精品解析：陕西省渭南市富平县蓝光中学2023-2024学年高一下学期5月期中物理试题

高一期中考试达标测试卷 一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。 1. 发现行星运动定律的科学家是 A. 第谷 B. 卡文迪许 C. 牛顿 D. 开普勒 2. 如图所示为质点做匀变速曲线运动轨迹的示意图，且质点运动到点（点是曲线的拐点）时速度方向与加速度方向恰好互相垂直，则质点从点运动到点的过程中，下列说法中正确的是（　　） A. 质点从到的过程中加速度方向与速度方向的夹角先增大后减小 B. 质点经过点时的加速度方向与速度方向的夹角小于90° C. 质点经过点时的加速度比点的大 D. 质点经过点的速率比点的大 3. 关于地球静止卫星（静止卫星的一种）说法正确的是（　　） A. 地球静止卫星的角速度小于地球自转的角速度 B. 不同国家的地球静止卫星高度可不同 C. 我国发射的地球静止卫星可以定点在北京上空 D. 地球静止卫星的绕行速度小于7.9km/s 4. 如图所示，套在直细杆上的环A跨过定滑轮且不可伸长的轻绳与B相连，在外力作用下A沿杆以速度匀速上升经过P、Q两点，经过P点时绳与竖直杆间的角度为α，经过Q点时A与定滑轮的连线处于水平方向，则求（　　） A. 经过P点时，B的速度大小等于 B. 当时A、B的速度大小之比是 C. 在A从P至Q的过程中，B受到的拉力小于重力 D. 经过Q点时，B的速度方向向下 5. 如图，单板滑雪U形池场地可简化为固定在竖直面内的半圆形轨道场地，因摩擦作用滑雪运动员从半圆形场地的坡顶下滑到坡底的过程中做匀速圆周运动，以下说法正确的是（　　） A. 运动员下滑过程中合力的方向始终与运动轨迹相切 B. 运动员下滑过程中的合力是一个恒力 C. 运动员下滑过程中做的是匀变速曲线运动 D. 运动员滑到最低点时对轨道的压力大于人的重力 6. 如图所示，质量为m的小球固定在长为L的细杆一端，绕细杆的另一端O点在竖直面内做圆周运动，小球转到最高点A时，线速度大小为，则此时小球对细杆的作用力方向和大小分别为(　　) A. 向下， B. 向上， C. 向上， D. 向下， 7. 如图所示，P、Q为质量均为m的两个质点，分别置于地球表面的不同纬度上，如果把地球看成个均匀球体，P、Q两质点随地球自转做匀速圆周运动。下列说法正确的是（　　） A. P、Q受地球引力大小相等 B. P、Q做圆周运动的向心力大小相等 C. P、Q做圆周运动的角速度不相等 D. P所受地球引力大于Q所受地球引力 8. 如图所示，将小球从倾角为45°的斜面上的P点先后以不同速度向右水平抛出，小球分别落到斜面上的A点、B点，以及水平面上的C点。已知B点为斜面底端点，P、A、B、C在水平方向间隔相等，不计空气阻力，则（　　） A. 三次抛出小球后，小球在空中飞行的时间之比为1：2：3 B. 小球落到A、B两点时，其速度的方向相同 C. 若小球落到A、B两点，则两次抛出时小球的速率之比为1：2 D. 若小球落到A、C两点，则两次抛出时小球的速率之比为：3 9. 压缩机通过活塞在汽缸内做往复运动来压缩和输送气体，活塞的中心A与圆盘在同一平面内，为圆盘圆心，B为圆盘上一点，A、B处通过铰链连接在轻杆两端，圆盘以角速度匀速转动，如图所示，，，则（　　） A. 杆越长，活塞运动的范围越大 B. 圆盘从图示位置转过角的过程中活塞移动的距离比再转过角大 C. 图示位置时的活塞速度小于圆盘转过角时的活塞速度 D. 图示位置时的活塞速度等于圆盘转过角时的活塞速度 10. 将一质量为m的物体分别放在地球的南、北两极点时，该物体的重力均为mg0；将该物体放在地球赤道上时，该物体的重力为mg。假设地球可视为质量均匀分布的球体，半径为R，已知引力常量为G，已知重力加速度为g。则由以上信息可得出（　　） A. g0小于g B. 地球的质量为 C. 地球自转的角速度为ω= D. 地球的平均密度为 二、非选择题：共5题，共60分。 11. 用图甲装置来探究平抛运动。 （1）关于该实验，下列说法正确的是___________。 A．应选用光滑的斜槽减小误差 B．安装斜槽时其末端切线应水平 C．小球必须每次从斜槽上同一位置由静止开始释放 D．小球应选择密度小且体积大的材料 （2）实验时得出如图乙所示的小球运动轨迹，a、b、c三点的位置在运动轨迹上已标出。（g取） ①小球平抛运动的初速度为___________m/s。 ②小球运动到b点时速度为___________m/s。 ③抛出点坐标（x ， y）中的x=___________ cm 12. 用如图1所示的实验装置来验证向心力公式。实验小组查得：在忽略空气阻力时，无论小球质量如何，无初速度释放摆线所系小球，只要小球下落高度差相同，则到达最底部的速度大小相等。现实验小组用轻质细线系一个小球，细线的另一端系在拉力传感器上，将小球拉到细线伸直，然后从较高处无初速度释放小球，拉力传感器记录细线拉力，并传送给电脑绘出拉力图线。重力加速度为g=10m/s2，小球可看作质点，实验步骤如下： A．测出小球质量m B．测出细线长度L C．将小球拉到细线水平伸直，然后无初速度释放小球，记录传感器拉力F并绘制图线 D．更换不同质量小球实验 E．输出拉力F与运动时间t0图像如图3 F．将小球拉到细线伸直，小球无初速度释放点距最低点的高度差为h，如图2，然后释放小球记录传感器拉力并绘制图线 G．保持小球质量不变，更换不同长度细线，但保持小球无初速度释放点距最低点的高度差为h不变，多次实验，记录传感器拉力F并绘制图线如图4，图中小球质量m=10×10-3kg。分析： （1）根据图3，可得最低点处细绳拉力F与小球质量成___________（填“正”或“反”）比。 （2）图2中保持小球拉开高度每次相同的目的是___________________。 （3）根据图4，重新整理数据并完善图5，使得F向与相关因素的图像呈现为直线，图像横坐标应采用___________（填“L”或“”），并可得向心力F向与圆周运动的半径成___________（填“正”或“反”）比。 13. 在水平路上骑摩托车的人，遇到一个壕沟（如图），飞越壕沟是摩托车做平抛运动，（g取10m/s2）。求： （1）摩托车在空中飞行的时间； （2）摩托车的行驶速度至少为多少才能越过这个壕沟？ 14. 某种变速自行车有六个飞轮和三个链轮，链轮和飞轮的齿数如表所示，该自行车的前后轮半径均为0.33m，人踩脚踏板的转速为每秒钟1.5转。 名称 链轮 飞轮 齿数（个） 48 38 28 15 16 18 21 24 28 （1）若采用的链轮和飞轮齿数分别为48和24，则该种组合下自行车行驶时的速度大小为多少？（计算结果保留两位有效数字） （2）通过选择不同齿数的链轮和飞轮，该自行车行驶的最大速度和最小速度之比为多少？ 15. 如图所示，一根原长为的轻弹簧套在一长为的光滑直杆上，其下端固定在杆的端，质量为的小球也套在杆上且与弹簧的上端相连。小球和杆一起绕经过杆端的竖直轴匀速转动，且杆与水平面间始终保持角。已知杆处于静止状态时弹簧长度为，重力加速度为，，，，求： （1）弹簧的劲度系数； （2）弹簧为原长时，小球的角速度；（结果可含根号） （3）当杆的角速度满足什么条件时小球会从端飞走。（结果可含根号） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高一期中考试达标测试卷 一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。 1. 发现行星运动定律的科学家是 A. 第谷 B. 卡文迪许 C. 牛顿 D. 开普勒 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】发现行星运动定律的科学家是开普勒。 故选D。 2. 如图所示为质点做匀变速曲线运动轨迹的示意图，且质点运动到点（点是曲线的拐点）时速度方向与加速度方向恰好互相垂直，则质点从点运动到点的过程中，下列说法中正确的是（　　） A. 质点从到的过程中加速度方向与速度方向的夹角先增大后减小 B. 质点经过点时的加速度方向与速度方向的夹角小于90° C. 质点经过点时的加速度比点的大 D. 质点经过点的速率比点的大 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】AC．由于质点做匀变速曲线运动，其加速度保持不变，由题意可知，加速度方向竖直向上，则质点从到的过程中加速度方向与速度方向的夹角减小，所以AC错误； B．质点经过点时的加速度方向与速度方向的夹角大于90°，所以B错误； D．质点经过点的速率比点的大，因为由C到D过程合外力负功，动能逐渐减小，所以D正确； 故选D。 3. 关于地球静止卫星（静止卫星的一种）说法正确的是（　　） A. 地球静止卫星的角速度小于地球自转的角速度 B. 不同国家的地球静止卫星高度可不同 C. 我国发射的地球静止卫星可以定点在北京上空 D. 地球静止卫星的绕行速度小于7.9km/s 【答案】D 【解析】 【详解】AB．地球静止卫星的角速度等于地球自转的角速度，根据万有引力提供向心力可得 解得 可知不同国家的地球静止卫星轨道半径相同，高度相同，故AB错误； C．地球静止卫星只能定点在赤道上空，所以我国发射的地球静止卫星不可以定点在北京上空，故C错误； D．地球第一宇宙速度是卫星绕地球做匀速圆周运动的最大线速度，地球静止卫星的绕行速度小于7.9km/s，故D正确。 故选D。 4. 如图所示，套在直细杆上的环A跨过定滑轮且不可伸长的轻绳与B相连，在外力作用下A沿杆以速度匀速上升经过P、Q两点，经过P点时绳与竖直杆间的角度为α，经过Q点时A与定滑轮的连线处于水平方向，则求（　　） A. 经过P点时，B的速度大小等于 B. 当时A、B的速度大小之比是 C. 在A从P至Q的过程中，B受到的拉力小于重力 D. 经过Q点时，B的速度方向向下 【答案】B 【解析】 【详解】A．如图 把A的速度分解，沿绳方向的分速度与B的速度大小相等，关系式为 故A错误； B．当时，A、B的速度大小之比是 故B正确； CD．当A环上升至与定滑轮的连线处于水平位置Q时，B的速度，由公式 可知当A上升时，夹角增大，因此B做向下的减速运动，加速度向上，由牛第二定律，可知绳对B的拉力大于B的重力，故CD错误。 故选B。 5. 如图，单板滑雪U形池场地可简化为固定在竖直面内的半圆形轨道场地，因摩擦作用滑雪运动员从半圆形场地的坡顶下滑到坡底的过程中做匀速圆周运动，以下说法正确的是（　　） A. 运动员下滑过程中合力的方向始终与运动轨迹相切 B. 运动员下滑过程中的合力是一个恒力 C. 运动员下滑过程中做的是匀变速曲线运动 D. 运动员滑到最低点时对轨道的压力大于人的重力 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】ABC．运动员下滑过程中加速度方向总是指向圆心，即合力方向总是指向圆心，合力以及加速度方向一直变化，不是匀变速曲线运动，选项ABC错误； D．运动员滑到最低点时加速度竖直向上，处于超重状态，则对轨道的压力为大于人的重力，选项D正确。 故选D。 6. 如图所示，质量为m的小球固定在长为L的细杆一端，绕细杆的另一端O点在竖直面内做圆周运动，小球转到最高点A时，线速度大小为，则此时小球对细杆的作用力方向和大小分别为(　　) A. 向下， B. 向上， C. 向上， D. 向下， 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】设杆对小球向上的支持力为F，则根据牛顿第二定律得 代入数据解得 根据牛顿第三定律得小球对细杆的作用力向下，大小为。 故选A。 7. 如图所示，P、Q为质量均为m的两个质点，分别置于地球表面的不同纬度上，如果把地球看成个均匀球体，P、Q两质点随地球自转做匀速圆周运动。下列说法正确的是（　　） A. P、Q受地球引力大小相等 B. P、Q做圆周运动的向心力大小相等 C. P、Q做圆周运动的角速度不相等 D. P所受地球引力大于Q所受地球引力 【答案】A 【解析】 【详解】BC．P、Q两质点随地球自转做匀速圆周运动，则P、Q做圆周运动的角速度相等，根据 由于P、Q两质点做匀速圆周运动的半径不相等，所以向心力大小不相等，故BC错误； AD．根据 可知P、Q受地球引力大小相等，故A正确，D错误。 故选A。 8. 如图所示，将小球从倾角为45°的斜面上的P点先后以不同速度向右水平抛出，小球分别落到斜面上的A点、B点，以及水平面上的C点。已知B点为斜面底端点，P、A、B、C在水平方向间隔相等，不计空气阻力，则（　　） A. 三次抛出小球后，小球在空中飞行的时间之比为1：2：3 B. 小球落到A、B两点时，其速度的方向相同 C. 若小球落到A、B两点，则两次抛出时小球的速率之比为1：2 D. 若小球落到A、C两点，则两次抛出时小球的速率之比为：3 【答案】BD 【解析】 【详解】A．根据 解得 设落在A点的小球下落的高度为，由图根据几何关系可知 则三次抛出小球后，小球在空中飞行的时间之比为 故A错误； B．小球落到A、B两点时，则小球都落在斜面上，则小球位移与水平方向夹角的正切值为 则小球速度方向与水平方向夹角的正切值为 可知，小球速度方向与初速度的大小无关，则小球落到A、B两点时，其速度方向相同，故B正确； CD．根据 解得 则小球落到A、B两点，则两次抛出时小球的速率之比为 则小球落到A、C两点，则两次抛出时小球的速率之比为 故C错误D正确。 故选BD。 9. 压缩机通过活塞在汽缸内做往复运动来压缩和输送气体，活塞的中心A与圆盘在同一平面内，为圆盘圆心，B为圆盘上一点，A、B处通过铰链连接在轻杆两端，圆盘以角速度匀速转动，如图所示，，，则（　　） A. 杆越长，活塞运动的范围越大 B. 圆盘从图示位置转过角的过程中活塞移动的距离比再转过角大 C. 图示位置时的活塞速度小于圆盘转过角时的活塞速度 D. 图示位置时的活塞速度等于圆盘转过角时的活塞速度 【答案】B 【解析】 【详解】A．当B点在圆心左侧水平位置时，活塞运动到最左位置，距离O点为 当B点在圆心右侧水平位置时，活塞运动到最右位置，距离O点为 活塞运动范围为 此距离与L无关，与r成正比。故A错误； CD．图示位置时，即当OB垂直于AB时，此时B点的速度方向一定沿杆，则 圆盘转过角时，即当OB垂直AO，活塞速度方向与圆盘上B点速度方向相同，活塞速度方向与杆夹角为，有 解得 可得 故图示位置时的活塞速度大于圆盘转过角时的活塞速度，故CD错误； B．设杆长为（）则 设圆盘从图示位置转过角的过程中活塞移动的距离为，由勾股定理可得 设圆盘再转过角时，OA的距离为，由余弦定理可得 解得 设圆盘再转过角的过程中活塞移动的距离为，由勾股定理可得 因 故 故B正确。 故选B。 10. 将一质量为m的物体分别放在地球的南、北两极点时，该物体的重力均为mg0；将该物体放在地球赤道上时，该物体的重力为mg。假设地球可视为质量均匀分布的球体，半径为R，已知引力常量为G，已知重力加速度为g。则由以上信息可得出（　　） A. g0小于g B. 地球的质量为 C. 地球自转的角速度为ω= D. 地球的平均密度为 【答案】C 【解析】 【详解】A．设地球的质量为M，物体在赤道处随地球自转做圆周运动的角速度等于地球自转的角速度，轨道半径等于地球半径，物体在赤道上受到的重力和物体随地球自转所需的向心力是万有引力的分力，有 物体在极地的重力等于万有引力，即 综合以上可知 故A错误； B．在极地 解得 故B错误； C．以上分析有 联立得 ω＝ 故C正确； D．由密度 结合B选项分析得 故D错误。 故选C 。 二、非选择题：共5题，共60分。 11. 用图甲装置来探究平抛运动。 （1）关于该实验，下列说法正确的是___________。 A．应选用光滑的斜槽减小误差 B．安装斜槽时其末端切线应水平 C．小球必须每次从斜槽上同一位置由静止开始释放 D．小球应选择密度小且体积大的材料 （2）实验时得出如图乙所示的小球运动轨迹，a、b、c三点的位置在运动轨迹上已标出。（g取） ①小球平抛运动的初速度为___________m/s。 ②小球运动到b点时速度为___________m/s。 ③抛出点坐标（x ， y）中的x=___________ cm 【答案】 ①. BC##CB ②. 2 ③. 2.5 ④. －10 【解析】 【详解】（1）[1]A．本实验不需要斜槽光滑，只要小球抛出时速度水平且每次的速度大小相同即可，则故A错误； B．为保证抛出时速度水平，则安装斜槽时其末端切线应水平，故B正确； C．为保证每次抛出的速度大小相同，则小球必须每次从斜槽上同一位置由静止开始释放，故C正确； D．为减小阻力带来的影响，小球应选择密度大且体积小的材料，故D错误。 故选BC。 （2）[2]根据竖直方向做自由落体运动，可得 可得 根据水平方向做匀速直线运动可得 可得 [3]小球在b的竖直速度 小球运动到b点时速度 [4]由抛出到b点用时 抛出点与b的水平距离 则 12. 用如图1所示的实验装置来验证向心力公式。实验小组查得：在忽略空气阻力时，无论小球质量如何，无初速度释放摆线所系小球，只要小球下落高度差相同，则到达最底部的速度大小相等。现实验小组用轻质细线系一个小球，细线的另一端系在拉力传感器上，将小球拉到细线伸直，然后从较高处无初速度释放小球，拉力传感器记录细线拉力，并传送给电脑绘出拉力图线。重力加速度为g=10m/s2，小球可看作质点，实验步骤如下： A．测出小球质量m B．测出细线长度L C．将小球拉到细线水平伸直，然后无初速度释放小球，记录传感器拉力F并绘制图线 D．更换不同质量小球实验 E．输出拉力F与运动时间t0图像如图3 F．将小球拉到细线伸直，小球无初速度释放点距最低点的高度差为h，如图2，然后释放小球记录传感器拉力并绘制图线 G．保持小球质量不变，更换不同长度细线，但保持小球无初速度释放点距最低点的高度差为h不变，多次实验，记录传感器拉力F并绘制图线如图4，图中小球质量m=10×10-3kg。分析： （1）根据图3，可得最低点处细绳拉力F与小球质量成___________（填“正”或“反”）比。 （2）图2中保持小球拉开高度每次相同的目的是___________________。 （3）根据图4，重新整理数据并完善图5，使得F向与相关因素的图像呈现为直线，图像横坐标应采用___________（填“L”或“”），并可得向心力F向与圆周运动的半径成___________（填“正”或“反”）比。 【答案】 ①. 正 ②. 使小球到达最低点速度相同 ③. ④. 反 【解析】 【详解】（1）[1]当小球到达最低点时细绳拉力F达到最大，根据图3可知，可得最低点处小球质量加倍，绳拉力F也加倍，即最低点处细绳拉力F与小球质量成正比； （2）[2]图2中保持小球拉开高度每次相同的目的是使得小球到达最低点时的速度相同； （3）[3][4]小球从初始位置到最低点，有 在最低点，有 联立可得 所以F向与相关因素的图像呈现为直线，图像横坐标应采用，F向与圆周运动的半径成反比。 13. 在水平路上骑摩托车的人，遇到一个壕沟（如图），飞越壕沟是摩托车做平抛运动，（g取10m/s2）。求： （1）摩托车在空中飞行的时间； （2）摩托车的行驶速度至少为多少才能越过这个壕沟？ 【答案】（1）0.4s；（2）12.5m/s 【解析】 【详解】（1）根据竖直方向上的运动规律 解得 （2）水平运动距离必须大于等于壕沟的水平长度，因此 即 所以速度至少为12.5m/s。 14. 某种变速自行车有六个飞轮和三个链轮，链轮和飞轮的齿数如表所示，该自行车的前后轮半径均为0.33m，人踩脚踏板的转速为每秒钟1.5转。 名称 链轮 飞轮 齿数（个） 48 38 28 15 16 18 21 24 28 （1）若采用的链轮和飞轮齿数分别为48和24，则该种组合下自行车行驶时的速度大小为多少？（计算结果保留两位有效数字） （2）通过选择不同齿数的链轮和飞轮，该自行车行驶的最大速度和最小速度之比为多少？ 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）人脚踩踏板的转速n为每秒钟1.5转，踏板与链轮同轴传动，故链轮的角速度为 链轮与飞轮通过链条相连，则有 即 当链轮和飞轮的齿数分别为48和24时，飞轮的角速度 又后轮与飞轮同轴传动，即有 则自行车的速度为 （2）根据 可知，当链轮的齿数最少、飞轮的齿数最多时，自行车的速度最小，最小速度为 当链轮的齿数最多、飞轮的齿数最少时，自行车的速度最大，最大速度为 所以自行车行驶的最大速度和最小速度之比 15. 如图所示，一根原长为的轻弹簧套在一长为的光滑直杆上，其下端固定在杆的端，质量为的小球也套在杆上且与弹簧的上端相连。小球和杆一起绕经过杆端的竖直轴匀速转动，且杆与水平面间始终保持角。已知杆处于静止状态时弹簧长度为，重力加速度为，，，，求： （1）弹簧的劲度系数； （2）弹簧为原长时，小球的角速度；（结果可含根号） （3）当杆的角速度满足什么条件时小球会从端飞走。（结果可含根号） 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）杆处于静止状态时，对小球受力分析，由平衡条件得 根据胡克定律得 解得 （2）弹簧为原长时，小球只受到重力和杆的支持力，由它们的合力提供向心力，则 可得 （3）当弹簧伸长长度为时，小球会从端飞走，设弹簧的伸长量为，弹簧的弹力为，对小球由受力分析可得，竖直方向 水平方向 根据胡克定律得 代入后，解得 所以，当杆的角速度时，弹簧长度大于，小球会从端飞走。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $