山东省青岛第五十八中学2023-2024学年高一下学期期中物理试卷

保密★启用前 2023—2024学年第二学期期中模块考试 高一物理试卷 2024.04 注意事项： 1. 本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分。第Ⅰ卷为选择题， 共40分； 第Ⅱ卷为非选择题, 共60分, 满分100分, 考试时间为90分钟。 2. 第Ⅰ卷共5页， 请将选出的答案标号(A、B、C、D) 涂在答题卡上。第Ⅱ卷共5页， 将答案用黑色签字笔(0.5mm) 写在答题纸上。 一、选择题(本题共12小题共40分, 第1-8题为单选, 每题3分, 第9-12题为多选，全部选对得4分，选对而不全得2分，选错得0分) 1.下列关于物体做曲线运动的说法正确的是 ( ) A.速度大小一定发生变化 B.合外力一定不为零 C.加速度一定发生变化 D.合外力的方向与速度方向可能在同一直线上 2.如图所示，这是一种古老的舂米机。春米时，稻谷放在石臼A中，横梁可以绕O点转动，在横梁前端B点固定一舂米锤，脚踏在横梁另一端C点往下压时，舂米锤便向上抬起，提起脚，春米锤就向下运动，击打A中的稻谷，使稻谷的壳脱落，稻谷变为大米。已知OC:OB=2:1, 则在横梁绕O 点转动的过程中 ( ) A.在横梁绕O点转动过程中，B、C两点的加速度大小之比为1：4 B.春米锤击打稻谷时对稻谷的作用力大于稻谷对舂米锤的作用力 C.在横梁绕O点转动过程中，B点的速度大小与C点的速度大小之比为1：2 D.脚踏在横梁另一端C点往下压的过程中，春米锤的机械能守恒 高一物理试卷 第1页 共 10页 3.有一质量为m的小球，用细线挂在天花板上，线长为l，将其拉至水平位置由静止释放。忽略空气阻力，小球可看成质点，重力加速度为g，则下列说法正确的是( ) A.在小球摆动过程中重力总是做正功 B.重力功率最大值为 C.小球动能变化周期是 D.在小球下摆过程中，动能随时间的变化率先变大后变小 4.已知地球的密度为ρ，杨利伟当年乘坐的神舟五号可以认为是近地运行，它的运行周期为1.5h，已经测出了月球的密度约为 ，现发射一颗贴近月球表面的人造卫星对月球进一步观测，已知万有引力常量为G，则根据题中所给数据可以估算出( ) A.人造卫星的周期 B.月球的质量 C.人造卫星的向心加速度大小 D.人造卫星与月球的万有引力大小 5.投掷实心球是中考体育项目之一，已知某同学投掷实心球出手速度为10m/s，速度斜向上与水平方向的夹角为 出手时实心球距离地面的高度为2.25m，重力加速度g=10m/s²,不计空气阻力，则该同学投掷实心球的水平位移大小为 ( ) A.9m B.10m C.12m D.12.8m 6.“双星”是宇宙中普遍存在的一种天体系统，如图所示 A、B两颗恒星构成双星系统，绕共同的圆心O互相环绕做匀速圆周运动，距离不变，角速度相等，已知B的质量为m，速度为v，轨道半径之比为 则B与A的动能之差为 ( ) 高一物理试卷 第2页 共 10页 7.某次排球比赛中，甲运动员在离地高度为 处将排球水平击出；乙运动员在离地 处将排球垫起，垫起后球的速度大小相等，方向相反，且与水平方向成 己知排球质量 取重力加速度 不计空气阻力。以下说法正确的是( ) A.排球在垫起前在空中运动的时间为0.8s B.排球水平击出时的初速度大小为6.0m/s C.若甲不再碰球，排球再次落地的水平距离为9.6m D.若甲不再碰球，排球再次落地速度为 8.如图，一质量为M、长为l的木板静止在光滑水平桌面上，另一质量为m的小物块(可视为质点)从木板上的左端以速度 v₀开始运动。已知物块与木板间的滑动摩擦力大小为 f，当物块以v₁的速度从木板右端离开时，木板的速度大小为v₂，则下列关系式正确的是 ( ) A.物块的速度减小量 v₀-v₁一定等于木板的速度增加量 V₂ C.木板的动能 定小于 fl 高一物理试卷 第3页 共 10页 9.在古代，宴饮时有投壶之趣。古时它既是一种宴饮礼仪，也是盛行民间的饮酒娱乐游戏。现在小明在家向一个水平放置的直径为1m，高为1.5m的圆柱桶里扔沙包(沙包可以看作质点)，在某一次抛射时，沙包划过一道优美的弧线恰好经过了圆桶的上边缘A和圆通的下边缘B点，C 点为A 在地面的投影，BC为直径，抛出的水平初速度为 不计空气阻力，重力加速 下列说法正确的是( ) A.沙包在空中运动过程中机械能是守恒的 B.沙包在桶中的运动时间为 C.沙包抛出点距A点的水平距离为0.1m D.沙包抛出点距B点的竖直高度1.8m 10. 质量 的钢件，架在两根完全相同的、平行的长直圆柱上，如图所示.钢件的重心与两柱等距，两柱的轴线在同一水平面内，圆柱的半径 ，钢件与圆柱间的滑动摩擦系数 两圆柱各绕自己的轴线做方向相反的转动，角速度 40rad/s，若沿平行于柱轴方向施加推力，推着钢件做速度为 的匀速运动，设钢件左右受光滑槽限制，不发生横向运动，重力加速 下列说法正确的是( ) A.转动圆柱边缘的线速度为2m/s B.转动圆柱边缘的向心加速为 C.匀速推动时，需要的推力为40N D.匀速推动时，需要的推力为 高一物理试卷 第4页 共10页 11、北斗全球系统建设已经全面完成，使我国的导航定位精度不断提高。北斗导航卫星有一种是处于地球同步轨道，卫星质量为m，其离地高度为h，地球半径为R，地面附近重力加速度为g，则有 ( ) A.该卫星运行周期可根据需要任意调节 B.该卫星所在处的重力加速度为 C.该卫星运动动能为 D.该卫星周期与近地卫星周期之比为 12.质量均为m=2kg的小物块A、B，放置在水平地面上，A紧靠竖直墙壁，一劲度系数为k=100N/m的轻弹簧将 A、B 连接，开始时弹簧处在原长(弹簧的弹性势能可表示为: k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量)，A，B与地面的摩擦系数均为0.5，现给B一个瞬时动能为12J，重力加速度为 下列说法正确的是( ) A.如果B的初速度方向向左，A受到弹簧最大压力为20N B.如果B的初速度方向向左，弹簧的最大弹性势能为8J C.如果B的初速度方向向右，A会脱离墙面 D. 如果B的初速度方向向右, 运动0.1m时, B 的动能为10.5J 高一物理试卷 第 5页 共 10页 第Ⅱ卷 (共60分) 二、实验题(13题8分, 14题8分, 共16分) 13.某同学用图甲所示装置验证机械能守恒定律。 (1)安装好实验装置，正确进行实验操作，从打出的纸带中选出符合要求的纸带，如图乙所示。O点为打点起始点，打下该点时重锤速度为零。选取纸带上打出的连续点A、B、C作为计数点，测出三点距起始点O的距离分别为h₁、h₂、h₃。已知重锤质量为m，当地重力加速度为g，打点计时器打点周期为T。从打下O点到打下 B 点的过程中，重锤的重力势能减少量 动能增加量 。(用题中所给字母表示)(2)图乙中, 起始点O和刻度尺的0刻线对齐, OC间的距离为 cm。由A、B、C三个计数点求得重锤下落的加速度a， (选填“可以”或“不可以”)用该值作为重力加速度计算①中重锤重力势能的减少量。 高一物理试卷 第6页 共 10页 14.如图1所示，借助该装置用数码相机的连拍功能探究平抛运动的特点，连拍间隔时间相等。如图2所示，是正确操作后得到的连拍照片。 (1)关于该实验，下列做法不正确的有 。 A.选择体积小、质量大的小球 B.斜槽的末端必须调成水平状态 C.重复实验时，小球必须从同一位置释放 D.为减小阻力影响，斜槽必须光滑 (2)在图2中，以小球在a处的球心为原点，水平向右为x轴、竖直向下为y轴建立图示坐标系。过d处小球球心的竖直线交x轴于P点。 ①下列说法正确的是 。 A.相邻各位置球心高度差之比为 k:3:5:… B.相邻各位置球心水平距离之比为1：2：3：… C.小球运动的轨迹在 g球心处的切线与x轴交于 P 点左侧 ②若g处球心的横坐标为x₀，d处球心的纵坐标为y₁，g处球心的纵坐标为 y₂，重力加速度为g，则小球平抛的初速度为 ，根据上面数据 (能或否)求出抛出点与a点的水平和竖直距离。 高一物理试卷 第7页 共10页 三、计算题(15题8分, 16题12分, 17题12分, 18题12分) 15.如图所示，质量为 的玩具动力小车在斜面上运动，斜面的倾角为( 用轻绳拉着质量为： 的物块由静止开始运动，轻绳与斜面平行。运动 时，物块速度为v，此时轻绳从物块上脱落，物块继续滑行一段位移后速度减为0，且轻绳脱落时小车恰好达到额定功率(此后保持功率不变)。已知小车受斜面的阻力 恒定，小车达到额定功率前其牵引力 也恒定，物块与斜面间的动摩擦因数 重力加速度为 不计空气阻力。求： (1)小车运动t=6s时，牵引力功率P为多大； (2)物块向上滑行的过程中克服摩擦力做的功。 16.杂技演员用一根绳子兜着里面倒上水的两个碗，迅速地旋转着绳子做各种精彩表演，即使碗底朝上，碗里的水也不会洒出来。假设水的质量为m，绳子长度为L，重力加速度为g，不计空气阻力。绳子的长度远远大于碗口直径。杂技演员手拿绳子的中点，让碗在空中旋转。 (1)两碗在竖直平面内做圆周运动，若碗通过最高点时，水对碗的压力等于 mg，求碗通过最高点时的线速度； (2)若两只碗在竖直平面内做圆周运动，两碗的线速度大小始终相等，如图甲所示，当正上方碗内的水恰好不流出来时，求正下方碗内的水对碗的压力； 高一物理试卷 第8页 共 10页 (3)若两只碗绕着同一点在水平面内做匀速圆周运动，碗的质量为M。如图乙所示，已知绳与竖直方向的夹角为θ，求碗和水转动的角速度大小。 17.中国北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星导航系统。2018年11月 19日，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，以“一箭双星”方式成功将北斗三号2个卫星送入预定轨道，成功完成北斗三号基本系统星座部署。如图所示为其中一颗北斗卫星1和北斗卫星2的轨道示意图。已知北斗卫星1 的轨道距离地面的高度R，质量为m，北斗卫星2距地面的高度为3R，质量为2m，地球半径为 R，地球表面附近的重力加速度为g，引力常量为G。(规定距地球无限远处为地球引力零势能点，地球附近物体的引力势能可表示为 r为物体到地心距离， 为r处的万有引力)。 (1)求地球的质量M: (2)求北斗卫星1绕地球做匀速圆周运动的周期为T： (3)求北斗卫星1的机械能E₁和北斗卫星2 的线速度 V₂。 北斗 卫星2 高一物理试卷 第9页 共10页 18.如图所示，水平轨道与竖直圆轨道底部平滑连接，圆轨道的上方有一个缺口 CD，CD关于通过圆轨中心O的竖直线对称，缺口的圆心角 圆轨道的半径 一质量： 的小球从 A 点由静止在恒力 的力作用下开始运动，到圆轨道最低点B时撤去F，小球从C 点飞过缺口后能无碰撞地经D点回到圆轨道。不计一切摩擦，重力加速度 求: (1) 小球通过 C点时的速度 vc; (2) AB 两点间的距离x₀; (3)若将力F 改为 (x为小球以A 点为起点向前的位移)，AB两点间的距离x₀不变，物块与地面的摩擦系数为 CD轨道依然光滑，仍要满足小球从C点飞过缺口后能无碰撞地经D点回到圆轨道，求小球初速度 v₀为多少。 高一物理试卷 第10页 共10页 高一物理期中答案 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 B C D A C D D C AC ABD BC BCD 13. (1) mgh₂, m(h₃-h₁)²; (2) 9.50cm, 不可以。 14. (1) D; (2) ①C; 能 15.(1)轻绳脱落前，小车与物块一起做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律，加速度 代入数据得 在t=6s时，物块的速度 v=at=2×6m/s=12m/s 则牵引力的功率p= Fv =360w (2)物块加速时的位移为 当轻绳脱落后，物块的加速度大小 物块继续滑行的位移大小 物块向上滑行的总位移为 克服摩擦力做的功为 16.【解答】解: (1) 由题意可知 解得 (2)重力提供向心力，速度为v₀，则 设最低点碗对水的支持力为F₂，则 解得 由牛顿第三定律可知，水对碗的压力为2mg，方向竖直向下； (3)设碗的质量为M，绳子的拉力为F，竖直方向有 1 水平方向上 联立解得 17.解：(1)设一物体的质量为m₁，在地球表面附近，万有引定律等于重力： 解得地球质量： (2)卫星1质量为m，根据牛顿第二定律： 可求的周期为： (3)根据牛顿第二定律： 卫星1 的动能 卫星1 的势能 所以卫星1的机械能为 根据牛顿第二定律： 得 18.解：(1)小球脱离轨道后作斜抛运动，设小球通过 C点时的速度为vc，从 C 点处到最高处的时间为t，由对称性的关系，可得： 水平方向 Rsinθ=vccosθ·t 竖直方向 vcsinθ=gt 联立解得： (2)对小球B 点运动到C点的过程，由动能定理有 解得: vB=5m/s 由动能定理得 解得: x₀=5m (3) 根据F=2x知力F与位移x成正比，则力F做功为 摩擦力做功为， 有动能定理可知， 带入可求得 2 学科网（北京）股份有限公司 $$