πxtd2 2ghB. 12πxtd2 2ghC. 14πxtd2 2ghD. 18πxtd2 2gh
15.经长期观测，人们在宇宙中已经发现了“双星系统”。“双星系统”由相距较近的恒星组成，每个恒星的半径远小于两个恒星之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体，它们仅在彼此的万有引力作用下，绕某一固定点做匀速圆周运动。如图即为某一双星系统，A星球的质量为m1，B星球的质量为m2，二者球心连线的距离为L，引力常量为G，则下列说法正确的是( )
A. A星球的轨道半径为 m1m1+m2L
B. B星球的轨道半径为 m2m1L
C. 双星运行的周期为 2πL LG(m1+m2)
D. 若近似认为A星球固定不动，B星球绕A星球做圆周运动，则B星球的运行周期为 2πL LGm2
第Ⅱ卷（非选择部分55分）
二、实验题（18分）
16.（10分）用如图所示的实验装置探究影响向心力大小的因素。已知长槽上的挡板B到转轴的距离是挡板A到转轴的距离的2倍，长槽上的挡板A和短槽上的挡板C到各自转轴的距离相等。转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，根据标尺上的等分格可以粗略计算出两个球所受向心力的比值。
(1)当传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上，塔轮边缘处的______大小相等；(选填“线速度”或“角速度”)
(2)探究向心力和角速度的关系时，应将皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上，将质量相同的小球分别放在挡板______和挡板______处(选填“A”或“B”或“C”)
(3)若在（2）问中皮带套左右两个塔轮的半径分别为R1，R2。某次实验使R1=2R2，则两个小球向心力
F1:F2 =______。
(4)另一组同学用如下图所示实验装置进行探究，圆柱体放置在水平圆盘上做匀速圆周运动，圆柱体与圆盘之间的摩擦可忽略不计。力传感器测量向心力大小F，角速度传感器测量角速度大小ω，该组同学通过保持圆柱体质量和运动半径不变，来探究F与ω的关系。
该组同学让圆柱体做半径为r的匀速圆周运动，得到如图1所示图像，对图线的数据进行处理，获得了如图2所示的图像，该图像是一条过原点的直线，则图像横坐标x代表的是__________，如果直线的斜率为k，则可以得到圆柱体的质量为__________。
17.（8分）在“探究平抛运动规律”的实验中：
(1)在做“研究平抛运动”的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画小球做平抛运动的轨迹，为了能较准确地描绘运动轨迹。下列对实验过程的描述哪些是正确的______ 。
A.通过调节使斜槽的末端保持水平
B.每次静止释放小球的位置必须相同
C. 斜槽必须光滑
D.将球的位置记录在纸上后，取下纸，将所有的点连接成一条平滑曲线
(2)某同学实验时得到了如图所示物体的运动轨迹。O、B、C三点的位置在运动轨迹上已标出，O点 ______ (填“是”或“不是”)抛出点。
(3)小球平抛的初速度v0= ______ m/s(结果保留两位有效数字)。
(4)小球运动到B点的速度vB= ______ m/s(g=10 m/s2)(结果保留两位有效数字)。
三、计算题（共37分）
18.（6分）我们常常在公园和古村落中见到拱形桥，如图1所示。一辆质量为1.2×103kg的小车，以10m/s速度经过半径为40m的拱形桥最高点，如图2所示，取g=10m/s2.求：
(1)桥对小车支持力FN的大小;
(2)为保证安全，小车经过桥顶时不能离开桥面，则此时的最大速度V为多少?
(3)若小车以10m/s的速度通过半径为40m的凹形路面，如图3所示。求经过最低点时路面对小车支持力FN’的大小。
19.（9分）2021年2月10日19时52分，我国首次火星探测任务“天问一号”探测器实施近火捕获制动，成功实现环绕火星运动，成为我国第一颗人造火星卫星。在“天问一号”环绕火星做匀速圆周运动时，周期为T，轨道半径为r,已知火星的半径为R，引力常量为G，不考虑火星的自转。求：
(1)“天问一号”环绕火星运动的线速度的大小v;
(2)火星的质量M;
(3)火星表面的重力加速度的大小g 。
20.（9分）如图所示，一名跳台滑雪运动员经过一段时间的加速滑行后从O点水平飞出，经过t=3 s落到斜坡上的A点．已知O点是斜坡的起点，斜坡与水平面的夹角θ=37∘，运动员的质量m=50kg，不计空气阻力(sin37∘=0.6,cs37∘=0.8,g取10m/s2).求：
(1)A点与O点的距离L；
(2)运动员离开O点时的速度大小V0；
(3)运动员从O点飞出开始到离斜坡距离最远所用的时间t’。
21.（13分）如图所示，餐桌中心是一个半径为r=1.5m的圆盘，圆盘可绕中心轴转动，近似认为圆盘与餐桌在同一水平面内且两者之间的间隙和高度差可忽略不计。已知放置在圆盘边缘的小物体与圆盘的动摩擦因数为μ1=0.6，与餐桌的动摩擦因数为μ2=0.225，餐桌离地高度为h=0.8m。设小物体与圆盘以及餐桌之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s2。
(1)为使物体不滑到餐桌上，圆盘的角速度ω的最大值为多少？
(2)缓慢增大圆盘的角速度，物体从圆盘上甩出，为使物体不滑落到地面，餐桌半径R的最小值为多大？
(3)若餐桌半径R'= 2r，则在圆盘角速度缓慢增大时，物体从圆盘上被甩出后滑落到地面上的位置到圆盘中心轴的水平距离L为多少(保留根号)？
高一物理第二学期期中考试答案
一、单选题（每题3分，共45分）
二、实验题（18分）
16.（10分）
(1)2分 线速度； 22分 A，C； 32分 1：4 44分 ω2， kr。
17.（8分）
12分 AB (2)2分 不是 32分 2.0 (4)2分2.5
三、计算题（共37分）
18.（6分）
(1) 2分 根据牛顿第二定律得mg-FN=mv2r 1分
解得FN=9000N 1分
(2)2分 根据牛顿第二定律得：最大允许速度满足 mg=mvm2r 1分
解得vm=20m/s 1分
(3) 2分 经过凹形路面时，根据牛顿第二定律得：FN '-mg=mv2r 1分
解得FN '=15000N 1分
19.（9分）
(1)3分由线速度定义可得v=2πrT
(2)3分设“天问一号”的质量为m，万有引力提供向心力有GmMr2=m(2πT)2r 2分
解得M=4π2r3GT2 1分
(3)3分忽略火星自转，火星表面质量为m'的物体，
其所受万有引力等于重力m'g=Gm'MR2 2分
代入M可解得g=4π2r3T2R2 1分
20.（9分）
(1)3分运动员下降的高度为：h=12gt2=12×10×32m=45m 1分
根据数学知识可得，A点与O点的距离为：L=hsin37∘=450.6m=75m. 2分
(2)3分水平位移为：x=Lcs37∘=75×0.8m=60m. 1分
则运动员离开O点时的速度大小为：v0=xt=603m/s=20m/s 2分
(3)3分当运动员的速度与斜面平行时离斜坡距离最远，此时其竖直方向上的分速度为：vy=v0tan37∘ 1分
由vy=gt'得：t'=v0tan37∘g=20×3410s=1.5s. 2分
21.（13分）
(1)3分由题意可得，当小物体在圆盘上随圆盘一起转动时，圆盘对小物体的静摩擦力提供向心力，所以随着圆盘转速的增大，小物体受到的静摩擦力增大。当静摩擦力最大时，小物体即将滑落，
此时圆盘的角速度达到最大，为fm=μ1mg=mrω2， 2分
可得：ω= μ1gr=2rad/s； 1分
(2)5分由题意可得，当物体滑到餐桌边缘时速度恰好减为零，对应的餐桌半径取最小值。设物体在餐桌上滑动的位移为s，
物块在餐桌上做匀减速运动的加速度大小为a，则有：a=μ2g=2.25m/s2，1分
物体在餐桌上滑动的初速度为：v0=ωr=3m/s，1分
由运动学公式0-v02=-2as可得：s=2m，1分
故餐桌半径的最小值为：R= r2+s2=2.5m；2分
(3)5分当物体滑离餐桌时，开始做平抛运动，平抛的初速度为物体在餐桌上滑动的末速度v，由题意可得：v2-v02=-2as'，1分
由于餐桌半径为R'= 2r，所以s'=r=1.5m，可得v=1.5m/s，1分
物体做平抛运动的时间为t，则：h=12gt2，解得：t= 2hg=0.4s，1分
物体做平抛运动的水平位移sx=vt=0.6m，由题意可得s总=s'+sx=2.1m，1分
物体从圆盘上被甩出后滑落到地面上的位置到圆盘中心轴的水平距离L= s总2+r2=3 7410m。 1分
卫星
轨道半径r/km
卫星质量m/kg
木卫一
4.217×105
8.93×1022
木卫二
6.710×105
4.80×1022
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
D
B
C
C
A
C
C
D
D
D
B
D
A
D
C