北京市丰台区2023-2024学年高一下学期期中练习物理试卷（B）（原卷版+解析版）

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考试时间：90分钟
第I卷（选择题：共60分）
一、本部分共20题，每小题3分，共60分。在每小题给出的四个选项中，选出最符合题意的一项。
1. 以下不是描述圆周运动快慢的物理量的是（ ）
A. 线速度B. 角速度
C. 向心加速度D. 转速
学生利用以下装置来研究曲线运动的规律和特点。请根据相关知识回答下列小题。
2. 如图甲，在水平桌面上放一张白纸，白纸上固定一条由几段弧形轨道组合而成的弯道．使表面沾有红色印泥的钢球以一定的初速度从弯道的C端滚入，钢球从出口A离开后会在白纸上留下一条痕迹。如图乙，拆去一段轨道，球仍从C端滚入，则球离开B端后留下的痕迹可能为（ ）
A. 痕迹①B. 痕迹②C. 痕迹③D. 痕迹④
3. 同学们对以上现象进行了分析，说法不正确的是（ ）
A. 速度方向沿切线方向
B. 速度可能不变
C. 做曲线运动物体受到的合外力指向轨迹的凹侧
D. 合外力的方向与速度方向一定不在同一直线上
某同学利用如图所示装置研究运动的合成与分解。竖直倒置的封闭玻璃管内注满清水，水中有一个蜡块。请利用所学知识回答下列小题。
4. 若玻璃管以速度v0向右匀速移动，与此同时蜡块R沿玻璃管以速度2v0匀速上浮，用虚线表示蜡块相对地面移动的轨迹，可能是下面四幅图中的哪一个（ ）
A. B.
C. D.
5. 这位同学称量了蜡块R的质量为200g，蜡块R能在玻璃管中从坐标原点以速度v0=1cm/s匀速上浮，如果此时玻璃管沿x轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动，测出某时刻蜡块R的x、y坐标值分别为2cm和2cm，则下列说法正确的是（ ）
A. 蜡块做直线运动
B. 玻璃管的加速度大小为1cm/s2
C. 蜡块受到的合力为0.2N
D. 可估算出该时刻蜡块R速度大小约为2cm/s
运动会上，某同学将铅球水平抛出，不计空气阻力，以地面为参考系，铅球的运动可视为平抛运动。请根据平抛运动的相关知识回答下列小题。
6. 关于平抛运动，下列说法中正确的是（ ）
A. 平抛运动是变加速曲线运动
B. 水平方向的分运动与竖直方向的分运动遵循相同的运动规律
C. 相同时间内的速度变化量相等
D. 水平方向的分运动有可能会受到竖直方向分运动的影响
7. 该同学分别以v0、2v0、3v0的水平速度从同一高度抛出三个铅球。观察三个铅球的运动轨迹，下列说法正确的是（ ）
A. 水平初速度越大，物体落地所需时间越长
B. 水平初速度越大，物体落地所需时间越短
C. 水平初速度越大，物体落地时速度越大
D. 三个铅球的落点在同一水平线上，并且相邻两球的间距比为1：2：3
8. 一辆汽车在水平公路上转弯，沿曲线由M向N行驶，如图所示，以下分析正确的是（ ）
A. 汽车所受合外力方向与速度方向夹角大于90°，因此汽车线速度减小
B. 汽车所受合外力方向与速度方向夹角小于90°，因此汽车线速度增加
C. 汽车所受合外力方向与速度方向夹角大于90°，因此汽车线速度增加
D. 汽车所受合外力方向与速度方向夹角小于90°，因此汽车线速度减少
9. 如图所示，当“魔盘”转动时，游客随“魔盘”一起做匀速圆周运动。在分析游客的受力情况时，同学们对于摩擦力的判断产生了争执，你认为以下哪种观点正确（ ）
A. 游客除了受到滑动摩擦力，还受到重力和支持力
B. 游客受到的摩擦力方向与转动方向相反
C. 游客受到的摩擦力方向与转动方向相同
D. 游客受到的摩擦力方向指向圆心
开普勒得出的行星运行规律为万有引力定律的发现奠定了基础，为航天事业的发展做出了巨大贡献。从开普勒的行星运行规律中，我们知道天体运行轨道为椭圆轨道，环绕天体的线速度大小在变化。请根据相关知识回答下列小题：
10. 关于开普勒行星运动定律，下列说法正确的是（ ）
A. 对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等，行星运动过程中速度大小不变
B. 所有的行星围绕太阳运动的轨道都是圆，行星运动的方向总是与它和太阳连线垂直
C. 开普勒第三定律=k，月亮围绕地球运动的k值与人造卫星围绕地球运动的k值相同
D. 行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，所以行星运动的方向有时并不沿椭圆轨道的切线方向
11. 在天文学上，春分、夏至、秋分、冬至将一年分为春、夏、秋、冬四季.如图所示，从地球绕太阳的运动规律分析，下列判断正确的是（ ）
A. 在冬至日前后，地球绕太阳的运行速率较大
B. 在夏至日前后，地球绕太阳的运行速率较大
C. 春夏两季比秋冬两季时间短
D. 春夏两季和秋冬两季时间长度相同
12. 如图所示是北斗导航系统中部分卫星的轨道示意图，已知a、b、c三颗卫星均做圆周运动、a是地球同步卫星，则（ ）
A. 卫星a的角速度大于c的角速度B. 卫星a的加速度大于b的加速度
C. 卫星a的运行速度大于第一宇宙速度D. 卫星b的周期等于24h
13. 我国计划在2024年上半年发射“嫦娥六号”，实施月球背面采样。若未来我国在月球发射一颗月球的同步卫星，已知月球的质量为，半径为，月球自转的角速度为，引力常量为，则月球同步卫星到月球表面的高度为（ ）
A. B. C. D.
14. 在空间站中，宇航员长期处于失重状态。为缓解这种状态带来的不适，科学家设想建造一种环形空间站，如图所示。圆环绕中心匀速旋转，宇航员站在旋转舱内的侧壁上，可以受到与他站在地球表面时相同大小的支持力。已知地球表面的重力加速度为g，圆环的半径为r，宇航员可视为质点。设旋转舱需要的向心力为F、角速度为ω、向心加速度为a，周期为T。某同学运用所学知识计算出旋转舱绕其轴线匀速转动的物理量的数值，以下不正确的是（ ）
A. B. C. D.
15. 2024年1月11日，我国在酒泉卫星发射中心使用“快舟一号”甲运载火箭，成功将“天行一号”02星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。“天行一号”02星的定位过程可简化为如图所示的情境，椭圆轨道1为变轨的轨道，圆形轨道2为正常运行的轨道，两轨道相切于P点，Q点在地面附近，是轨道1的近地点，若不考虑大气阻力的影响，则下列说法不正确的是（ ）
A. 卫星在轨道1上P点的加速度大于卫星在轨道2上P点的加速度
B. 卫星在轨道1上的P点需要加速进入轨道2
C. 卫星在轨道1上经过Q点时的速度大于其经过轨道2上P点时的速度
D. 卫星在轨道1上运行的周期小于在轨道2上运行的周期
16. 铁路在弯道处内外轨高低是不同的。如图所示，已知轨道平面的倾角为，弯道处的轨道圆弧半径为R，火车以轨道的设计速度行驶时，车轮轮缘与内外轨恰好没有挤压。质量为m的火车转弯时，下列说法正确的是（ ）
A. 轨道的设计速度为
B. 轨道的设计速度为
C. 火车实际速度大于设计速度时，内轨与轮缘之间有挤压
D. 火车实际速度大于设计速度时，铁轨对火车的作用力等于
17. 胎压监测器可以实时监测汽车轮胎内部的气压，在汽车上安装胎压监测报警器，可以预防因汽车轮胎胎压异常而引发的事故。一辆装有胎压报警器的载重汽车在高低不平的路面上行驶，其中一段路面的水平观察视图如图所示，图中虚线是水平线，在保证安全行驶的情况下，下列说法正确的是（ ）
A. 若要尽量使胎压报警器不会超压报警，汽车在A、B处均应增大行驶速度
B. 若要尽量使胎压报警器不会超压报警，汽车在A、B处均应减小行驶速度
C. 若要尽量使胎压报警器不会超压报警，汽车在A处应增大行驶速度
D. 若要尽量使胎压报警器不会超压报警，汽车在B处应增大行驶速度
18. 某同学参加跳高比赛，起跳速度方向为竖直向上，不计空气阻力，成绩为1.50m。如果该同学以相同的初速度在月球上起跳，已知月球的半径大约是地球半径的，质量是地球质量的，忽略月球的自转影响，则小明能达到的最大高度大约为（ ）
A. 1mB. 4mC. 8mD. 16m
19. 在物理学的研究中用到的思想方法很多，下列关于几幅书本插图的说法中不正确的是（ ）
A. 甲图中，B点逐渐向A点靠近时，观察AB割线的变化，运用了极限思想，说明质点在A点的瞬时速度方向即为过A点的切线方向
B. 乙图中，研究红蜡块的运动时，主要运用了理想化模型的思想
C. 丙图中，探究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系时运用了控制变量法
D. 丁图中，卡文迪许测定引力常量的实验运用了放大法测微小量
20. 如图甲所示，用一轻质绳拴着一质量为m的小球，在竖直平面内做圆周运动（不计一切阻力），小球运动到最高点时绳对小球的拉力为T，小球在最高点的速度大小为v，其T-v2图像如图乙所示，则下列说法不正确的是（ ）
A. 轻质绳长为
B. 当地的重力加速度为
C. 当v2=c时，轻质绳最高点拉力大小为
D. 若小球在最低点时的速度，小球运动到最低点时绳的拉力为6a
第二部分：非选择题（共40分）
二、填空题（本题共2小题。共10分）
21. 某学习小组用实验探究“平抛运动规律”。
（1）在图1中多次用小锤敲击铁片，由A、B两球的运动情况可得出结论：__________。
（2）在图2中同时断电后P、Q两个小球同时沿着斜槽滚下，Q在水平面上做匀速直线运动。观察到P、Q两球运动情况可得出结论：_______。
（3）图3是实验室内研究平抛运动的装置。实验时需让小球多次沿同一轨道水平抛出，利用现有器材，如何确定轨道末端是否水平___________？此外，在释放小球时还需要注意什么？___________。
（4）用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长L=0.9cm，若小球在平抛运动中的几个位置如图中的a、b、c所示，取g=10m/s2，则由图可求得拍摄时每_________s曝光一次，小球平抛的初速度大小v0=________m/s。
22. 用如图甲所示的装置探究影响向心力大小的因素。已知小球在槽中A、B、C位置做圆周运动的轨迹半径之比为1：2：1，变速塔轮自上而下按如图乙所示三种方式进行组合，每层半径之比由上至下分别为1：1、2：1和3：1。
（1）在探究向心力大小与半径的关系时，为了控制角速度相同需要将传动皮带调至第________（填“一”“二”或“三”）层塔轮，然后将两个质量相等的钢球分别放在________（填“A和B”“A和C”或“B和C”）位置；
（2）为了更精确探究向心力大小F与角速度ω的关系，采用接有传感器的自制向心力实验仪进行实验，测得多组数据经拟合后得到F-ω2图像，如图丙所示。由此可得的实验结论是________。
三、计算论证题（本题共5小题，共30分）解题要求：写出必要的文字说明、方程式和结果。有数值计算的题，结果必须明确写出数值和单位。
23. 如图所示，玩具气手枪的枪管对准竖直墙面上的点，、间距且处于同一水平线上。弹丸以的速度从枪管射出打在墙上的点，不计空气阻力，，求：
（1）、两点间的距离；
（2）弹丸打到点时速度。
24. 中国于2023年5月30号成功发射“神舟十六号”载人飞船。如图，“神舟十六号”载人飞船发射后先在近地圆形轨道Ⅰ上运动，到达轨道a点时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达b点时再次点火进入圆轨道Ⅲ。载人飞船离地球表面的距离为h。地球表面的重力加速度为g、地球的半径为R、引力常量为G，忽略地球自转。求：
（1）地球的质量M；
（2）飞船在圆轨道Ⅲ绕地球运动的线速度v大小。
25. 某人站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为m的小球，转动手腕，使球运动起来，最终在水平面内做匀速圆周运动。已知轻绳存在最大拉力，小球离地面高度为2l，手与球之间的绳长为l，当绳子与竖直方向的夹角θ=60°时，轻绳刚好断掉，此时小球速度为v，重力加速度为g，忽略空气阻力。
（1）求绳的最大拉力T；
（2）求速度v的大小；
（3）求使绳刚好被拉断后球的落地点与抛出位置的竖直投影点O的最大水平距离x。
26. 如图所示为小狗洗完澡后甩掉身上水珠的情形，假设每滴水珠的质量均为1g，小狗的身体简化成水平圆筒状，半径约为10cm，小狗以角速度甩动身体。
（1）求每滴水珠的向心加速度大小；
（2）若小狗毛发对水珠最大附着力为0.25N，甩动过程中水珠的重力可忽略不计，则小狗至少需以多大的转速甩动身体才可以将身上的水珠甩掉？（计算结果保留1位小数）
27. 根据自由落体运动或者平抛运动的规律，可以测量地球表面的重力加速度。我们按照相同的方法可以测量任意星球表面的重力加速度。如果某星球的质量为M，在该星球的表面有－倾角为θ的斜坡，航天员从斜坡顶以初速度v0水平拋出一个小物体，经时间t小物体落回到斜坡上，不计一切阻力，忽略星球的自转，已知引力常量为G。
（1）求该星球表面的重力加速度g；
（2）求该星球的半径R；
（3）求此星球的第一宇宙速度。