精品解析：天津市滨海新区塘沽渤海石油第一中学2023-2024学年高一下学期期中物理试卷

天津市滨海新区塘沽渤海石油第一中学2023-2024学年高一（下）期中 物理试卷 一、单项选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中只有一个是正确的） 1. 关于物体的运动，下列说法正确的是（ ） A. 物体受到的合外力方向变化，一定做曲线运动 B. 物体做曲线运动，其加速度一定变化 C. 做曲线运动的物体，其速度一定变化 D. 物体做圆周运动时，向心力就是物体受到的合外力 2. 汽艇以5m/s的速度船头垂直河岸向对岸匀速行驶，河宽为500m，河水流速是1m/s。则下列说法正确的是（　　） A. 汽艇驶到对岸的时间为500s B. 汽艇驶到对岸的时间为100s C. 汽艇在正对岸靠岸 D. 汽艇在对岸下游500m处靠岸 3. 如图所示，是自行车轮盘与车轴上的飞轮之间的链条传动装置。P是轮盘的一个齿， Q是飞轮上的一个齿。下列说法中正确的是（　　） A. P、Q两点角速度大小相等 B. P、Q两点向心加速度大小相等 C. P、Q两点线速度大小相等 D. P点角速度大于Q点的角速度 4. 如图所示，一圆盘可绕一通过圆盘中心O且垂直于盘面的竖直轴转动，圆盘上的小物块A随圆盘一起做匀速圆周运动。下列关于小物块受力的说法正确的是（　　） A. 受重力和支持力 B 受重力、支持力、摩擦力 C. 受重力、支持力、向心力 D. 受重力、支持力、摩擦力、向心力 5. 质量为的小球，用一轻绳系在竖直平面内做圆周运动，小球到达最高点时的速度为，到达最低点时的速度变为，则两位置处轻绳所受的张力之差是（　　） A. B. C. D. 6. 如图，A、B为地球的两颗卫星，它们绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径满足rA＜rB．v、an、T、ω分别表示它们的环绕速度大小、向心加速度大小、周期和角速度，下列判断正确的是（　　） A. vA＜vB B. anA＜anB C. TA＜TB D. ωA＜ωB 7. 如图所示，一辆质量为m=800kg的小汽车驶上圆弧半径R=40m的拱桥，g=10m/s2。若汽车到达桥顶时的速度v=10m/s，则小汽车对拱桥的压力大小（　　） A. 6×103N B. 1×104N C. 8×103N D. 7.8×103N 8. 铁路转弯处的圆弧半径为R，内侧和外侧的高度差为h，L为两轨间的距离，且L>h.如果列车转弯速率大于，则(　　)． A. 外侧铁轨与轮缘间产生挤压 B. 铁轨与轮缘间无挤压 C. 内侧铁轨与轮缘间产生挤压 D. 内外铁轨与轮缘间均有挤压 9. 如图所示，在光滑的轨道上，小球滑下经过圆弧部分的最高点时，恰好不脱离轨道，此时小球受到的作用力是 A. 重力、弹力、和向心力 B. 重力和弹力 C. 重力和向心力 D. 重力 10. 下列关于向心加速度的说法中，正确的是（　　） A. 向心加速度的方向始终与线速度的方向垂直 B. 向心加速度的方向保持不变 C. 在匀速圆周运动中，向心加速度是恒定的 D. 在匀速圆周运动中，向心加速度的大小不断变化 二、多项选择题（本题共5小题，每小题4分，共20分。每小题给出的四个选项中，都有多个选项是正确的。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分） 11. 细线的一端拴一个小球，固定线的另一端，使小球在水平面内做匀速圆周运动（　　） A. 当转速一定时，线越短越容易断 B. 当角速度一定时，线越长越容易断 C. 当线速度大小一定时，线越长越容易断 D. 当周期一定时，线越长越容易断 12. 某行星围绕太阳运动的轨迹如图所示，忽略其它行星对它的引力作用，当它从近日点a向远日点b运动的过程中（　　） A. 速度变小 B. 速度变大 C. 加速度变小 D. 加速度变大 13. 如图所示，细杆的一端与一小球相连，可绕过O点的水平轴自由转动，现给小球一初速度，使它做圆周运动。图中a，b分别表示小球轨道的最低点和最高点。则杆对球的作用力不可能是（　　） A. a处为拉力，b处没有力 B. a处为拉力，b处为推力 C. a处为推力，b处为推力 D. a处为拉力，b处为拉力 14. 由于地球自转，比较位于赤道上的物体1与位于北纬的物体2，则（　　） A. 它们的角速度之比ω1：ω2＝2：1 B. 它们的线速度之比v1：v2＝2：1 C. 它们的向心加速度之比a1：a2＝2：1 D. 它们的向心加速度之比a1：a2＝4：1 15. 地球的第一宇宙速度为7.9km/s，第二宇宙速度为11.2km/s，第三宇宙速度为16.7km/s，关于宇宙速度下列说法正确的是（　　） A. 地球的第一宇宙速度是能使人造地球卫星飞行的最小发射速度 B. 火星的第一宇宙速度是火星卫星在火星附近做匀速圆周运动的速度 C 第二宇宙速度是卫星在椭圆轨道上运动时的最大速度 D. 要使飞行器克服地球引力，永远离开地球，必须以16.7km/s的速度发射飞行器 三、填空题（本题共2小题。每空4分，共12分） 16. 如图所示，两个相同弧形轨道M、N，分别用于发射小铁球P、Q，两轨道上端分别装有电磁铁C、D．调C、D高度，使AC＝BD，将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上，然后切断电源，P、Q从弧形轨道滚下，改变弧形轨道M的高度，再进行若干次实验，经过多次实验发现，P、Q两球总是在水平面相遇．上述实验说明（ ） A. 竖直方向的运动是自由落体运动 B. 竖直方向的运动是匀速直线运动 C. 水平方向的运动是匀速直线运动 D. 水平方向的运动是变速直线运动 17. 在研究平抛物体运动的实验中用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长，若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，则小球平抛的初速度的计算式为_________（用L、g表示），其值是_________（取） 四、计算题（本题共3小题，第17题6分，第18题10分，第19题12分，要求写出必要的过程和文字说明） 18. 如图所示，某同学利用无人机玩“投弹”游戏。无人机以v0=2.0m/s的速度水平向右匀速飞行，在某时刻释放了一个小球。此时无人机到水平地面的距离h=20m，不计空气阻力，取重力加速度g=10m/s2，求： （1）小球下落的时间t； （2）小球释放点与落地点之间的水平距离x。 19. 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。如图所示为其中一颗北斗卫星的轨道示意图。已知该卫星绕地球做匀速圆周运动的周期为T，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。求： (1)地球的质量M； (2)第一宇宙速度v1的表达式； (3)该北斗卫星的轨道距离地面的高度h。 20. 如图所示，一根长0.1m的细线，一端系着一个质量为0.18kg的小球，拉住线的另一端，使球在光滑的水平桌面上做匀速圆周运动，当小球的转速增加到原转速3倍时，测得线拉力比原来大40N，此时线突然断裂。求： （1）线断裂的瞬间，线的拉力； （2）线断裂时小球运动的线速度； （3）如果桌面高出地面0.8m，线断后小球飞出去落在离桌面水平距离为多少的地方？（g取10m/s2） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 天津市滨海新区塘沽渤海石油第一中学2023-2024学年高一（下）期中 物理试卷 一、单项选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中只有一个是正确的） 1. 关于物体的运动，下列说法正确的是（ ） A. 物体受到的合外力方向变化，一定做曲线运动 B. 物体做曲线运动，其加速度一定变化 C. 做曲线运动的物体，其速度一定变化 D. 物体做圆周运动时，向心力就是物体受到的合外力 【答案】C 【解析】 【详解】A. 物体做曲线运动的条件是合力的方向与速度方向不在同一条直线上，若合外力方向与运动方向在同一直线上，虽然改变，但还是直线运动，故A错误． B. 物体做曲线运动，其加速度不一定变化，如平抛运动，故B错误． C. 做曲线运动的物体，速度沿切线方向，所以其速度方向一定变化，故C正确． D. 物体做匀速圆周运动时，向心力就是物体受到的合外力，如果做变速圆周运动，向心力是合力的一个分力，D错误． 2. 汽艇以5m/s的速度船头垂直河岸向对岸匀速行驶，河宽为500m，河水流速是1m/s。则下列说法正确的是（　　） A. 汽艇驶到对岸的时间为500s B. 汽艇驶到对岸的时间为100s C. 汽艇在正对岸靠岸 D. 汽艇在对岸下游500m处靠岸 【答案】B 【解析】 【详解】AB. 汽艇驶到对岸的时间为 A错误，B正确； CD. 因沿河岸方向的位移 x=vst=100m 可知汽艇在对岸下游100m处靠岸，CD错误。 故选B。 3. 如图所示，是自行车的轮盘与车轴上的飞轮之间的链条传动装置。P是轮盘的一个齿， Q是飞轮上的一个齿。下列说法中正确的是（　　） A. P、Q两点角速度大小相等 B. P、Q两点向心加速度大小相等 C. P、Q两点线速度大小相等 D. P点角速度大于Q点的角速度 【答案】C 【解析】 【详解】C．由于链条传动，相同的时间P、Q两点转过相同的齿数，因此P、Q两点线速度大小相等，C正确； AD．根据 两点线速度相等，P的点半径大，因此P点的角速度小于Q点的角速度，AD错误； B．根据 两点线速度相等，P点的半径大，因此P点的向心加速度小于Q点的向心加速度，B错误。 故选C。 4. 如图所示，一圆盘可绕一通过圆盘中心O且垂直于盘面的竖直轴转动，圆盘上的小物块A随圆盘一起做匀速圆周运动。下列关于小物块受力的说法正确的是（　　） A. 受重力和支持力 B 受重力、支持力、摩擦力 C. 受重力、支持力、向心力 D. 受重力、支持力、摩擦力、向心力 【答案】B 【解析】 【详解】小物块在圆盘上，必然受到重力，以及圆盘的支持力，这两个力是等大反向的，保证了小物块在竖直方向受力平衡，由于小物块做圆周运动，所以受到圆盘的摩擦力，提供向心力，故小物块受重力、支持力、摩擦力。 故选B。 5. 质量为的小球，用一轻绳系在竖直平面内做圆周运动，小球到达最高点时的速度为，到达最低点时的速度变为，则两位置处轻绳所受的张力之差是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】在最高点，小球受重力和绳子的拉力，合力提供向心力，根据牛顿第二定律，有 在最低点，重力和拉力，合力提供向心力，根据牛顿第二定律，有 最低点速度为 两位置处绳子所受的张力之差为 联立解得 故A正确，BCD错误。 故选A。 6. 如图，A、B为地球的两颗卫星，它们绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径满足rA＜rB．v、an、T、ω分别表示它们的环绕速度大小、向心加速度大小、周期和角速度，下列判断正确的是（　　） A. vA＜vB B. anA＜anB C. TA＜TB D. ωA＜ωB 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】根据 可得 因为rA＜rB，则 vA>vB anA>anB TA＜TB ωA>ωB 故选C。 7. 如图所示，一辆质量为m=800kg的小汽车驶上圆弧半径R=40m的拱桥，g=10m/s2。若汽车到达桥顶时的速度v=10m/s，则小汽车对拱桥的压力大小（　　） A. 6×103N B. 1×104N C. 8×103N D. 7.8×103N 【答案】A 【解析】 【详解】在最高点，设拱桥对小车支持力为F，由牛顿第二定律可知 解得 由牛顿第三定律可知，小汽车对拱桥的压力大小为6000N。 故选A。 8. 铁路转弯处的圆弧半径为R，内侧和外侧的高度差为h，L为两轨间的距离，且L>h.如果列车转弯速率大于，则(　　)． A. 外侧铁轨与轮缘间产生挤压 B. 铁轨与轮缘间无挤压 C. 内侧铁轨与轮缘间产生挤压 D. 内外铁轨与轮缘间均有挤压 【答案】A 【解析】 【详解】试题分析：如果列车转弯时铁轨与轮缘间无挤压，则火车在弯道处拐弯时火车重力和轨道对火车的支持力的合力做为转弯需要的向心力，根据向心力公式解出此速度，再把实际速度与此速度进行比较分析，根据向心力公式即可求解． 解：若列车转弯时铁轨与轮缘间无挤压，则有： mgtanθ=m 所以mg=m 解得：v= 如果列车转弯速率大于，重力和支持力的合力不够提供拐弯圆周运动的向心力，所以此时外轨对火车有指向圆心方向的支持力以补充拐弯的向心力即此时外轨对火车车轮有侧压力，故A正确． 故选A 9. 如图所示，在光滑的轨道上，小球滑下经过圆弧部分的最高点时，恰好不脱离轨道，此时小球受到的作用力是 A. 重力、弹力、和向心力 B. 重力和弹力 C. 重力和向心力 D. 重力 【答案】D 【解析】 【详解】因为小球恰好通过最高点，此时靠重力提供向心力，小球仅受重力作用．故D正确，A、B、C错误．故选D． 10. 下列关于向心加速度的说法中，正确的是（　　） A. 向心加速度的方向始终与线速度的方向垂直 B. 向心加速度的方向保持不变 C. 在匀速圆周运动中，向心加速度是恒定的 D. 在匀速圆周运动中，向心加速度的大小不断变化 【答案】A 【解析】 【详解】ABC．向心加速度方向时刻指向圆心，速度方向一直与半径方向垂直，A对；BC错； D．.在匀速圆周运动中，线速度大小恒定，但方向时刻发生变化，D错； 故选A。 二、多项选择题（本题共5小题，每小题4分，共20分。每小题给出的四个选项中，都有多个选项是正确的。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分） 11. 细线的一端拴一个小球，固定线的另一端，使小球在水平面内做匀速圆周运动（　　） A. 当转速一定时，线越短越容易断 B. 当角速度一定时，线越长越容易断 C. 当线速度大小一定时，线越长越容易断 D. 当周期一定时，线越长越容易断 【答案】BD 【解析】 【详解】A．设转速为n，由角速度及向心力公式可知 故当转速n一定时，线越短，所需的向心力越小，则绳越不容易断，故A错误； B．由可知，当角速度一定时，线越长向心力越大，则绳越容易断，故B正确； C．由可知，当线速度大小一定时，线越长向心力越小，绳越不容易断，故C错误； D．由可知，当周期一定时，线越长向心力越大，绳越容易断，故D正确。 故选BD。 12. 某行星围绕太阳运动的轨迹如图所示，忽略其它行星对它的引力作用，当它从近日点a向远日点b运动的过程中（　　） A. 速度变小 B. 速度变大 C. 加速度变小 D. 加速度变大 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．从近日点a向远日点b运动的过程中，根据开普勒第二定律可知，行星的速度逐渐变小，故A正确，B错误； CD．根据牛顿第二定律可得 可得 由于行星与太阳的距离逐渐增大，则行星的加速度逐渐变小，故C正确，D错误。 故选AC。 13. 如图所示，细杆的一端与一小球相连，可绕过O点的水平轴自由转动，现给小球一初速度，使它做圆周运动。图中a，b分别表示小球轨道的最低点和最高点。则杆对球的作用力不可能是（　　） A. a处为拉力，b处没有力 B. a处为拉力，b处为推力 C. a处为推力，b处为推力 D. a处为拉力，b处为拉力 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】在a点向心力竖直向上，小球受到竖直向下的重力和杆对球的作用力，两者的合力竖直向上，故在a处杆对球的作用力一定是拉力；在b处当重力完全充当向心力时，杆对球没有作用力，，即，若小球在b点的速度小于，则杆对小球有推力，若小球在b点的速度大于，则杆对小球有拉力作用。故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 14. 由于地球自转，比较位于赤道上的物体1与位于北纬的物体2，则（　　） A. 它们的角速度之比ω1：ω2＝2：1 B. 它们的线速度之比v1：v2＝2：1 C. 它们的向心加速度之比a1：a2＝2：1 D. 它们的向心加速度之比a1：a2＝4：1 【答案】BC 【解析】 【详解】A．因为两个物体同轴转动，所以角速度相等，则 故A错误； B．设赤道的半径为R，物体1处于赤道，运动半径为r1=R，物体2处于北纬，运动半径为 由公式得 故B正确； CD．由得 故C正确，D错误。 故选BC。 15. 地球的第一宇宙速度为7.9km/s，第二宇宙速度为11.2km/s，第三宇宙速度为16.7km/s，关于宇宙速度下列说法正确的是（　　） A. 地球的第一宇宙速度是能使人造地球卫星飞行的最小发射速度 B. 火星的第一宇宙速度是火星卫星在火星附近做匀速圆周运动的速度 C. 第二宇宙速度是卫星在椭圆轨道上运动时的最大速度 D. 要使飞行器克服地球引力，永远离开地球，必须以16.7km/s的速度发射飞行器 【答案】AB 【解析】 【详解】A．地球第一宇宙速度是人造地球卫星绕地球飞行的最小发射速度，故A正确； B．火星第一宇宙速度是卫星沿火星表面运动时的速度，半径越大运行速度越小，故第一宇宙速度是人造地球卫星最大的运行速度，故B正确； C．当卫星的速度大于等于第二宇宙速度时卫星脱离地球的吸引而进入绕太阳运行的轨道，而卫星在椭圆轨道上运行时近地点的速度小于第二宇宙速度，故C错误； D．当物体的速度大于等于第二宇宙速度11.2km/s时物体将脱离地球的束缚，当物体的速度大于等于第三宇宙速度16.7km/s时物体将脱离太阳的束缚，故D错误； 故选AB。 三、填空题（本题共2小题。每空4分，共12分） 16. 如图所示，两个相同的弧形轨道M、N，分别用于发射小铁球P、Q，两轨道上端分别装有电磁铁C、D．调C、D高度，使AC＝BD，将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上，然后切断电源，P、Q从弧形轨道滚下，改变弧形轨道M的高度，再进行若干次实验，经过多次实验发现，P、Q两球总是在水平面相遇．上述实验说明（ ） A. 竖直方向的运动是自由落体运动 B. 竖直方向的运动是匀速直线运动 C. 水平方向的运动是匀速直线运动 D. 水平方向的运动是变速直线运动 【答案】C 【解析】 【详解】试题分析：平抛运动水平方向做匀速直线运动，根据实验可知，P球从M点平抛，而Q球从N点在水平面上匀速运动，二者运动轨迹虽然不同，但是水平方向的运动规律相同，因此P球会砸中Q球；故选C． 考点：研究平抛运动 【名师点睛】解决本题关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，知道水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动． 17. 在研究平抛物体运动的实验中用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长，若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，则小球平抛的初速度的计算式为_________（用L、g表示），其值是_________（取） 【答案】 ①. ②. 1m/s 【解析】 【详解】[1]图中看出a、b、c、d，4个点间的水平位移均相等，为，因此这4个点是等时间间隔点．竖直方向两段相邻位移之差是个定值， 即 ， 故有： ； 再根据水平方向有： ， 解得： ； [2]代入数据可得： 四、计算题（本题共3小题，第17题6分，第18题10分，第19题12分，要求写出必要的过程和文字说明） 18. 如图所示，某同学利用无人机玩“投弹”游戏。无人机以v0=2.0m/s的速度水平向右匀速飞行，在某时刻释放了一个小球。此时无人机到水平地面的距离h=20m，不计空气阻力，取重力加速度g=10m/s2，求： （1）小球下落的时间t； （2）小球释放点与落地点之间的水平距离x。 【答案】（1）2s；（2）4m 【解析】 【详解】（1）小球离开无人机时，具有和无人机相同的水平速度，做平抛运动，竖直方向有 解得小球下落的时间为 （2）小球在水平方向做匀速直线运动，则有 解得小球释放点与落地点之间的水平距离为 19. 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。如图所示为其中一颗北斗卫星的轨道示意图。已知该卫星绕地球做匀速圆周运动的周期为T，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。求： (1)地球的质量M； (2)第一宇宙速度v1的表达式； (3)该北斗卫星轨道距离地面的高度h。 【答案】(1)；(2)；(3) 【解析】 【详解】(1)设一物体的质量为m1，在地球表面附近，万有引力等于重力 解得地球质量 (2)根据牛顿第二定律 解得 当时，则第一宇宙速度 (3)设该北斗卫星质量为m2，根据牛顿第二定律 解得 20. 如图所示，一根长0.1m的细线，一端系着一个质量为0.18kg的小球，拉住线的另一端，使球在光滑的水平桌面上做匀速圆周运动，当小球的转速增加到原转速3倍时，测得线拉力比原来大40N，此时线突然断裂。求： （1）线断裂的瞬间，线的拉力； （2）线断裂时小球运动的线速度； （3）如果桌面高出地面0.8m，线断后小球飞出去落在离桌面的水平距离为多少的地方？（g取10m/s2） 【答案】（1）45N；（2）5m/s；（3）2m 【解析】 【详解】（1）解：设刚开始转动时的拉力为F1，根据题意和牛顿第二定律可知 F1=mrω2 线断裂的瞬间 F2=F1+40N=9mrω2 联立解得 F2=45N 所以绳子断裂时的拉力为45N。 （2）根据牛顿第二定律得 联立解得 v=5m/s （3）根据平抛运动规律可得 x=v0t 解得 x=2m 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$