山东省泰安市新泰市第一中学北校2024-2025学年高一下学期4月期中物理试题

请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效 15．( 8 分) 16．( 8 分)新泰一中北校2024级高一下学期期中考试 物理答题纸 班级： 姓名： 1、[ A ] [ B] [ C ] [ D ] 5、[ A ] [ B] [ C ] [ D ] 9、[ A ] [ B] [ C ] [ D ] 2、[ A ] [ B] [ C ] [ D ] 6、[ A ] [ B] [ C ] [ D ] 10、[ A ] [ B] [ C ] [ D ] 3、[ A ] [ B] [ C ] [ D ] 7、[ A ] [ B] [ C ] [ D ] 11、[ A ] [ B] [ C ] [ D ] 4、[ A ] [ B] [ C ] [ D ] 8、[ A ] [ B] [ C ] [ D ] 12、[ A ] [ B] [ C ] [ D ] 13.（ 8 分） ① _____________ （1 分） ②______________（1 分） ③ _______________（2 分） ④ _______________（2 分） ⑤ _______________（2 分） 注意事项： 1、 考生答题前，在规定的地方准确 填写考号和姓名。 2、 选择题作答时，须用 2B 铅笔填 涂，如对答案进行修改，用橡皮 轻擦干净，注意不要擦破答题 卷。 3、 在答题卷对应题号指定的答题 区域内答题，切不可超出黑色边 框，超出黑色边框的答案无效。 粘贴条码处 物理 答题卡 第 1页 （共 2 页） 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效 第一题 选择题（请用 2B 铅笔填涂，每题 分，共 48 分） 14.（ 8 分） ① _____________ （1 分） ②______________（1分） ③ _______________（2分） ④ _______________（2分） ⑤ _______________（2分） 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效 18．( 16 分) 18 续．( 16 分) 17.（ 12 分） 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效 物理 答题卡 第 2 页 （共 2 页） 第 1 页 共 4 页 新泰一中北校 高一下学期期中考试 物理试题 》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D D C A C D C B AC ABC 题号 11 12 答案 BD ABD 13．(1) A 不同 (2)C (3) 1:4 2:1 【详解】（1）[1]在探究向心力与角速度的关系时，应保证钢球的质量和钢球做圆周运动的 半径相同，因此应选用质量相同的钢球，且左侧的钢球应放在�处； [2]欲使两钢球的角速度不同，则变速塔轮 1、2处圆盘的半径应不同。 （2）实验目的是探究向心力与质量、角速度以及半径的关系，在探究向心力与其中一个物 理量之间关系时，应先保证其他两个物理量不变，即本实验采用了控制变量法，题中探究加 速度与力、质量的关系时采用了控制变量法，C正确； （3）[1]某次实验时，若将皮带套在两个半径相同的变速塔轮上，左侧的钢球放在�位置， 则两球的角速度和半径相同，左右露出的标尺格数分别为 2格、8格，则向心力大小之比为 1: 4，由公式� = ��2�可知左右两侧小球的质量之比为 1: 4； [2]若实验时钢球的质量相等，左侧的钢球放在�位置，则两球的质量和半径相同，左右露出 的标尺格数分别为 2格、8格，则向心力大小之比为 1: 4，由公式� = ��2�可知两钢球的角 速度之比为 1: 2，皮带传动时左右两侧变速塔轮边缘的线速度大小相等，由公式� = ��可知 左右两侧变速塔轮的半径之比为 2: 1。 14． 大 > 天平 0.780 甲 【详解】（1）[1][2]为了减小实验的误差，下落物体应选择密度大的物体，乙图是验证系统 机械能是否守恒，�1向下运动，�2向上运动，所以�1＞�2 （2）[3]验证系统机械能是否守恒，即验证系统动能的增加量和系统重力势能的减小量是否 相等，动能的增加量为Δ�k = 1 2 （�1 +�2)�2 重力势能的减小量为Δ�P = （�1 −�2)�ℎ 可知需要测量两个重物的质量，所以实验器材还需要天平； （3）[4]根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带 上 C点时小车的瞬时速度大小，�� = ��� 2� = 0.049−0.0178 2×0.02 = 0.780m/s （4）[5] 甲方案更合理，因为在乙图中还受到细线与滑轮之间的阻力影响。 第 2 页 共 4 页 15．（1） 6� � ；（2）12�� 【详解】（1）铁球经过最高点时，以M为研究对象，设M受到杆的拉力大小为 F1，由平衡 条件得�1 = �� 以 m为研究对象，设 m受到杆的拉力大小为 F2，由牛顿运动定律得�2 +�� = ��2� 同一杆上的拉力相等�1 = �2 解得� = 6� � （2）铁球经过最低点时以 m为研究对象，设 m受到杆的拉力大小为 F3，由牛顿运动定律 得�3 −�� = ��2� 以M为研究对象，设M受到杆向下的拉力大小为 F4，地面对铁砧的支持力大小为 F，由平 衡条件得� = �� + �4 且�3 = �4 解得� = 12�� 由牛顿第三定律得，铁砧对地面的压力大小 �′ = � = 12�� 16．（1）2� � � ；16π � � ；（2）8π 7 � � 或 8π 9 � � 。 【详解】（1）卫星做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，对地球表面上质量为 m的物体， 有��� �2 = �� 对 a卫星，有���� �2 = �� 4π2 ��2 � 解得�� = 2π � � . 对 b卫星，有���� (4�)2 = �� 4π2 �� 2 ⋅ 4� 解得�� = 16π � � . （2）设经过时间 t，a、b两颗卫星第一次相距最远，若两卫星同向运转，此时 a比 b多转 半圈，则 2π� �� − 2π� �� = π 解得� = 8π 7 � � 若两卫星反向运转，则 2π �� + 2π �� � = π 解得� = 8π 9 � � 第 3 页 共 4 页 17．（1）51J；（2）54J 【详解】（1）物体轻放在传送带上时，根据牛顿第二定律得沿斜面方向 ���cos� − ��sin� = �� 可知物体上升的加速度为� = 2.5m/s2 物体达到 1m/s的速度通过的位移� = � 2 2� = 0.2m 故物体在到达�点前已经与传送带共速，由功能关系得传送带对物体做的功为 � = 1 2 ��2 +���sin30° = 51J （2）在物体加速运动的过程，根据运动学公式可得匀加速运动所用时间为� = � � = 0.4s 相对位移为Δ�′ = �� − � = 0.2m 电动机做功使物体机械能增加，同时使物体与传送带间因摩擦产生热量�，则因摩擦产生的 热量为� = ���cos� ⋅ Δ�′ = 3J 故电动机对传送带做的功为�电 = �+ � = 54J 18．（1） 23m/s；（2）27N；垂直倾斜轨道 BE向下（3）10 3 m；（4） 7 30 m 【详解】（1）设赛车恰好能通过圆形轨道的最高点的速度为�0，则有�� = � �0 2 � 代入数据解得�0 = 5m/s 从圆形轨道的最高点到 C点，根据机械能守恒定律有��� 1 + cos� = 1 2 ���2 − 1 2 ��02 代入数据解得�� = 23m/s （2）在 C点，根据牛顿第二定律有�N −��cos� = � �� 2 � 代入数据解得�N = 27N 根据牛顿第三定律可知赛车经过圆形轨道上 C点时对轨道的压力大小为 27N； 方向：垂直倾斜轨道 BE向下 （3）赛车从 A到 C，根据动能定理有�� − 06�� ⋅ �� − �� ⋅ ��sin� = 1 2 ���2 代入数据解得�� = 10 3 m 第 4 页 共 4 页 （4）赛车从 C到 E，再到弹簧压缩至最短，设压缩最短时弹簧形变量为 x，根据能量守恒 定律有�� ⋅ ��sin� + 0.6�� ⋅ (�� + �) + 1 2 ��2 = 1 2 ���2 代入数据解得� = 0.2m 然后从压缩最短到向左运动速度为零过程，根据动能定理有 1 2 ��2 − 0.6�� ⋅ �′ = 0 解得�′ = 7 15 m 则赛车最终静止的位置与 E点的距离� = �� + � − �′ = 7 30 m 一中北校 高一下学期 期中考试 物理试题 第 1 页 共 6 页 新泰一中北校 2024 级高一下学期期中考试 物理试题 班级：___________ 姓名：___________ 一、单项选择题（本题共 8 小题，每小题 3 分，共 24 分。每小题只有一个选项符合题目要求） 1．如图所示，下列关于机械能是否守恒的判断错误的是（ ） A．甲图中，弹簧压缩的过程中，物体 A机械能不守恒 B．乙图中，物体 B在大小等于摩擦力的拉力作用下沿斜面下滑时，机械能守恒 C．丙图中，不计任何阻力时，A加速下落，B加速上升的过程中，A、B机械能守恒 D．丁图中，小球由水平位置 A处由静止释放，运动到 B处的过程中，机械能不守恒 2．中国首次火星探测任务“天问一号”探测器在靠近火星时需要通过变轨过程逐渐靠近火星。已知引力常量为 G， 则下列说法正确的是（ ） A．“天问一号”从轨道 II运动过程中，万有引力始终不做功 B．“天问一号”在轨道Ⅰ上的机械能大于在轨道Ⅱ上的机械能 C．“天问一号”在 P点从轨道Ⅱ变轨到轨道Ⅰ，需要在 P点朝速度反方向喷气 以增加速度 D．若轨道Ⅰ贴近火星表面，已知“天问一号”在轨道Ⅰ上运动的角速度，可以推知火星的密度 3．如图，三颗赤道上空的通信卫星就能实现环赤道全球通信，已知三颗卫星离地高度均为 h，地球的半径为 R，地 球静止卫星离地高度为 6R，地球表面重力加速度为�，引力常量为 G，下列说法正确的是（ ） A．三颗通信卫星受到地球的万有引力的大小相等 B．能实现全球通信时，卫星离地高度至少是 2R C．其中一颗质量为 m的通信卫星的动能为 ��� 2 2 �+ℎ D．通信卫星和地球自转周期之比为 (7�) 3 (�+ℎ)3 4．假设人类登上火星后，在火星上进行了如下实验，在固定的竖直光滑圆轨道内部，一小球恰好能做完整的圆周 运动，小球在最高点的速度为 v，轨道半径为 r．若已知火星的半径为 R，引力常量为 G，则火星质量为（ ） A．� 2�2 �� B．5� 2�2 �� C．� 2�3 ��2 D．5� 2�3 ��2 5．一小物块从足够长的固定斜面底端以沿着斜面的初速度冲上斜面，已知小物块与斜面之间的摩擦力大小恒定。 若小物块到斜面底端的距离为 s，则小物块沿着斜面向上、向下运动过程中的动能�k随着 s变化的图像，正确的是 （ ） 一中北校 高一下学期 期中考试 物理试题 第 2 页 共 6 页 A． B． C． D． 6．质量为 1kg 的木箱在拉力作用下竖直向上运动的� − �图像如图所示。已知重力加速度为� = 10m/s2，不计空气 阻力，下列说法正确的是（ ） A．0~2s内，拉力对木箱做的功为 52.5J B．2~4s内，重力势能减少 60J C．4~8s内，拉力的平均功率为 0 D．0~8s内，拉力的最大瞬时功率为 46W 7．如图所示，杂技表演时，两根长度均为 l的不可伸长轻绳一端系在杂技演员的腰间（图中点 A），另一端分别系 在竖直杆上的 B点和 C点，随着杆转动，杂技演员也在空中转动，同时表演各种惊险动作。已知�� = �，杂技演员 的质量为 m，重力加速度大小为 g，不计空气阻力，下列判断正确的是（ ） A．角速度大小为 � � 时，绳��的拉力大小为1 2 �� B．角速度大小为 2� � 时，绳��的拉力大小为3 2 �� C．角速度大小为 3� � 时，绳��的拉力大小为5 2 �� D．角速度大小为 4� � 时，绳��的拉力大小为7 2 �� 8．利用射电望远镜（FAST）观测到一颗与地球相似的 X星球，观测发现 X星球有一颗近地卫星，当地球的近地卫 星转了 3圈时，X星球的近地卫星才转了一圈，X星球的半径约为地球半径的1 3 ，设地球和 X星球的密度、表面的 重力加速度分别用ρ1、ρ2、g1、g2表示。则下列说法正确的是（ ） A．地球和 X星球的密度之比ρ1：ρ2=1：9 B．地球和 X星球表面的重力加速度之比 g1：g2=27：1 C．分别在地球和 X星球表面相同高度处以相同的速度平抛一个物体，X星球上的物体落地水平位移小 D．X星球的自转角速度增加到� = �1 81�1 （R1为地球半径）时，会发生解体 二、多项选择题（本题共 4 小题，每小题 4 分，共 16 分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得 4 分， 选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分） 一中北校 高一下学期 期中考试 物理试题 第 3 页 共 6 页 9．如图所示,小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动,管道内侧壁半径为 R,小球半径为 r,小球直径略小于管道 内径．则下列说法中正确的是( ) A．小球若恰能通过与圆心等高点，则此时内外侧管壁对小球均无作用力 B．小球若恰能通过管道的最高点，则此时内外侧管壁对小球均无作用力 C．小球在与圆心等高的水平线 ab以下的管道中运动时，内侧管壁对小球一定无作用力 D．小球在与圆心等高的水平线 ab以上的管道中运动时，外侧管壁对小球一定有作用力 10．如图，长木板 A放在光滑的水平面上，可视为质点的小物体 B以水平速度滑上原来静止的长木板 A的上表面， 由于 A、B间存在摩擦，A、B速度随时间变化的情况如图乙所示，取� = 10m/s2，则下列说法正确的是（ ） A．木板 A与物体 B质量相等 B．若木板 A、物体 B质量已知，可以求得热量 Q C．小物体 B相对长木板 A滑行的距离 1m D．A对 B做的功与 B对 A做的功大小相等 11．拉格朗日点指的是在太空中类似于“地一月”或“日一地”的天体系统中的某些特殊位置，在该位置处的物体由两 个天体引力之和提供其圆周运动所需要的向心力，使该物体与该天体系统处于相对静止状态，即具有相同的角速度。 如图所示是“地一月”天体系统，在月球外侧、距离月球球心的距离为 s的地月连线上存在一个拉格朗日点，发射一 颗质量为 m的人造卫星至该点跟着月球一起绕地球转动。已知地球的半径为 R，地球表面重力加速度为 g，地月球 心之间的距离为 r，地球自转周期为�1，月球的公转周期为�2，则由以上数据可以算出（ ） A．地球的密度为 3�� 3 ��1 2�3 B．该卫星运行的向心加速度比月球运行的向心加速度大 C．该卫星的发射速度必须大于第二宇宙速度小于第三宇宙速度 D．月球对该卫星的引力为4� 2� �22 (� + �) − ��� 2 (�+�)2 12．如图所示，长度为 L 的轻杆可绕 O 点在竖直平面内无摩擦转动，一端固定在光滑转轴 O 点，三个质量均为 m 的小球固定在轻杆上，小球 1到 O点距离、小球 2 到小球 1距离与小球 3 到小球 2距离相等，小球 3 在轻杆的另 一端。重力加速度为 g，把轻杆自水平位置由静止释放，至轻杆转到竖直位置的过程中，忽略空气阻力，小球大小 不计，下列说法正确的是（ ） A．轻杆对小球 1做负功 B．轻杆对小球 2做功为− 2 21 ��� C．轻杆在竖直位置时，轻杆对小球 3 作用力为29 7 �� D．轻杆在竖直位置时，轻杆对小球 3 作用力为25 7 �g 一中北校 高一下学期 期中考试 物理试题 第 4 页 共 6 页 三、实验题（共 16 分。其中 13 题 8分，1+1+2+2+2=8；14 题 8 分，1+1+2+2+2=8） 13．晓宇同学利用如图所示的装置探究向心力与质量、角速度以及半径的关系，实验时，将钢球放在两侧横臂的挡 板处，转动手柄，钢球对挡板的压力大小可以通过左右两个标尺露出的等分格来表示． (1)在探究向心力与角速度的关系时，应选用质量相同的钢球，且左侧的小球应放在 ① （选填“A”或“B”） 位置，变速塔轮 1、变速塔轮 2处圆盘的半径 ② （选填“相同”或“不同”）． (2)下面与本实验的实验思想相同的是_____③______． A．研究匀变速直线运动规律的实验 B．验证平行四边形定则 C．探究加速度与力、质量的关系 D．描绘平抛运动的轨迹 (3)某次实验时，若将皮带套在两个半径相同的变速塔轮上，左侧的钢球放在 A位置，若左右露出的标尺格数分别为 2格、8格，则左右两侧小球的质量之比为 ④ ；若实验时钢球的质量相等，左侧的钢球放在 A位置，若 将皮带套在两个半径不同的变速塔轮上，若左右露出的标尺格数分别为 2格、8格，则左右两侧变速塔轮的半径之 比为 ⑤ ． 14．在《验证机械能守恒定律》实验中，两实验小组同学分别采用了如图甲和乙所示的装置，采用两种不同的实验 方案进行实验，设重力加速度为 g。 （1）在甲图中，下落物体应选择密度 ① （选填“大”或“小”）的重物； 在乙图中，两个重物的质量关系是�1 ② �2（选填“>”、“＝”或“<”）； （2）采用图乙的方案进行实验，除图中的器材外，还需要的实验器材有 交流电源、刻度尺和 ③ ； （3）某次实验所打纸带如图所示，O为第一个点，A、B、C、D点到 O点的距离已标出，打点时间间隔为 0.02s，则记录 C点时，重物的速度 �� = ④ m/s；（结果保留三位有效数字） （4）从减少实验误差的角度看，比较两种实验方案，你认为 ⑤ 更合理（选填“甲”或“乙”)。 一中北校 高一下学期 期中考试 物理试题 第 5 页 共 6 页 四、解答题（8+8+12+16=44 分。要求写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后 答案的，不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。） 15（8分）．如图所示是一个建筑工地经常使用的夯土机的简化模型。铁球的质量为 m（可视为质点），铁砧的质量 为� = 5�，连接铁球和铁砧的杆长为 L，其质量不计。电动机带动铁球绕着水平转轴 O以某一角速度匀速转动．．．．， 且球经过最高点时铁砧恰好对地没有压力．．．．．．．．．．，重力加速度为 g，不计一切阻力，求： （1）角速度ω的大小； （2）铁球经过最低点时铁砧对地面的压力大小。 16（8分）．a、b两颗卫星均在地球赤道正上方绕地球做匀速圆周运动，a为近地卫星，b卫星离地面高度为 3R， 已知地球的半径为 R，地球表面的重力加速度为 g，试求：(忽略地球自转的影响) （1）a、b两颗卫星的周期； （2）若某时刻两卫星正好同时通过赤道同一点的正上方，则至少经过多长时间两卫星相距最远？ 一中北校 高一下学期 期中考试 物理试题 第 6 页 共 6 页 17、（12分）如图所示，绷紧的传送带与水平面的夹角� = 30°,�、�之间的距离� = 5m，传送带在电动机的带动下 以� = 1m/s的恒定速率顺时针运转。现将一质量� = 2kg的物体（可看作质点）无初速度地放在�点，已知物体与 传送带间的动摩擦因数� = 3 2 ，重力加速度取� = 10m/s2，在传送带将物体从�点传送到�点的过程中，求： （1）传送带对物体做的功； （2）为传送物体，电动机至少需额外做多少功？ 18．（16分）小明同学为测试某玩具赛车（可看做质点）的性能，设计了如图所示的轨道模型。粗糙的水平轨道��、�� 与光滑的倾斜轨道��平滑连接于 B点和 E点，光滑竖直圆形轨道��与倾斜轨道相切于 C点。��间有一固定在 F 点的轻弹簧，自然伸长到轨道上的 G点。已知赛车的质量� = 0.5kg，倾斜轨道与水平方向夹角� = 37°，圆形轨道 的半径� = 0.5m，�� = �� = 0.75m，�� = 0.5m，赛车在两水平轨道上运动时受到的阻力等于重力的 0.6倍，弹簧 的劲度系数� = 70N/m，g取 10m/s2。现让赛车从 A点以� = 18W的额定功率由静止开始启动，� = 1s时到达 B 点，立即关闭发动机，赛车沿倾斜轨道继续运动，恰好能通过圆形轨道的最高点，之后继续沿着倾斜轨道到达水平 轨道��（sin37° = 0.6, cos37° = 0.8）。求： （1）赛车经过 C点时的速度大小（结果可保留根号）； （2）赛车经过圆形轨道上 C点时对轨道的压力； （3）水平轨道��间的距离； （4）赛车最终静止的位置与 E点的距离（弹簧的弹性势能�P与弹簧形变量 x之间的关系为�P = 1 2 ��2）。