精品解析：甘肃省天水市张家川回族自治县第二高级中学2023-2024学年高一下学期期中考试物理试卷

2023—2024学年度第二学期期中考试试题 高一物理 第Ⅰ卷（选择题，共48分） 一、单项选择题：（本题共8小题，每小题4分，共32分） 1. 下列说法符合物理学史的是（　　） A. 托勒密发现了行星的运动规律 B. 开普勒发现了万有引力定律 C. 卡文迪许第一次在实验室里测出了万有引力常量 D. 牛顿发现了海王星和冥王星 2. 关于平抛运动下列说法错误的是（　　） A. 平抛运动是一种理想模型，现实生活中很难实现 B. 由于平抛运动轨迹是曲线，所以它不是匀变速运动 C. 平抛运动可以分解成水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动 D. 物体做平抛运动时，在任意相等的时间内，速度的变化量大小相等，方向相同 3. 关于匀速圆周运动，下列说法中正确的是（　　） A. 是匀变速曲线运动 B. 是线速度不变的运动 C. 做匀速圆周运动的物体所受合外力大小不变 D. 做匀速圆周运动的物体除了受重力、或弹力、摩擦力等以外，还受向心力作用 4. 如图所示，河的宽度为d，船渡河时船头始终垂直河岸．船在静水中的速度大小为v1，河水流速的大小为v2，则船渡河通过的位移为（　　） A. B. C. D. 5. 对于质量m1和质量m2的两个物体间的万有引力表达式，下列说法正确的是（　　） A. 公式适用自然界任意物体 B. 当两物体间的距离r趋于零时，万有引力趋于无穷大 C. 两物体彼此间引力大小总是相等的，与谁质量大、谁质量小没有关系 D. 两个物体间的引力总是大小相等，方向相反的，是一对平衡力 6. 飞机驾驶员所能承受的压力最大等于9倍的重力，如图所示飞机在竖直平面内沿圆弧轨道俯冲做特技表演，若飞机在最低点时速度大小为360km/h，则为保证驾驶员安全，飞机俯冲圆弧轨道的最小半径为（取g=10m/s2）（　　） A. 500m B. 125m C. 111m D. 250m 7. 如图，以9.8m/s的水平初速度v0抛出的物体，飞行一段时间后，垂直地撞在倾角θ为30°的斜面上，则物体完成这段飞行的时间是（取g=9.8m/s2）（　　） A. B. C. D. 2s 8. 汽车以2m/s2的加速度在平直路面上匀加速行驶，车厢中一乘客把手伸出窗外从距地面高0.8m处自由释放一物体，不计空气阻力（取g=10m/s2），则物体落地时与乘客的水平距离为（　　） A. 0m B. 0.16m C. 0.8m D. 因不知释放瞬间汽车速度无法判断 二、多项选择题：（每题4分，漏选得2分，有错选得0分） 9. 下列运动中物体的加速度不变的是（　　） A. 平抛运动 B. 自由落体运动 C. 竖直上抛运动 D. 匀速圆周运动 10. 若人造卫星绕地球做匀速圆周运动，则离地面越近的卫星( ) A. 线速度越小 B. 角速度越小 C. 向心加速度越小 D. 周期越小 11. 如图所示，水平转台上放着A、B、C三个物体，质量分别为2m、m、m，离转轴的距离分别为R、R、2R，与转台间的摩擦因数相同，转台旋转时，下列说法中正确的是（　　） A. 若三个物体均未滑动，B物体受的摩擦力最小 B. 若三个物体均未滑动，A物体的向心加速度最大 C. 若转台转速增加，则A物体比B物体先滑动 D. 若转台转速增加，则三个物体中C物体最先滑动 12. 如图所示，A、B物体通过轻质细绳绕过光滑的定滑轮相连，在水平力F作用下，物体B沿水平面向右匀速运动，物体A竖直上升，设绳子与水平方向的夹角为α，此过程中（　　） A. 绳子对物体A的拉力等于物体重力 B. 绳子对物体A的拉力大于物体重力 C. B物体所受水平面摩擦力逐渐减小 D. 当绳子与水平方向夹角α=30°时， 第Ⅱ卷（非选择题，共52分） 三、实验填空题：（共2小题，每空3分，共15分） 13. 如图所示为皮带传动装置，大轮与小轮共轴转动，中轮与小轮通过皮带传动。已知大轮半径为3R，中轮半径为2R，小轮半径为R，C、A、B分别为大、中、小三轮边缘上的一点，假设传动时皮带不打滑，则A、B二点的线速度之比为________，A、B、C三点的向心加速度之比为________。 14. 如图所示为一小球做平抛运动的闪光照片的一部分，图中方格的边长为5cm,如果取g=10m/s²,那么 （1）闪光周期是_______s. （2）小球运动的水平分速度大小为________m/s. （3）小球运动到B点时的速度大小为________m/s． 四、计算题（本题有4小题，共37分，解答应写出必要的文字说明、演算步骤。推理、说明过程要简洁清晰，有数字计算的题要写出明确的数值和单位，只有最后结果的得零分。） 15. 一质点做匀速圆周运动，箭头表示运动方向，试在图中最高处a点画出其速度方向，在右侧b点画出其加速度方向。 16. 下雨天转动伞柄，雨滴就沿伞的边缘飞出，雨滴的运动可以看成平抛运动，将这样的运动情景可以等效如图所示，置于圆形水平转台边缘的小物块随转台缓慢加速转动，当转速达到某一数值时，物块恰好滑离转台开始做平抛运动。现测得转台半径R=2.0m，离水平地面的高度H=0.45m，物块平抛落地过程中水平位移的大小s=0.9m。设物体所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度g=10m/s2。求： （1）物块做平抛运动的初速度大小v； （2）物块与转台间的动摩擦因数。（取g=10m/s2） 17. 如图所示，在距地面高为H=80m处，有一小球A以初速度v0=10m/s水平抛出，与此同时，在A的正下方有一物块B也以v0=10m/s初速度同方向滑出，B与水平地面间的动摩擦因数为=0.4，A、B均可视为质点，空气阻力不计（取g=10m/s2）．试求： （1）A球落地点距抛出点的距离； （2）A球落地时，A、B相距的距离。 18. 为了探测X星球，载着登陆舱的探测飞船总质量为m1，在以该星球中心为圆心，半径为r1的圆轨道上运动，周期为T1。随后登陆舱脱离飞船，变轨到离星球更近的半径为r2的圆轨道上运动，此时登陆舱的质量为m2，已知万有引力恒量为G。求： （1）X星球的质量； （2）登陆舱在半径为r2的轨道上做圆周运动的周期。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2023—2024学年度第二学期期中考试试题 高一物理 第Ⅰ卷（选择题，共48分） 一、单项选择题：（本题共8小题，每小题4分，共32分） 1. 下列说法符合物理学史的是（　　） A. 托勒密发现了行星的运动规律 B. 开普勒发现了万有引力定律 C. 卡文迪许第一次在实验室里测出了万有引力常量 D. 牛顿发现了海王星和冥王星 【答案】C 【解析】 【详解】A．开普勒发现了行星的运动规律，A错误； B．牛顿发现了万有引力定律，B错误； C．卡文迪许第一次在实验室里测出了万有引力常量，C正确； D．亚当斯和勒维耶发现了海王星，D错误。 故选C。 2. 关于平抛运动下列说法错误的是（　　） A. 平抛运动是一种理想模型，现实生活中很难实现 B. 由于平抛运动轨迹是曲线，所以它不是匀变速运动 C. 平抛运动可以分解成水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动 D. 物体做平抛运动时，在任意相等的时间内，速度的变化量大小相等，方向相同 【答案】B 【解析】 【详解】A．平抛运动是只在重力作用下的运动，现实生活中物体运动都受到阻力，很难实现，故A正确； B．平抛运动是只在重力作用下的运动，重力不变，所以它是匀变速运动，故B错误； C．做平抛运动的物体只受重力，初速度方向水平，所以平抛运动可以分解成水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动，故C正确； D．物体做平抛运动时，只受重力，加速度为重力加速度，恒定，所以在任意相等的时间内，速度的变化量大小相等，方向相同，故D正确。 故选B。 3. 关于匀速圆周运动，下列说法中正确的是（　　） A. 是匀变速曲线运动 B. 是线速度不变的运动 C. 做匀速圆周运动的物体所受合外力大小不变 D. 做匀速圆周运动的物体除了受重力、或弹力、摩擦力等以外，还受向心力作用 【答案】C 【解析】 【详解】A．做匀速圆周运动的物体加速度大小不变，方向指向圆心、不断变化，是变加速曲线运动，A错误； B．匀速圆周运动的线速度大小不变，而方向时刻发生变化，B错误； C．做匀速圆周运动的物体所受合外力充当向心力，合外力时刻指向圆心，合外力大小不变，C正确； D．做匀速圆周运动的物体所受合外力充当向心力，不能说还受向心力的作用，D错误。 故选C。 4. 如图所示，河的宽度为d，船渡河时船头始终垂直河岸．船在静水中的速度大小为v1，河水流速的大小为v2，则船渡河通过的位移为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】渡河时间为 则沿河岸方向的位移为 则船渡河通过的位移为 故选D。 5. 对于质量m1和质量m2的两个物体间的万有引力表达式，下列说法正确的是（　　） A. 公式适用自然界任意物体 B. 当两物体间的距离r趋于零时，万有引力趋于无穷大 C. 两物体彼此间引力大小总是相等的，与谁质量大、谁质量小没有关系 D. 两个物体间的引力总是大小相等，方向相反的，是一对平衡力 【答案】C 【解析】 【详解】A．若不能将物体看作质点，则公式不适用，A错误； B．当两物体间的距离r趋于零时，两物体不能看成质点，万有引力定律不再适用，B错误； C．两物体彼此间引力大小总是相等的，与谁质量大、谁质量小没有关系，C正确； D．两个物体间的引力总是大小相等，方向相反的，是一对相互作用力，D错误。 故选C。 6. 飞机驾驶员所能承受的压力最大等于9倍的重力，如图所示飞机在竖直平面内沿圆弧轨道俯冲做特技表演，若飞机在最低点时速度大小为360km/h，则为保证驾驶员安全，飞机俯冲圆弧轨道的最小半径为（取g=10m/s2）（　　） A. 500m B. 125m C. 111m D. 250m 【答案】B 【解析】 【详解】飞机在最低点，向心力为 可得飞机俯冲圆弧轨道的最小半径为 故ACD错误，B正确。 故选B。 7. 如图，以9.8m/s的水平初速度v0抛出的物体，飞行一段时间后，垂直地撞在倾角θ为30°的斜面上，则物体完成这段飞行的时间是（取g=9.8m/s2）（　　） A. B. C. D. 2s 【答案】C 【解析】 【详解】设垂直地撞在斜面上时速度为v，将速度分解水平的 vsinθ=v0 竖直方向 vy=vcosθ 由以上两个方程可以求得 vy=v0cotθ 由竖直方向自由落体的规律得 vy=gt 代入数值可求得 t=s 故选C。 8. 汽车以2m/s2的加速度在平直路面上匀加速行驶，车厢中一乘客把手伸出窗外从距地面高0.8m处自由释放一物体，不计空气阻力（取g=10m/s2），则物体落地时与乘客的水平距离为（　　） A. 0m B. 0.16m C. 0.8m D. 因不知释放瞬间汽车速度无法判断 【答案】B 【解析】 【详解】设释放物体时汽车速度为v0，物体做平抛运动，有 ， 对汽车有 则物体落地时与乘客的水平距离为 联立以上各式解得 故选B。 二、多项选择题：（每题4分，漏选得2分，有错选得0分） 9. 下列运动中物体的加速度不变的是（　　） A. 平抛运动 B. 自由落体运动 C. 竖直上抛运动 D. 匀速圆周运动 【答案】ABC 【解析】 【详解】ABC．物体做平抛运动、自由落体运动或竖直上抛运动，物块均只受重力作用，加速度大小不变，方向始终竖直向下，ABC正确； D．物体做匀速圆周运动，加速度大小不变，方向始终指向圆心，方向始终在改变，D错误。 故选ABC。 10. 若人造卫星绕地球做匀速圆周运动，则离地面越近的卫星( ) A. 线速度越小 B. 角速度越小 C. 向心加速度越小 D. 周期越小 【答案】D 【解析】 【详解】人造卫星绕地球做匀速圆周运动时，由地球的万有引力提供向心力，则有： 解得： A.由可知，离地面越近的卫星，轨道半径r越小，线速度越大，故A错误； B.由可知，离地面越近的卫星，轨道半径r越小，角速度越大，故B错误； C.由可知，离地面越近的卫星，轨道半径r越小，向心加速度越大，故C错误； D.由可知，离地面越近的卫星，轨道半径r越小，周期越小，故D正确． 11. 如图所示，水平转台上放着A、B、C三个物体，质量分别为2m、m、m，离转轴的距离分别为R、R、2R，与转台间的摩擦因数相同，转台旋转时，下列说法中正确的是（　　） A. 若三个物体均未滑动，B物体受的摩擦力最小 B. 若三个物体均未滑动，A物体的向心加速度最大 C. 若转台转速增加，则A物体比B物体先滑动 D. 若转台转速增加，则三个物体中C物体最先滑动 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．若三个物体均未滑动，设角速度为，三个物体所受摩擦力充当向心力，有 ，， 则有 且有 ，， 则有 即B物体受的摩擦力最小，C物体的向心加速度最大，A正确，B错误； CD．物体恰好不滑动时，最大静摩擦力提供向心力，根据牛顿第二定律有 即 因C离转轴的距离最大，则在三个物体中，物体C的静摩擦力先达到最大值，最先滑动，A、B同时滑动，C错误，D正确。 故选AD。 12. 如图所示，A、B物体通过轻质细绳绕过光滑的定滑轮相连，在水平力F作用下，物体B沿水平面向右匀速运动，物体A竖直上升，设绳子与水平方向的夹角为α，此过程中（　　） A. 绳子对物体A的拉力等于物体重力 B. 绳子对物体A的拉力大于物体重力 C. B物体所受水平面摩擦力逐渐减小 D. 当绳子与水平方向夹角α=30°时， 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．将物体B的速度沿绳和垂直绳的方向进行分解，有 ， 物体B沿水平面向右匀速运动，则保持不变，在物体B向右匀速运动的过程中，α不断减小，则不断增大，说明物体A做加速运动，说明绳对物体A的拉力大于物体重力，A错误，B正确； C．设绳的拉力为T，物体B所受支持力为N，所受摩擦力为f，则有 ， 则有 随着α不断减小，则f不断增大，C错误； D．当绳子与水平方向夹角为30°时，有 整理得 D正确。 故选BD。 第Ⅱ卷（非选择题，共52分） 三、实验填空题：（共2小题，每空3分，共15分） 13. 如图所示为皮带传动装置，大轮与小轮共轴转动，中轮与小轮通过皮带传动。已知大轮半径为3R，中轮半径为2R，小轮半径为R，C、A、B分别为大、中、小三轮边缘上的一点，假设传动时皮带不打滑，则A、B二点的线速度之比为________，A、B、C三点的向心加速度之比为________。 【答案】 ①. ②. 【解析】 【详解】[1]A、B两点为皮带传动，则二者线速度相等，线速度之比为。 [2]B、C两点为共轴传动，则二者角速度相等，则二者线速度之间关系满足 且有 则三者的向心加速度满足 ，， 联立以上各式可得 14. 如图所示为一小球做平抛运动的闪光照片的一部分，图中方格的边长为5cm,如果取g=10m/s²,那么 （1）闪光周期是_______s. （2）小球运动的水平分速度大小为________m/s. （3）小球运动到B点时的速度大小为________m/s． 【答案】 ①. 0.1s； ②. 1.5； ③. 2.5 【解析】 【详解】(1)据，整理得，代入数据解得： (2)小球运动的水平分速度，代入数据解得： (3)小球在B点的竖直分速度，代入数据解得：；小球运动到B点时的速度，代入数据解得：． 四、计算题（本题有4小题，共37分，解答应写出必要的文字说明、演算步骤。推理、说明过程要简洁清晰，有数字计算的题要写出明确的数值和单位，只有最后结果的得零分。） 15. 一质点做匀速圆周运动，箭头表示运动方向，试在图中最高处a点画出其速度方向，在右侧b点画出其加速度方向。 【答案】 【解析】 【详解】物体做圆周运动时，速度方向沿所在位置的切线方向，则a点和b点的速度方向如图所示 16. 下雨天转动伞柄，雨滴就沿伞的边缘飞出，雨滴的运动可以看成平抛运动，将这样的运动情景可以等效如图所示，置于圆形水平转台边缘的小物块随转台缓慢加速转动，当转速达到某一数值时，物块恰好滑离转台开始做平抛运动。现测得转台半径R=2.0m，离水平地面的高度H=0.45m，物块平抛落地过程中水平位移的大小s=0.9m。设物体所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度g=10m/s2。求： （1）物块做平抛运动的初速度大小v； （2）物块与转台间的动摩擦因数。（取g=10m/s2） 【答案】（1）3m/s；（2）0.45 【解析】 【详解】（1）物体做平抛运动，有 ， 联立解得 故物体做平抛运动的初速度大小为3m/s。 （2）因物体所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，即物体刚滑动时所受的滑动摩擦力充当向心力，有 代入数据得 故物块与转台间的动摩擦因数为0.45。 17. 如图所示，在距地面高为H=80m处，有一小球A以初速度v0=10m/s水平抛出，与此同时，在A的正下方有一物块B也以v0=10m/s初速度同方向滑出，B与水平地面间的动摩擦因数为=0.4，A、B均可视为质点，空气阻力不计（取g=10m/s2）．试求： （1）A球落地点距抛出点的距离； （2）A球落地时，A、B相距的距离。 【答案】（1）40m；（2）27.5m 【解析】 【详解】（1）A球平抛运动竖直方向是自由落体运动 代入数据得平抛运动的时间 t=4s 水平方向匀速直线运动 xA=v0t 代入数据得平抛运动的水平位移 xA=40m 则落地点距抛出点的距离根据勾股定理 s2=H2+xA2 代入数据落地点距抛出点的距离得 s=40m （2）在A球平抛运动的同时B物体做匀减速运动，对B物体根据牛顿第二定律得 μmg=ma B停止所用时间 小于4s，所以在A落地时，B已经停止。B的位移为 则A球落地时，A、B相距为 xA-xB=40m-12.5m=27.5m 18. 为了探测X星球，载着登陆舱的探测飞船总质量为m1，在以该星球中心为圆心，半径为r1的圆轨道上运动，周期为T1。随后登陆舱脱离飞船，变轨到离星球更近的半径为r2的圆轨道上运动，此时登陆舱的质量为m2，已知万有引力恒量为G。求： （1）X星球的质量； （2）登陆舱在半径为r2的轨道上做圆周运动的周期。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）选飞船为研究对象，由万有引力提供向心力，则 解得X星球的质量为 （2）登陆舱在r2的轨道上运动时满足 联立解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $