2025-2026学年山西大学附属中学高一（下）期中物理试卷（含答案）

这是一份2025-2026学年山西大学附属中学高一（下）期中物理试卷（含答案），共17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。
1.我国将在2030年前后实施火星采样返回。若a为火星表面赤道上的物体，b为轨道在火星赤道平面内的近火星表面卫星(轨道半径近似等于火星半径)，c为在火星赤道上空的火星同步静止卫星，b、c两卫星的绕行方向相同。下列说法正确的是( )
A. a、b、c的线速度大小关系为vaTa=Tc
D. a、b、c的向心加速度大小关系为ab>ac>aa
2.如图，质量为m的小球用细线悬挂于O点，使小球在水平面内以O′为圆心做匀速圆周运动，空气阻力不计，重力加速度为g。悬挂小球的线长l保持不变，悬点O到圆O′的距离为ℎ，细线与OO′的夹角为θ，改变θ，则小球做匀速圆周运动的角速度ω、周期T、向心加速度a、线对小球的拉力F随ℎ变化的关系图像中可能正确的是( )
A. B. C. D.
3.在多年前的农村，人们往往会选择让驴来拉磨把食物磨成面，假设驴对磨杆的拉力大小恒为600N，半径r为0.5m，转动一周为5s，下列说法正确的是( )
A. 驴转动一周拉力所做的功为0B. 驴转动一周拉力所做的功为600J
C. 驴转动一周拉力的平均功率为0D. 驴转动一周拉力的平均功率为120πW
4.如图，一灰色圆盘绕垂直于盘面的轴O顺时针匀速转动，转速为10r/s。在暗室中用每秒闪光9次的频闪光源照射圆盘，可观察到圆盘上白斑P每秒( )
A. 逆时针旋转9圈
B. 顺时针旋转9圈
C. 逆时针旋转1圈
D. 顺时针旋转1圈
5.如图所示，建筑工人向房顶抛投建筑材料，初速度v0大小为12m/s，与水平方向的夹角为60°，抛出点M和落点N的连线与水平方向夹角为30°，重力加速度大小为g=10m/s2，忽略空气阻力。则M点到N点的距离是( )
A. 18 35mB. 7.2mC. 9.6mD. 36 35m
6.假设地球可视为质量均匀分布的球体。已知地球表面重力加速度在两极的大小为g0，在赤道的大小为g；地球自转的周期为T，引力常量为G。则地球的密度为( )
A. 3πGT2B. 3πGT2⋅g0gC. 3πGT2⋅g0−gg0D. 3πGT2⋅g0g0−g
7.科学研究表明，当天体的逃逸速度(逃逸速度为其第一宇宙速度的 2倍)大于光速时，该天体就是黑洞。已知某天体与地球的半径之比为k，地球的质量为M，地球的环绕速度(第一宇宙速度)为v，光速为c，则要使该天体成为黑洞，其质量不应小于( )
A. kv2M2c2B. 2kv2Mc2C. kc2M2v2D. 2kc2Mv2
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是( )
A. 如图a，汽车通过拱桥最高点时对桥的压力大于重力
B. 如图b所示是两个圆锥摆A、B，细线悬挂于同一点且两小球处于同一水平面，则A、B小球做匀速圆周运动的周期相等
C. 如图c，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别做匀速圆周运动，则小球在A位置的角速度不等于在B位置时的角速度
D. 如图d，火车转弯超过规定速度行驶时，内轨和轮缘间会有挤压作用
9.如图所示，质量均为m的A、B两个物块(均可视为质点)，用一根不可伸长的轻绳连在一起，轻绳经过水平圆盘圆心的竖直线OO′，开始时轻绳恰好拉直但无拉力，A、B两物块的转动半径为rB=2rA=2r。A和B一起随圆盘绕竖直中心轴OO′转动，转动角速度ω从零开始缓慢增大，直到两物块相对圆盘运动为止。它们与圆盘间的动摩擦因数均为μ，取最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，则( )
A. 当圆盘的角速度小于 μg2r时，绳中有拉力
B. 当圆盘的角速度大于 μg2r时，绳中有拉力
C. 当圆盘的角速度等于 μgr时，物块A受到的摩擦力为零
D. 当圆盘的角速度等于 2μgr时，物块A和B相对圆盘向A的一侧发生相对滑动
10.北京时间2024年4月9日凌晨，由太阳和月球联袂出演的日全食“大片”在北美洲上映。对于绕地球做圆周运动的空间站，由于地球遮挡阳光，也会经历“日全食”过程。如图所示，已知地球的半径为R，自转周期为T0，地球空间站以周期T绕地球做圆周运动，空间站上的航天员在A点的最大观测角为2θ，引力常量为G，太阳光可视为平行光，地球视为质量分布均匀的球体，则下列说法正确的是( )
A. 空间站距地面的高度为Rsinθ
B. 空间站绕地球运动的线速度为2πRT0sinθ
C. 空间站每次经历“日全食”过程的时长为θTπ
D. 地球的平均密度为ρ=3πGT2sin3θ
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
11.“祖冲之”探究小组做研究平抛运动的实验，为了确定小球在不同时刻通过的位置，实验装置如图甲所示。实验操作的主要步骤如下：
①在一块平直木板上钉上复写纸和白纸，然后将其竖直立于斜槽轨道末端槽口E前，木板与槽口E之间有一段距离，并保持板面与轨道末端的水平段垂直。
②使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下，小球撞到木板并在白纸上留下痕迹点A。
③将木板水平向右平移一段距离x，再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下，小球撞到木板并在白纸上留下痕迹点B。
④将木板再水平向右平移同样的距离x，使小球仍从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下，在白纸上得到痕迹点C。若测得A、B两点间的距离为y1，B、C两点间的距离为y2，已知当地重力加速度大小为g。
(1)关于该实验，下列说法正确的是 。
A.斜槽轨道必须尽可能光滑
B.斜槽轨道末端必须保持水平
C.每次释放小球的位置可以不同
D.每次小球均须由斜面最高处释放
(2)一位同学测量出x的不同值及对应的y1和y2，令Δy=y2−y1，并描绘出如图乙所示的Δy−x2图像。若已知图线的斜率为k，则小球平抛的初速度大小v0= (用k、g表示)。
(3)若某次实验测得x=15.0cm，y1=15.0cm，y2=25.0cm，取重力加速度大小g=10m/s2，则在打点迹B前瞬间小球的速度大小为 m/s，槽口E与点迹A间的高度差为 cm。(结果均保留两位有效数字)
12.某同学为了验证牛顿第二定律，设计了如图所示的实验装置，将一水平玻璃管固定在竖直转轴上，连接处固定有一力传感器，用一段长为L2的轻绳，一端固定在力传感器上，另一端与长为L1(比L2小得多)的水柱(重心可视为在水柱中间，水柱两端有轻质软活塞)右侧活塞相连，让该装置随转轴以不同的角速度ω转动，探究力传感器示数F、角速度ω、水柱质量m、L1、L2之间的关系。请你帮助该同学完成以下问题：
(1)该实验需要验证的关系式是 (用F、m、L1、L2、ω等表示)。
(2)安装器材过程中，因操作不当，水柱中混入气体，转动后，靠近转轴处有一个气泡，其他步骤均正确，理论上拉力传感器测出的拉力应 (选填“大于”“等于”或“小于”)由表达式计算出的水柱所需向心力。
(3)该同学发现气泡后，停止实验，将气泡排出后，重新测量水柱长度，按正确操作进行实验，整理数据时发现测出的拉力始终小于由表达式算出的水柱所需向心力，可能的原因是 。
四、计算题：本大题共3小题，共40分。
13.如图所示，一台起重吊车将质量m=500kg的重物由静止开始以a=0.2m/s2加速度竖直向上匀加速提升，t=10s末之后保持功率不变继续提升重物，直至重物匀速上升。取g=10m/s2不计空气阻力，求：
(1)前10s起重吊车拉力F的大小；
(2)10s末起重机的瞬时功率P；
(3)重物上升的最大速度vm；
(4)重物开始运动后15s内起重机提升重物的平均功率P−。
14.如图所示，在某星球的赤道平面内有一探测卫星a沿着圆轨道绕该星球转动，绕行方向与该星球自转方向相同，卫星通过发射激光与星球赤道上一固定的观测站P保持通信，已知该星球半径为R、自转周期为T，卫星轨道半径为2R，周期为2T，万有引力常量为G。求：
(1)该星球赤道表面上的重力加速度大小；
(2)该星球的第一宇宙速度；
(3)某次通信过程中卫星a正好位于观测站P点的正上方，此次通信过程还能持续的时间。
15.如图(a)所示为自行车气门嘴灯，它通过接触式开关控制，其结构如图(b)所示，弹簧一端固定在顶部，一端与一个滑块连接。触点a、b分别装在滑块上和气门嘴灯的底部。当车轮转动的角速度达到一定值时，滑块拉伸弹簧后使触点a、b接触，从而接通电路，使气门嘴灯发光。已知滑块与a的总质量为m，弹簧劲度系数为k，b点与车轮圆心距离为R。车轮静止且气门嘴灯在最低点时(a在上方，b在下方)，a、b距离d=2mgk(d远小于R)。重力加速度大小为g，不计接触式开关中的一切摩擦，滑块和a、b均视为质点。
(1)若自行车在平直道路上前进，车轮与地面之间始终不打滑，不计轮胎的厚度，则气门嘴灯从最低点转过半圈到达最高点的过程中，其位移大小是多少？
(2)当弹簧处于原长时，求a、b的距离d0；
(3)若车轮匀速转动，气门嘴灯到达最低点时刚好发光，求车轮转动的角速度ω1大小；
(4)若车轮匀速转动的角速度ω2= 7g2R，求车轮每转一圈过程中气门嘴灯发光的时间。
参考答案
1.D
2.B
3.D
4.D
5.C
6.D
7.C
8.BC
9.BC
10.CD
11.B
gk
2.5
5.0

12.F=mω2(L2+L12)
大于
活塞与玻璃管间存在摩擦力

13.前10s起重吊车拉力F的大小为5100 N 10s末起重机的瞬时功率为10200 W 重物上升的最大速度为2.04 m/s 重物开始运动后15s内起重机提升重物的平均功率为6800W
14.(1)该星球赤道表面上的重力加速度大小是4π2RT2 (2)该星球的第一宇宙速度是2 2πRT (3)某次通信过程中卫星a正好位于观测站P点的正上方，此次通信过程还能持续的时间是2 2πRT
15.位移大小为R π2+4 a、b的距离为3mgk 车轮转动的角速度大小为 2gR 车轮每转一圈过程中气门嘴灯发光时间为4π3 2R7g