精品解析：湖南省岳阳市汨罗市汨罗市第一中学2023-2024学年高一下学期6月期中物理试题

2024年高一下学期期中考试物理试题 一．选择题（共8小题，每题4分，共32分） 1. 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实验运用了放大法测微小量 【答案】B 【解析】 【详解】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，质点在A点的瞬时速度方向即为过A点的切线方向，A正确，不符合题意； B．乙图中，研究红蜡块运动时，对于合运动和分运动之间，主要运用了等效替代，B错误，符合题意； 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控制一些物理量不变，研究其他物理量之间的关系，运用了控制变量，C正确，不符合题意； D．丁图中，卡文迪许测定引力常量的实验通过光线路径将引力造成的微小影响放大，运用了放大法测微小量，D正确，不符合题意。 故选B。 2. 关于做匀速圆周运动的物体的线速度、角速度、周期的关系，下面说法中正确的是（　　） A. 线速度大的角速度一定大 B. 线速度大的周期一定小 C. 角速度大的运动半径一定小 D. 角速度大的周期一定小 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据 由于不知道运动半径的大小，不能判断角速度大小，A错误； B．根据 由于不知道运动半径的大小，不能判断周期大小，B错误； C．角速度与运动半径无直接关系，C错误； D．根据 可知，角速度大，周期小，D正确。 故选D。 3. 2023 年华为隆重推出搭载我国自主研发的麒麟9000s芯片的 Mate60 手机，该手机可以与地球同步轨道的“天通一号01”实现卫星通信。 已知地球半径为 R，“天通一号01”离地高度约为6R，以下关于该卫星的说法正确的是（ ） A. 卫星在地球同步轨道上处于平衡状态 B. 卫星的发射速度小于近地卫星的环绕速度 C. 卫星的加速度约为静止在赤道上物体加速度的36 倍 D. 若地球自转加快，卫星为保持与地面同步，轨道高度应降低 【答案】D 【解析】 【详解】A．卫星在地球同步轨道上做匀速圆周运动，不是处于平衡状态，故A错误； B．同步卫星轨道高于近地轨道卫星，故发射速度大于最小发射速度，即最大环绕速度，故B错误； C．同步轨道上卫星与赤道上物体运动的角速度相同，由，卫星在同步轨道上的向心加速度约是赤道上物体向心加速度的7倍，故C错误； D．若地球自转加快，卫星为保持与地面同步，应当具有更大的角速度，更小的周期，根据可知轨道高度应降低，故D正确。 故选D。 4. 如图所示，在距河面高度h＝20m的岸上有人用长绳拴住一条小船，开始时绳与水面的夹角为30°。人以恒定的速率v＝3m/s拉绳，使小船靠岸，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6，那么（　　） A. 5s时绳与水面的夹角为60° B. 5s时小船前进了15m C. 5s时小船的速率为4m/s D. 5s时小船到岸边的距离为15m 【答案】D 【解析】 【详解】A．设开始时小船距岸边为L，则 L＝＝20m 5s时人拉绳端移动位移为 x＝vt＝3×5m＝15m 设5s时小船前进了x′，绳与水面的夹角为θ，由几何关系得 sinθ＝＝0.8 解得 θ＝53° A错误； B．由几何关系得 tanθ＝ 解得 x′≈19.64m B错误； C．沿绳子方向速度大小相等，所以有 v船cosθ＝v 可得5s时小船的速率为 v船＝5m/s C错误； D．5s时小船到岸边的距离为 d=L－x′＝＝15m D正确。 故选D。 5. 诗句“辘轳金井梧桐晚，几树惊秋”中的“辘轳”是一种取水装置。如图所示，井架上装有可用手柄摇转的圆柱体，圆柱体上缠绕长绳索，长绳索一端系水桶。摇转手柄，使水桶上升，提取井水，A是圆柱体边缘上的一质点，B是手柄上的一质点，假设人转动手柄向上提水时，手柄绕轴转动的角速度恒定，上升过程中长绳会缠绕在圆柱体上，则（　　） A. 向上提水过程中A点的线速度比B点的大 B. 向上提水过程中A点的向心加速度比B点的小 C. 上升过程中水桶重力的功率不变 D. 上升过程中水桶向上做匀速直线运动 【答案】B 【解析】 【详解】AB．向上提水过程中A点和B点的角速度相等，且B点的半径较大，根据 可知， B点的线速度和向心加速度都比A点的大，A错误，B正确； CD．上升过程中长绳会缠绕在圆柱体上，所以在缠绕过程中长绳缠绕的半径变大，根据 可知，长绳向上的速度增大，也就是水桶向上做加速运动，根据 可知，上升过程中水桶重力的功率变大，CD均错误。 故选B。 6. 一水平抛出的小球落到一倾角为θ的斜面上时，其速度方向与斜面垂直，运动轨迹如图中虚线所示，小球在竖直方向下落的距离与在水平方向通过的距离之比为（　　） A. B. tanθ C. D. 2tanθ 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】物体做平抛运动，可以把平抛运动分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动来，两个方向运动的时间相当； 由题意知道，物体垂直打在斜面上，末速度与斜面垂直，也就是说末速度与竖直方向的夹角等于斜面倾角，则有 则下落高度与水平射程之比为 故选C。 7. 歼-20是先进隐形战斗机，已知某次训练中，歼-20从静止开始沿跑道直线加速起飞，若这个过程可看作两个阶段，第一阶段以恒定功率P从静止开始运动，加速到速度，第二阶段以恒定功率2P运动到起飞，起飞速度，两个阶段时间相等，运动过程阻力恒定，则歼-20起飞过程第一阶段和第二阶段位移大小之比为（ ） A. B. C. D. 3:1 【答案】B 【解析】 【详解】第一阶段，由动能定理得 第二阶段，由动能定理得 联立可得 故选B。 8. 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．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. rad/s B. rad/s C. 1.0rad/s D. 0.5rad/s 【答案】C 【解析】 【详解】试题分析：随着角速度的增大，小物体最先相对于圆盘发生相对滑动的位置为转到最低点时，此时对小物体有，解得，此即为小物体在最低位置发生相对滑动的临界角速度，故选C． 二．多选题（共3小题，每题5分，共15分） 9. 如图所示，两个质量不同的小球用长度不等的细线拴在同一点，并在同一水平面内做匀速圆周运动，则它们的（　　） A. 运动周期相同 B. 运动线速度一样 C. 运动角速度相同 D. 向心加速度相同 【答案】AC 【解析】 【详解】AC.小球圆周运动的向心力由重力和绳拉力的合力提供，绳与竖直方向的夹角为θ，对小球，根据牛顿第二定律得 因为小球在同一平面内做圆周运动，则由题意知，小球圆周运动半径 其中h为运动平面到悬点的距离。解得 因为h相同，则角速度大小相等，则周期相同，故AC正确； B．根据 知，两球的角速度相等，转动的半径不等，则线速度大小不等，故B错误； D．根据 知，转动的半径不等，角速度相等，则向心加速度大小不等，故D错误。 故选AC。 10. 如图所示，A，B两个小球质量相等，用一根轻绳相连，另有一根轻绳的两端分别连接O点和B点，让两个小球绕O点在光滑水平桌面上以相同的角速度做匀速圆周运动，若OB绳上的拉力为F1，AB绳上的拉力为F2，OB＝AB，则(　　) A. A球所受向心力为F1，B球所受向心力为F2 B. A球所受向心力为F2，B球所受向心力为F1 C. A球所受向心力为F2，B球所受向心力为F1－F2 D. F1∶F2＝3∶2 【答案】CD 【解析】 【详解】小球在光滑水平桌面上做匀速圆周运动，设角速度为ω，A球靠拉力提供向心力，则A球的向心力为F2，B球靠两个拉力的合力提供向心力，则B球向心力为F1-F2．由牛顿第二定律，对A球有F2=mr2ω2，对B球有F1-F2=mr1ω2，已知r2=2r1，各式联立解得F1=F2．故CD正确，AB错误．故选CD． 11. 某同学将一带传感器木箱从倾角为的斜坡顶端由静止释放，木箱滑到斜面底端时速度刚好为0，木箱与斜坡上下两部分的动摩擦因数分别为、，通过分析处理传感器的数据得到木箱的动能和机械能与木箱下滑位移的关系图像分别如图中a、b所示，已知木箱动能最大时，机械能与动能大小之比为，已知木箱可视为质点，重力加速度为g，以斜坡底端为重力势能零点。下列说法中正确的是（　　） A. B. C. 动能最大时，木箱的机械能为 D. 木箱在上、下两段斜坡上滑行过程中产生的热量之比为 【答案】BC 【解析】 【详解】AC．木箱在斜面上段滑行的过程有 由题意有 由图可知 解得 ，， 故A错误，C正确； B．木箱在斜面下段滑行的过程有 由图可知 解得 故B正确； D．木箱在上、下两段斜坡上滑行过程中产生的热量之比 故D错误。 故选BC。 四．解答题（共4小题，共53分） 12. 某同学利用图中所示的DIS向心力实验器来探究圆周运动向心力的影响因素。实验时，砝码随旋臂一起做圆周运动，其受到的向心力可通过牵引杆由力传感器测得，旋臂另一端的挡光杆每经过光电门一次，通过力传感器和光电门就同时获得一组向心力F和挡光时间t，换算生成ω。保持砝码的质量和转动半径不变，改变其转速得到多组F、ω的数据后，作出了F-ω2图线如图乙所示。牵引杆的质量和一切摩擦可忽略。 （1）该同学采用的主要实验方法为___________。 A.等效替代法 B.控制变量法 C.理想化模型法 （2）实验中，某次挡光杆经过光电门时的挡光时间为t，已知挡光杆到转轴的距离为d，挡光杆的挡光宽度为s，则可得挡光杆转动角速度ω的表达式为___________。 （3）根据图乙，得到的实验结论是∶___________。 【答案】 ①. B ②. ③. 在m、r一定的情况下，向心力大小与角速度的平方成正比 【解析】 【分析】 【详解】(1)[1]实验中保持砝码的质量和转动半径不变，改变其转速，所以采用的是控制变量法。故选B。 (2)[2] 挡光杆处的线速度为 角速度为 (3)[3] 在m、r一定的情况下，向心力大小与角速度的平方成正比。 13. 如图甲所示是某同学探究做圆周运动的物体质量、向心力、轨道半径及线速度关系的实验装置，圆柱体放置在水平光滑圆盘上做匀速圆周运动。力传感器测量向心力F，速度传感器测量圆柱体的线速度v，该同学通过保持圆柱体质量和运动半径不变，来探究向心力F与线速度v的关系。 （1）该同学采用的实验方法为______； A.等效替代法 B.控制变量法 C.理想化模型法 （2）改变线速度v，多次测量，该同学测出了五组F、v数据，如下表所示： v/（m·s－1） 10 1.5 2.0 2.5 3.0 F/N 0.88 2.00 3.50 5.50 7.90 该同学对数据分析后，在图坐标纸上描出了五个点。 ①在图乙中作出F­v2图线；______ ②若圆柱体运动半径r=0.2m，由作出的F­v2的图线可得圆柱体的质量m=______kg。（结果保留两位有效数字） 【答案】 ①. B ②. ③. 0.18 【解析】 【详解】（1）[1]该同学采用的实验方法为控制变量法，故选B； （2）[2]作出F-v2图线如图所示做一条过原点的线段，让尽量多的点落在这条线段上，其他点分布线段两侧，如图所示 [3]根据向心力公式 则由图像可知 解得 14. 如图所示是月亮女神、嫦娥号绕月亮做圆周运动时某时刻的图片，用、、、分别表示月亮女神和嫦娥号的轨道半径及周期，用表示月亮的半径． （）请用万有引力知识证明：它们遵循，其中是只与月球质量有关而与卫星无关的常量； （）再经多少时间两卫星第一次相距最远； （）请用嫦娥号所给的已知量，估测月球的平均密度． 【答案】（）见解析；（）；（） 【解析】 【详解】（1）设月球的质量为M，对任一卫星均有 得 常量． （2）两卫星第一次相距最远时有 （3）对嫦娥1号有 M＝πR3ρ 15. 一个人用一根长，只能承受拉力绳子，拴着一个质量为的小球，在竖直面内做圆周运动，已知转轴离地面高为，如图所示。（取）。 （1）小球做圆周运动到最低点的速度达到多少时方能使小球到达最低点时绳子拉断； （2）若绳恰好在最低点被小球拉断，求小球落地点与抛出点的水平距离多大。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）设小球经过最低点的速度为时，绳子刚好被拉断，则由牛顿第二定律得 解得 （2）小球脱离绳子的束缚后，将做平抛运动，有 小球的水平射程为 联立解得 16. 如图甲所示，物块与质量 为m的小球通过不可伸长的轻质细绳跨过两等高定滑轮连接．物块置于左侧滑轮正下方的表面水 平的压力传感装置上，小球与右侧滑轮的距离为l．开始时物块和 小球均静止，将此时传感装置的示数记为初始值．现给小球施加一始终垂直于细绳的力，将小球缓慢拉起至细绳与竖直方向成60°角，如图乙所示，此时传感装置的示数为初始值的1.25倍；再将小球由静止释放，当运动至最低位置时，传感装置的示数为初始值的0.6倍．不计滑轮的大小和摩擦，重力加速度的大小为g．求： (1)物块的质量； (2)从释放到运动至最低位置的过程中，小球克服空气阻力所做的功． 【答案】(1)M=3m ；(2) 【解析】 【分析】 【详解】（1）设物块质量为M，开始时，设压力传感器读数F0，则 F0+mg=Mg 当小球被抬高60°角时，则对小球根据力的平行四边形法则可得 T=mgcos60° 此时对物块 1.25F0+T=Mg；解得：M=3m；F0=2mg （2）当小球摆到最低点时，对物块 0.6F0+T1=Mg； 对小球 对小球摆到最低点的过程，根据动能定理可知 ， 联立解得 Wf=0.1mgl 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024年高一下学期期中考试物理试题 一．选择题（共8小题，每题4分，共32分） 1. 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 2. 关于做匀速圆周运动的物体的线速度、角速度、周期的关系，下面说法中正确的是（　　） A. 线速度大的角速度一定大 B. 线速度大的周期一定小 C. 角速度大的运动半径一定小 D. 角速度大的周期一定小 3. 2023 年华为隆重推出搭载我国自主研发的麒麟9000s芯片的 Mate60 手机，该手机可以与地球同步轨道的“天通一号01”实现卫星通信。 已知地球半径为 R，“天通一号01”离地高度约为6R，以下关于该卫星的说法正确的是（ ） A. 卫星在地球同步轨道上处于平衡状态 B. 卫星的发射速度小于近地卫星的环绕速度 C. 卫星的加速度约为静止在赤道上物体加速度的36 倍 D. 若地球自转加快，卫星为保持与地面同步，轨道高度应降低 4. 如图所示，在距河面高度h＝20m的岸上有人用长绳拴住一条小船，开始时绳与水面的夹角为30°。人以恒定的速率v＝3m/s拉绳，使小船靠岸，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6，那么（　　） A. 5s时绳与水面的夹角为60° B. 5s时小船前进了15m C. 5s时小船的速率为4m/s D. 5s时小船到岸边的距离为15m 5. 诗句“辘轳金井梧桐晚，几树惊秋”中的“辘轳”是一种取水装置。如图所示，井架上装有可用手柄摇转的圆柱体，圆柱体上缠绕长绳索，长绳索一端系水桶。摇转手柄，使水桶上升，提取井水，A是圆柱体边缘上的一质点，B是手柄上的一质点，假设人转动手柄向上提水时，手柄绕轴转动的角速度恒定，上升过程中长绳会缠绕在圆柱体上，则（　　） A. 向上提水过程中A点的线速度比B点的大 B. 向上提水过程中A点的向心加速度比B点的小 C. 上升过程中水桶重力的功率不变 D. 上升过程中水桶向上做匀速直线运动 6. 一水平抛出的小球落到一倾角为θ的斜面上时，其速度方向与斜面垂直，运动轨迹如图中虚线所示，小球在竖直方向下落的距离与在水平方向通过的距离之比为（　　） A. B. tanθ C. D. 2tanθ 7. 歼-20是先进隐形战斗机，已知某次训练中，歼-20从静止开始沿跑道直线加速起飞，若这个过程可看作两个阶段，第一阶段以恒定功率P从静止开始运动，加速到速度，第二阶段以恒定功率2P运动到起飞，起飞速度，两个阶段时间相等，运动过程阻力恒定，则歼-20起飞过程第一阶段和第二阶段位移大小之比为（ ） A B. C. D. 3:1 8. 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．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. rad/s B. rad/s C. 1.0rad/s D. 0.5rad/s 二．多选题（共3小题，每题5分，共15分） 9. 如图所示，两个质量不同的小球用长度不等的细线拴在同一点，并在同一水平面内做匀速圆周运动，则它们的（　　） A. 运动周期相同 B. 运动线速度一样 C. 运动角速度相同 D 向心加速度相同 10. 如图所示，A，B两个小球质量相等，用一根轻绳相连，另有一根轻绳两端分别连接O点和B点，让两个小球绕O点在光滑水平桌面上以相同的角速度做匀速圆周运动，若OB绳上的拉力为F1，AB绳上的拉力为F2，OB＝AB，则(　　) A. A球所受向心力为F1，B球所受向心力为F2 B. A球所受向心力F2，B球所受向心力为F1 C. A球所受向心力为F2，B球所受向心力为F1－F2 D. F1∶F2＝3∶2 11. 某同学将一带传感器的木箱从倾角为的斜坡顶端由静止释放，木箱滑到斜面底端时速度刚好为0，木箱与斜坡上下两部分的动摩擦因数分别为、，通过分析处理传感器的数据得到木箱的动能和机械能与木箱下滑位移的关系图像分别如图中a、b所示，已知木箱动能最大时，机械能与动能大小之比为，已知木箱可视为质点，重力加速度为g，以斜坡底端为重力势能零点。下列说法中正确的是（　　） A. B. C. 动能最大时，木箱的机械能为 D. 木箱在上、下两段斜坡上滑行过程中产生的热量之比为 四．解答题（共4小题，共53分） 12. 某同学利用图中所示的DIS向心力实验器来探究圆周运动向心力的影响因素。实验时，砝码随旋臂一起做圆周运动，其受到的向心力可通过牵引杆由力传感器测得，旋臂另一端的挡光杆每经过光电门一次，通过力传感器和光电门就同时获得一组向心力F和挡光时间t，换算生成ω。保持砝码的质量和转动半径不变，改变其转速得到多组F、ω的数据后，作出了F-ω2图线如图乙所示。牵引杆的质量和一切摩擦可忽略。 （1）该同学采用的主要实验方法为___________。 A.等效替代法 B.控制变量法 C.理想化模型法 （2）实验中，某次挡光杆经过光电门时的挡光时间为t，已知挡光杆到转轴的距离为d，挡光杆的挡光宽度为s，则可得挡光杆转动角速度ω的表达式为___________。 （3）根据图乙，得到的实验结论是∶___________。 13. 如图甲所示是某同学探究做圆周运动的物体质量、向心力、轨道半径及线速度关系的实验装置，圆柱体放置在水平光滑圆盘上做匀速圆周运动。力传感器测量向心力F，速度传感器测量圆柱体的线速度v，该同学通过保持圆柱体质量和运动半径不变，来探究向心力F与线速度v的关系。 （1）该同学采用的实验方法为______； A.等效替代法 B.控制变量法 C.理想化模型法 （2）改变线速度v，多次测量，该同学测出了五组F、v数据，如下表所示： v/（m·s－1） 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 F/N 0.88 2.00 350 5.50 7.90 该同学对数据分析后，在图坐标纸上描出了五个点。 ①在图乙中作出F­v2图线；______ ②若圆柱体运动半径r=0.2m，由作出的F­v2的图线可得圆柱体的质量m=______kg。（结果保留两位有效数字） 14. 如图所示是月亮女神、嫦娥号绕月亮做圆周运动时某时刻的图片，用、、、分别表示月亮女神和嫦娥号的轨道半径及周期，用表示月亮的半径． （）请用万有引力知识证明：它们遵循，其中是只与月球质量有关而与卫星无关的常量； （）再经多少时间两卫星第一次相距最远； （）请用嫦娥号所给的已知量，估测月球的平均密度． 15. 一个人用一根长，只能承受拉力的绳子，拴着一个质量为的小球，在竖直面内做圆周运动，已知转轴离地面高为，如图所示。（取）。 （1）小球做圆周运动到最低点的速度达到多少时方能使小球到达最低点时绳子拉断； （2）若绳恰好在最低点被小球拉断，求小球落地点与抛出点的水平距离多大。 16. 如图甲所示，物块与质量 为m的小球通过不可伸长的轻质细绳跨过两等高定滑轮连接．物块置于左侧滑轮正下方的表面水 平的压力传感装置上，小球与右侧滑轮的距离为l．开始时物块和 小球均静止，将此时传感装置的示数记为初始值．现给小球施加一始终垂直于细绳的力，将小球缓慢拉起至细绳与竖直方向成60°角，如图乙所示，此时传感装置的示数为初始值的1.25倍；再将小球由静止释放，当运动至最低位置时，传感装置的示数为初始值的0.6倍．不计滑轮的大小和摩擦，重力加速度的大小为g．求： (1)物块的质量； (2)从释放到运动至最低位置的过程中，小球克服空气阻力所做的功． 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$